УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Полезная модель относится к системе автоматизации электроснабжения электрических железных дорог, а именно к устройствам определения зоны повреждения контактной сети переменного тока железных дорог.
Известно устройство определения зоны повреждения контактной сети двухпутного участка переменного тока электрических железных дорог [1], содержащее шины 27,5 кВ тяговой подстанции с подключенными через выключатели контактной сети первого и второго пути и линией продольного электроснабжения ДПP-27,5 кВ, находящимися в зоне электромагнитного влияния, сигнальное устройство, первый блок контроля наведенного напряжения, в котором содержатся трансформатор напряжения с первичной и вторичной обмотками, реле напряжения с замыкающим контактом и низкочастотный фильтр, причем первичная обмотка трансформатора напряжения подключена одним выводом к выключателю со стороны контактной сети одного пути, а другим выводом к рельсу, а вторичная обмотка подключена к входу низкочастотного фильтра через замыкающий контакт реле-повторителя отключенного состояния выключателя, выход которого подключен к катушке реле напряжения, один вывод замыкающего контакта реле напряжения подключен к сигнальному устройству.
Это устройство определяет место КЗ с одной стороны, от одной тяговой подстанции. Если же произойдет сразу два повреждения (при грозе может пробиться изоляция на нескольких опорах, при сильном ветре могут упасть деревья на контактную сеть в разных пролетах и т.д.), то указанное устройство не сможет определить второе повреждение, то-есть устройство не может определить всю зону повреждения. Поэтому приходиться устранить первое повреждение, а затем отыскивать второе.
Целью полезной модели является повышение ее эффективности путем определения сразу всей зоны повреждения, что уменьшает время поиска повреждения.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство [1] вводится пост секционирования [2, рис.9.28 и 3, стр.119-120] со вторым блоком контроля наведенного напряжения по аналогии с таким же первым блоком в [1], и тогда зона повреждения определяется только после одновременного срабатывания первого и второго блоков контроля наведенного напряжения, контролирующих повреждения в контактной сети с двух сторон (со стороны тяговой подстанции и со стороны поста секционирования).
Другими словами. Поставленная цель достигается тем, что введены пост секционирования с выключателями фидеров контактной сети и второй блок контроля наведенного напряжения, содержащий трансформатор напряжения с первичной и вторичной обмотками, реле напряжения с замыкающим контактом и низкочастотный фильтр, причем первичная обмотка трансформатора напряжения подключена одним выводом к выключателю со стороны контактной сети того пути, к которому подключен первый блок контроля наведенного напряжения, а другим выводом к рельсу, а вторичная обмотка подключена к входу низкочастотного фильтра через замыкающий контакт реле-повторителя отключенного состояния выключателя поста секционирования, выход которого подключен к катушке реле напряжения, причем один вывод замыкающего контакта реле напряжения второго блока контроля наведенного напряжения подключен к + шине источника питания, а его второй вывод подключен ко второму выводу замыкающего контакта реле напряжения первого блока контроля наведенного напряжения.
Такое выполнение устройства позволит сразу с двух сторон определить границу повреждения, что уменьшает время поиска повреждения.
Устройство определения зоны повреждения представлено на чертеже. К шинам 1 тяговой подстанции подключены контактная сеть первого 2 и второго 3 пути железной дороги через выключатели 4 и 5 соответственно, и линия продольного электроснабжения ДПР-27,5 кВ 6 через выключатель 7.
На контактную сеть первого пути 2 воздействует наведенное напряжение за счет электрического влияния контактной сети второго пути 3 и линии ДПР-27,5кВ 6 из-за распределенной емкости: «контактная сети 2-го пути - контактная сеть 1-го пути» 8, «ДПР-27,5 кВ - контактная сеть 1-го пути» 9, «контактная сеть 1-го пути-рельсы» 10 (эквивалентные значения распределенной емкости 8, 9, 10 показаны на чертеже).
Наведенное напряжение контролируется первым 19 и вторым 21 блоками контроля наведенного напряжения, соответственно у контактной сети первого пути 2, подключенной к выключателю 4, и у поста секционирования 20.
Трансформатор напряжения 11 подключен к контактной сети первого пути 2 и рельсу 12. (Аналогичный блок подключается и ко второму пути 3 железной дороги - здесь не рассматривается).
Реле напряжения 13 подключено к трансформатору напряжения 11 через низкочастотный фильтр 15 и замыкающий контакт 14 реле-повторителя отключенного состояния выключателя 4 тяговой подстанции.
В схему введены пост секционирования ПС 20, второй блок контроля наведенного напряжения 21, содержащий трансформатор напряжения 22, низкочастотный фильтр 25, подключенный через замыкающий контакт 24 реле-повторителя отключенного состояния выключателя первого пути 2 (к которому подключен трансформатор 22) поста секционирования ПС 20, и реле напряжения 23, подключенное на выход фильтра 25.
Аналогичный блок подключается и ко второму пути 3 (здесь не рассматривается).
Замыкающие контакты 16 реле напряжения 13 и 26 реле напряжения 23 подключены в цепь сигнального устройства 17 так, что «+» от шины источника питания подается через замыкающие контакты 16 и 26 на сигнальное устройство 17.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии все выключатели 4, 5, 7 тяговой подстанции и поста секционирования 20 включены для питания контактной сети 2 и 3 и линии продольного электроснабжения ДПР 27,5 кВ - 6.
Пусть повреждение (короткое замыкание - КЗ) будет в точках 18 и 27. Отметим, что в прототипе было бы определено повреждение только в точке 18, однако место повреждения 27 не было бы определено.
Рассмотрим процесс определения зоны повреждения по предлагаемой Полезной модели.
При КЗ в точках 18 и 27 отключаются выключатель 4 и выключатели ПС 20, после чего замыкаются контакты 14 и 24.
Трансформаторы напряжения 11 и 22 измеряют наведенное напряжении в отключенной контактной сети. Так как в точках 18 и 27 присутствует КЗ, то замеренные напряжения будут равны нулю. Процесс определения зоны происходит путем последовательного отключения разъединителей 28, 29, 30, 31. После отключения разъединителей 28 и 30 появляется напряжение на трансформаторах 11 и 22, срабатывают реле 13 и 23, замыкаются контакты 16 и 26, и затем работает сигнальное устройство 17, что свидетельствует о том, что на контактной сети от тяговой подстанции и от поста секционирования до разъединителей 28 и 30 повреждений нет. Попытка включить разъединители 28 и (или) 30 приведет к размыканию контактов 16 и (или) 26, сигнальное устройство не сработает, что укажет на наличие повреждения на контактной сети. Так определяется и проверяется зона повреждения между разъединителями 28 и 30.
Уточним работу сигнального устройства 17. Оно расположено на пульте у энергодиспетчера, положение замыкающих контактов 16 и 26 передается по телеуправлению на пульт энергодиспетчера к сигнальному устройству.
Рассматриваемое устройство по полезной модели выполняется достаточно просто, так как современные комплектные посты секционирования оборудованы трансформаторами напряжения 22 [2, 3].
Устройство с первым блоком контроля наведенного напряжения 19 по прототипу [1] успешно работает на тяговой подстанции Сейма. Горьковской ж.д. Для реализации рассматриваемой полезной модели достаточно только добавить релейную аппаратуру второго блока 21 контроля наведенного напряжения и добавить контакт 26 в схему сигнального устройства 17.
При рассмотрении полезной модели целесообразно ознакомиться с заявкой авторов №2010113071 от 05.04.2010
Источники информации
1. Полезная модель №77447
2. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982.-528 с.
3. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов). М.: Трансиздат, 2004-.384 с