Устройство защиты кабельных линий постоянного тока от замыканий на землю

• Автор: Сабуров, Виталий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПОСТОЯННОГО
ТОКА
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ПРИНЦИПА ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТНОГО УСТРОЙСТВА
ЗЛ Разработка принципиальных схем макетных устройств защиты кабельных линий
3.2 Расчет параметров макетной установки
3.3 Электрические схемы защитного устройства
3.3.1 Структурная схема защитного устройства
3.3.2 Электрическая схема логического блока
3.3.3 Схема модернизированного кабельного сигнализа-

тора
3.3.4 Структурная схема логического блока защитного

устройства
3.3.4 Блок питания
3.4 Способы подавления помех при работе защитного уст-

роиства
3.5 Генератор высокой частоты
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДО-

ВАНИИ
4.1 Исследование амплитудно-фазовых характеристик кабельных линий
4.2 Исследование макетного образца защитного устройст-

4.3 Линейные испытания опытного образца защитного
устройства в системе одностороннего питания с заземленным отрицательным полюсом и с изолированными
полюсами
4.4 Технико-экономическое обоснование разработки и внедрения устройства защиты кабелей постоянного тока
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Питающие кабели тяговых сетей защищаются с помощью линейных автоматических быстродействующих выключателей, токовые уставки которых не всегда могут выбираться с учетом величин токов при повреждениях кабелей 600В. В настоящее время отсутствует методика расчета токов при замыканиях в кабелях на землю, не выявлено влияние различных факторов на величину токов короткого замыкания и практически невозможно определить, какой кабель и в какой мере защищается линейным выключателем. Поэтому при определенных условиях возможны неотключаемые короткие замыкания токоведущих жил на оболочки кабелей. Повышение уставок линейных выключателей, связанное с эксплуатацией энергоемкого подвижного состава и установкой на тяговых подстанциях защит от малых токов короткого замыкания, влечет за собой увеличение количества неотключаемых при повреждениях кабелей коротких замыканий.
Основным недостатком широко применяемого на тяговых подстанциях устройства контроля состояния положительных питающих кабелей 600В -кабельного сигнализатора, является его недостаточно высокая чувствительность к ряду повреждений кабелей, что ведет к развитию аварии. При этом причинами выгорания кабелей являются как несвоевременное срабатывание кабельного сигнализатора, так и повторная подача напряжения, связанная с недостоверностью информации о состоянии кабеля по показаниям сигнализатора.
Более совершенной является комбинированная защита, используемая на многих тяговых подстанциях г. Москвы. Однако, вследствие влияния поля блуждающих токов на настройку потенциального элемента защиты, она не дает 100% отключения поврежденного кабеля при неблагоприятных сочетаниях его* длины, значения протекающего по оболочке и земле тока, характера изменений тяговой нагрузки.
Аварийные ситуации, возникающие при замыканиях на землю питающих кабелей постоянного тока 600В, прокладываемых в подземных сооружениях и грунте, обычно не ограничиваются одним кабелем, а распространяются на соседние провода и кабели, в результате чего ущерб от аварии может достигать значительных размеров. Особенно тяжелые повреждения возникают, если поврежденный кабель поджигает
Таким образом, задача о трех связанных линиях передачи сводится к решению хорошо изученных систем телеграфных уравнений.
Решение систем (2.20), (2.21) и (2.22) называют нормальными волнами. Всегда возможен обратный переход от нормальных координат к истинным напряжениям и токам.
Рассмотрим следующую систему уравнений:
=иг+и2+и„)
= 2-11,
Определитель системы:

А = 0 2 -2 =-12.
2 0-2 Определители неизвестных:
(2.24)

= -4.£+2-&-4-#6;
= -4.-4-#,+2-;
= -41+2-+2-#6.
Находим напряжения в линиях по алгоритму:
V, = 0,-0,+)-{.;

4-й;

(2.25)
И аналогично токи в линиях: