книги из ГПНТБ / Электронные устройства релейной защиты и автоматики в системах тягового энергоснабжения

отрицательный потенциал с выдержкой времени подается на не­ посредственный вход элемента И-НЕ, что вызывает его срабаты­ вание и запуск устройства АВР.

Поскольку защита при пробое вентилей, токовая отсечка, газо­ вая, защита от замыканий фаз тягового трансформатора на землю (обратной последовательности) вызывают срабатывание реле РБ, срабатывание элемента И-НЕ осуществляется при замыкании кон­ такта этого реле.

Устройство автоматического включения резервного выпрями­ тельного агрегата расположено в блоке АПВР, общем для всей подстанции, и состоит из формирующих схем ФС, триггера и обще­ го для всех устройств АПВ и АВР блока выдержки времени: дво­ ичного счетчика и мультивибратора, заблокированного «нулевым» выходом счетчика. При срабатывании элемента И-НЕ переключа­ ется триггер под действием сигнала, проходящего через ФС. Фор­ мирующая схема обеспечивает однократность работы АВР при срабатывании защиты. Одновременно запускается блок выдержки времени.

Нормально цепи включения по АВР резервного агрегата за­ блокированы положительным потенциалом, поступающим с выхо­ да триггера и с нулевого выхода блока выдержки времени. При срабатывании триггера и переходе счетчика блока времени в 1-е положение блокировка снимается и начинается включение агре­ гата. Пройдя весь цикл (15 с) и остановившись в нулевом поло­ жении, счетчик блока выдержки времени переводит в исходное со­ стояние триггер АВР и блокирует цепи включения резервного агре­ гата. Если за это время резервный агрегат по каким-либо причи­ нам включился неполностью, его схема автоматически разбирает­ ся. Во всех случаях в блок подстанционной сигнализации идет сигнал о работе АВР.

§ 51. Устройство автоматического регулирования мощности тяговой подстанции

в зависимости от нагрузки

На тяговой подстанции в работе должно находиться такое количество агрегатов, которое способно обеспечить необходимую нагрузку ее при наименьших потерях электроэнергии. С другой стороны, нельзя допускать длительную перегрузку преобразовате­ лей, поэтому с увеличением нагрузки необходимо подключать ре­ зервные агрегаты. Поэтому на тяговых подстанциях применяют систему автоматического регулирования мощности в зависимости от нагрузки (АРМ). Большая мощность кремниевых выпрямитель­ ных агрегатов позволяет иметь их на подстанции не более двух. Это упрощает устройство АРМ, задача которого сводится к авто­ матическому подключению или отключению второго выпрямитель­ ного агрегата в зависимости от нагрузки подстанции.

252

Включение по АРМ

Ф аза С -„ „ Ф а з а С

Рис. 149. Схема устройства автоматического регулирования мощности тяговой подстанции в зависимости от нагрузки (АРМ)

В настоящее время на тяговых подстанциях с кремниевыми вы­ прямителями принят следующий режим работы устройств АРМ: подключение второго агрегата производится при токе, превыша­ ющем номинальный на 10%, а отключение одного из двух парал­ лельно работающих агрегатов — при нагрузке, равной 80% номи­ нальной. Переключения преобразователей устройством АРМ долж­ ны производиться при устойчивом изменении нагрузки. Слишком, частые переключения могут привести к преждевременному износу коммутационных аппаратов, значительно увеличить эксплуатаци­ онные расходы на их ревизию и ремонт.

Задающим элементом устройства является датчик суммарноймощности подстанции, состоящий из двух трансформаторов тока ТТ, первичные обмотки которых включены соответственно в одну' из фаз на стороне 6 (10) кВ выпрямительных агрегатов, а вторичные обмотки соединены параллельно (рис. 149). Напряже­ ние с промежуточного трансформатора ПТТ, пропорциональное сумме токов во вторичных обмотках трансформаторов тока, посту­ пает на вход порогового элемента ДТ-ЗК

Реле времени предупреждает подключение второго агрегата при кратковременном увеличении нагрузки. Если повышенная на­ грузка держится в течение времени, превышающего уставку релевремени (в ДТ-ЗК), то с выхода этого реле поступает сигнал на

чен. Если теперь нагрузка упадет и напряжение на входе порого­ вого элемента станет ниже напряжения его возврата, элемент

253.

ДТ-ЗК возвратится в исходное состояние и через элемент И-НЕ запустит реле времени, воздействующее на отключение одного из агрегатов.

Напряжение, при котором происходит сбрасывание элемента ДТ-ЗК, определяется его коэффициентом возврата кв, равным при­ мерно 0,9. Чтобы обеспечить указанную выше уставку на отклю­ чение второго агрегата, необходимо уменьшить кв до 0,73. Для этого уменьшают сопротивление резистора в цепи обратной связи путем подключения параллельно ему резистора (вне модуля).

Если запущенное реле времени, воздействующее на отключение агрегата, успевает сработать, оно подает отрицательный потен­ циал на один из входов каждой схемы совпадения для отрицатель­ ных сигналов логической части устройства, которая предусматрива­ ет поочередную работу агрегатов. Кроме схем совпадения, в логи­ ческую часть входит триггер со счетным входом, который переклю­ чается сигналом от реле времени; при понижении нагрузки. Сигнал с одного выхода триггера поступает на одну схему совпадения, с другого — на другую. Таким образом, переключаясь, триггер по­ очередно снимает запрет на включение первого и второго агрега­ тов. На третьи входы схем совпадения поступает сигнал с элемен­ та И-НЕ. Если включены оба агрегата, на выходе элемента И-НЕ отрицательный потенциал.

Таким образом, если включены оба агрегата, а нагрузка сни­ зилась до величины, меньшей установленной, устройством АРМ от­ ключается один из агрегатов, очередность которого определяется триггером со счетным входом. При этом устройство АРМ подает сигнал (снимается положительный потенциал) на выходной эле­ мент отключения агрегата и на триггер фиксации ТФ, переводя его в положение, соответствующее отключенному положению аг­ регата. Уставки реле времени на подключение агрегата принимают равными 10 мин, а на отключение — 15—20 мин.

Схемой АРМ предусмотрен контроль работы устройства. Если включены оба агрегата, а нагрузка подстанции мала или включен один агрегат, а нагрузка подстанции велика, по системе телесиг­ нализации на диспетчерский пункт подается сигнал несоответствия действительной мощности подстанции нагрузке в данный момент.

Вывести устройство АРМ из работы можно ключом КАУ. При его включении блокируются цепи включения и отключения агрега­ та устройством АРМ (см. рис. 147).

§ 52. Защита и автоматика фидеров контактной сети постоянного тока 3,3 кВ

Защита фидеров контактной сети осуществляется быстродей­ ствующими выключателями, которые оборудованы устройством автоматического повторного включения (АПВ) с предварительной проверкой состояния сети. В качестве резервной защиты, а также

254

при появлении «мертвых» зон (например, при отключении поста секционирования) в аппаратуре «Миасс-1» применяется телебло­ кировка выключателей соседних подстанций. В аппаратуре преду­ смотрено управление быстродействующими выключателями я разъединителями кнопками со щита управления и по телеуправ­ лению.

Включение быстродействующих выключателей осуществляется с предварительной проверкой состояния изоляции контактной сети на наличие или отсутствие устойчивого короткого замыкания. Контроль осуществляется блоком ИКЗ (рис. 150), представляю­ щим собой измерительный трансформатор со стабилизированным: измерительным напряжением £/изм равным 200 и 100 В. Блок под­ ключен через цепочки диодов к контактной сети. Количество дио­

(Ai3M=0 ), напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока, врезанного в эту цепь, также отсутствует (£/шм= 0). При глухом

255

коротком замыкании выключатели отключаются, напряжение в контактной сети отсутствует, диоды отпираются и через измери­ тельную цепь протекает ток, величина которого при постоянном измерительном напряжении пропорциональна остаточному сопро­ тивлению в контактной сети: /и3M=.R0CT. Ему же пропорционально напряжение во вторичной обмотке трансформатора тока. Остаточ­

считая, что сопротивление вспомогательных машин и печей отоп­ ления электровозов, находящихся в этот момент в фидерной зоне, больше.

Если на линии нет короткого замыкания, сигнала на выходе ИКЗ нет и пороговый элемент ДТ1 не срабатывает, на коллекторе его выходного транзистора будет отрицательный потенциал, т. е.

-а

-256

пульсирующим током считывания (6— 10 А), в выходной обмот­ ке появляются импульсы напряжения 6—8 В, открывающие тиристор УВ1 (см. рис. 151, а). При этом включаются контакторы КВА1 и КВА2 (включения быстродействующих выключателей), которые в свою очередь подают напряжение 110 В на включающие катушки ВК1, ВК2 выключателей АБ3Д или втягивающе-удержи- вающие катушки ДВК1, ДВК2 выключателей ВАБ-28. Выключа­ тель включается, шунтирует своими блок-контактами катушки вклю­ чения контакторов, контакторы разрывают свои контакты, возбуж­ даются реле блокировки выключателей от прыгания БВА1, БВА2 и шунтируют катушки контакторов включения. Если теперь выклю­ чатель отключается от тока к. з. или перегрузки, а команда включе­ ния еще имеется (тиристор УВ1 открыт), контактор включения не может включиться, а следовательно, не может включиться и вы­ ключатель при к. з. в линии. Таким образом, исключается много­ кратное включение выключателя на короткое замыкание и его по­

включения и открытия тиристора УВ1 и встает на самоподпитку, а другим своим контактом РБ2 рвет цепь контактора включения.

Одновременно при команде «Включить» открывается инвертор

стор УВ1. При отпускании кнопки КВА или прекращении коман­ ды телеуправления (вход ТУВКл) тиристор гашения УВ2 снова открывается, так как закрывается инвертор И-НЕ. Разрядным током конденсатора С тиристор УВ1 закрывается, так как к нему при этом прикладывается обратное напряжение. Команда «Вклю­ чить выключатель», таким образом, снимается.

В аппаратуре «Миасс» предусмотрено двукратное повторное включение фидерных выключателей с выдержками времени 7 и 15 с. При неоперативном отключении выключателей, если перед этим они были длительное время включены и конденсатор С фор­ мирующей схемы АПВ (Фаг,в на рис. 150) успел зарядиться почти до напряжения — Ек через резистор # g = 3,6 кОм в цепи контакта

тока записи. Величина емкости С выбрана такой, чтобы магнитный элемент успел перемагнититься за время протекания разрядного

тока записи в состоянии «1».

Одновременно замыкающим контактом ПАО запускается дат­ чик времени ЛИВР, общий для всей подстанции. Спустя заданную

257

выдержку времени 1-го АПВ ti — T с по обмоткам считывания маг­ нитного сердечника устройства АПВ1 пройдет импульс тока считы­ вания с амплитудой около 10А, в выходной обмотке появится им­ пульс напряжения, открывающий тиристор УВ1—включение вы­ ключателей. Каждый сердечник имеет две равнозначные обмотки считывания с целью резервирования. Одна из них соединена с пер­ вым комплектом АПВР1, другая со вторым АПВР2 — резервным. Одновременно от датчиков времени с соответствующего выхода его счетчика распределителя на обмотку записи магнитного эле­ мента гашения поступает положительный потенциал, прерывая ток записи. Тиристор гашения УВ2 закрывается, конденсатор С заря­ жается. При переходе датчика в следующее положение потенциал -t-£K снимается, в обмотке появляется ток записи, тиристор УВ2 открывается и закрывается тиристор включения УВ1. Точно так же протекают процессы в схеме при втором АПВ на 31-м выходе счетчика ДВ АПВР.

При отключении выключателей от перегрузки в контактной сети довольно длительное время (в течение 2—4 с) сохраняется остаточ­ ное напряжение, обусловленное медленным спаданием потока тяго­ вых двигателей в стальных магнитопроводах и зависящее’от скоро­ сти находящегося в данный момент на фидерной зоне подвижного состава. При коротком замыкании остаточное напряжение спадает весьма быстро: за время меньше 1 с. Этим пользуются при про­ верке состояния контактной сети после отключения выключателей. Запрет АПВ осуществляется триггером блокировки ТБ (см. рис. 150). В исходном состоянии он может находиться в произвольном положении.

При отключении выключателей подтягивает якорь релеповторитель ПАО, замыкая свои размыкающие контакты. При этом конденсатор С формирующей схемы ФЗ, предварительно заряжен­ ный по цепи, проходящей через большое зарядное сопротивление /?3 = 2-уЗМОм, разряжается на базовый вход правого транзистора триггера блокировки, устанавливая его в положение «Разрешение».

При отключении выключателей от короткого замыкания напря­ жение в контактной сети спадает быстро, срабатывает пороговый элемент, фиксирующий выходное напряжение с ИКЗ, т. е. остаточ­ ное сопротивление цепи короткого замыкания. Инвертор И-НЕ-1 закрывается, и конденсатор формирующих схем Ф1, Ф2 при прихо­

ходе счетчика распределителя АПВР в 4-е положение конденсатор разряжается на базу триггера блокировки ТБ, перебрасывая его в положение «Запрет АПВ». При этом левый транзистор триггера закрывается и по обмоткам блокировки магнитных элементов

258

УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ И ЗАЩИТЫ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

ИСОБСТВЕННЫХ НУЖД ПОДСТАНЦИИ

§53. Схема управления разъединителями вводов, плавки гололеда и ремонтной перемычки

Разъединители вводов и ремонтной перемычки оборудованы моторными приводами ПДН-1, а для переключений разъединителя плавки гололеда используется привод УПМ-2, однако схемы управ­ ления ими одинаковы,- Моторный привод и цепи катушек повтори­ телей положения разъединителя питаются от сети переменного на­ пряжения 220/380 В, а цепи управления и сигнализации — от обще­ го блока питания комплекса «Сейма-3».

Для включения разъединителя следует нажать кнопку КВР (рис. 152), при этом замыкается контакт реле РВР и собирается цепь включения магнитого пускателя МПВ, для чего необходимо, чтобы был замкнут контакт КО (что свидетельствует об отсутст-

Рис. 152. Принципиальная схема управления разъединителями вводов, плавки гололеда и ремонтной перемычки

260

вии попыток управлять разъединителем вручную), контакты РБЭ (т. е. сняты все блокировки, запрещающие управление данным разъединителем), а такте контакты МПО и КВ.

При срабатывании магнитного пускателя МПВ на электродви­ гатель подается трехфазное напряжение 220/380 В; одновременно МПВ встает на самоподпитку через свои замыкающие блок-контак­ ты и якорь его остается подтянутым до момента размыкания блокконтакта разъединителя КО и замыкания КВ. Отключение разъ­ единителя осуществляется кнопкой КОР. Кроме того, возможно пе­ реключение разъединителей по телеуправлению. При этом на со­ ответствующий подаваемой команде вход поступает отрицательный потенциал, подтягивается якорь соответствующего реле. Чтобы за­ претить команды телеуправления, достаточно замкнуть ключ КТУ, при этом обмотки реле оказываются зашунтированными. Сигнали­ зация положения разъединителя осуществляется лампами Лк и Л3. Катушки реле-повторителей подключены к напряжению 220/380 В через соответствующие блок-контакты разъединителей, добавочные резисторы выпрямительные мосты с фильтром для сглаживания пульсаций. Контроль оперативных цепей осуществляется схемой совпадения ОКП-

§54. Устройства управления

иавтоматики на стороне 110 кВ

Масляный выключатель. Для масляного выключателя МВ, сто­ ящего в перемычке высшего напряжения тяговой подстанции, пред­ усмотрено дистанционное управление и местная сигнализация, те­ леуправление и телесигнализация, включение и ЛПВ с контролем синхронизма напряжений. Кроме того, отключение МВ вызывают выходные элементы защит ВЛ НО кВ (рис. 153).

В нормальном режиме работы подстанции масляный выключа­ тель включен, контакт ПМВ замкнут, триггер фиксации ТФ нахо­ дится в состоянии «Включен». Оперативное отключение МВ осу­ ществляется нажатием кнопки КОМ или командой ТУ. С выхода 15 модуля ВТ поступает сигнал на соленоид отключения СО, мас­ ляный выключатель отключается. Одновременно при нажатии кнопки поступает отрицательный потенциал на клеммы 27 или 14 триггера фиксации и переключает его в положение «Отклю­

чено».

Если напряжение ПО кВ имеется только с одной стороны МВ, то с выхода реле ДТ-ЗМК не поступает запрет на схему И2 через диод Д9, а на схему И1 через инвертор и диод Д2 поступает за­ прет. Реле контроля синхронизма не срабатывает и тоже подает запрет на схему И1 через диод Д1. Отрицательный потенциал на

261