3. Направленная защита по приращению тока (зпт)

Срабатывание защиты происходит в прямом направлении тока. Уставки защиты адаптируются к текущему значению тока. Величины уставок на каждой ступени автоматически меняются в зависимости от тока нагрузки, предшествующего приращению тока.

Степень изменения уставок определяется коэффициентом адаптации (К_а):

К_а = /₀ ,

где  – уставка,

₀ – ток нагрузки, предшествующий приращению тока.

Коэффициент К_а регулируется в пределах от 0 до 0,5 с шагом 0,05.

Действие защиты блокируется при отсутствии броска тока в цепи отсоса (рельсового фидера) ТП по внешнему сигналу «Блокировка по отсосу».

Уставки по приращению тока I_max регулируются в диапазоне от 250 до 6300 А.

Уставки по времени измерения приращения тока Т_и и по выдержке времени на отключение Т_в регулируются в пределах от 20 до 255 мс с шагом 5 мс.

4. Направленная защита по критической скорости нарастания тока (зснт)

Срабатывание защиты происходит в прямом направлении тока. Защита основана на вычислении скорости нарастания тока по формуле:

,

где V – скорость нарастания тока за время t, А/мс;

I₁, I₂ – значения тока, замеренные время t, А;

t – время измерения, равное 250 мкс;

С целью снижения влияния высокочастотных помех вычисление скорости ведется с усреднением по четырем измерениям:

,

где V_ср – средняя скорость нарастания тока, А/мс;

V₁-V₄ – текущие измеренные значения;

• Уставки по критической скорости нарастания тока регулируются в диапазоне от 25 до 2000 А/мс.

5. Защита по минимальному напряжению (змн)

Срабатывание защиты происходит при напряжении на фидере от 30 до 1000 В с фиксированной выдержкой времени 200 мс.

6. Квазитепловая защита (КвТз)

КвТЗ предназначена для защиты контактного провода (КП) от отжига при перегреве. Алгоритм КвТЗ основан на решении уравнения теплового баланса для определения температуры КП. Температура КП определяется на основе значения температуры окружающей среды с учетом конструктивных особенностей контактной сети (коэффициента деления тока между КП и несущим тросом, типа и износа КП) и его температуры, влияющих на сопротивление КП. Охлаждение КП рассчитывается с учетом тепловой постоянной времени охлаждения, определяемой отношением теплоемкости к теплоотдаче. При превышении текущим значением температуры КП 95 °С определяется значение текущего ресурса КП. При превышении временем нахождения КП ресурса допустимой длительности пребывания при данной температуре выдается сигнал на отключения выключателя.

Определение текущего значения ресурса КП по возможной длительности его пребывания при данной температуре осуществляется по формуле:

,

где

Q_t – текущий перегрев провода, т.е. разность между его температурой и температурой окружающей среды, °С;

I – ток в проводе, А;

K_д – коэффициент деления тока, вводимый для вычисления доли общего тока, протекающего через провод некой совокупности проводов контактной подвески.

R₀ – сопротивление единицы длины провода, измеренное при температуре 0 °С, Ом/м;

α – температурный коэффициент сопротивления (принимается независимым от температуры провода), 1/°С;

t_окр – температура окружающей среды, °С;

С – теплоемкость провода (принимается независящей от температуры и рассчитывается для температуры 100 °С);

k – теплоотдача со всей поверхности провода, Вт/°С·м;

∆t – шаг дискретизации, с;

Q₀ – начальный перегрев, °С;

Если на текущем шаге измерения (за время ∆t) температура контактного провода превысит 95° (длительно допустимая температура медных контактных проводов), то включается алгоритм вычисления ресурса КП (времени, которое он может выдерживать при вычисленной температуре без потери механических свойств). Вычисление ресурса КП ведется путем суммирования на каждом шаге ∆t старого значения ресурса с временным коэффициентом K_t(Q_t), рассчитанным по формуле:

,

где

Тип провода	M	NM
Медный контактный	10120	20,40
Низколегированный контактный	12130	24,60
Бронзовый контактный	10940	20,05
Бронзовый контактный термостойкий	4768	2,99
Сталемедный контактный	16600	35,25
Медный и бронзовый многопроволочный	11540	23,84
Сталемедный многопроволочный	16600	35,15
Алюминиевые и сталемедный многопроволочный	20820	50,28

После суммирования значение ресурса контактного провода сравнивается со значением уставки T. Если рассчитанный ресурс КП превысит значение уставки – защита срабатывает. При температуре КП меньше 95 °С значение ресурса КП обнуляется. При температуре КП больше 298 °С защита срабатывает немедленно.

Квазитепловая защита выполнена для контактной подвески с контактным проводом МФ100.

В качестве уставок КвТЗ задаются:

• коэффициент износа контактного провода (К_и);

• коэффициент распределения тока между контактным проводом и несущим тросом (К_д);

• время срабатывания (Т).

Срабатывание защиты происходит при реализации следующего алгоритма:

• вычисляется текущее значение температуры контактного провода на основе поступающего извне (по каналам АСУ или с наружного датчика) значения температуры окружающего воздуха и приближенного решения уравнения теплового баланса относительно температуры перегрева одного метра провода. Нагрев провода происходит от протекающего по нему тока фидера. При этом учитываются:

1. коэффициент деления (К_д) тока между контактным проводом и несущим тросом;

2. коэффициент износа контактного провода (К_и), влияющий на сопротивление провода и К_д;

3. текущее значение температуры контактного провода, влияющее на сопротивление провода;

4. скорость охлаждения провода, зависящая от величины его перегрева относительно окружающего воздуха и его тепловой постоянной времени, определяемой отношением теплоемкости к теплоотдаче.

• вычисляется текущее значение ресурса контактного провода по возможной длительности его пребывания при данной температуре провода;

• сравнивается текущее вычисленное значение ресурса контактного провода с заданной уставкой.