13

8. Защиты тяговой сети (продолжение) Лекция 14.

Содержание лекции 14

8. ЗАЩИТЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) 1

8.2. Защиты тяговой сети постоянного тока 1

8.2.1 Особенности защит тяговой сети постоянного тока 1

8.2.2. Схема замещения тяговой сети постоянного тока 3

8.2.3. Параметры тяговых подстанций 6

8.2.4. Параметры проводов контактной сети 9

8.2.5. Параметры рельсовой цепи 11

8.2.6. Параметры нагрузки 12

8.2.7. Параметры места повреждения 12

8.2. Защиты тяговой сети постоянного тока

8.2.1 Особенности защит тяговой сети постоянного тока

Особенности тяговой сети постоянного тока:

1. Отказ БВ не резервируется, тогда возможен отжиг контактного провода.

2. Токи КЗ: ближние (20-30) I_н, дальние < I_н.

3. Нагрузки

а) пусковые (рис. 14.1)

б) броски тока при гололеде и т.п. > I_н

в) проход изолирующих сопряжений контактной сети (рис. 14.2).

4. Информационные параметры КЗ

Таблица 14.1

Параметры различных режимов тяговой сети постоянного тока

Режим	, кА	, кА	, кА/сек	, с
Нормальный	4	< 1	< 80	> 0,03
Пусковой	2	1	30 (ВЛ) 300 (ЭР2)	0,01
Отрыв токоприемника		0,5	60
АПВ		3	100	0,003
Проход изолирующего сопряжения		1	1000	0,001
КЗ	1,7	2,2

5. Кривая тока КЗ (рис. 14.3)

8.2.2. Схема замещения тяговой сети постоянного тока

Схема питания контактной сети постоянного тока приведена на рис.14.4. Вычисление параметров короткого замыкания для любых расчетных схем питания осуществляется на основе схем замещения. На рисунке 14.5 показана преобразованная схема замещения контактной сети.

На рис.14.4 и рис.14.5 приняты следующие условные обозначения:

U_рас - расчетное напряжение тяговых подстанций, В;

U_д - падение напряжения в дуге, В;

R_пА, R_пВ - внутренние сопротивления подстанций А и В, Ом;

R_к1, R_к2, R_АС - результирующие сопротивления контактной сети всех путей между узловыми точками на неповрежденных участках межподстанционной зоны, Ом;

R'_к2, R''_к2 - сопротивления контактной сети первого пути на поврежденном участке между точкой короткого замыкания К и соответственно левой и правой узловыми точками, Ом;

R_СК, R_СВ, R_КВ - преобразованные сопротивления контактной сети на поврежденном участке между двумя смежными узловыми точками, Ом;

R_РА, R_РВ - сопротивления рельсовой цепи от места короткого замыкания до тяговых подстанций А и В соответственно, Ом;

R_тгз - сопротивление троса группового заземления, Ом;

R_з - переходное сопротивление в месте падения провода на землю, Ом;

R_А, R_В, R_К - результирующие сопротивления расчетной схемы, Ом.

8.2.3. Параметры тяговых подстанций

Параметры тяговых подстанций постоянного тока учитывают в схеме замещения контактной сети их сопротивлением R_п и расчетным напряжением U_pac на шинах выпрямленного тока. Для определения этих величин составлена схема замещения тяговой подстанции (рис. 14.6) и внешняя характеристика выпрямителя (рис. 14.7):

Сопротивление тяговой подстанции R_п вычисляется по формуле:

где - внутреннее сопротивление подстанции, Ом;

- сопротивление сглаживающего устройства, Ом;

- сопротивление отсасывающего фидера, Ом.

Внутреннее сопротивление подстанции вычисляется по выражению:

где А - коэффициент относительного наклона внешней характеристики преобразовательного агрегата;

- суммарное напряжение КЗ тяговой подстанции, выраженное в относительных единицах;

- номинальное напряжение на шинах выпрямленного тока, В;

- число включенных в работу выпрямительных агрегатов;

- номинальный ток одного выпрямительного агрегата, А;

, - номинальные мощности первичных обмоток соответственно тягового (преобразовательного) и понизительного трансформаторов, ΜВ·А;

- мощность короткого замыкания на вводах в тяговую подстанцию, МВ·А;

, - напряжения короткого замыкания соответственно тягового и понизительного трансформаторов;

- число включенных в работу понизительных трансформаторов.

Коэффициент А принимают равным для шестипульсовых выпрямителей 0,5 и для двенадцатипульсовых выпрямителей 0,26.

Номинальное напряжение U_н принимают равным 3300 В.

Мощность короткого замыкания S_c задается энергосистемой.

Номинальные мощности и напряжения короткого замыкания трансформаторов, а также величину номинального тока преобразовательного агрегата принимают по справочным данным. Для тяговых (преобразовательных) трансформаторов инверторов используются параметры выпрямительного режима. Данные для некоторых типов трансформаторов приведены в таблицах 14.2 и 14.3, в которых обозначения В, С, Η относятся к обмоткам соответственно высшего, среднего и низшего напряжений, а U_тс - номинальное напряжение сетевой обмотки преобразовательного трансформатора.

Для сглаживающего устройства допускается принимать R_cy = 0,02 Ом.

Сопротивление отсасывающего фидера вычисляют по формулам расчета сопротивлений проводов (п.8.2.4). При отсутствии данных об отсасывающем фидере (тип провода) допускается принимать R_оф = 0,02 Ом.

Таблица 14.2

Характеристики понизительных трансформаторов

Тип трансформатора	Sп,	Uн, кВ			uкп, в-н, %
	МВ·А	В	С	Н	макс.	ср.	мин.
ТДТН-10000/110-70	10	115	38,5	6,6	18,9	17	14,1
ТДТН-25000/110-76У1	25	115	38,5	6,6;11	18,1	17	15,9
ТДТН-40000/110-67У1	40	115	38,5	11	11,1	10,5	9,6
ТД-10000/35-74У1	10	38,5		6,3; 11	8,3	7,5	6,8
ТД-16000/35-74У1	16	38,5	-	6,3; 10,5	7,3	8,0	8,8

Таблица 14.3

Характеристики тяговых (преобразовательных) трансформаторов

Тип трансформатора	Sт, МВ·А	Uтс, кВ	uкт, %	IdN, А
УТМРУ-6300/35Ж	3,7	6,3;10,5	7,7	1000
	3,7	35	8,2	1000
ТМПУ-6300/35ЖУ1	4,64	10	7,2	1250
	4,64	35	9,5	1250
ТДП-16000/10ЖУ1	11,6	10,5	7,5	3200
ТДПУ-20000/35 Ж	11,3	35	7,6	3000
ТРДП-12500/10ЖУ1	11,4	6;10	8,0	3150

Расчетное напряжение U_pac тяговой подстанции находится по формуле:

где - допуск на величину отклонения напряжения на вводах в тяговую подстанцию;

- коэффициент загрузки неповрежденных путей.

Допустимое отклонение напряжения принимают равным _н = 0,05 со знаком плюс для режима максимума и со знаком минус для режима минимума энергосистемы. Для однопутного участка принимают = 0,5, для многопутных к_нп принимают от 0,75 до 1.