КАК НАСТРОИТЬ АВТОМАТИКУ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМИ ТЕРМИНАЛАМИ

В связи с внедрением на сети дорог интеллектуальных терминалов «ИнТер», выпускаемых ООО «НИИЭФА-Энерго» (г. Санкт-Петербург), расширяются возможности автоматики тяговой сети переменного тока, повышающие надежность и ресурсосбережение электроснабжения. Главное в новой автоматике — переход от так называемого «слепого» автоматического повторного включения (АПВ) к АПВ с контролем наличия устойчивого (проходящего) короткого замыкания (к.з.) в отключенной контактной сети. Для реализации новой функции у выключателя тяговой подстанции, питающего контактную сеть, устанавливают трансформатор напряжения. (Схемные решения ячейки фидерного выключателя с трансформатором напряжения опубликованы в журнале «Локомотив» №12, 2011 г.)

Принципы определения устойчивого (проходящего) короткого замыкания в контактной сети. В интеллектуальном терминале реализованы два алгоритма определения устойчивого (проходящего) к.з. в тяговой сети. Первый контролирует остаточное напряжение, генерируемое машинным фазорасщепителем электро-подвижного состава (ЭПС). Если в отключенной контактной сети остаточное напряжение с частотой менее 48,5 Гц превышает 400... 600 В, значит, к.з. проходящее. В данном способе по частоте напряжения (менее 48,5 Гц) определяют факт отключенного состояния фидера противоположного пункта питания (подстанции или поста секционирования). Это позволяет сформировать быстродействующее АПВ (вплоть до 0,5 с).

Однако новый ЭПС не имеет машинных фазорасщепителей. В таком случае отсутствует остаточное напряжение в контактной сети. Поэтому второй алгоритм через время Тапв1 обеспечивает измерение наведенного напряжения, отсутствие которого свидетельствует об устойчивом к.з. Однако в данном случае нужно учитывать не только электрическую, но и магнитную составляющую наведенного напряжения.

Действительно, при устойчивом к.з. и наличии магнитной составляющей наведенного напряжения от соседнего пути с тяговой нагрузкой наведенное напряжение не будет иметь нулевого значения. Поэтому, чтобы в рассматриваемом случае определить устойчивое к.з., нужно воспользоваться свойствами наведенного напряжения в контактной сети.

Если отключены оба пути, то наведенное напряжение от линии системы «два провода — рельс» (ДПР) — 1... 3,5 кВ. Если произошло устойчивое к.з., то с учетом помех оно достигает 100... 300 В. Если включен соседний путь, то наведенное напряжение от ДПР и соседнего пути — 3... 9 кВ (если линия ДПР отключена, то наведенное напряжение — 2,5... 8 кВ). При к.з. оно может возрасти до 1,1... 1,5 кВ в связи с возможным магнитным влиянием от реальных в эксплуатации токов нагрузки соседнего пути, т.е. при токе фидера 400... 600 А.

Сравнение указанных значений позволяет сформировать алгоритм определения устойчивого (проходящего) к.з. с помощью наведенного напряжения. При отключенном соседнем пути (т.е. при отключенном выключателе фидера соседнего пути) выставляем уставку и_отклф2 срабатывания первого выходного реле, указывающего на проходящее к.з., — 600... 900 В. Если включен второй путь (включен выключатель фидера соседнего пути), то уставку срабатывания второго выходного реле принимаем равной 2000... 2500 В.

Итак, для надежной отстройки от магнитной составляющей наведенного напряжения на двухпутном участке следует формировать уставки для срабатывания АПВ по наведенному напряжению в зависимости от включенного/отключенного фидера соседнего пути.

Важно отметить, что наведенное напряжение следует измерять только после отключения выключателя пункта питания противоположной стороны (тяговой подстанции или поста секционирования), т.е. с запасом через 1... 1,5 с. Таким образом, АПВ по наведенному напряжению можно выполнить со временем не меньше

1..,1,5с.

Если нет дополнительных условий (например, по «удержанию» поста секционирования на разъединителях), то наведенное напряжение логично контролировать, начиная со времени уставки АПВ. Так, если уставка времени выдержки АПВ — 5,5 с, то наведенное напряжение целесообразно измерять через 5,5 с, т.е. Тапв2 = 5,5 с.

Итак, при однократном АПВ следует вводить программные ключи:

□    «АПВ1 введено», а также когда вводится быстродействующее АПВ (блок УКк.з.), включается еще один программный ключ «БАПВ вместо АПВ1»;

□    «АПВ2 введено».

Если включены оба программных ключа, то в общем случае может произойти двукратное АПВ, что будет пояснено далее.

Рассмотрим способы формирования автоматики АПВ при различных схемах питания тяговой сети.

Межподстанционная зона с селективными защитами на тяговой подстанции и на посту секционирования. При к.з. в тяговой сети отключаются один фидер тяговой подстанции и один фидер поста секционирования, тем самым обесточивается четверть межподстанционной зоны. Далее, если к.з. проходящее, что устанавливает «ИнТер», то фидер тяговой подстанции включается по АПВ (вводится АПВ2 с выдержкой 5... 7 с). На посту секционирования аварийно отключенный фидер включается по АПВ при встречно приходящем напряжении. Если к.з. устойчивое, что устанавливает «ИнТер», то АПВ блокируется.

На участках с подъемами более 6 %о существует опасность остановки поездов повышенной массы и длины при указанных выдержках времени АПВ (5... 6 с), так как схема электровоза разбирается. Чтобы восстановить тяговый режим, например, на локомотивах ВЛ80С, потребуется более минуты, что может привести на подъемах к остановке поезда с вытекающими из этого негативными последствиями.

Конфигурация |

-АПВ-

W АПВ1 введено Г? АПВ2 введено Г” У скор. АПВ по 1)Ф Г” Контроль 11ф при АПВ ф Блок. АПВ по ТО 17 Блок. АПВ при уск. Г” Блок. АПВ по Д31 Г" Блок АПВ по Внеш. защ.

Т АПВ11 14 с Т АПВ21 5,0 с

гУККЗ-

W БАПВ вместо АЛВ1 с1Фгш1> |    22    ^в

иФ_птп> |    1,0    кВ

Tmin |    0,40    с

Рис. 1. Фрагмент сервисной программы терминала «ИнТер»