8. Защиты тяговой сети Лекция 13.
Содержание лекции 13
8. ЗАЩИТЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ 1
8.1. Особенности режимов работы и расчетов тяговой сети переменного тока 1
8.2. Воздействие КЗ на тяговую сеть 3
8.3. Защита фидеров контактной сети переменного тока 3
8.4. Защита поста секционирования 14
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК К ЛЕКЦИИ №13 16
ДОПОЛНЕНИЯ К ЛЕКЦИИ №13 17
8.1. Особенности режимов работы и расчетов тяговой сети переменного тока
Большие расстояния между подстанциями (40 – 100 км);
Нагрузка, изменяющаяся по величине и местоположению (600-800 А; пусковой ток электровоза ВЛ 85 составляет 450 А);
Токи нагрузок могут превышать удаленные токи КЗ (ток КЗ 400-600 А);
Несинусоидальность токов нагрузки, 3-я гармоника при отсутствии повреждения может составлять до 30%, при коротком замыкании 3-5 %;
Бросок тока намагничивания трансформатора:
,
сопротивление при броске намагничивания
,
фазный угол -
;Неоднородность контактной сети по длине (перегон-станция);
Наличие уравнительного тока (до 200 А, среднестатистические 100 А);
Индуктивная связь между контактными подвесками;
Индуктивная связь между контактной подвеской и другими проводами;
Изменение схемы сети при эксплуатации (секционирование);
Зависимость удельных параметров тяговой сети от схемы питания подвесок;
Фазовый угол (между напряжением КС и током) для нагрузки составляет 20…40, при КЗ увеличивается до 60…65 (рис. 13.1);
Влияние ЭПС на характер протекания аварийных процессов в тяговой сети (рис. 13.2);
Изменяющееся напряжение в тяговой сети (21 кВ Uкс 29 кВ);
Чувствительность подвески к повышенным температурам (допустимая температура для контактно медного провода 95 C , для несущего троса типа ПБСМ – 120 C, а для алюминиевого – 90 C);
При проектировании уставки релейной защиты должны рассчитываться на 5-й год эксплуатации.
В таблице 13.1 приведены значения полных удельных сопротивлений (Ом/км) для различных схем питания контактной сети для подвески ПБСМ1-95+МФ100 и рельсов Р65 (без усиливающих и экранирующих проводов), для проводимости земли 10-3 См/м. При этом шунтирующее действие земли учтено коэффициентом g=0,67, т.е. принято отношение тока в рельсах к току в контактной сети 0,67, а переходное сопротивление рельс-земля принято равным нулю.
Значения удельных сопротивлений тяговой сети
Таблица 13.1
Сопротивление, Ом/км |
Обозначение и характерная особенность схемы питания и токораспределения |
0,52 |
Z11, 1 путный участок |
0,47 |
Z21 1 путь 2-х путного участка (2-й путь отключен) |
0,30 |
Z22 2-х путный участок при одинаковых параллельных токах в подвесках |
0,34 |
Z--12 1 путь 2-х путного участка при равных и встречно направленных токах подвесок |
0,14 |
Z’р2 - сопротивление взаимной индукции между двумя подвесками |
8.2. Воздействие кз на тяговую сеть
При нагреве провода до 200 С его механическая прочность резко снижается, он может разорваться. Например, при использовании провода МФ-100 в результате воздействия тока величиной 3 кА, время пережога контактного провода (КП) составит 0,44 с, а при дуге с током 2 кА пережог происходит через 0,15 с. В случае неудачного АПВ на короткое замыкание время пережога составит 0,08 с;
Контактные провода обладают способность аккумулировать вредные последствия неоднократного нагрева провода выше допустимого значения.
Выводы:
1. Релейная защита и коммутирующие аппараты должны отключить короткое замыкание за время не большее 0,15 с, а схема автоматики не должна допускать повторного включения на короткое замыкание.
2. Тяговые фидера необходимо оборудовать выключателями с малыми временами отключения (ВВФ-27,5-1 tоткл.Q = 0,05 с).