Диссертация (792610), страница 14
Текст из файла (страница 14)
руб. при сроке окупаемости в 14 дней.Следовательно, переоборудование существующих защит в ЧНСЗ,позволяющее исключить ущерб от последствий пережога контактныхпроводов, является экономически оправданным.3.81.Выводы по главеПрименение существующих способов защиты от токов КЗ втяговой сети является причиной пережога контактных проводов (при ССЗ)или ложных отключений выключателей питающих линий ТП и ПС (приНСЗ). Переход на ЧНСЗ позволит исключить вероятность пережогаконтактных проводов при незначительном числе ложных отключенийвыключателейпитающихлиний,азначитповыситьнадежностьэлектроснабжения тяги поездов.2.Получено аналитическое решение для определения истиннойзоны неселективного действия защит ЧНСЗ при повреждении вблизи ТП илиПС.
Установлено, что длина истинной зоны неселективного действия защитЧНСЗсоставляетменееполовиныдлинынастраиваемойзонынеселективности (0,83 ÷ 1,261 км) вследствие взаимодействия токов КЗ вконтактных сетях параллельных путей межподстанционной зоны.1203.Применение СЗПС в тяговой сети переменного тока, какальтернативыЧНСЗпозволиттакжеуменьшитьвремяотключенияповреждения в пределах всей защищаемой зоны по сравнению с ССЗ и недопустить ложных отключений выключателей питающих линий.4.Установлено, что длина зоны каскадного действия защит СЗПСаналогично длине истинной зоны неселективного действия защит ЧНСЗкрайне мала и составляет менее половины длины участка настраиваемойзоны защиты, выходящей за пределы защищаемого зоны.5.Установлено, что длина зоны неселективности защит СЗПС приотключении одного из путей двухпутного участка составляет менееполовины защищаемой зоны (около 7 км).
Поэтому неселективную работузащит системы в случае отключения одного из путей двухпутного участка заПС целесообразно оставить с точки зрения повышения надежностиэлектроснабжения.6.Введение в третьей ступени защит НСЗ выдержки времени 0,2 собеспечит селективную работу с защитами выключателей питающих линийстанции и линии ДПР, тогда как опасность пережога контактных проводовбудет минимальна.7.Анализ вероятных условий пережога контактных проводовпоказал, что применение, как ЧНСЗ, так и СЗПС практически полностьюпредотвращает вероятность пережога на участках с выключателями свременем действия не более 0,04 с и является необходимым условиемобеспечения надежности электроснабжения тяговой сети.8.Приселективномспособеорганизациизащитыучастковконтактной сети опасность пережога в зонах вблизи ТП и ПС достаточновелика и она тем выше чем ближе подстанции участка к питающему центру.9.ПереоборудованиеССЗвЧНСЗявляетсяэкономическиоправданным.
Годовой экономический эффект от переоборудования защитприсоединений одной межподстанционной зоны составляет 1 млн. руб. присроке окупаемости в 14 дней.1214СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИКИЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ4.1Особенность работы автоматики электроснабжения тяговой сетипеременного тока4.1.1 Существующий алгоритм автоматизации электроснабжениятяговой сетиНадежность системы электроснабжения при организации защиты оттоков КЗ на основе рассматриваемых систем может быть существенноповышена путем использования средств автоматики.В настоящее время автоматизация электроснабжения тяговой сетипеременного тока с селективной системой работы релейной защиты всоответствие с нормативными документами [99; 100] выполнена следующимобразом.
При КЗ в любой точке контактной сети, отключаются выключателипитающей линии контактной сети на ТП в1 и на ПС в4 (рисунок 4.1). Далеепо АПВ выключателя в2 питающей линии контактной сети ТП снормированным временем 5 – 7 с происходит его включение припроходящемКЗизатемповстречномунапряжениювключаетсявыключатель в4 рассматриваемой питающей линии на ПС штатным АПВ.Другимисловамисуществующийалгоритмавтоматизацииэлектроснабжения тяговой сети на основании [100] для участков с ПС навыключателяхисселективнойзащитоймежподстанционнойзоныпредставляет следующую последовательность действий:– КЗ в тяговой сети;– отключение от защиты «четвертушки» участка контактной сетимежподстанционной зоны;– включение по АПВ (5 – 7 с) выключателя в2 на ТП;– включение выключателя в4 на ПС по встречному напряжению.122Таким образом, при аварийном отключении выключателей напряжениев контактной сети будет отсутствовать более 5 с.
За это время, например, приработевтяговойсетиэлектровозовВЛ-80с(смашиннымфазорасщепителем), успевает «разобраться» схема их тягового режима, чтопроисходит через 1,5 – 2 с после снятия напряжения, так какфазорасщепитель теряет скорость и дает команду на отключение контакторовтяговых двигателей. Чтобы восстановить тяговый режим машинистутребуется не менее 1 – 2 мин. Если тяжеловесный состав идет по подъемусвыше 6‰, то большая вероятность его остановки с известнымипоследствиями прекращения движения поездов на участке [101].Рисунок 4.1 – Схема питания межподстанционной зоныДля предотвращения остановки движения поездов при аварийныхситуациях в тяговой сети необходимо введение функций определенияпроходящего (устойчивого) КЗ в отключенной контактной сети (обуказанных функциях речь пойдет ниже). В этом случае при проходящих КЗвыполняется быстродействующее БАПВ с временем 0,5 с, и тогда схематягового режима на электровозе не успевает разобраться [98; 102-105].Терминалы ИнТер с указанными новыми функциями успешноработают на ТП участка Горьковской железной дороги и на некоторыхдругих участках уже более 8 лет.
Однако для реализаций указанных функцийтребуется установка трансформатора напряжения у выключателя каждогоприсоединения питающей линии со стороны контактной сети. В проектномварианте ТП такого трансформатора нет [106].123Поэтому введение функции определения устойчивого (проходящего)КЗ стало возможным на ПС (рисунок 4.2) в связи с наличием в его проектномварианте трансформаторов напряжения на каждой питающей линииконтактной сети [107; 108].Следовательно, современный ПС на выключателях (см. рисунок 4.2)отличаетсяустойчивоговведениемследующих(проходящего)КЗвновыхфункций:отключеннойопределениемконтактнойсетииопределением места повреждения, которые он приобрел с включением накаждом выключателе питающей линии контактной сети интеллектуальноготерминала ИнТер [108-113].
При совместном применении этих функций, вчастности, после аварийного отключения выключателя и определения местаповреждения решается вопрос о возможности повторного включениявыключателя. По каналам ТУ-ТС телемеханики информация от ИнТерпередается в диспетчерскую для принятия соответствующих мер повосстановлениюнапряжения(илиавтоматически,илиоперативноэнергодиспетчером).На схеме (рисунок 4.2) оборудование имеет следующие обозначения:1QП1-4QП1 – выключатель ПС;1TA1-4TA1, ТА1, TA2 – трансформатор тока;1TV1-4TV1 – трансформатор напряжения;1FV1-4FV1 – ограничитель перенапряжения;1FU1-4FU1 – предохранитель;A1 – шкаф управления фидерами;A2 – шкаф телемеханики;1A1-4A1 – терминал ИнТер.124Рисунок 4.2 – Схема ПС ООО «НИИЭФА-ЭНЕРГО» для двухпутныхучастков железных дорог ПСК-27,5 с интеллектуальными терминаламиИнТер4.1.2 Функции автоматики электроснабжения тяговой сетиРазберем принцип работы новых функций автоматики.1.Функция определения (контроля) устойчивого (проходящего) КЗв отключенного контактной сети по остаточному напряжению (УККЗ).После аварийного отключения выключателя, питающего контактнуюсеть, на котором произошло КЗ, электровозы некоторое время (до 1,5 – 2 с)продолжаютгенерироватьнапряжениеотасинхронноймашины–фазорасщепителя «старых» электровозов (например, ВЛ-80с) или отасинхронныхвспомогательныхмашинсобственныхнуждэлектровозов (например,2ЭС5К, 3ЭС5К), рисунок 4.3 [114; 115].«новых»125Рисунок 4.3.
Упрощенная схема питания вспомогательных машин ВМпеременного тока с вращающимся фазорасщепителем ФР (пусковымдвигателем ПД) (а), со статическим конденсаторным расщепителем фаз (б).На рисунке 4.3 обозначения коммутационных аппаратов: К – главныйвыключатель электровоза, КМ, КМ2 – пускатели асинхронных машин, КМ1 –переключатель конденсаторов.Впоследниегодывэлектровозах«Ермак»устанавливаютдополнительно пусковой двигатель НБА55, работающий без нагрузки ивыполняющий функции расщепителя фаз. Указанное увеличивает общуюмощность асинхронной нагрузки.Генерируемое напряжение асинхронных машин в режиме выбеганазывают остаточным [116], его частота работающих машин на выбегепостепенно снижается: за 2 с частота снижается до 47 – 46 Гц и ниже.
Темсамым, асинхронные машины генерируют напряжение частотой ниже 50 Гц,обычно контролируется напряжение 48 – 48,5 Гц, факт которого определяет:– отсутствие КЗ в контактной сети;– отключены все источники напряжения 50 Гц на рассматриваемомучастке контактной сети.Общаямощностьвспомогательныхмашиннаэлектровозахпеременного тока (мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры) составляет до7 – 10% от общей мощности тяговых двигателей при потреблении ими до12610% электроэнергии, затрачиваемой на тягу.
Мощность фазорасщепителясоизмерима с мощностью вспомогательных машин. Таким образом,мощность асинхронных двигателей такова, что можно достаточно точноизмерить остаточное напряжение с помощью трансформатора напряженияТН-27,5 кВ, установленного в тяговой сети, например, у ТП.При устойчивом КЗ в любой точке тяговой сети систем 25 и 2х25 кВуказанное напряжение близко к нулю, так как сопротивление асинхронныхдвигателей электровоза на несколько порядков больше сопротивлениятяговой сети [117; 118]. Если остаточное напряжение близко к нулю, – этоявляется условием необходимости блокировки АПВ.Следует обратить внимание на время БАПВ. Практика работы БАПВ свременем 0,5 с на Горьковской железной дороге показала, что могут бытьслучаи повторного КЗ после БАПВ (то есть случаи неуспешного БАПВ, хотяпо опыту эксплуатации их не более 5% от всех аварийных отключений).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
