Расчет защиты от токов короткого замыкания в тяговой сети

Токовая защита на линиях постоянного тока осуществляется быстродействующими выключателыми (БВ), совмещающими функции орга­на защиты и выключателя.

Расчет защиты производим для наиболее нагруженного фидера

второй тяговой подстанции питающего нечетный путь.

Ток уставки максимальной защиты фидеров выбирается исходя из условий:

1.1 * Iр max, Iу, Iк min - 350 А; (7.1)

Условие нормальной работы защиты

Iк min. Iр max + 500 А, (7.2)

где Iк min - минимальный ток короткого замыкания, А;

Iр max - максимальный рабочий ток фидера, А;

Iу ток уставки быстродействующих выключателей, А.

Минимальное значение тока короткого замыкания определяется по формуле

Uном*(1 - p/100) - n0*R0*Iном - DUд

Iк min= -------------------------------------, (7.3)

r + Rф + R0 + (rкс + rр)*lкз

где Uном - напряжение холостого хода подстанции, В;

R0 - сопротивление отсасывающего провода (принимаем равным нулю), Ом;

Rф - сопротивление питающего фидера (принимаем равным нулю), Ом;

rкс - удельное сопротивление проводов контактной сети,

Ом/км;

rр - удельное сопротивление рельсов ряда пораллельно

соединённых путей, Ом/км;

lкз - расстояние от подстанции до места короткого замы­кания (для узловой схемы lкз = lфз/2, а для раз­дельной lкз = lфз), км.;

DUд - потеря напряжения в дуге (DUд = 200... 1000 В); p - возможное понижение напряжения источника энергии

(p = 5 %), %;

n0 - число рабочихагрегатов;

Iном - номинальный ток агрегата, А;

r внутреннее сопротивление подстанции, Ом.

Длы раздельной схемы для 1-ой ФЗ, нечётный путь:

3300 (1 - 5/100) - 400

Iк min = ------------------------------= 2954.776 А;

0.03 + (0.0277 + 0.0077)*25.3

длы узловой схемы:

3300 (1 - 5/100) - 400

Iк min = ---------------------------------= 5724.03 А.

0.03 + (0.0277 + 0.0077)*25.3/2

Максимальный рабочий ток определяем по формуле для раздельной схемы:

Iр max н = Iтр н + I'н*(nн - 1), (7.4)

для узловой схемы:

I'н I'ч

Iр max н = Iтр н + --* (nн - 1) + --* nн, (7.5)

2 2

где Iтр н - ток трогания грузового поезда наибольшего веса, Iтр = 3600 А;

I'н - средний ток грузового поезда наибольшего веса на

фидерной зоне,отнесённый к интересующему фидеру,

А;

nн максимальное количество поездов, которые могут

одновременно находится на фидерной зоне.

Средний ток грузового поезда наибольшего веса на 1-ой фидерной зоне, отнесённый к ТП2, определяется по формуле

A'н

I'н = -------. (7.6)

U * t

I'н = ------------= 1017.351 A.

3.0*0.39383

I'ч = -----------= 534.764 A.

3.0*0.4195

Максимальное количество поездов, которые могут одновременно находится на фидерной зоне. определяем по формуле:

t

nн = -------. (7.7)

Q min

0.39383

nн = --------= 2.95 = 3.

0.133

0.4195

nч = -------= 3.15 = 4.

0.1333

Максимальный рабочий ток равен: для раздельной схемы:

Iр max = 3600 + 1017.351 * (3 - 1) = 5634.702 А;

для узловой схемы:

Iр max = 3600 + 1017.351 * (4-1)/2 + 534.764/2 = 5393.41 А;

Для раздельной схемы питания условие (7.2) не выполняется

2953.776 < 6134.702.

Для защиты контактной сети от токов КЗ при раздельной схеме приходится дополнительно использовать потенциальную защиту

(телеблокировку).

Для узловой схемы питания условие (7.2) также не выполняется

5724.03 < 5893.41.

Для защиты контактной сети от токов КЗ при узловой схеме

питания контактной сети приходится дополнительно использовать потенциальную защиту (телеблокировку).