Auswahl von Schutzeinstellungen für 600-V-Leitungen in Umspannwerken

Der Einstellstrom von Leitungsschaltern hängt vom berechneten Laststrom der Leitung sowie vom Wert des Kurzschlussstroms am Ende der Leitung ab.

Derzeit wird im Zusammenhang mit der Einführung energieintensiver Schienenfahrzeuge und einer Erhöhung der Bewegungsfrequenz der Einstellstrom der Linearschalter in Abhängigkeit vom berechneten Laststrom wie folgt gewählt:

1. für eine Straßenbahn

wobei Iras der Nennlaststrom ist, 1000 ein konstanter Wert für einzelne G-Wagen ist, 2000 derselbe für G-Wagen mit zwei Wagen ist,

2. für einen Trolleybus

Der Auslösestrom der Schalter VAB-20, VAB-20M und VAB-36 aus dem Magnetsystem wird in der Größenordnung von 4500-5000 Ampere gewählt.

In der Praxis kommt es bei vielen Leitungen vor, dass die entsprechend dem Nennlaststrom gewählte Einstellung den Kurzschlussstrom am Ende der Leitung übersteigt, was zu einem ununterbrochenen Kurzschluss und zum Ausglühen des Fahrdrahtes führen kann.In dieser Hinsicht führt die Reduzierung des Einstellstroms der Schalter zu häufigen Fehlauslösungen der Schalter bei normalen Lastströmen, was sich negativ auf die Schalter auswirkt, deren Verschleiß beschleunigt, die Anzahl der Reparaturen erhöht und die Qualität der Versorgung verschlechtert Strecke und zunehmende Energieverluste durch den Zwangsanlauf des Rollmaterials.

Um die Einstellungen der Schalter erhöhen zu können und gleichzeitig sicherzustellen, dass sie Kurzschlussströme auslösen, die unter dem Einstellstrom liegen, wurden verschiedene Arten von Leitungskurzschlussschutz entwickelt. Im Moment von Traktionsunterwerke Der einfachste aktuelle Schutz von 600 Stromleitungen im TVZ fand weite Verbreitung.

In Abb. In Abb. 1 zeigt ein Diagramm des Schutzes nach aktueller Zeit. Ein Shunt im Stromkreis der geschützten Leitung ist angeschlossen Relais RT-40… Wenn in der Leitung ein Strom fließt, der gleich oder größer als der Relais-Einstellstrom ist, schließt der T-Kontakt den Zeitrelaiskreis, der mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung seinen Kontakt im Auslösekreis des Leistungsschalters schließt. Wenn die Leitungslast abfällt, bevor das Zeitrelais den Auslösekreis schließt, löst der offene Kontakt des Stromrelais T das Zeitrelais aus und der Leistungsschalter öffnet nicht.

Reis. 1. Schema des Stromschutzes von 600-V-Stromleitungen

Zeitrelais. VL-17 kann auf zwei Arten eingeschaltet werden:

• mit Vorversorgung mit Versorgungsspannung (Abb. 1, a)

• bei anliegender Versorgungsspannung bei geschlossenem Steuerkontakt (Abb. 1, b).

In Abb. In Abb. 2 zeigt ein Funktionsdiagramm des VL-17-Relais. Das Relais funktioniert wie folgt.Beim Einschalten nach dem Schema mit Vorspeisung liegt Spannung an den Klemmen 1 und 3 an und der Stromkreis des Relais P1 ist geöffnet. Der Öffnerkontakt P1 hält den Kondensator C im entladenen Zustand und die Triode Tr in Stellung 0. In diesem Fall ist das Ausgangsrelais P2 deaktiviert.

Reis. 2. Schaltungen zum Einschalten des VL-17-Relais: a — mit vorläufiger Versorgungsspannung, b — mit Versorgungsspannung bei geschlossenem Steuerkontakt U

Feige. 3. Funktionsdiagramm des VL-17-Relais.

Wenn Kontakt y schließt (siehe Abb. 2), wird Relais P1 aktiviert, Kontakt P1 öffnet und Kondensator C beginnt sich aufzuladen. Der Kondensator wird über einen einstellbaren Widerstand R aufgeladen, dessen Widerstandswert die Verzögerungszeit des Relais bestimmt.

Der Widerstandswert des Widerstands R wird durch die Schalter P eingestellt. Wenn die Spannung im Kondensator C einen bestimmten Wert erreicht, öffnet die Diode D und vom Generator GI über den Kondensator C die Diode D, den Kondensator C1 leitet einen Stromimpuls an die Triode Tr weiter, die in Position 1 gelangt und das Ausgangsrelais P2 einschaltet, dessen Kontakte im Betriebsstromkreis geschlossen sind.

Wenn der Kontakt am Relais P1 öffnet, stoppt der Strom, der Kontakt P1 schließt und das Zeitrelais kehrt in seine ursprüngliche Position zurück. Die Öffnungsspannung der Diode D wird werkseitig über einen einstellbaren Widerstand R2 eingestellt.

Wenn das Zeitrelais entsprechend der Schaltung mit Spannungsversorgung eingeschaltet wird und der Steuerkontakt geschlossen ist, erfolgt der Übergang der Triode in die O-Position, wenn die Spannung an die Relaisschaltung angelegt wird.

Reis. 4.Kurven der thermischen Stabilität des Fahrdrahtes (die Kurven wurden bei I = 800 A aufgenommen – Langzeitbelastung von zwei Drähten mit einem Querschnitt S = 85 mm2 und der maximalen Erwärmungstemperatur des Drahtes 100 ° C) 1 – toc ° = 5 °C, 2 — toc ° = 20 °C, 3 — toc ° = 40 °C

Die Zeitrelais VL-17 werden für Spannungen von 127 oder 220 V und für einen Zeitverzögerungsbereich von 0,1 bis 200 Sek. hergestellt.

Um eine Zeitverzögerung zu erzeugen, können Sie andere Arten von Zeitrelais verwenden, die zum Bereich der Zeitverzögerungen passen. Die Einstellung des aktuellen Schutzrelais zum aktuellen Zeitpunkt wird durch den Ausdruck bestimmt:

Dabei ist Isc.min der minimale Kurzschlussstrom der Leitung und 1,3 der Zuverlässigkeitsfaktor.

Die Zeitverzögerung des Überstromschutzes wird durch die Heizkurve des Fahrdrahtes in Abhängigkeit vom Schalterstellstrom bestimmt (Abb. 4).

Die Vorteile des beschriebenen Schutzes sind einfache Installation und Bedienung sowie geringe Kosten.

Der Hauptnachteil dieses Schutzes besteht darin, dass seine Zeitverzögerung unabhängig ist, das heißt, sie ändert sich nicht in Abhängigkeit von der Temperaturänderung des Fahrdrahtes und der Größe des Laststroms. Daher kommt es zu Fehlauslösungen des Schutzes. Dies kann durch eine Erhöhung der Ansprechzeit des Schutzes vermieden werden, was zum Ausglühen des Fahrdrahtes führen kann. Daher ist es auf einigen Leitungen erforderlich, mehrere Schutzvorrichtungen zu installieren: eine mit einer längeren Zeitverzögerung bei niedrigerem Betriebsstrom, die andere mit einer kürzeren Zeitverzögerung bei höherem Betriebsstrom.

Bei der Installation von zwei TVZ-Geräten werden die Strom- und Zeiteinstellungen wie folgt ausgewählt:

• Die aktuelle Einstellung des ersten Satzes wird durch den Ausdruck ausgewählt

und die Zeiteinstellung des ersten Satzes erfolgt entlang der Heizkurve der Kontaktsonde, abhängig vom Strom der Schalterstellung,

• Die aktuelle Einstellung des zweiten TVZ-Sets wird durch den Ausdruck ausgewählt

Die Zeiteinstellung des zweiten Satzes wird abhängig vom Einstellstrom des ersten Satzes aus der Heizkurve des Fahrdrahtes übernommen.

Da die PT-40-Wicklung direkt mit dem Shunt verbunden ist und ein Potenzial von 600 V hat, wird die Isolierung zwischen Wicklung und Kontakten, zwischen Wicklung und Rahmen (Masse) mit einer Spannung von 5 kV bei Industriefrequenz geprüft. Der Widerstand der Verbindungsdrähte vom Shunt zum PT-40-Relais muss minimal sein.

Mitarbeiter von Mosgortransproekt haben ein Gerät für einen Integrator des Stromschutzes – ITVZ – entwickelt. Bei diesem Schutz wird anstelle eines Relais eine Spule eines Magnetverstärkers an den Shunt angeschlossen. Die Ausgangsspule des Magnetverstärkers ist mit dem Zeitrelais VL-17 verbunden.

Der Vorteil dieses Schutzes besteht darin, dass er eine abhängige Charakteristik hat, d. h. die Ansprechzeit hängt von der Größe des im Stromkreis fließenden Stroms ab. Dieser Schutz überwacht indirekt über den Strom im geschützten Stromkreis die Erwärmungstemperatur des Fahrdrahts.

Der Schutz wird so eingestellt, dass die Form der Abhängigkeitskurve der Form der Heizkurve des Fahrdrahtes ähnelt und in den gleichen Ordinaten unterhalb der Heizkurve liegt.

Die Nachteile dieses Schutzes sind im Vergleich zum TVZ der relativ hohe Aufwand und die Komplexität sowohl bei der Installation als auch bei der Inbetriebnahme und dem Betrieb.

Die Utility Academy hat einen thermischen Schutz für 600-V-Leitungen entwickelt, der sich derzeit in der Funktionserprobung befindet.Dieser Schutz besteht aus einem Stück Fahrdraht, das in Reihe mit dem Versorgungsleitungskreis des Umspannwerks verbunden ist. In den Draht wird ein Loch gebohrt, in das ein Thermistor eingesetzt wird, der eine Relaiswirkung hat. Bei einer bestimmten Temperatur fällt der Widerstand des Thermistors stark ab und gleichzeitig wird ein Relais ausgelöst, das den Schalter öffnet. Wenn der Draht auf eine bestimmte Temperatur abkühlt, nimmt der Thermistor seinen Widerstand wieder an und das Relais verschwindet.

Reis. 5. Schematische Darstellung des IKZ-Kurzschlussprüfgeräts

Um den Verschleiß der Schalter zu verringern und die Zuverlässigkeit der Stromversorgung der Leitungen zu erhöhen, muss neben dem Schutz der Leitungen vor geringen Kurzschlussströmen auch das Einschalten des Leitungsschalters im Kurzschlussfall ausgeschlossen werden Der Stromkreis ist nicht in der Leitung verschwunden. Zu diesem Zweck wird ein spezielles von Moogortransproekt entwickeltes Leitungsprüfgerät verwendet – der Kurzschlusssucher (Diskriminator) IKZ.

Wenn der Netzschalter ausgeschaltet ist, schließt sein Hilfskontakt den Stromkreis der Primärwicklung des Transformators TP — p (Abb. 5) und von seiner Sekundärwicklung wird über die Ventile ON ein Halbwellenstrom-Teststrom gesendet die Linie. Zusätzlich wird der Versorgungsstromkreis der Gleichrichterbrücke 1 (I-36 V) geschlossen.

Der Wert des vom IKZ-Gerät an die Leitung gesendeten Prüfstroms hängt vom Wert des Leitungswiderstands ab.Der Kurzschlussdetektor ist so eingestellt, dass das IKZ-Relais bei einem Leitungswiderstand über 1 – 1,2 Ohm die Erlaubnis erteilt, den Leitungsschalter automatisch einzuschalten, und wenn der Leitungswiderstand weniger als 0,8 – 0,6 Ohm beträgt, Das IKZ-Relais unterbricht den automatischen Schließschalter.

Der Spannungsabfall an den Widerständen P7 und P8, zu denen die Gleichrichterbrücke 2 parallel geschaltet ist, hängt von der Größe des Prüfstroms ab. Die Wechselwirkung der Magnetflüsse im Magnetverstärker MU, die durch die mit den Gleichrichterbrücken 1 und 2 verbundenen Verstärkerspulen erzeugt werden, bestimmt den Betrieb des IKZ-Relais.