Защита тяговой сети от токов короткого замыкания

Короткое замыкание в тяговой сети может возникнуть вследствие ряда причин: нарушение изоляции контактной сети, замыкание разнополярных проводов, обрыв контактного провода, неисправности на подвижном составе. Короткое замыкание может возникнуть в любой точке тяговой сети как непосредственно в точке подключения питающих линий, так и в конце участка питания. Значения тока кз будут различными и будут зависеть от вида замыкания: замыкание через электрическую дугу или заземлитель в цепи тока при обрыве контактного провода и падении его на землю; через металлический контакт - глухое кз. При протекании через контактные провода больших токов кз провода подвергаются динамическому и термическому воздействиям. Если не принять определённых мер к быстрому отключению места кз возникнут пережоги контактного провода, разрушится оборудование, возможно возникновение пожара, если кз произошло на ПС. При глухих кз вблизи тяговой подстанции величины установившихся токов кз весьма велики, их отключение осуществляется быстродействующими автоматическими выключателями в положительных питающих линиях тяговой сети (собственное время автоматического выключателя не превышает 0,003-0,005с).

Максимальный ток линии (кабеля) при одностороннем питании

где функция вероятности ;

При проектировании частоту отключения защитой токов линии, превышающих принятое расчётное максимальное значение, принимают равной 10-15 раз в месяц, , .

А,

А,

А.

Ток уставки ВАБа принимается равным (1,15-1,2)

А,

А,

А.

Минимальный ток короткого замыкания в удалённой от подстанции точке

где номинальное напряжение преобразовательного агрегата на тяговой подстанции,  = 600 В;

 - коэффициент, учитывающий потери напряжения в трансформаторе преобразовательного агрегата ≈ 0,04;

- коэффициент, учитывающий потери напряжения в высоковольтной сети, ≈ 0,03;

допустимое отклонение питающего ТП напряжения, р = ± 0,05;

потери напряжения в вентилях выпрямителя,

для схемы выпрямления с нулем = 5 В;

 - потери напряжения в электрической дуге, ;

номинальный ток преобразовательного агрегата на тяговой подстанции;

число параллельно работающих преобразовательных агрегатов на тяговой подстанции;

расстояние от положительного питающего пункта на секции контактной сети до наиболее удалённой точки кз в той же секции контактной сети;

приведённое сопротивление тяговой подстанции, рассчитывается по формуле

где коэффициент, учитывающий число одновременно работающих вводов на тяговой подстанции в момент кз, рассчитывается как отношение общего числа вводов высокого напряжения на тяговой подстанции к наименьшему числу работающих вводов на ТП,   для ТП централизованного внутреннего электроснабжения;

число преобразовательных агрегатов, установленных на тяговой подстанции;

 Ом.

А,

А,

А.

Далее проверяется неравенство > 1,5

> 1,5

1056,2 А > 1107,2 A,

> 1,5

987 A > 1201, 5 A,

> 1,5

870 A > 1342,5 A.

Условие проверки на малый ток во всех секциях короткого замыкания в наиболее удалённых от ТП точках не выполняется. Следовательно, токи кз вблизи секционных изоляторов  являются малыми, и требуется дополнительная защита тяговой сети от малых токов кз.

2 Расчёт тяговой сети обобщённым аналитическим методом по децентрализованной схеме внутреннего электроснабжения

Рисунок 2 -  Схема децентрализованного внутреннего электроснабжения.