WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

длиной lд = 40 м каждая; длина питающих фидеров lф=1000 м).

(для сравнения показаны токи смежных фидеров iФ1 и iФЗ при проходе ЭПС по обычному ИП).

Для оценки реакции РДШ выключателей ВАБ-49 на проход ЭПС под током по ИПРПТ было проведено компьютерное моделирование с помощью электронной лаборатории ELECTRONICS WORKBENCH VERSION 4.1, результаты которого подтвердили высказанное предположение, о том, что при таком проходе срабатывания выключателя происходить не будет.

На рис. 7 приведены результаты одного из смоделированных вариантов реакции РДШ, где отображены токи по ветвям РДШ i1 и i2, а также интересующая нас разность токов (i2 - i1). Для сравнения здесь же показана реакция РДШ, т.е. величина (i2 - i1)’, на проход ЭПС по существующему в настоящее время ИП.

13

Рис. 7. Графики токов по ветвям РДШ и их разности

при въезде ЭПС на ИПРПТ, с резистивными ветвями из фехрали,

длиной lд = 40 м каждая, при длине питающего фидера lФ = 1000 м.

Полученные результаты аналитических расчетов и компьютерного моделирования позволили сделать вывод, что для эффективного использования ИПРТП необходимо резистивные ветви выполнять длиной не менее:

  • lд 40 м для стали;
  • lд 20 м для фехрали,

то есть длина всего изолирующего сопряжения ИП, по сравнению с существующей, должна быть увеличена на 1-2 пролёта.

Четвертая глава диссертации посвящена разработке принципиальных схем устройств блокировки выключателей смежных фидеров (УБВСФ) для выключателей различных типов АБ-2/4, ВАБ-43 и ВАБ-49 (рис. 8-9).

Дана теоретическая оценка эффективности применения таких устройств, для чего проведены расчеты переходных процессов в магнитных системах выключателей и реле-дифференциальных шунтов в момент прохода ЭПС под током через ИП.

В ходе расчетов для выключателей типа АБ-2/4 и ВАБ-43 получены зависимости, описывающие закон изменения тока в размагничивающем витке без применения устройства блокировки:

14

(2)

где: и

и токов в размагничивающем витке и катушке включения при его использовании:

(3)


(4)

15

где:

;

;

;

21

a = ; b =

; ;

В (2), (3) и (4):

I0 и I величины начального тока и скачка тока фидера, на котором установлен выключатель, в момент схода ЭПС с ИП;

Rв и Lв, Rш и Lш, Rк и Lк активные сопротивления и индуктивности размагничивающего витка, индуктивного шунта и катушки включения соответственно;

М взаимная индуктивность катушки включения и размагничивающего витка;

ш, к и 1 – постоянные времени индуктивного шунта, катушки включения и первичного тока соответственно;

t – момент времени замыкания размагничивающего витка (учитывая, что схема блокировки выполнена на быстродействующих элементах, в расчетах принималось t = 0).

16

Рис. 8. Принципиальная схема устройства блокировки выключателей

типа АБ-2/4 (ВАБ-43):

1, 4 датчики производной тока (ДПТ); 2, 5 ограничивающие резисторы;

3, 6 электронные ключи (транзисторы); 7, 9 ограничивающие резисторы цепи управления; 8 тиристор; 10 катушка включения выключателя, установленного на фидере Ф3 набегающей ветви; 11 размагничивающий виток выключателя; 12 держащая катушка выключателя.

Для оценки эффективности применения УБВСФ необходимо было найти суммарные ампер-витки через якорь магнитной системы выключателя Аw, создающие размагничивающий поток при закороченной катушке включения (5) и сравнить их с ампер-витками Аw* при обычной работе выключателя (6).

(5)

где: kс – коэффициент связи между катушкой выключателя и

размагничивающим витком;

wк и wк – число витков размагничивающего витка и катушки включения.

17

Рис. 9. Принципиальная схема устройства блокировки выключателей

типа ВАБ-49:

1, 2 выключатели смежных фидеров Ф1 и Ф3;

3, 4 реле РДШ выключателей 1 и 2; 5 калибровочная катушка реле РДШ 4 выключателя, установленного на фидере Ф3 набегающей ветви;

6 ограничивающий резистор цепи управления; 7 тиристор;

8 источник питания; 9 конденсатор; 10 диод; 11 трансформатор; 12 ограничивающий резистор; 13, 14 датчики производной тока; 15, 16 транзисторы; 17 регулировочный резистор.

, (6)

Соответствующие (5) и (6) графики приведены на рис.10.

Анализ полученных результатов показал, что применение устройства блокировки выключателей типа АБ-2/4 и ВАБ-43 позволит избавиться от ложных срабатываний выключателей. Однако наиболее результативно УБВСФ будет работать, если одновременно с его установкой будет произведена замена катушки включения на аналогичную с большим сечением провода.

динамической уставке I= Iср.

18

Рис. 10. Ампер-витки токов в магнитной системе выключателей

типа АБ-2/4 и ВАБ-43.

Для оценки эффективности работы УБВСФ для выключателей ВАБ-49 рассмотрен случай заезда ЭПС на ИП, когда начальное значение тока на принимающем

фидере I0 = 0, а скачок тока I достаточен для срабатывания РДШ, т.е. равен его

Учитывая, что I0 = 0, а I = Iср формулу для определения разности токов шин РДШ можно записать в следующем виде (7):

(7)

19

Аналогичным образом проводилось сравнение ампер-витков от разности токов шин реле РДШ без использования устройства блокировки Aw* и суммарных ампер-

витков при использовании УБВСФ Aw, показывающими на сколько применение УБВСФ позволяет загрубить уставку РДШ на момент прохода ЭПС по ИП:

. (8)

, (9)

В ходе расчетов были рассмотрены 8 случаев, соответствующих граничным значениям в диапазонах уставок РДШ (10),один из которых (для = 3 мм, Iср = 4000 А.) показан на рис. 11.

- = 2 мм Iср= (800 1600) А;

- = 3 мм Iср= (1600 4000) А; (10)

- = 4 мм Iср= (2000 5000) А;

- = 5 мм Iср= (4000 7000) А.

рис. 11. Ампер-витки токов в РДШ.

Полученные результаты показали, что использование УБВСФ действительно позволяет снизить суммарный скачок на 15-50% по сравнению с уставкой по разности токов, причем чем выше уставка РДШ, тем эффект от применения УБВСФ значительнее.

Чтобы убедиться в достоверности результатов расчета было проведено компьютерное моделирование переходных процессов в магнитной системе выключателя

типа АБ-2/4 и ВАБ-43 с помощью электронной лаборатории ELECTRONICS WORKBENCH VERSION 4.1. Из графиков видно, что полученные с помощью компьютерного моделирования данные (рис. 12) полностью совпадают с результатами аналитических расчетов (рис.10).

20

рис. 12. Результаты моделирования процессов в магнитной системе выключателя при использовании УБВСФ.

В результате всей проделанной работы автором был создан опытный образец устройства блокировки выключателей смежных фидеров для выключателей типа ВАБ-49, испытания которого были проведены на смежных фидерах ИП тяговой

подстанции Дмитров (отдающем – Ф3 и принимающем – Ф1). Результаты испытаний полностью подтвердили полученные ранее данные теоретической оценки и моделирования.

21

Дана оценка техническо-экономической эффективности использования данного устройства, которая показала, что внедрение устройства УБВСФ потребует единовременных затрат на его создание и монтаж в размере 31875 руб и будет

предотвращенных пережогов ИП в год, так:

  • срок окупаемости УБВСФ меньше нормативного и составляет 1,1 года уже при 1-ом предотвращенном пережоге в год;
  • приведённые затраты на восстановление даже 1-го пережога в год больше приведённых затрат на УБВСФ;
  • минимальное количество предотвращенных пережогов проводов ИП, при котором срок окупаемости УБВСФ будет равен нормативному составляет 0,22 пер/год.

Это особенно показательно с учетом того факта, что при оценке не учитывалась стоимость задержки поездов, возникающей при пережоге проводов ИП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Выявлено, что основной причиной возникновения электрической дуги, приводящей к пережогу проводов, при проходе ЭПС через ИП является отключение выключателя принимающего фидера из-за скачка (приращения) тока фидера в момент заезда ЭПС на ИП или при съезде с него. Причиной же отключения являются специфические защитные характеристики быстродействующих выключателей, используемых на фидерах тяговой сети - АБ 2/4, ВАБ-43 и ВАБ-49;
  2. Проведен анализ характеристик срабатывания выключателей типа АБ-2/4 и ВАБ-43 и расчет характеристик реле-дифференциальных шунтов (РДШ) выключателей типа ВАБ-49. Очевидно, что реагировать на скачки тока выключатели ВАБ-49 с реле РДШ будут хуже выключателей ВАБ-43 и АБ-2/4. Однако, имея даже такие характеристики, выключатели ВАБ-49 будут реагировать на проход ЭПС по ИП, что неизменно приведет к пережогам проводов;
  3. Расчет переходных процессов в смежных фидерах тяговой сети, разделенных ИП, при проходе по нему ЭПС под током показал, что процесс перераспределения тока ЭПС по фидерам практически не зависит от местоположения тяговой подстанции, т.е. от соотношения длин указанных фидеров;

22

  1. Разработана принципиальная схема ИП с резистивным переводом тока с фидера на фидер и предложены материалы, которые могут быть использованы для изготовления резистивных ветвей ИП;
  2. Проведенные аналитическое описание и компьютерное моделирование процесса прохода ЭПС под током по изолирующему промежутку с резистивным переводом тока показали, что при существующих конструктивных параметрах ИП, когда зона одновременного подхвата обеих ветвей изолирующего сопряжения ИП составляет в среднем 10 м, реализовать предлагаемый способ невозможно. В связи с чем было предложено увеличить длину изолирующего сопряжения ИП на 1-2 пролета;
  3. Разработаны принципиальные схемы устройств блокировки выключателей смежных фидеров для выключателей типа АБ-2/4, ВАБ-43 и ВАБ-49;
  4. Выполнена теоретическая оценка эффективности применения устройства блокировки выключателей типа АБ-2/4 и ВАБ-43. Анализ полученных результатов показал, что применение предлагаемого устройства блокировки позволит избавиться от ложных срабатываний выключателей при проходе ЭПС под током по ИП, однако наиболее результативно такое устройство будет работать, если одновременно с его установкой произвести замену катушки включения на аналогичную с большим сечением провода;
  5. Проведено компьютерное моделирование переходных процессов в магнитной системе выключателя «принимающего» фидера при проходе по ИП ЭПС под током, результаты которого полностью совпадают с результатами расчетов теоретической оценки;
  6. Выполнена теоретическая оценка эффективности применения устройства блокировки выключателей типа ВАБ-49, результаты которой показали, что применение предлагаемого устройства позволит загрубить уставку РДШ на время прохода ЭПС под током через ИП, исключив тем самым его срабатывание, причем чем выше уставка РДШ, тем эффект от применения УБВСФ значительнее;
  7. Изготовлен опытный образец устройства блокировки для выключателей типа ВАБ-49, испытания которого были проведены на смежных фидерах тяговой подстанции Дмитров. Результаты проведенных испытаний подтвердили эффективность работы данного устройства;

23

  1. Показано, что предлагаемые в данной работе схемы УБВСФ, позволяющие исключить срабатывание выключателя принимающего фидера при проходе ЭПС под током по ИП, не могут исключить появления дуги в момент схода ЭПС с ИП. Для устранения возможного появления дуги предложено шунтирование ИП быстродействующим выключателем на время прохода ЭПС по ИП;
  2. Показано, что расшунтирование ИП, после прохода ЭПС по ИП, по своему влиянию на защиту принимающего фидера эквивалентно влиянию процесса схода ЭПС с ИП. Поэтому исключить срабатывания выключателя набегающего фидера в этом случае может только устройство блокировки выключателей смежных фидеров. Другими словами шунтирование ИП быстродействующим выключателем является лишь дополнительной мерой, и будет эффективным только при наличии устройства блокировки;
  3. Дана оценка техническо-экономической эффективности использования устройства УБВСФ, которая показала, что внедрение данного устройства будет экономически целесообразным при любом количестве предотвращенных пережогов ИП в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1) Такарлыкова А.С. Изолирующий промежуток тяговой сети постоянного тока для скоростного и тяжеловесного движения // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2008, №6

2) Такарлыкова А.С. Исключение пережогов проводов изолирующего промежутка контактной сети постоянного тока путем его шунтирования быстродействующим выключателем// Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. – 2008, №7

3) Такарлыкова А.С. Изолирующий промежуток контактной сети: новые решения // Мир транспорта. – 2006, №3

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»