Повышение эффективности защиты тяговой сети постоянного тока

• Автор: Демиденко, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ РАБОТЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗАЩИТ
1.1 Виды защит тяговой сети
1.1.1 Токовые защиты
1.1.2 Защиты по изменению напряжения
1.1.3 Специальные виды защит
1.2 Анализ токов нагрузки и коротких замыканий
1.2.1 Нормальные режимы
1.2.2 Аварийные режимы
1.3 Статистический анализ срабатывания защит
1.4 Защиты тяговой сети за рубежом
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЗАЩИТОЙ МЕЖПОДСТАНЦИОННОЙ ЗОНЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ
2.1 Анализ работы и требования к защитам тяговой сети
2.2 Определение обеспеченности защитой межподстанционной
зоны тяговой сети
3 МОНИТОРИНГ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТЯГОВОЙ

3.1 Создание экспериментальной базы для исследования
переходных процессов в тяговой сети
3.2 Разработка системы удаленного доступа для мониторинга
тяговой сети
3.3 Разработка методики мониторинга тяговой сети
3.4 Обработка результатов мониторинга и предложения по их
использованию

4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ
РАБОТЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ
4.1 Анализ и выбор способов моделирования
4.2 Разработка математической модели электровоза
4.3 Исследование переходных процессов в тяговой сети на математической модели
5 МЕТОДИКА ВЫБОРА ТИПА ЗАЩИТ И РАСЧЕТА УСТАВОК
5.1 Методика расчёта уставок с использованием математического моделирования и мониторинга
5.2 Предложения по повышению надежности защиты тяговой

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время железнодорожный транспорт является стратегически важным объектом внутренней экономики государства, оказывающим значительное влияние на развитие страны в целом. Грузооборот на Российских железных дорогах, за последние десять лет, значительно увеличился, возросли и массы составов, обновился парк локомотивов, увеличилась участковая скорость, повысились требования к надёжности работы системы электроснабжения. Повышение массы поездов привело к увеличению токов нагрузки в контактной сети. Токи нагрузки стали соизмеримы с токами короткого замыкания в удаленной точке тяговой сети, что снизило надежность работы системы тягового электроснабжения.
При функционировании системы тяговая подстанция - тяговая сеть -электроподвижной состав (ТП - ТС - ЭПС) часто возникают отказы её отдельных элементов, вызванные внешними воздействиями, ошибками персонала, износом её отдельных элементов, которые сопровождаются короткими замыканиями (КЗ). Последние вызывают протекание токов, величина которых при КЗ вблизи ТП железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, может составить 20-50 кА, а в удаленной точке у шин соседней подстанции всего 2-6 кА. В этом случае длительно допустимые токи нагрузки могут быть соизмеримы с минимальным током КЗ. Короткие замыкания приводят к разрушению оборудования в месте повреждения изоляции, к повышенному износу коммутирующей аппаратуры, а также могут приводить к перерыву движения поездов. Для предотвращения таких последствий в системе необходимо за сотые доли секунды отключать поврежденный элемент. Эти функции выполняет защита. Защита - наиболее широко распространенный вид автоматики, во многом определяющий возможность функционирования системы ТП - ТС - ЭПС и обеспечивающий надежность электроснабжения.
Защита непрерывно находится в режиме дежурства или иначе ожидания заявки на срабатывание, которая наступает в случае превышения контролируемыми параметрами заданной величины, называемой уставкой.

Рис. 1.11. Гистограмма срабатывания устройств защиты за 2011 год
Рис. 1.12. Гистограмма срабатываний устройств защиты за 2012 год