Способы питания высоковольтных линий СЦБ (ВЛ СЦБ). Питание устройств автоматики и телемеханики на перегонах и малых станциях осуществляется от ВЛСЦБ. Раньше напряжение этих линий было 6 или 10 кВ, в последние годы - 10 кВ.

Для питания высоковольтной линии автоблокировки в качестве основных и резервных источников электроэнергии используют существующие энергосистемы, электростанции и подстанции или высоковольтные линии электропередачи с присоединением к распределительным устройствам высокого или низкого напряжения. Для резервного питания устройств автоматики и телемеханики при отсутствии существующих пунктов питания применяют дизель-генераторные установки, которые монтируют в отдельных зданиях или помещениях.

Электроснабжение высоковольтных линий автоблокировки осуществляется через пункты питания, которые устраивают в местах получения электроэнергии и оборудуют соответствующими устройствами авомати-ки и коммутации. В каждое направление высоковольтной линии питание поступает через самостоятельный фидер. Питание двух направлений через один фидер допускается только на резервных пунктах питания при смешанной системе питания.

Для исключения электрической связи ВЛ СЦБ с другими линиями, соединенными с общими шинами подстанции, фидеры подключают к распределительным устройствам через отдельный силовой трансформатор или через два трансформатора, один из которых является понижающим, а другой - повышающим.

К пункту питания ВЛ СЦБ можно присоединять одним из следующих способов.

Напряжение питающего пункта 220 В повышается до 10 кВ (рис. 263, а). На электрифицированных участках питание по этому способу осуществляется от шин собственных нужд тяговой подстанции 0,22 кВ.

На питающем пункте используют имеющееся напряжение 10 кВ (рис. 263, б), причем В Л СЦБ подключают через изолирующие трансформаторы ИТ (10/10 кВ). Возможно непосредственное подключение ВЛСЦБ к шинам напряжением 10 кВ при условии, если к ним не подсоединены линии других потребителей.

На питающем пункте напряжение 6 кВ повышается до 10 кВ (рис. 263, в). Так как промышленность не выпускает такие трансформа-

Способы присоединения ВЛ СЦБ к пунктам питания
Рис. 263. Способы присоединения ВЛ СЦБ к пунктам питания

торы, то В Л СЦБ подключают к шинам 6/10 кВ через два последователь-но соединенных трансформатора: одного понижающего 6/0,4 и другого повышающего 0,4/10 кВ. Эту схему применяют при подключении ВЛ СЦБ к трансформаторной подстанции.

Питающие пункты, в которых напряжение для питания ВЛ СЦБ не изменяется, называют распределительными (см. рис. 263, б), а пункты, в которых это напряжение повышается или понижается, называют трансформаторными (см. рис. 263, айв).

Высоковольтная линия СЦБ может получить питание от трансформаторов собственных нужд тяговых или других подстанций со стороны низкого напряжения электростанций через повышающие мачтовые подстанции открытого типа или повышающие подстанции закрытого типа, от распределительных устройств электростанций, тяговых подстанций различного назначения напряжением 10 кВ.

Основные виды защиты и автоматики пунктов питания. Для того чтобы быстро восстановить подачу электроэнергии в высоковольтную линию СЦБ или отключить поврежденный участок линии и обеспечить сигнализацию о характере повреждения, питающие пункты оборудуют устройствами защиты и автоматики.

Фидеры, питающие устройства СЦБ по системе переменного тока, имеют: максимально-токовую защиту, действующую на отключение; защиту минимального напряжения, действующую на отключение; защиту от однофазных замыканий на землю, действующую на сигнализацию о нарушении нормального режима работы или на отключение.

Наряду со схемами защиты питающие пункты оборудуют: автоматическим повторным включением высоковольтной линии (АПВ) и автоматическим включением резервных пунктов (АВР); дистанционным управлением фидеров из помещения с постоянным дежурным персоналом; телеуправлением (на тяговых подстанциях) и сигнализацией положения фидерных выключателей, их аварийного отключения, замыканий на землю, исчезновения напряжения на шинах пункта питания, действия АПВ и АВР; автоматическим пуском резервных преобразователей частоты в пунктах резервного питания высоковольтной линии частотой 75 Гц при электротяге переменного тока; автоматическим секционированием линии в пунктах секционирования. Приборы сигнализации устанавливают в помещении, откуда осуществляют дистанционное управление.

Фидеры, предназначенные для питания устройств СЦБ по смешанной системе питания, имеют: максимально-токовую защиту, действующую на отключение; защиту минимального напряжения, действующую на отключение; защиту от однофазных замыканий на землю; действующую на сигнал; сигнализацию аварийного отключения фидеров и замыкания на землю. Приборы сигнализации устанавливают в помещении с постоянным дежурным персоналом.

Пункты секционирования, устраиваемые в месте разреза высоковольтной линии, дополняют: устройством АВР, включающим фидерный выключатель при исчезновении напряжения на одном из прилегающих участков линии; максимально-токовой защитой, отключающей поврежденный участок линии; сигнализацией положения секционного выключателя, действия защиты и автоматики. Приборы сигнализации размещают в помещении, в котором постоянно находится дежурный персонал.

Для срабатывания приборов релейной защиты и автоматики необходим оперативный ток. Оперативным называют ток, протекающий во вторичных цепях релейной защиты и автоматики, а также в цепях сигнализации и управления. Применяют два варианта схем питания приборов релейной защиты и автоматики - на оперативном постоянном и оперативном переменном токе.

Схемы, работающие на постоянном оперативном токе, используют на питающих пунктах, оборудованных для собственных нужд аккумуляторными батареями напряжением ПО или 220 В и получающих питание от тяговых подстанций.

Схемы, работающие на переменном оперативном токе, применяют в тех случаях, когда устройства автоматики и телемеханики питаются от трансформаторных подстанций и электростанций. Источниками переменного оперативного тока служат трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, а также силовые трансформаторы. Воздушные и кабельные линии электропередачи, а также оборудование, включенное в линию, постоянно находятся под высоким напряжением. Во время эксплуатации устройств может нарушиться нормальный режим их работы. Большая часть нарушений происходит вследствие меж-дуфазных коротких замыканий, повреждения изоляции разъединителей, трансформаторов, которые приводят к замыканиям между фазами или фазой и землей, отключения напряжения с шин пунктов питания. Для того чтобы в таких случаях предупредить порчу оборудования, участок, дальнейшая работа которого недопустима, автоматически отключается. При нарушении нормального режима работы и повреждениях, когда немедленное отключение линии не требуется, предусматривается автоматическая подача сигнала, извещающего обслуживаю щий персонал о повреждении на линии. Отключение поврежденного участка линии или подача сигнала осуществляется с помощью релейной защиты.

Релейную защиту выполняют специальные устройства, состоящие из реле и других приборов, которые при повреждении участка или нарушении нормального режима работы какого-либо элемента электроустановки автоматически отключают поврежденный участок или подают сигнал дежурному персоналу о нарушении нормального режима работы релейной защиты

Максимально-токовая защита предназначена для быстрого автоматического отключения высоковольтной линии от пункта питания в тех случаях, когда ток в линии превышает некоторое заранее установленное значение. При коротком замыкании на линии или пробое изоляции в линейном оборудовании, приводящем к замыканию между фазами, в месте повреждения возникает электрическая дуга с высокой температурой, которая разрушает металлические детали оборудования и изоляторы. В большинстве случаев авария может быть предотвращена быстрым отключением поврежденного участка. В высоковольтной линии использовать для защиты плавкие предохранители невозможно из-за малых токов короткого замыкания, которые вследствие большого сопротивления линии незначительно превышают номинальные.

Защита от однофазных замыканий на землю автоматически подает сигнал дежурному персоналу при замыкании одной из фаз на землю.

Высоковольтная линия СЦБ является линией с изолированной нейтралью, поэтому однофазное замыкание на землю в такой линии сопровождается следующими явлениями: напряжение поврежденной фазы относительно земли равно нулю; напряжения неповрежденных фаз относительно земли возрастают в 1,73 раза и становятся равными междуфазным; междуфазные напряжения не изменяются; ток однофазного замыкания на землю на каждые 100 км воздушной линии при напряжении 10 кВ примерно 2,5 А. Так как при однофазном замыкании на землю междуфазные напряжения не изменяются, работа устройств СЦБ не нарушается, потому немедленного отключения линии не требуется. Однако повышение напряжения неповрежденных фаз относительно земли может привести к пробою изоляции на исправных фазах. Кроме того, асимметрия напряжений нарушает нормальную работу линий связи, проходящих параллельно ВЛ СЦБ. Поэтому длительная работа высоковольтной линии при замыкании одной фазы на землю недопустима, необходимо принять меры по ликвидации повреждения.

Защита минимального напряжения автоматически отключает высоковольтную линию от шин пункта питания в случаях полного отключенья напряжения или снижения напряжения до 50 % номинального и ниже. При отключении напряжения с шин пункта питания схемами предусматривается автоматическая подача напряжения в линию автоблокировки с противоположного конца линии - от другого источника питания.

Если не отключить от линии пункт питания, с шин которого отключено напряжение, то все потребители этой подстанции также получат питание через высоковольтную линию. Это приведет к большим перегрузкам и потерям напряжения в линии, что вызовет срабатывание максимальной токовой защиты на резервном пункте или нарушение работы устройств СЦБ из-за пониженного напряжения питания.

Применение автоматики на пунктах питания во многих случаях дает возможность настолько быстро восстановить подачу напряжения в линию при срабатывании защиты, что нарушения нормальной работы устройств СЦБ не происходит.

Опыт эксплуатации высоковольтных линий автоблокировки показал, что короткие замыкания на линиях возникают из-за грозовых разрядов, вызывающих пробой изоляторов, замыкания проводов разных фаз птицами, схлестывания проводов, попадания на провода веток при сильном ветре и т. д. Большая часть подобных замыканий носит кратковременный характер, так как вызвавшие их причины самоустраняются, а возникшая в месте замыкания дуга гаснет при срабатывании максимально-токовой защиты.

В кабельных сетях короткие замыкания чаще всего происходят на трансформаторных подстанциях вследствие пробоя изоляции сборок или предохранителей высокого напряжения. Значительная часть этих перекрытий носит также кратковременный характер. Поэтому если защита действует достаточно быстро, то дуга, возникшая в результате кратковременного короткого замыкания, не успевает разрушить изоляторы или пережечь провода, и высоковольтная линия может быть вновь включена в работу без немедленного ремонта.

Для быстрого повторного включения автоматически отключившейся линии используют устройства, при помощи которых отключившаяся линия вновь включается в работу автоматически. Автоматическое отключение линии и следующее немедленное за ним автоматическое ее включение после срабатывания максимально-токовой защиты носит название автоматического повторного включения (АПВ).

На линиях ВЛ СЦБ применяют устройства АПВ трехфазные однократного действия с автоматическим возвратом, т. е. такие, которые включают линию повторно только один раз, время повторного включения должно быть не более 0,1 с. Одновременно включаются три фазы, и если линия вновь отключается защитой, то устройства АПВ отключаются и второй раз не действуют. Однако после срабатывания устройства АПВ автоматически подготавливаются к очередному циклу работы. Устройства АПВ выполняются при помощи релейных схем или механических приспособлений.

Для обеспечения надежного энергоснабжения устройств СЦБ высоковольтную линию делят на отдельные участки, каждый из которых имеет двустороннее питание. Нормально высоковольтная линия питается с одного конца от основного пункта. Пункт питания, расположенный на другом конце линии, отключен и является резервным. При выключении электропитания с основного пункта плеча питания автоматически подключается резервный пункт другого конца плеча питания. Перерыв между отключением напряжения основного пункта питания И подключением напряжения резервного не должен преывщать 1 3 с Подключение пунктов питания к В Л СЦБ и ВЛ ПЭ должно быть одинаковым по фазе.

Устройства автоматического включения резерва (АВР) автоматически включают резервный пункт питания при отключении основного пункта или участка линии, прилегающего к резервному пункту. Устройство АВР применяют на линиях низкого напряжения постов электрической централизации. В посты электрической централизации подключены два фидера низкого напряжения, один из которых основной, а другой - резервный. Со стороны пунктов питания оба фидера всегда находятся под напряжением. Их присоединяют к шинам вводного щита поста централизации через контакторы, которые автоматически включают резервный фидер при исчезновении напряжения в основном фидере.

Приборы контроля и управления устройствами электропитания.

К ним относятся сигнализаторы заземления, полупроводниковое реле напряжения типа РНП, автоматический переключатель «День - ночь» АДМ и фазирующее устройство типа ФУ-1.

Сигнализаторы заземления предназначены для непрерывного контроля за сопротивлением изоляции действующих устройств СЦБ. Сигнализаторы позволяют измерять сопротивления изоляции контролируемых сетей относительно земли и относительно друг друга. Выпускают пять типов сигнализаторов: I, II, С31, С32 и СЗЗ. С помощью сигнализатора типа I контролируют изоляцию электрических сетей постоянного и переменного тока напряжением 220 и 24 В, а сигнализатором типа II - изоляцию электрических сетей постоянного тока напряжением 160, 24 В и переменного тока напряжением 220, 24 В. Сигнализаторами типов С31, С32 и СЗЗ одновременно контролируют изоляцию шести электрических сетей, не имеющих гальванической связи: постоянного тока напряжением 220, 60 и 24 В; переменного тока напряжением 220 , 24 и 12 В. Сигнализаторы питаются от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В. При сопротивлении изоляции ниже установленного нормативного значения сигнализатор заземления должен подавать акустический и оптический сигналы.

Полупроводниковое реле напряжения типа РИД служит для контроля сети переменного тока с номинальными напряжениями 110, 220 и 380 В и аккумуляторной батареи напряжением 24 В.

При работе от однофазной сети переменного тока реле РНП совместно с реле типа АШ2-1800 выполняет функции аварийного реле с высоким коэффициентом возврата. Для проверки напряжения в трехфазной сети устанавливают три реле РНП и одно реле типа АШ2-1800. Одно реле РНП используют в качестве порогового элемента и источника постоянного тока в однофазной сети, а двадругих - как ключевые элементы в последовательной схеме совпадения. При работе от постоянного тока реле РНП совместно с реле НМШ применяют для управления режимом заряда аккумуляторной батареи, а также для контроля снижения напряжения батареи до минимально допустимого уровня.

Реле РНП является бесконтактным датчиком напряжения питания электромагнитного реле с номинальным напряжением 24 В и сопротивлением обмотки не менее 900 Ом. Его можно использовать самостоятельно как пороговый ключевой элемент на напряжение до 24 В и ток до 25 мА. Реле РНП имеет два стабильных и независимо регулируемых порога опрокидывания: прямой - напряжение притяжения и обратный - напряжение отпускания. Коэффициент возврата (отношение напряжения отпускания к напряжению притяжения) можно регулировать в широких пределах и достигать при этом высокого значения (до 0,97).

Автоматический переключатель «День - ночь» АДН применяют для переключения режима питания светофорных ламп в зависимости от естественной освещенности. Переключатель АДН позволяет улучшить видимость сигнальных огней, увеличить ресурс светофорных ламп и сократить расход электроэнергии ночью. Его используют совместно с малогабаритным штепсельным реле типа НМШ2-4000 на 24 В. Переключатель устанавливают в релейном помещении поста ЭЦ на внутренней раме окна.

Автоматический переключатель «День - ночь» АДН представляет собой триггер на двух транзисторах VI и У2 разной проводимости (VI типа р - п - р, а 172 типа п - р - п). Состояние триггера, когда оба транзистора открыты и реле ДНА под током, соответствует дневному режиму питания светофорных ламп, а когда транзисторы VI, У2 закрыты и реле ДНА без тока - ночному режиму питания светофорных ламп. В схеме автопереключателя используют сернистокадмиевые фоторезисторы типа ФСК-Г1, которые обладают свойством изменять свою проводимость под действием света - так называемый внутренний фотоэффект.

Фазирующее устройство типа ФУ-1 является бесконтактным прибором, определяющим фазу одного сигнала переменного тока относительно другого. На выходе устройства включают два коммутирующих реле постоянного тока, одно из которых срабатывает при соответствии фаз сигналов, а другое - при опрокидывании фазы одного из сигналов Фазирующее устройство размещено в кожухе реле типа НМШ.

Необходимость проверки фазы возникает прежде всего в устройствах электропитания рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц. Путевые трансформаторы рельсовых цепей получают питание от путевого преобразователя частоты, а местные элементы путевых реле типа ДСШ - от отдельного местного преобразователя- Фазы напряжений на выходе преобразователей частоты ПЧ50/25 при включении могут изменяться на 180° относительно друг друга. Однако для работы путевых реле напряжение на путевых элементах, а тем самым и в рельсовых цепях должно быть одинаковым по фазе с напряжением на местных элементах.

Принцип работы фазирующего устройства используют в дешифраторе разности частот двух сигалов в устройствах питания станционных рельсовых цепей переменного тока с повышенной помехозащищенностью. В них рельсовые цепи работают на частоте, отличной от частоты сети. В этом случае контрольные реле, включенные на выходе ФУ-1, получают поочередно импульсы питания, а на время интервала удерживают якори притянутыми за счет замедления.

Техническое обслуживание устройств электропитания на перегонах и станциях | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Расчеты питающих устройств сигнальной точки автоблокировки

Рекомендуемый контент: