Admin

Повышение надежности питающих устройств СЦБ

В.И. Есюнин

Создавая панели питания устройств СЦБ для станций с электрической централизацией, разработчики приняли решение о частичном использовании в них автоматических выключателей взамен предохранителей. Целесообразность такого решения объясняется тем, что выключатели предназначены не только для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания, но и для оперативных включений и отключений цепей.

В качестве выключателей сначала была выбрана серия АП50, а затем АЕ20(М). Серия АЕ20(М) имеет выключатели с электромагнитными или тепловыми расцепителями тока, а также комбинированные с электромагнитными и тепловыми расцепителями. Для панелей ЭЦ были использованы автоматы с комбинированной защитой, т. е. с электромагнитными и тепловыми расцепителями в каждом полюсе (фазе).

Уставки по току срабатывания электромагнитной и тепловой защиты в автоматах существенно отличаются. Значение уставки тока электромагнитного расцепителя в несколько раз превышает значение тока уставки теплового расцепителя. К тому же скорость его срабатывания значительно выше. При больших амплитудах токов перегрузки время срабатывания электромагнитного расцепителя может быть на уровне 0,02 с, что составляет всего один период переменного тока частотой 50 Гц.

В то же время характеристики теплового расцепителя близки к характеристикам предохранителя аналогичного номинала.

Таким образом, идеология, заложенная в автоматах с комбинированной защитой, позволяла надеяться на высокую эффективность защиты от токов как короткого замыкания, так и перегрузок.


Однако начавшееся на Горьковской дороге в 1981 г. широкое внедрение панелей ПВ-ЭЦ привело к появлению случаев ложного срабатывания автоматов при коммутациях в сетях электроснабжения. При этом измеренные значения токов нагрузки были на 30-40 % меньше номинального значения уставок автоматов. Проведенные исследования показали, что в момент переключения в питающих фидерах возникают переходные процессы. Так как в цепях нагрузки СЦБ широко применяются трансформаторы (изолирующие, понижающие), то в момент подключения к ним напряжения появляется ток, амплитуда которого соизмерима с током короткого замыкания трансформатора, т. е. она может превышать установившееся значение тока нагрузки в десятки раз. Диаграмма переходного процесса при подаче напряжения на трансформатор приведена на рис. 1. Из нее видно, что в течение нескольких периодов амплитуда тока i значительно превышает установившееся значение тока нагрузки 1н. Резкое превышение длится всего в течение двух периодов, т. е. 20-40 мс и не сказывается на тепловой защите (предохранители, тепловые расцепители) вследствие ее инерционности. Одновременно электромагнитные расцепители, обладая быстродействием, успевают сработать, отключая нагрузку. Переходные процессы и связанные с ними возрастания токов в нагрузке возникают также при глубоких просадках питающего напряжения, особенно при несфазированных или не полностью сфазированных питающих фидерах.

Видимо, применение автоматов типа АП50-ЗМТ, АЕ2046М с электромагнитными расцепителями без глубоких исследований величин токов переходных процессов в нагрузке СЦБ было ошибочно. На этом этапе целесообразно было применять автоматы типа АЕ2049М, имеющие только тепловые расцепители. На дороге для исключения ложных срабатываний автоматов во время переходных процессов было принято решение об исключении в них электромагнитных расцепителей с сохранением тепловой защиты. Решение о модернизации автоматов, а не замене их новыми принято исходя из экономических и финансовых возможностей дистанций сигнализации и связи. Переделка автоматов велась по технологии, разработанной дорожной лабораторией автоматики, телемеханики и связи, включающей в себя и конструктивные изменения.

Более неприятные эксплуатационные последствия появились при несанкционированном срабатывании автоматов на щитах выключения питания ЩВП-73. Установленные на щите четыре автомата предназначены для выключения всех видов питания в релейном помещении поста электрической централизации. Отключение производится вручную. Таким образом, ЩВП-73 не предназначен для защиты цепей от токов перегрузок и короткого замыкания, хотя автоматы, установленные в щите, оборудованы расцепителями тока.

Схема защиты питающих пост ЭЦ фидеров с вводной панелью ПВ-60 представлена на рис. 2. Наличие электромагнитных расцепителей может привести к ложному срабатыванию автоматов 1 А и 2 А, установленных в щите на первом и втором фидерах питания. Это возможно при несанкционированном напряжении на вводах первого и второго фидеров и пропадании напряжения в одной из фаз фидера, от которого в данный момент работают устройства ЭЦ. В этом случае при переключении на вводной панели питания устройств на другой фидер за счет электрической дуги на контактах пускателя (контактора) 1КТ, отключающего нагрузку от неисправного фидера, и контактах пускателя 2КТ, подключающего исправный фидер, возникают токовые перегрузки, близкие к короткому замыканию. При этом в ЩВП-73 на первом и втором фидере срабатывают электромагнитные расцепители автоматов, отключая питание поста ЭЦ. В то же время предохранители или автоматы с тепловой защитой на трансформаторных подстанциях, питающих пост ЭЦ, и вводной панели не срабатывают вследствие своей инерционности. Для исключения несанкционированного срабатывания автоматов в ЩВП-73 на дороге было принято решение о переводе их в разряд ручных выключателей с исключением в них электромагнитной защиты.

Проведенные на дороге меры по модернизации автоматов позволили без замены на новые исключить ложные срабатывания токовой защиты.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin