Аппаратура защиты шахтной контактной сети электровозной откатки от токов замыкания на землю, соизмеримых с тяговыми Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

СЕМИНАР 19

І : У: У ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯК

2000"

МОСКВА, МГГУ, 31 января - 4 февраля 2000 годі

^ А.В. Пироженко, 2000 :

I

УДК 622.861:622.236.3

А.В. Пироженко

АППАРАТУРА ЗАЩИТЫ ШАХТНОЙ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ ОТ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ, СОИЗМЕРИМЫХ С ТЯГОВЫМИ

А

ппаратура защиты предназначена для защитного отключения фидера шахтной контактной сети при аварийных режимах, сопровождающихся токами, соизмеримыми с тяговыми (удалённое короткое замыкание, падение контактного провода на землю и т.д.), которые не могут быть отключены максимально-токовой защитой тяговой подстанции.

Функциональная блок-схема аппарата защиты приведена на рисунке.

В схеме предусмотрены следующие функциональные узлы и блоки:

1. Блок датчика тока служит для выделения сигнала, пропорционального тяговому току контактной сети, и гальванической развязки устройства с силовыми цепями напряжением 275 В. Выполнен по принципу модулятор-демодулятор. Параметры схемы блока подобраны так, что при подаче напряжения на вход 75 мВ напряжение на выходе составляет 10 В при линейности характеристики вход-выход датчика тока в указанном диапазоне.

3. Блок проверки - создаёт искусственный наброс напряжения с выхода блока 1, соответствующий току замыкания в первичной (тяговой) цепи, равному уставке защиты и приводящего к срабатыванию аппарата.

4, 5. Блоки выделения приращения (броска) тока - предназначены для выделения и запоминания величины изменения за каждые 20 мс тока контактной сети, причём работа блоков смещена относительно друг друга на 10 мс для исключения потери информации о приращении тока.

уменьшение тока контактной сети служит для блокировки обоих каналов аппарата при уменьшении величины тока в сети (торможение электровоза, отрыв пантографа и т.д.), т.е. аппарат реагирует только на приращение тока, чему соответствует режим замыкания.

8. Блок выделения опорного сигнала - формирует логический калиб-рованый сигнал, синфазный питающему напряжению.

9. Блок формирования длительностей служит для формирования временных задержек относительно опорного сигнала.

10. Блок управления реализует необходимый алгоритм управления аналоговой частью аппарата (блоками 4...7).

11. 12. Блок выпрямителей служит для выпрямления аналогового сигнала по обоим каналам с выходов блоков 6 и 7.

13, 14, 15. Измерительный орган выполняет роль компаратора, преобразующего аналоговый входной сигнал в дискретный логический сигнал на выходе.

16. Блок логической обработки сигналов реализует функцию 3И-3И-2ИЛИ и формирует сигнал на отключение только в случае одновременного превышения уставки срабатывания блоков 13, 14, 15.

17. Исполнительный орган служит для отключения автоматического выключателя фидера тяговой подстанции.

18. Блок задержки исполнительного органа предназначен для блокировки от ложных срабатываний устройства в момент исчезновения и появления его питания.

Работает аппаратура следующим образом.

При установившейся нагрузке контактной сети или её отсутствие на выходах блоков 4 и 5 выделения приращения (броска) тока сигнал отсутствует.

При пуске электровоза происходит нарастание тягового тока и с выходов блоков 4 и 5 снимаются сигналы, пропорциональные приращению тока контактной сети за каждый дискретный промежуток времени. Поскольку скорость нарастания тягового тока ограничена индуктивностью тяговых двигателей, сопротивлением пусковых реостатов и связана непосредственно с увеличением скорости качения колесных пар электровоза, имеющих значительную инерционность, время переходного процесса пуска электровоза в несколько раз превышает дискретный промежуток времени считывания нарастания тока (20 мс) и на выходах блоков 4 и 5 сигналы оказываются ниже уставки срабатывания измерительного органа.

При возникновении короткого замыкания нарастание тока ограничено только индуктивностью контактной сети до места замыкания, скорость его нарастания в несколько раз превосходит скорость нарастания тягового тока электровоза и переходной процесс не превышает 20 мс. На выходах блоков 4 и 5 формируются сигналы, превышающие уставку срабатывания измерительного органа по обоим каналам, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 17.

Отключаемые токи замыкания на землю составляют не менее 300 А при максимальной нагрузке фидера (два

спаренных электровоза 25 КР) при максимальной протяжённости защищаемого фидера до 5 км и собственном времени

срабатывания аппаратуры не более 0,03 с.