Selección de ajustes de protección para líneas de 600 V en subestaciones de tracción
La corriente de ajuste de los interruptores de línea depende de la corriente de carga calculada de la línea, así como del valor de la corriente de cortocircuito al final de la línea.
Actualmente, en relación con la introducción de material rodante de alto consumo energético y un aumento en la frecuencia de movimiento, la corriente de ajuste de los interruptores lineales, según la corriente de carga calculada, se selecciona de la siguiente manera:
1. para un tranvía
donde Iras es la corriente de carga nominal, 1000 es un valor constante para autos G individuales, 2000 es lo mismo para autos G de 2 autos,
2. para un trolebús
Se elige que la corriente de disparo de los interruptores VAB-20, VAB-20M y VAB-36 del sistema magnético sea del orden de 4500-5000 amperios.
En la práctica, hay muchas líneas en las que el ajuste seleccionado según la corriente nominal de carga supera la corriente de cortocircuito al final de la línea, lo que puede provocar un cortocircuito continuo y el recocido del hilo de contacto.En este sentido, la reducción de la corriente de ajuste de los interruptores provoca muchos falsos disparos de los interruptores de las corrientes normales de carga, lo que repercute negativamente en los interruptores, acelerando su desgaste y aumentando el número de reparaciones, deteriorando la calidad del suministro. y el aumento de las pérdidas de energía por el arranque forzado del material rodante.
Para poder aumentar los ajustes de los interruptores y al mismo tiempo garantizar que disparen corrientes de cortocircuito inferiores a la corriente de ajuste, se han desarrollado varios tipos de protección contra cortocircuitos de línea. en el momento de subestaciones de tracción la protección más simple en tiempo actual de 600 líneas eléctricas en TVZ recibió una amplia distribución.
En la Fig. 1 muestra un diagrama de protección por hora actual. Se conecta un shunt ubicado en el circuito de la línea protegida relé RT-40… Cuando en la línea circula una corriente igual o superior a la corriente de ajuste del relé, el contacto T cierra el circuito del relé temporizador, el cual, con un retardo de tiempo predeterminado, cierra su contacto en el circuito de disparo del interruptor automático. Si la carga de la línea cae antes de que el relé de tiempo cierre el circuito de disparo, el contacto abierto del relé de corriente T disparará el relé de tiempo y el interruptor no se abrirá.
Arroz. 1. Esquema de protección actual de líneas eléctricas de 600 V.
Relé de tiempo. VL-17 se puede encender de dos maneras:
• con suministro preliminar de tensión de alimentación (fig. 1, a)
• con tensión de alimentación aplicada cuando el contacto de control está cerrado (fig. 1, b).
En la Fig. 2 muestra un diagrama funcional del relé VL-17. El relé funciona de la siguiente manera.Cuando se enciende de acuerdo con el esquema con suministro previo, se aplica voltaje a los terminales 1 y 3, y el circuito del relé P1 está abierto. El contacto de apertura P1 mantiene el condensador C en estado descargado y el triodo Tr en la posición 0. En este caso, el relé de salida P2 está deshabilitado.
Arroz. 2. Circuitos para encender el relé VL-17: a — con suministro preliminar de voltaje de suministro, b — con suministro de voltaje de suministro cuando el contacto de control U está cerrado
Higo. 3. Diagrama funcional del relé VL-17.
Cuando el contacto y se cierra (ver Fig. 2), el relé P1 se activa, el contacto P1 se abre y el capacitor C comienza a cargarse. El capacitor se carga a través de una resistencia ajustable R, cuyo valor de resistencia determina el tiempo de retardo del relé.
El valor de la resistencia de la resistencia R lo establecen los interruptores P. Cuando el voltaje en el capacitor C alcanza un cierto valor, el diodo D se abrirá, y desde el generador GI a través del capacitor C, el diodo D, el capacitor C1 pasará un pulso de corriente al triodo Tr, que pasará en la posición 1 y encenderá el relé de salida P2, cuyos contactos están cerrados en el circuito de operación.
Cuando se abre el contacto del relé P1, la corriente se detiene, el contacto P1 se cierra y el relé de tiempo vuelve a su posición original. El voltaje de apertura del diodo D se establece en fábrica mediante una resistencia ajustable R2.
Cuando el relé de tiempo se enciende de acuerdo con el circuito con suministro de voltaje, cuando el contacto de control está cerrado, la transición del triodo a la posición O ocurre cuando se aplica voltaje al circuito del relé.
Arroz. 4.Curvas de estabilidad térmica del hilo de contacto (las curvas se toman en I = 800 A — carga a largo plazo de dos hilos con una sección transversal S = 85 mm2 y la temperatura máxima de calentamiento del hilo 100 ° C) 1 — toc ° = 5 °C, 2 — toc° = 20 °C, 3 — toc° = 40 °C
Los relés de tiempo VL-17 se fabrican para tensiones de 127 o 220 V y para un rango de retardos de tiempo que va desde 0,1 hasta 200 seg.
Para crear un retraso de tiempo, puede usar otros tipos de relés de tiempo que se ajusten al rango de retrasos de tiempo. El ajuste del relé de protección actual en el momento actual está determinado por la expresión:
donde Isc.min es la corriente mínima de cortocircuito de la línea, 1,3 es el factor de fiabilidad.
El tiempo de retardo de la protección contra sobrecorriente está determinado por la curva de calentamiento del hilo de contacto en función de la corriente de ajuste del interruptor (Fig. 4).
Las ventajas de la protección descrita son la facilidad de instalación y operación y el bajo costo.
La principal desventaja de esta protección es que su tiempo de retardo es independiente, es decir, no cambia dependiendo del cambio de temperatura del hilo de contacto y la magnitud de la corriente de carga. Por lo tanto, hay casos de falsa activación de la protección. Esto se puede evitar aumentando el tiempo de respuesta de la protección, lo que puede provocar el recocido del hilo de contacto. Por lo tanto, en algunas líneas es necesario instalar varios juegos de protección: uno con mayor retardo a menor corriente de operación, el otro con menor retardo a mayor corriente de operación.
Al instalar dos televisores TVZ, la configuración actual y de hora se selecciona de la siguiente manera:
• la configuración actual del primer conjunto se selecciona mediante la expresión
y la configuración de tiempo del primer conjunto es a lo largo de la curva de calentamiento de la sonda de contacto, dependiendo de la corriente de la configuración del interruptor,
• la configuración actual del segundo televisor TVZ se selecciona mediante la expresión
el ajuste de tiempo del segundo juego se toma de la curva de calentamiento del hilo de contacto, dependiendo de la corriente de ajuste del primer juego.
Como el devanado PT-40 está conectado directamente al shunt y tiene un potencial de 600 V, el aislamiento entre el devanado y los contactos, entre el devanado y el marco (tierra) se prueba con una tensión de 5 kV a frecuencia industrial. La resistencia de los cables de conexión del shunt al relé PT-40 debe ser mínima.
Los empleados de Mosgortransproekt han desarrollado un dispositivo para un integrador de protección actual: ITVZ. En esta protección, en lugar de un relé, se conecta una bobina de un amplificador magnético a la derivación. La bobina de salida del amplificador magnético está conectada al relé de tiempo VL-17.
La ventaja de esta protección es que tiene una característica dependiente, es decir, el tiempo de respuesta depende de la magnitud de la corriente que circula en el circuito de potencia. Esta protección monitorea indirectamente, a través de la corriente en el circuito protegido, la temperatura de calentamiento del hilo de contacto.
La protección se ajusta de tal forma que la forma de la curva de dependencia sea similar a la forma de la curva de calentamiento del hilo de contacto y en las mismas ordenadas estaría por debajo de la curva de calentamiento.
Las desventajas de esta protección son el costo y la complejidad relativamente altos, tanto en la instalación como en la puesta en marcha y operación, en comparación con TVZ.
La Utility Academy ha desarrollado una protección térmica para líneas de 600 V, que actualmente se encuentra en pruebas de funcionamiento.Esta protección consiste en un trozo de hilo de contacto conectado en serie a la subestación con el circuito de la línea de alimentación. Se hace un agujero en el cable, en el que se inserta un termistor, que tiene un efecto de relé. A cierta temperatura, la resistencia del termistor cae bruscamente y, al mismo tiempo, se activa un relé que actúa para abrir el interruptor. Cuando el cable se enfría a cierta temperatura, el termistor recupera su resistencia y el relé desaparece.
Arroz. 5. Diagrama esquemático del probador de cortocircuito IKZ
Además de proteger las líneas de corrientes de cortocircuito bajas, para reducir el desgaste de los interruptores y aumentar la confiabilidad de la fuente de alimentación de las líneas, es necesario excluir la posibilidad de encender el interruptor de línea si el cortocircuito El circuito no ha desaparecido en la línea. Para este propósito, se utiliza un dispositivo de prueba de línea especial desarrollado por Moogortransproekt: buscador de cortocircuitos (discriminador) IKZ.
Cuando se apaga el interruptor de línea, su contacto auxiliar cierra el circuito del devanado primario del transformador TP — p (Fig. 5) y desde su devanado secundario, a través de las válvulas ON, se envía una corriente de prueba de corriente de media onda a la línea. Además, el circuito de alimentación del puente rectificador 1 (I-36 V) está cerrado.
El valor de la corriente de prueba enviada por el dispositivo IKZ a la línea depende del valor de la resistencia de la línea.El detector de cortocircuito se ajusta de tal manera que cuando la resistencia de línea supera los 1 - 1,2 ohmios, el relé IKZ da permiso para encender automáticamente el interruptor de línea, y si la resistencia de línea es inferior a 0,8-0,6 ohmios, El relé IKZ interrumpe el interruptor de cierre automático.
La caída de voltaje a través de las resistencias P7 y P8, en paralelo con las cuales está conectado el puente rectificador 2, depende de la magnitud de la corriente de prueba. La interacción de los flujos magnéticos en el amplificador magnético MU, creado por las bobinas amplificadoras conectadas a los puentes rectificadores 1 y 2, determina el funcionamiento del relé IKZ.