Информационный обзор устройств автоматизации системы электроснабжения электрического транспорта

2.1.3 Распределительное устройство постоянного тока
В состав распределительного устройства входят:
- выключатель питающей линии тяговой сети;
- секционный разъединитель;
- катодный разъединитель;
- фильтрустройство;
- заземляющий разъединитель шин 3,3 кВ;
Автоматизируемые функции:
1) сигнализация положения коммутационных аппаратов;
2) защита по току;
3) контроль наличия напряжения;
4) контроль изоляции шин;
Функции релейных защит, управления, автоматики и сигнализации осуществляются с помощью интеллектуальных терминалов ЦЗАФ-3,3 [3].


2.2 Фидер тяговой сети 3,3кВ

Схема фидерной автоматики включает в себя элементы:

- быстродействующий выключатель;
- разъединитель с моторным приводом;
- разрядник;
Применимо к этим элементам выделены автоматизируемые функции:
1) информация о состоянии соединения: вкл/выкл (сигнализация);
2) контроль тока;
В качестве первичных датчиков здесь используются магнитоэлектрические амперметры с наружным шунтом. Шунт представляет собой манганиновый резистор, сопротивление которого мало зависит от температуры и во много раз меньше сопротивления рамки магнитоэлектрического измерительного механизма (ИМ). Поэтому при включении шунта параллельно прибору (рисунок 8) основная часть измеряемого тока проходит через шунт.

Рисунок 3 – Схема измерения постоянного тока

Сопротивление шунта подбирается так, чтобы

, (2.1)
где (2.2)
где - верхний предел измерений;
- максимально допустимый ток через ИМ.

Ток, протекающий через ИМ магнитоэлектрического амперметра, не может превышать некоторой номинальной величины, которая называется током полного отклонения.

3) регистрация аварийных токов;
4) подсчет аварийных и оперативных отключений;
5) хранение в памяти осциллограмм формы тока и напряжения фидера при аварийных отключениях;
6) двунаправленная максимальная токовая защита;
В разделе 4 данной работы приведен расчет значения тока уставки , необходимого для осуществления данного вида защиты на рассматриваемом участке ЭЖД.
7) направленная защита по приращению тока в течение заданного времени с заданным коэффициентом адаптации к величине тока нагрузки, предшествующего приращению тока, с выдержкой времени;
8) отсечка по критической скорости нарастания тока при близких коротких замыканиях;
9) защита минимального напряжения с выдержкой времени;
10) двукратное автоматическое повторное включение (АПВ);
Число повторных включений и интервалы времени между ними зависят от ряда причин и определяются типом подвижного состава, профилем пути, типом фидерных выключателей [4]. Для исключения потери скорости поезда при длительном перерыве питания из-за задержки АПВ (особенно на участках с затяжными подъемами и грузовым движением) повторное включение желательно произвести как можно скорее. Однако если на участке эксплуатируется подвижной состав, не оборудованный нулевой защитой, слишком быстрая повторная подача напряжения на неотключенные тяговые двигатели подвижного состава вызывает резкие броски тока и появление кругового огня на коллекторах, а также динамические удары в автосцепках поезда. Поэтому интервал первого автоматического повторного включения (АПВ) следует выбирать, исходя из минимального необходимого времени для отключения машинистом двигателей при исчезновении напряжения.
Выбор уставки первого повторного включения определяется временем деионизации в месте короткого замыкания и условиями работы тяговых двигателей при повторной подаче на них напряжения. После отключения напряжения с контактной сети ЭДС ТЭД уменьшается. В зависимости от типа ТЭД, допустимой считается подача напряжения после первого АПВ через 0,5 – 0,8с. Уставка по времени для второго АПВ выбирается по выражению и с учетом реакции машиниста на исчезновение, которое принимается равным 8 – 10с [5].
11) быстродействующее АПВ при появлении напряжения со стороны контактной сети;
12) автоматическое определение наличия места повреждения:
Время поиска места повреждения сокращается при предварительном определении его координат с помощью дистанционных измерений. По данным измерений токов и напряжений подсчитывают значение модуля |Zкз| полного сопротивления петли короткого замыкания поврежденного участка, по его значению в последующем судят о расстоянии до места повреждения , используя соотношение


(2.3)
(2.4)
где - коэффициент пропорциональности, зависящий от проводимости земли и ряда других факторов.
- соответственно напряжение и ток в момент проверки.

На точность измерений влияет дуга в месте повреждения, но существенно она сказывается только при малых токах и повреждениях вблизи ТП.

13) блокировка многократных включений;
14) местное/дистанционное управление быстродействующим выключателем и линейным разъединителем контактной сети;
15) учет электроэнергии.