1. РОЛЬ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ПЕРЕВОЗОЧНОМ ПРОЦЕССЕЭффективность перевозочного процесса на электрифицированных железных дорогах зависит от надежной работы нескольких систем, приведенных на рис. 1.1. В каждой из систем, участвующих в организации перевозочного процесса, возможно появление ненормальных и аварийных режимов, которые приводят к повреждению оборудования, задержкам поездов, разрыву транзита по ЛЭП, питающим тяговые подстанции, и др. Причем ненормальные и аварийные режимы в одной системе оказывают влияние на работу другой системы. Рис. 1.1. Основные элементы системы электроснабжения железнодорожного транспорта и их взаимосвязи Значительный вклад в обеспечение эффективной работы системы электроснабжения железных дорог вносит релейная защита. При этом каждый элемент системы, приведенной на рис. 1.1, имеет свои отличительные особенности нормального и аварийного режимов, что отражается на организации его защиты. В настоящее время эксплуатационная длина электрифицированных линий железных дорог России превышает 40 тыс. км и соответствует более 50 % общей протяженности сети. При этом на переменном токе 25 кВ электрифицировано около 24 тыс. км. Так, 75,6 % всех перевозок осуществляется на электрической тяге. Удельный вес электрической тяги в структуре энергопотребления составляет 82,3 % [1, 40].К релейной защите в соответствии с ее назначением предъявляют следующие основные требования: избирательность, быстродействие, чувствительность, надежность, резервирование [4, 5, 31]. Взаимодействие защит систем внешнего и тягового электроснабжения можно увидеть на примере схемы электроснабжения двухпутного участка железной дороги, электрифицированной на переменном токе (рис. 1.2). Рис. 1.2. Схема питания двухпутного участка железной дороги, электрифицированного на переменном токе В соответствии с [4] защиты линий внешнего электроснабжения должны реагировать на повреждения в питающих ЛЭП (К1 и К2 рис. 1.2) и резервировать защиты ТПС при КЗ на первичной и вторичных обмотках трансформаторов (К3, К4 и К5 на рис. 1.2). Система защиты строится таким образом, чтобы при отказе защиты одного из элементов защита следующего элемента смогла отключить повреждение. Данные требования предъявляются к защите любого электрического присоединения, независимо от его назначения и характеристик. Выполнение всех требований обеспечивает эффективность и стабильность перевозочного процесса и безопасность движения поездов в целом.На основании работ отечественных ученых созданы достаточно эффективные системы защит электротяговых сетей. В [5, 7, 11, 26, 38] показано, что наиболее полно к требованиям, предъявляемым к защитам СВЭ и СТЭ, отвечают дистанционные защиты. Созданию эффективной защиты, способной обеспечить надежную работу всех систем, участвующих в перевозочном процессе, должно предшествовать научное исследование режимов, возникающих в системе тягового электроснабжения. Вопросам исследования работы защиты и автоматики тяговых сетей переменного тока посвящены работы отечественных ученых: В.В. Белова [11], Б.Е. Дынькина [7, 15, 16, 17], Ю.И. Жаркова [8], В.А. Зимакова [12], В.Я. Овласюка [8, 11, 12], В.Н. Пупынина [10, 32], Е.П. Фигурнова [35, 36, 38]. Интенсивный рост грузооборота на сети железных дорог РФ в конце 90-х гг. прошлого столетия повлек за собой электрификацию новых участков [18, 40]. Проект завершения электрификации Транссиба на участке Бикин Сибирцево имел ряд особенностей: увеличенные расстояния между ТПС; использование контактной подвески с экранирующим и усиливающим проводами; установка на межподстанционных зонах подпитывающих подстанций и пр. Экспериментальные исследования показали, что в таких условиях существующие устройства релейной защиты СТЭ не удовлетворяют в полной мере требованиям селективности, быстродействия, резервирования и др. Наряду с этим, отсутствует четкое взаимодействие между защитами систем тягового и внешнего электроснабжения. Поэтому возникла необходимость повышения эффективности работы защит СТЭ с учетом особенностей работы новых электрифицированных участков железной дороги переменного тока 25 кВ. Железным дорогам Восточного региона России характерны участки, имеющие сложный профиль и план пути (ДВостжд подъемы до 28 0/00 протяженностью до 10 км, для ЗабЖД подъемы до 18 0/00 протяженностью до 10 30 км), на которых возможны остановки поездов на подъеме после КЗ [20, 22]. Время задержки поезда, остановленного на подъеме, определяет время освобождения перегона от «растянувшегося» поезда и время восстановления напряжения на контактной сети. На основании этого актуальность приобретает вопросы многократного продольного секционирования тяговых сетей для минимизации длины отключаемого участка, что также оказывает существенное влияние на работу защит.
Комментариев нет:
Отправить комментарий