Расчет направленной защиты по приращению тока

1.4.4   Расчет направленной защиты по приращению тока

Данная защита не имеют явно выраженной зоны действия. Она может использоваться только совместно с защитами, реагирующими на величину тока или сопротивления петли короткого замыкания как блокировка для улучшения отстроенности от параметров нормального режима.

Уставка срабатывания  определяется по формуле

(1.28)

где  – коэффициент запаса, принимаем равным 1,25;

 – наибольшее приращение тока в нормальном режиме, для электровозов ВЛ 10 и ВЛ 11 принимаем 1300 А.

Для фидера тяговой подстанции Яя ток уставки равен:

Принимаем ток уставки равным 1650 Ом.

Для фидера тяговой подстанции Ижморская ток уставки равен:

Принимаем ток уставки равным 1650 Ом.

Для фидера 2поста секционирования ток уставки равен:

Принимаем ток уставки равным 1650 Ом.

Для фидера 4 поста секционирования ток уставки равен:

Принимаем ток уставки равным 1650 Ом.

Выбранные уставки проверяются по чувствительности к коротким замыканиям по формуле

(1.29)

где  –минимальное приращение тока при коротком замыкании, выбирается по данным программы Кортэс;

 – коэффициент снижения приращения тока короткого замыкания при наличии значительной нагрузки в момент, предшествовавший повреждению контактной сети, принимаем равным 0,8.

Для фидера тяговой подстанции Яя:

Для фидера тяговой подстанции Ижморская:

Для фидера 2 поста секционирования:

Для фидера 4 поста секционирования:

1.4.5   Расчет направленной защиты по критической скорости нарастания тока

Данная защита так же как и предыдущая не имеет явно выраженной зоны действия. Она может использоваться только совместно с защитами, реагирующими на величину тока или сопротивления петли короткого замыкания как блокировка для улучшения отстроенности от параметров нормального режима.

Скорости изменения тока в нормальном режиме и при коротком замыкании принимаются на основании опытных данных конкретного участка.

Скорость изменения тока при коротком замыкании превышает, как правило, от 90 до 100 А/с, а в нормальном режиме обычно ее значение меньше чем от 60 до 80 А/с. Однако в нормальном режиме бывают случаи, когда значение этой скорости существенно возрастает. Такое явление имеет место при проезде воздушных промежутков (1000-1500 А/с), при пуске электропоездов (80-300 А/с), после отрыва токоприемников от контактного провода и последующего его касания при больших скоростях движения.

В связи с тем что на данном участке находится остановочная площадка, где происходит остановка электропоездов, то принимаем скорость изменения тока при коротком замыкании равным 300 А/с. И соответственно ток уставки 300 А/с.

Результаты расчета всех остальных тяговых подстанций и постов секционирования приведены в таблицах 15, 16 и 17.

1.4.6   Расчет защиты минимального напряжения

Защита минимального напряжения может использоваться на постах секционирования и пунктах параллельного соединения. Она может устанавливаться также на перегоне при воздействии на короткозамыкатель или при условии передачи информации на смежные подстанции или пост секционирования по каналам телемеханики.

Уставка срабатывания  определяется по условию (1.8):

Для фидера 2 и 4 поста секционирования напряжение уставки равно:

Диапазон напряжения при котором срабатывает ЦЗАФ-3,3 от 30 до 1000 В, поэтому принимаем напряжение уставки защиты для постов секционирования равную 1000 В. При этом зона действия защиты уменьшена и будет являться ближним резервом.

Таблица 15 – Результаты расчета уставок максимальной токовой защиты

Таблица 16– Результаты расчета уставок дистанционной защиты

Таблица 17– Результаты расчета уставок направленной защиты по приращению тока

Проверка цифровой защиты на ложное срабатывание

Для проверки защит на ложное срабатывание в программе Кортэс построены случайные графики движения поездов заданных масс по двум направлениям для участка Болотная – Тайга и участка Тайга – Мариинск, и получены максимальные токи нагрузки фидеров тяговых подстанций. Фрагмент график движения поездов на участке Тайга – Болотная представлен на рисунке 12. Максимальные значения фидеров тяговых подстанций приведены в таблице 18

Рисунок 12 - Фрагмент графика движения поездов на участке Тайга – Мариинск

Результаты расчетов значений токов показали, что при пропуске поездов заданных масс в обоих направлениях со случайным графиком движения. Максимальная токовая защита фидеров контактной сети не сработает, т.к. максимальные рабочие токи по фидерам контактной сети не превышают значений уставок защит фидеров контактной сети и значений уставок вводов 3,3 кВ (таблицы 18). Исходя из этого можно сделать вывод, что комплекты защит тяговых подстанции на участке Болотная – Мариинск Тайгинской дистанции электроснабжения ложно не сработают.

Тблица 18 – Результаты сравнения значения максимальных токов фидеров тяговых подстанций и токов уставок максимальной токовой защиты

В связи с тем, что на некоторых фидерах ток уставки меньше максимального рабочего тока, то для предотвращения ложного срабатывания защиты завышаем уставки (таблица19).

Таблица 19 – Измененные токи уставок максимальной токовой защиты

1.5 Описание и работа устройства ЦЗАФ-3,3

1.5.1 Назначение

Устройство ЦЗАФ-3,3 предназначено для выполнения функций релейной защиты фидеров контактной сети постоянного тока напряжения 3,3 кВ в комплектных распределительных устройствах (КРУ) тяговых подстанций (ТП), постов секционирования (ПС) и пунктов параллельного соединения (ППС), а так же для выполнения функций противоаварийной автоматики, измерения, контроля и сигнализации, местного и дистанционного управления коммутационными аппаратами. Оно может включаться в автоматизированную систему управления подстанции в качестве подсистемы нижнего уровня. Устройство предназначено для эксплуатации в регулярно отапливаемых помещениях. Внешний вид устройства ЦЗАФ-3,3 кВ представлен на рисунке 13.

Рисунок 13 – Внешний вид ЦЗАФ-3,3 кВ

1.5.2   Технические характеристики устройства ЦЗАФ-3,3

1.5.2.1 Характеристики электропитания

Питание устройства ЦЗАФ-3,3 может осуществляться как от источника напряжением постоянного тока в диапазоне 95…345 В, так и от источника напряжения переменного тока в диапазоне 75…242 В.

Мощность, потребляемая устройством ЦЗАФ-3,3 от источника оперативного тока, не более 15 Вт.