Автоматика постов секционирования

Посты секционирования контактной сети (ПС) располагаются между тяговыми подстанциями, как правило, в середине меж подстанционной зоны для повышения чувствительности защиты контактной сети, а также для соединения контактных подвесок двух и более путей многопутных участков друг с другом с целью снижения потерь электроэнергии и напряжения в тяговой сети. На постах секционирования предусматривается автоматическое повторное включение выключателей после их автоматического отключения. На постах секционирования переменного тока АПВ выключателей осуществляется обычно с помощью устройства РПВ-58.

На посту секционирования ПС постоянного тока (рис.1, а) поляризованные быстродействующие выключатели QFI—QF4 обеспечивают защиту, а также переключение под нагрузкой фидеров поста секционирования, подключенных к контактной сети разъединителями QS1—QS4. Для контроля за наличием напряжения на секциях контактной сети СК1—СК4 применяются реле напряжения KV1 —KV4, подключаемые к фидерам через предохранители FU1—FU4. Для ограничения токов в реле используются добавочные резисторы R1_д—R4_Д. Защита аппаратуры ПС от перенапряжений обеспечивают разрядники FVI—FV4.

Схема автоматики ПС, представленная на рис. 1, б, является одной из разновидностей схем, применяемых на Московской железной дороге. Она обеспечивает независимое АПВ (НАПВ), выполняемое с помощью устройства РПВ-58, зависимое мгновенное АПВ (МАПВ), осуществляемое промежуточным реле KL_M, и зависимое АПВ с выдержкой времени, которую обеспечивает реле времени КТ1.

Независимое АПВ вводится в работу по телеуправлению энергодиспетчером замыканием цепи 11—10 контактом реле включения КСС_Н. Реле включения НАПВ KL_H получает питание, становится по цепи 13—10 на самоподпитку и замыкает цепь 15— /4заряда конденсатора С. Выводится НАПВ из работы размыканием цепи 13—10 контактом реле отключения по телеуправлению КСТ_Н или снятием напряжения с шины +110 В кнопкой отключения SBT или контактом промежуточного реле земляной защиты КL₃₃.

Заряд конденсатора С по цепи 15—14 начинается после включения выключателя фидера QF1, который своим блок контактом замыкает цепь 9— 8 повторительного реле KQF1. Реле KQF1 замыкает цепь 75— 74и размыкает цепь 15—12. После заряда конден­сатора НАПВ готово к действию.

При автоматическом отключении выключателя QF1 его повторитель KQF1 размыкает цепь 15—14 и замыкает цепь 15—12, по которой получает питание реле времени КТ. С выдержкой времени реле КТ замкнет цепь разряда конденсатора С на шунтовую катушку КL_Ш промежуточного реле. Реле KL возбуждается и замыкает цепь 17-4(17-QF-KL_C— KL—16— 6—KBS—KM1—4). По цепи 17— 4 получает питание контактор KMI, который замыкает цепь включающей катушки YAC1. В результате этого произойдет повторное включение выключателя QF1 независимо от состояния контактной сети. Если включение окажется неудачным, то следующего включения не будет, т.к. конденсатор С разряжен.

Зависимое ЛПВ с выдержкой времени запускается по цепи 17—20 после отключения выключателя QF1 и восстановления напряжения на отключившейся секции контактной сети СК1 путем включения на тяговой подстанции фидерных выключателей. Блок-контакт QF1 отключившегося выключателя и контакт реле напряжения KV1 при появлении напряжения на СК1 замыкают цепь 77— 20 реле време­ни КТ1 зависимого АПВ, которое с выдержкой замыкает цепь 7—4 контактора КМ1. Последний подает питание на катушку включения YAC1 выключателя QF1, который включается повторно.

Мгновенное ЛПВ используется для быстрого включения выключателя фидера, отключившегося от тока перегрузки при условии, что на отключившейся секции сохранилось напряжение (реле KV1 возбуждено) и пост секционирования отключился частично, т.е. часть выключателей осталась включенной. При этом их повторительные реле в цепи промежуточного реле МАПВ KLm частично шунтируют резисторы 1R—4R и ток в катушке KL_M достаточен для удержания его в возбужденном состоянии. Цепь 17—4 (17— QF1—KV1—KL_M—KBS – KM1— 4) замыкается, контактор КМ1 включает повторно выключатель QF1 и размыкает цепь 17-4 своим блок контактом.

При полном отключении ПС контакты повторителей дешунтируют резисторы 1R—4R, ток в катушке KL_M снижается и становится недостаточным для удержания реле в возбужденном состоянии. Последнее размыкает цепь 17—4 контактом KL_M, запрещая МАПВ всех выключателей ПС. Включение реле KL_M происходит после включения всех четырех выключателей ПС, повторители которых шунтируют свои резисторы IR—4R. В момент включения выключателя, когда ток протекает по его включающей катушке YAC1 реле блокировки KB размыкает цепь KL_M, запрещая МАПВ выключателей всех фидеров. Вывод устройства МАПВ из работы осуществляется отключением ключа SA.

а — схема поста секционирования; б ~ схема вторичной коммутации поста

Рис. 1. Схема автоматики поста секционирования постоянного тока

Оперативное включение выключателя QF1 фидера ПС осуществляется замыканием цепей 3—4 кнопкой SBC или 5— 4 контактом реле включения по телеуправлению КСС. Катушка контактора КМ1 получает питание и он замыкает цепь катушки включения YAC1, включая выключатель QF1. Последний своим блок контактом QFI шунтирует катушку КМ1, ток в катушке реле блокировки KBS увеличивается, оно возбуждается и вторично шунтирует своим контактом катушку реле КМ1. Реле KBS запрещает повторное включение контактора КМ 1 и выключателя QF1 при его автоматическом отключении в момент включения. Это необходимо в связи с тем, что контакты SBC в цепи 3—4 или КСС в цепи 5—4 после замыкания несколько секунд могут оставаться замкнутыми и при отсутствии блокировки выключатель может включиться на КЗ несколько раз.

Оперативное отключение выключателя QF кнопкой SBT или автоматическое — земляной защитой приводит к снятию напряжения с шины +110 В контактами SBT или KL₃₃, прекращению питания держащей катушки YAT и цепей автоматики повторного включения. При отключении секции контактной сети CKI по телеуправлению энергодиспетчер должен сперва отключить фидер тяговой подстанции, питающий СК1, затем выключатель QF1 ПС. Контакты реле отключения по телеуправлению КСТ размыкают цепь 1—2 держащей катушки выключателя и замыкают цепь разряда конденсатора С НАПВ на резистор R3, выводя НАПВ из работы. После отключения QF1 напряжение на секции СК1 исчезает, и реле KV1 размыкает цепи 17—18 МАПВ и 17— 20 зависимого АПВ с выдержкой времени. Таким образом, при оперативном отключении все виды АПВ выводятся из работы.

Автоматика пунктов параллельного соединения

Пункты параллельного соединения (ППС) устанавливают между тяговыми подстанциями и постами секционирования для соединения контактных подвесок двух путей. При таком соединении обе подвески работают параллельно на тяговую нагрузку обоих путей независимо от количества поездов на каждом из них. Этим снижаются потери электроэнергии в контактной сети.

Недостатком применения ППС является усложнение тяговой сети и защиты ее от токов КЗ. Среднее количество отключений ППС на груза напряженных линиях может составлять несколько десятков в месяц. Каждое отключение приводит к скачкообразному добавлению нагрузки на оставшиеся в работе фидеры тяговых подстанций, а следовательно, увеличивается вероятность отключения их выключателей. Если же выключатель ППС при КЗ в контактной сети не отключится, подвески двух путей продолжают работать параллельно, при этом фидерные выключатели подстанции не отключаются, возникает опасность отжига проводов при протекании длительного недопустимого тока и нагрева им проводов.

Схема ППС постоянного тока (рис. 2, а). Контактные подвески двух путей соединяются быстродействующим выключателем QF типа ВАБ-28. Для контроля наличия напряжения в подвесках обоих путей применяются высоковольтные реле контроля напряжения KSV1 и KSV2. Защита оборудования ППС от перенапряжений осуществляется разрядниками FV1 и FV2. Для подключения ППС к контактным подвескам служат разъединители QS1 и QS2 с дистанционным управлением и заземляющими ножами QSG1 и QSG2. Для автоматического отключения выключателя QF используются токовое дифференциальное шунтовое реле KAD и токовое реле земляной защиты КА33. Включение ППС происходит в следующем порядке: по телеуправлению включаются разъединители QS1 и QS2; при наличии напряжения в контактных подвесках обоих путей возбуждаются реле контроля напряжения KSV1 и KSV2; быстродействующий выключатель QF вклю­чается автоматически после возбуждения реле KSV1 и KSV2.

Рис. 2. Схема пункта параллельного соединения постоянного тока (а) и и схема управления

разъединителем ППС (б)

Схема управления разъединителем ППС (рис.2, б). Эта схема позволяет включать разъединитель при замыкании цепи 11—2 контактом реле КСС или кнопкой SBC при замыкании цепи 9—2. Токи в этих цепях возникают при условии, что блок-контакт QSG замкнут (заземляющие ножи QSG1 и QSG2 отключены), а также замкнут блокировочный контакт SBB крышки привода (крышка закрыта). Ток протекает по обмотке двигателя М и обмотке его возбуждения LM, двигатель вращается и включает разъединитель. В конце процесса включения специальная шайба на валу привода своим выступом переключает контакты SAB1 и SAB2, цепь 11—2 размыкается, двигатель останавливается. Переключатель своими контактами SAB1 и SAB2 размыкает цепь 7— 2 повторителя отключенного положения разъединителя KQST и замыкает цепь 7—2 через повторитель включенного положения KQSC, одновременно подготавливает цепи отключения: 1—2 кнопкой отключения SBT; 3— 2 контактором реле отключения по телеуправлению КСТ; 5— 2 контактом промежуточного реле земляной защиты KL₃₃.

При замыкании цепи отключения ток через обмотку возбуждения двигателя LM протекает в противоположном включению разъединителя направлении, поэтому двигатель вращается в обратном направлении, отключая разъединитель. В конце процесса отключения контакты переключателя SAB1 и SAB2 размыкают цепь отключения и замыкают цепи включения. Через них протекает ток по цепи 7— 2 повторителя отключенного положения разъединителя KQST.

Схема вторичной коммутации выключателя ППС (рис. 3 ). После включения разъединителей QS1 и QS2 их повторители KQSC1 и KQSC2 замыкают своими контактами цепь 15—10. Контакт KQF повторителя выключателя QF в этой цепи при отключенном выключателе замкнут, так как катушка KQF в цепи 7— 6 получает питание через блок-контакт выключателя QF. Если напряжение имеется в подвесках обоих путей, то реле контроля напряжения KSV1 и KSV2 возбуждаются, их контакты замыкают цепь 5—4 промежуточного реле контроля напряжения KLV, оно замыкает своим контактом цепь 15—10. Реле времени КТ получает питание и с выдержкой замыкает цепь 17—16 своим проскальзывающим контактом, по катушке контактора КМ протекает ток, он замыкает цепь 1— 2держащей катушки YA выключателя ВАБ-28. Катушка YA выполняет роль включающей катушки, выключатель QF включается. Его повторитель KQF в цепи 7—6 теряет питание, размыкает цепь 15—12 катушки КТ. Если выключатель не включился по каким-то причинам, то проскальзывающий контакт КТ через определенное время разомкнет цепь 17—16 и снимет питание с контактора КМ, который отключит держащую катушку YA и предотвратит ее недопустимый нагрев.

Рис. 3. Схема вторичной коммутации выключателя ППС

Отключение выключателя QF происходит при исчезновении напряжения в подвеске одного из путей и размыкании контактом KSV1 или KSV2 цепи 5—4. В результате этого реле KLV, обесточившись, замыкает цепь 23—20 реле отключения КСТ. Это реле получает питание также при отключении одного из разъединителей QS1 или QS2, повторитель которого KQSC1 или KQSC2 замкнет цепь 25—20 или 27—20. Реле отключения КСТ, возбудившись, размыкает цепь J? — 2 держащей катушки YA, в результате чего выключатель QF отключится. В этой же цепи 3—2 находятся контакты дифференциального шунтового реле KAD, которое производит отключение выключателя при КЗ между ППС и ПС, когда ток через KAD резко возрастает.

Для отключения малых токов КЗ, протекающих через ППС со стороны ПС, применяются токовые реле, реагирующие только на величину тока, в качестве которых используются герконовые реле КА1 и КА2. Когда ток превышает установленное значение, реле срабатывает, замыкая цепь 9—8 или 11—8 промежуточного реле KL. Контакты реле KL размыкают цепь 3—2 держащей катушки выключателя YA.

Если при КЗ в удаленной от подстанции точке выключатели поста секционирования не отключились и через ППС протекает ток, недостаточный для срабатывания Гер конных токовых реле КА1 и КА2, а тем более — для реле KAD, то отключение производит потенциальная защита ППС. Для нее в качестве датчика используются реле KSV1 и KSV2, в которых параллельно обмотке включается регулирующая цепь добавочных резисторов, а параллельно части добавочных резисторов — контакты реле KRS и конденсаторы. Такая схема включения реле KSV обеспечивает высокий коэффициент возврата. Катушка шунтирующего реле KRS находится в цепи 15—14 и получает питание после включения разъединителей, когда их повторители KQSC1 и KQSC2 замыкают цепь 15—14 при отключенном выключателе. Контакты KRS шунтируют часть добавочных резисторов реле KSV, что обеспечивает возбуждение реле. После начала включения выключателя реле КТ, получив питание по цепи 15-10, размыкает цепь 15—14 реле KRS, его контакты, шунтирующие резисторы, размыкаются, ток в обмотке KSV уменьшается, обеспечивая его отключение при снижении напряжения в контактной сети.

На ППС устанавливают счетчики, фиксирующие число срабатывания каждой защиты, что облегчает анализ работы ППС.

Счетчик PCI получает питание при размыкании контактов KAD в цепи 3—2. Ток в этой цепи становится недостаточным для удержания выключателя во включенном положении, недостаточным для переключения РС1. Счетчик РС2 в цепи 29—22 фиксирует отключение ППС от токовых защит при срабатывании реле КА1 и КА2, а счетчик РСЗ в цепи 31—24 — срабатывание потенциальной защиты. В эту цепь дополнительно введен контакт токового герконного реле КАЗ с током срабатывания 500—800 А, разрешающий работу счетчика до отключения выключателя, когда через ППС протекает ток.

Схема ППС переменного тока (рис. 4, а). Контактные подвески двух путей соединяются при включении выключателя Q пункта параллельного соединения. Для контроля наличия напряжения в подвесках обоих путей применяются датчики напряжения TV1 и TV2 типа ДН-27, 5, к которым подключаются реле напряжения KV1 и KV2 типа РН-53/200. Защита оборудования ППС от перенапряжений осуществляется разрядниками FV1 и FV2 типа РВМ-35 с регистраторами срабатывания. Для подключения ППС к контактным подвескам служит двухполюсный разъединитель QS с моторным приводом и заземляющими ножами QSG. Для автоматического отключения выключателя Q при больших токах используется токовая защита, реле КА которой подключается к трансформатору тока ТА типа ТФЗМ-35А. Рама ППС и вся металлоконструкция ППС заземлена на среднюю точку путевого дросселя ближайшего к ППС железнодорожного пути.

Рис. 4.. Схема пункта параллельного соединения переменного тока {а) и схема управления

разъединителем ППС (б)

Схема управления разъединителем ППС (рис. 4, б) позволяет включать разъединитель по телеуправлению при замыкании цепи 9—2 контактом реле КСС или кнопкой SBC при замыкании цепи 7—2. Токи в этих цепях возникают при условии, что выключатель Q отключен и его повторитель KQT (цепь 1—2 на рис. 4.13, а) включен, блок-контакт QSG замкнут (заземляющий нож QSG отключен, а также замкнут блокировочный контакт SBB крышки привода (крышка закрыта). Ток проходит по обмотке двигателя М и обмотке его возбуждения LM через замкнутые контакты SAB1 и SAB2 реверсного переключателя привода. Двигатель при этом вращается и включает разъединитель. В конце процесса включения специальная шайба на валу привода своим выступом переключает контакты SAB1 и SAB2, цепь питания двигателя размыкается и он останавливается. Переключатель размыкает цепь 5—2 повторителя отключенного положения разъединителя KQST и замыкает цепь 5—2 через повторитель включенного положения KQSC, который своим контактом замыкает цепь 13—6 красной лампы HLR. Цепь зеленой лампы HLG 11—4 размыкается контактом KQST.

При замыкании цепи отключения 1—2 кнопкой отключения SBT или 3—2 контактом реле отключения по телеуправлению КСТ ток через обмотку возбуждения двигателя LM протекает в противоположном включению разъединителя направлении, поэтому двигатель вращается в обратном направлении, отключая разъединитель. В конце процесса отключения переключаются контакты переключателя SAB1 и SAB2, двигатель останавливается, переключаются повторители KQSC и KQST и сигнальные лампы, загорается зеленая лампа HLG.

Схема вторичной коммутации выключателя ППС (рис. 5). Оперативное включение выключателя осуществляется замыканием цепи 3—2 кнопкой SBC или цепи 7—2 контактом реле включения по телеуправлению КСС при условии, что разъединитель ППС включен и контакт его повторителя KQSC замкнут. При этом контактор КМ получает питание и замыкает цепь включающей катушки YAC, которая получает питание от выпрямителя UD, выключатель включается. Цепь 1—2 реле повторителя отключенного положения KQT размыкается блок контактом выключателя Q, а цепь 15— 4 реле повторителя включенного положения KQC замыкается. При этом переключаются контакты повторителей в цепях сигнальных ламп 29—16 и 31—18, красная лампа HLR получает питание, загорается, сигнализируя о включении выключателя.

Автоматическое включение выключателя осуществляется по цепи 5—2 при условии, что ключ автоматики SA включен, в контактных подвесках обоих путей есть напряжение и контакты реле KV1 и KV2 в цепи 25—12 замкнуты. С выдержкой времени реле КТ замыкает цепь 27—14 промежуточного реле KL3, которое замыкает

а — цепей постоянного тока; б — цепей переменного тока

Рис. 5. Схема вторичной коммутации выключателя ППС

цепь 5-2 контактора КМ. После включения выключателя его повторитель KQT обесточивается и размыкает цепь 25—12, а реле времени, потеряв питание, размыкает цепь 27—14 реле KL3.

Оперативное отключение выключателя осуществляется кнопкой отключения SBT при замыкании цепи 9—4 или по телеуправлению замыканием цепи 11—4 контактом реле отключения КСТ. Катушка отключения выключателя YAT получает питание и выключатель отключается и переключает повторители: KQC обесточивается при размыкании цепи 15—4, a KQT получает питание по цепи 1—2 Контакт KQT замыкает цепь 29—16 зеленой лампы HLG, красная лампа HLR гаснет при размыкании цепи 31—18 контактом повторителя KQC.

Автоматическое отключение выключателя происходит по цепи 13—4 при срабатывании токовой защиты и замыкании цепи 17—6 токовым реле КА или по цепи 7—4 при условии, что разъединитель QS включен и контакт его повторителя в цепи 7—4 замкнут, а напряжение в контактной подвеске отсутствует (замкнута цепь 21—10 или 23—10— контактами реле KV1 или KV2). Реле KL2 получает питание и замыкает цепь 7-4.

Срабатывание токовой защиты фиксируется счетчиком отключений PC, который срабатывает при замыкании цепи 19—8 контактом промежуточного реле KL1 токовой защиты.