Selectie van beveiligingsinstellingen voor 600 V-lijnen op tractieonderstations

De instelstroom van lijnschakelaars is afhankelijk van de berekende belastingsstroom van de lijn en de waarde van de kortsluitstroom aan het einde van de lijn.

Momenteel wordt, in verband met de introductie van energie-intensief rollend materieel en een verhoging van de bewegingsfrequentie, de instelstroom van de lineaire schakelaars, afhankelijk van de berekende belastingsstroom, als volgt gekozen:

1. voor een tram

waarbij Iras de nominale belastingsstroom is, 1000 is een constante waarde voor enkele G-auto's, 2000 is hetzelfde voor G-auto's met 2 auto's,

2. voor een trolleybus

De uitschakelstroom van de schakelaars VAB-20, VAB-20M en VAB-36 van het magnetische systeem wordt gekozen in de orde van 4500-5000 ampère.

In de praktijk zijn er veel lijnen waarbij de gekozen instelling op basis van de nominale belastingsstroom hoger is dan de kortsluitstroom aan het einde van de lijn, wat kan leiden tot een ononderbroken kortsluiting en gloeien van de rijdraad.In dit opzicht veroorzaakt het verminderen van de instelstroom van de schakelaars veel valse activering van de schakelaars door normale belastingsstromen, wat een slecht effect heeft op de schakelaars, hun slijtage versnelt en het aantal reparaties verhoogt, waardoor de kwaliteit van de voeding verslechtert lijn en toenemende energieverliezen door het geforceerd starten van het rollend materieel.

Om de instellingen van de schakelaars te kunnen verhogen en er tegelijkertijd voor te zorgen dat ze kortsluitstromen aanspreken die lager zijn dan de instelstroom, zijn er verschillende soorten lijnkortsluitbeveiliging ontwikkeld. Op het moment van tractie onderstations de eenvoudigste huidige tijdbeveiliging van 600 hoogspanningslijnen in de TVZ werd breed verspreid.

In afb. 1 toont een diagram van bescherming door huidige tijd. Een shunt in het circuit van de beveiligde lijn is aangesloten relais RT-40… Wanneer een stroom gelijk aan of groter dan de relaisinstelstroom in de lijn vloeit, sluit het T-contact het tijdrelaiscircuit, dat, met een vooraf bepaalde tijdvertraging, zijn contact in het uitschakelcircuit van de stroomonderbreker sluit. Als de lijnbelasting daalt voordat het tijdrelais het uitschakelcircuit sluit, zal het open contact van het stroomrelais T het tijdrelais uitschakelen en zal de stroomonderbreker niet openen.

Rijst. 1. Regeling van stroombeveiliging van 600 V-stroomleidingen

Tijd relais. VL-17 kan op twee manieren worden ingeschakeld:

• met voorlopige voedingsspanning (fig. 1, a)

• bij aanwezige voedingsspanning bij gesloten stuurcontact (fig. 1, b).

In afb. 2 toont een functieschema van het VL-17-relais. Het relais werkt als volgt.Bij het inschakelen volgens het schema met voorvoeding wordt spanning aangelegd op klemmen 1 en 3 en is het circuit van relais P1 open. Het openingscontact P1 houdt de condensator C in de ontladen toestand en de triode Tr in de stand 0. In dit geval wordt het uitgangsrelais P2 uitgeschakeld.

Rijst. 2. Circuits voor het inschakelen van het VL-17-relais: a — met voorlopige voeding van voedingsspanning, b — met voeding van voedingsspanning wanneer het stuurcontact U gesloten is

Afb. 3. Functioneel schema van het VL-17-relais.

Wanneer contact y sluit (zie Fig. 2), wordt relais P1 geactiveerd, contact P1 opent en condensator C begint op te laden. De condensator wordt opgeladen via een instelbare weerstand R, waarvan de weerstandswaarde de vertragingstijd van het relais bepaalt.

De waarde van de weerstand van de weerstand R wordt ingesteld door de schakelaars P. Wanneer de spanning in de condensator C een bepaalde waarde bereikt, zal de diode D openen, en van de generator GI door de condensator C, de diode D, de condensator C1 zal een stroompuls doorgeven aan de triode Tr, die zal passeren in positie 1 en uitgangsrelais P2 zal inschakelen, waarvan de contacten in het bedrijfscircuit gesloten zijn.

Wanneer het contact op relais P1 opent, stopt de stroom, het contact P1 sluit en het tijdrelais keert terug naar zijn oorspronkelijke positie. De openingsspanning van diode D wordt in de fabriek ingesteld met behulp van een instelbare weerstand R2.

Wanneer het tijdrelais wordt ingeschakeld volgens het circuit met een voedingsspanning, wanneer het stuurcontact gesloten is, vindt de overgang van de triode naar de O-positie plaats wanneer de spanning op het relaiscircuit wordt aangelegd.

Rijst. 4.Krommen van thermische stabiliteit van de rijdraad (de krommen zijn genomen bij I = 800 A — langdurige belasting van twee draden met een doorsnede S = 85 mm2 en de maximale verwarmingstemperatuur van de draad 100 ° C) 1 — toc ° = 5 ° C, 2 — toc ° = 20 ° C, 3 — toc ° = 40 ° C

De VL-17 tijdrelais zijn vervaardigd voor spanningen van 127 of 220 V en voor een reeks tijdvertragingen van 0,1 tot 200 sec.

Om een ​​tijdvertraging te creëren, kunt u andere soorten tijdrelais gebruiken die binnen het bereik van tijdvertragingen passen. De instelling van het huidige beveiligingsrelais op het huidige tijdstip wordt bepaald door de uitdrukking:

waarbij Isc.min de minimale kortsluitstroom van de lijn is, is 1,3 de betrouwbaarheidsfactor.

De tijdvertraging van de overstroombeveiliging wordt bepaald door de verwarmingscurve van de rijdraad, afhankelijk van de instelstroom van de onderbreker (Fig. 4).

De voordelen van de beschreven beveiliging zijn installatie- en bedieningsgemak en lage kosten.

Het belangrijkste nadeel van deze beveiliging is dat de tijdsvertraging onafhankelijk is, dat wil zeggen dat deze niet verandert afhankelijk van de temperatuurverandering van de rijdraad en de grootte van de belastingsstroom. Daarom zijn er gevallen van valse activering van de bescherming. Dit kan worden voorkomen door de reactietijd van de beveiliging te verlengen, wat kan leiden tot gloeien van de rijdraad. Daarom is het op sommige lijnen nodig om meerdere beveiligingssets te installeren: een met een langere vertraging bij een lagere bedrijfsstroom, de andere met een kortere vertraging bij een hogere bedrijfsstroom.

Bij het installeren van twee TVZ-sets worden de huidige en tijdinstellingen als volgt geselecteerd:

• de huidige instelling van de eerste set wordt geselecteerd door de uitdrukking

en de tijdsinstelling van de eerste set is langs de verwarmingscurve van de contactsonde, afhankelijk van de stroom van de schakelaarinstelling,

• de huidige instelling van de tweede TVZ-set wordt geselecteerd door de uitdrukking

de tijdsinstelling van de tweede set wordt overgenomen uit de verwarmingscurve van de rijdraad, afhankelijk van de instelstroom van de eerste set.

Aangezien de PT-40-wikkeling rechtstreeks op de shunt is aangesloten en een potentiaal heeft van 600 V, wordt de isolatie tussen de wikkeling en de contacten, tussen de wikkeling en het frame (aarde) getest met een spanning van 5 kV op industriële frequentie. De weerstand van de verbindingsdraden van de shunt naar het PT-40-relais moet minimaal zijn.

Medewerkers van Mosgortransproekt hebben een apparaat ontwikkeld voor een integrator van stroombeveiliging - ITVZ. Bij deze beveiliging wordt in plaats van een relais een spoel van een magnetische versterker op de shunt aangesloten. De uitgangsspoel van de magnetische versterker is verbonden met het tijdrelais VL-17.

Het voordeel van deze beveiliging is dat deze een afhankelijke karakteristiek heeft, dat wil zeggen dat de reactietijd afhangt van de grootte van de stroom die in het stroomcircuit vloeit. Deze beveiliging bewaakt indirect, via de stroom in het beveiligde circuit, de verwarmingstemperatuur van de rijdraad.

De beveiliging is zo afgesteld dat de vorm van de afhankelijkheidscurve vergelijkbaar is met de vorm van de verwarmingscurve van de rijdraad en in dezelfde ordinaat onder de verwarmingscurve zou liggen.

De nadelen van deze beveiliging zijn de relatief hoge kosten en complexiteit, zowel bij installatie als bij inbedrijfstelling en bediening, in vergelijking met TVZ.

De Utility Academy heeft een thermische beveiliging ontwikkeld voor 600 V-lijnen, die momenteel operationeel wordt getest.Deze beveiliging bestaat uit een stuk rijdraad dat in serie is aangesloten op het onderstation met het voedingslijncircuit. Er wordt een gat in de draad gemaakt, waarin een thermistor wordt gestoken, wat een relaiseffect heeft. Bij een bepaalde temperatuur daalt de weerstand van de thermistor scherp en tegelijkertijd wordt een relais geactiveerd, waardoor de schakelaar wordt geopend.Wanneer de draad afkoelt tot een bepaalde temperatuur, herstelt de thermistor zijn weerstand en verdwijnt het relais.

Rijst. 5. Schema van de IKZ kortsluittester

Naast het beschermen van de lijnen tegen lage kortsluitstromen, om de slijtage van de schakelaars te verminderen en de betrouwbaarheid van de voeding van de lijnen te vergroten, is het noodzakelijk om de mogelijkheid uit te sluiten om de lijnschakelaar in te schakelen als de kortsluiting circuit is niet in de lijn verdwenen. Hiervoor wordt een speciaal door Moogortransproekt ontwikkeld lijntestapparaat gebruikt - kortsluitzoeker (discriminator) IKZ.

Wanneer de lijnschakelaar is uitgeschakeld, sluit het hulpcontact het circuit van de primaire wikkeling van de transformator TP - p (Fig. 5) en vanuit de secundaire wikkeling wordt via de kleppen AAN een teststroom met een halve golf gestuurd naar de lijn. Bovendien is het voedingscircuit van gelijkrichterbrug 1 (I-36 V) gesloten.

De waarde van de teststroom die door het IKZ-apparaat naar de lijn wordt gestuurd, is afhankelijk van de waarde van de lijnweerstand.De kortsluitdetector is zo afgesteld dat wanneer de lijnweerstand groter is dan 1 - 1,2 ohm, het IKZ-relais toestemming geeft om de lijnschakelaar automatisch in te schakelen, en als de lijnweerstand kleiner is dan 0,8-0,6 ohm, Het IKZ-relais verbreekt de auto-close-schakelaar.

De spanningsval over de weerstanden P7 en P8, waarmee de gelijkrichterbrug 2 parallel is geschakeld, is afhankelijk van de grootte van de teststroom. De interactie van de magnetische fluxen in de magnetische versterker MU, gecreëerd door de versterkerspoelen die zijn aangesloten op de gelijkrichterbruggen 1 en 2, bepaalt de werking van het IKZ-relais.