автореферат диссертации по транспорту, 05.22.09, диссертация на тему:Повышение эффективности работы защит фидеров контактной сети на основе исследования переходных процессов токов короткого замыкания в тяговой сети и на электроподвижном составе

МПС РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ _ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)_

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЗАЩИТ ФИДЕРОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТЯГОВОЙ СЕТИ И НА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ

05. 22. 09- Электрификация железнодорожного транспорта

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

АНИСОВ Андрей Николаевич

РГБ ОД

1 Ф!ЕЗ £23

УДК 621.332.3:621.316.93

Москва 2000 г.

Работа выполнена в Московском государственном университете путе сообщения (МИИТе).

Научный руководитель -

кандидат технических наук, доцент Андреев В.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Феоктистов В.П., кандидат технических наук, доцент Гатальский Г.И.

Ведущая организация - Московская железная дорога.

Защита диссертации состоится ¡Х-_2000 года в /¿Г часе

на заседании диссертационного совета Д114.05.07 в Московском государстве* ном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу:

101475, ГСП, г. Москва, А-55, ул. Образцова 15, аудитория № С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «

» 2000 года.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор С.П. Власов

ОМ<Ь05-0&,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из проблем, от решения которой зависит юзможность увеличения перевозочного процесса электрифицированных линий келезных дорог (магистральных, пригородных), является защита от токов ко-юткого замыкания (к.з.) и недопустимых перегрузок. В сложившихся экономи-[еских условиях в России повышение эффективности действия применяемых ¡ащит способствует экономии средств дорог в части эксплуатационных расходов дистанций электроснабжения на капитальные и текущие ремонты выключателей подстанций. Однако, в настоящее время без существенных капитальных вложений повышение эффективности работы защиты может быть осуществлено усовершенствованием методов выбора уставок (МВУ) автоматических быстродействующих выключателей (БВ), дооснащением защит тяговых подстанций (ТПС) микропроцессорными защитами (МЗ).

Задача выбора уставок БВ фидеров контактной сети (к.с.), соответствующих условиям эксплуатации, важна практически для любого участка дороги постоянного тока. Уставки БВ часто бывают сильно заниженными, что приводит к большому количеству ложных и неселектавных отключений БВ ТПС. Причинами ложных срабатываний БВ являются скачки тока нагрузки при перегруппировках схем тяговых двигателей (ТД) электровозов в нормальных режимах работы электроподвижного состава (ЭПС). Неселективные отключения БВ, происходят из-за нескоординированности работы защит ТПС с защитами ЭПС при к.з. за БВ ЭПС. На сегодняшний день использование современной вычислительной техники позволяет разработать новые МВУ БВ ТПС. Такие МВУ могут основываться на математическом моделировании переходных процессов в тяговой сети (т.е.) и на ЭПС при аварийных и нормальных режимах, что позволяет разработать МВУ, в которых учитываются влияния переходных процессов в т.е. и на ЭПС на работу БВ ТПС. Однако, применение таких МВУ не решает всех проблем осуществления защиты т.е. постоянного тока, поскольку

функции, реализуемые защитными устройствами БВ (индуктивные шунты реле РДШ), для различия больших токов от малых токов к.з. явно недостаточ ны. В этом смысле для повышения селективности и чувствительности защит] фидеров т.е. многого можно добиться, дополняя БВ ТПС устройствами МЗ. Пс этому, применение МЗ совместно с БВ ТПС позволяет устранить нсдостатк! присущие используемой в настоящее время защите фидера. Однако применени МЗ также будет наиболее эффективно, если будут реализованы МВУ МЗ, коте рые также используют математическое моделирование переходных процессов.

Теоретическим исследованиям переходных процессов в т.е. постоянног тока и разработке новых устройств защиты, реагирующих на признаки пере ходного процесса, посвящены работы российских ученых: Андреева В.В Векслера М.И., Голубева А.И., Косарева Б.И., Котельникова A.B., Крюков И.С., Кузнецова С.М, Куссуля A.M., Марквардта Г.Г., Марквардга К.Г., Пупы нина В.Н., Радченко В.Д., Рыкова И.И., Соколова С.Д., Сухопрудского Н.Д Фарафонова A.B., Фигурнова Е.П. и др. ученых.

Цель работы. Целью диссертационной работы является исследование i разработка решений, направленных на повышение эффективности действи: применяемых защит фидеров к.с. дорог постоянного тока.

В работе было проведено исследование влияния на работу БВ с индук тивными шунтами (БВ с ИШ) переходных процессов при к.з. в т.е. и на ЭПС а также при пусках ЭПС. На основании проведенных исследований была разра ботана методика выбора уставок БВ с ИШ, учитывающая динамические защит ные свойства БВ с ИШ, а также даны рекомендации по согласованию значени] уставок некоторых защит МЗ, с уставками БВ с ИШ ТПС и рекомендации п> усовершенствованию применяемых алгоритмов работы некоторых защит МЗ.

Методика исследований. Решение поставленных в работе задач осущест влялось методом имитационного моделирования работы электрифицированно го участка железной дороги. В модели использовался схемно-независимый ал горитм, построенный на основе матричного метода анализа электрических це пей.

Достоверность, полученных результатов моделирования проверялась на действующих участках Московской и Октябрьской ж.д. Для этого использовались современные возможности автоматической микропроцессорной фиксации переходных процессов. В качестве устройств фиксации применялись промышленные образцы МЗ типа БЗ-М1, разработанные на кафедре «ЭЭЖД» МИИТа, а также использовалась измерительная техника фирмы Брюль и Къер. МЗ типа БЗ-М1 в течение полутора лет записывали процессы отключения БВ ТПС при к.з. и токовых перегрузках в т.е. в виде осциллограмм, распечатки которых затем анализировались.

Научная новизна. В результате анализа осциллограмм процессов отключения БВ с ИШ ТПС предложена классификация отключений БВ.

• Разработаны математические модели, воспроизводящие переходные процессы в т.е. при режимах пуска грузового электровоза и моторного электропоезда. В моделях учтено изменение конфигурации силовой схемы ЭПС в процессе пуска, учтены нелинейности характеристики намагничивания ТД и влияние вихревых токов в остовах и полюсах на процессы пуска.

Разработана математическая модель, воспроизводящая переходные процессы в т.е. при к.з. за БВ одного из моторных вагонов электропоезда в режиме пуска.

Впервые с помощью математического моделирования разработана и апробирована МВУ автоматических БВ с ИШ ТПС, учитывающая их динамические свойства.

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

Практическая ценность работы определяется широкими возможностями использования ей результатов для повышения эффективности и совершенствования защит фидеров т.е. с помощью БВ с ИШ или реле РДШ и при разработке новых перспективных алгоритмов работы защит МЗ.

I

Машинные и экспериментальные исследования переходных процессов в т.е. и на ЭПС позволили создать МВУ для применяемых на дорогах БВ с ИШ типа ВАБ-43. На одном из участков дистанции электроснабжения ЭЧ-] Ок-

тябрьской ж.д. согласно распоряжению департамента электрификации и з троснабжения МПС РФ № ЦЭТ-23 от 20.10.99 г. были проведены работы п< стройке БВ с ИШ типа ВАБ-43 на основе разработанной методики.

Разработаны и внедрены на двух ТПС Октябрьской ж.д. рекомендаци настройке работы БВ с ИШ типа ВАБ-43 совместно с установленной МЗ БЗ-М1.

На основании проведенных автором исследований были изменены реж работы нового промышленного аппарата ПРУС (ВЭИ), предназначенного настройки автоматических БВ фидеров контактной сети 3,3 кВ.

Апробация работы. Основные положения работы и еб результаты д жены и обсуждены: на научно-практической конференции «Неделя науки МИИТ, г. Москва, 1998 г.; на научно-практической конференции «Неделя ки 99», МИИТ, г. Москва, 1999 г; на заседании кафедры «Энергоснабж эл.ж.д.» МИИТа в 1998 г.; на заседании кафедры «Энергоснабжение эл.)! МИИТа в 1999 г.;

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 печа-работы.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти ] заключения и приложений, содержит 140 страниц машинописного текст: рисунка, 9 таблиц и список литературы из 80 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование необходимости решения задач правленных на повышение эффективности работ» применяемых защит 4 ров контактной сети 3,3 кВ в виде БВ с ИШ или РДШ. Сформулированы ос ные научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу эксплуатационной работы БВ с ИП] ределению причин отключения БВ, обзору применяемых в западных компа

технических решений, повышающих селективность и чувствительность защит т.е. постоянного тока, в частности, адаптивных систем защит.

Приведены диаграммы, показывающие количество срабатываний БВ, эксплуатирующихся на фидерах ТПС. Диаграммы построены автором на основании собранной по журналам расхода электроэнергии информации о количестве отключений БВ в период с 1991 по 1999 г, на Московской и Октябрьской ж.д. На основе статистической обработки данных получена информация о среднем количестве отключений (с.к.о.) на один фидерный выключатель ТПС в год. На привокзальных участках с.к.о. БВ в год на фидер составляет 300 -ь 400. На главных путях с.к.о. БВ в год на фидер составляет 200 + 350. На путях с преимущественно пассажирским движением поездов дальнего следования с.к.о. БВ в год на фидер составляет 100 -г 150.

Для определения причин большого количества отключений БВ были использованы устройства фиксации переходных процессов в виде МЗ типа БЗ-М1, которые были установлены на ТПС Московской и Октябрьской ж.д. На участке «Останкино - Ховрино» Октябрьской ж.д. БЗ-М1 были установлены

Отключение БВ филеров с двух сторон пути фидерной зоны при перегрузке по току

6% от 300

Отключение БВ фидеров с двух сторон пути фндернон зоны

(короткое замыкание в т.е.

17% от 300

Причины:

— пробой крышевого изолятора ЭПС;

— обрыв контактного провода;

— перекрытие изолятор а на опоре контактной сети.

Причины:

-пусковые режимы двух и более ЭПС на одном пути; - переключения схем ЭПС в пусковых режимах

Отключение БВ фидера с одной стороныпуги фидерной зоны ( короткое замыкание заБВЭПС)

77% ог 300

Причины: -повреждение

контакторов на ЭПС — повреждение изоляции ЭПС

Рис. 1. Диаграмма срабатываний БВ ТПС.

на фидерах одного пути фидерной зоны при непосредственном участии автора диссертации. Изучение осциллограмм процессов отключения БВ ТПС позволило разработать метод определения причин, вызывающих срабатывание БВ, и предложить классификацию этих причин. Было проанализировано порядка 300 осциллограмм. На рис.1, представлена классификация в виде диаграммы. Очевидно, что снижение количества отключений БВ ТПС, определяемых сектором I (рис.1.), не может быть достигнуто за счет совершенствования МВУ и возможно только в результате повышения технического уровня применяемого оборудования (ЭПС, т.е.). Однако, количество отключений БВ ТПС, относящихся к II и III секторам, можно попытаться уменьшить за счет выбора таких значений уставок БВ ТПС, при которых можно осуществить координацию в работе защит ТПС с защитами ЭПС.

Во второй главе приведен комплекс методик моделирования переходных процессов в системе тягового электроснабжения (СТЭ) 3,3 кВ.

За основу при разработке принята модель, имитирующая переходные процессы в т.е. при аварийных и нормальных режимах работы СТЭ. Задача создания такой модели состоит из следующих подзадач:

1. моделирование к.з. в т.е. при наличии ЭПС и без ЭПС;

2. моделирование к.з. за выключателем одного из моторных вагонов электропоезда (электросекции);

3. моделирование переходных процессов в т.е. при режимах пуска ЭПС.

Для решения первой задачи была использована разработанная в МИИТе методика моделирования, основанная на работах д.т.н., профессора В.Н. Пупы-нина и к.т.н., доцента В.В. Андреева. С использованием основных положений этой методики автором совместно с к.т.н. В.В. Андреевым разработана программа для ЭВМ, которая вошла в качестве самостоятельного блока в общую программу имитационной модели. В разработанной программе в развитие имеющейся методики, моделируется динамическое изменение схемы питания

г.с. в результате отключений фидерных БВ на ТПС, постах секционирования [ПС) при к.з. в т.е.

ЭПС представляет собой разветвлённую схему соединения большого количества электрических машин и аппаратов, которые на ЭПС разных серий имеют различные параметры и конструктивное выполнение. В реферируемой работе автором разработаны и предложены модели пуска грузового электровоза и пассажирского электропоезда. Для создания модели, воспроизводящей пуск ЭПС, автором предложено рассматривать электромагнитные и электромеханические переходные процессы в ТД ЭПС как единый процесс. При таком подходе скорость движения ЭПС входит в электромагнитные уравнения как параметр, а дифференциальное уравнение движения поезда приобретает в качестве входной величины - величину тягового усилия. Основная система уравнений, используемая в модели ЭПС, для последовательного соединение ТД электровоза имеет вид:

иттгтрием. = +спФ ■ ^ + /л • (Яреост + + +

<1Ф ! _

И'.-'л-ш-^-С-Ф,-1Гв-в-(С-Ф)а

* - 01 . ; (2) </Ф2 _ Кв^я-^-И2т-С-Фг-Шв-в-{С-Ф)а

Л 01 - ; (3)

аф _ <м> 1 , ¿Ф 2

Л ~ Л + Л . (4)

^ = (5)

где С - постоянная ТД; п - число оборотов двигателя; Ф - магнитный поток двигателя; ¿л - ток электровоза; Креосг - пусковое сопротивление; га, Ьа - активное сопротивление и индуктивность цепи якоря ТД; гв - активное сопротивление обмотки возбуждения ТД; р, \Ув - число пар полюсов и число витков об-

мотки возбуждения ТД; О" - коэффициент рассеяния главных полюсов ТД; Ф], Ф2 - составляющие первой и высших гармоник магнитного потока; а, Ь и а -постоянные коэффициенты аппроксимации магнитной характеристики ТД; и - сопротивления участков магнитопровода ТД;

К,=123.}¥в-а, (6)

К =5.29-№в- а; (7)

Сд - магнитная индуктивность основной волны потока вихревых токов ТД; - магнитная индуктивность высших гармоник потока вихревых токов ТД;

С2т = 0.477 •01. (8)

Мд, Ид - соответственно число параллельных групп двигателей в* электровозе (или моторном вагоне) и последовательно включенных двигателей в каждой параллельной группе; С?л, <3Р - вес электровоза и поезда; V - скорость ЭПС; соо -удельное сопротивление движению; 1ут - уклон пути; ЛЬ - шаг интегрирования в модели.

В связи с тем, что различные типы ЭПС накладывают свои особенности на реализацию конкретной математической модели, за основу были приняты наиболее широко используемые в эксплуатации типы электровозов. Конкретные реализации моделей ЭПС выполнены на схемных решениях, применяемых в электровозах серии ВЛ10 и электропоездах ЭД4м, ЭР2Т. При разработке модели ТД использовались работы Р. Рюденберга, М.З. Жица, Н.П. Ермолина. М.Д. Находкина, А.Б. Иоффе, В.Н. Пупынина. В модели ТД учитывались нелинейность характеристик намагничивания ТД и вихревые токи в их остовах и полюсах.

В модели пуска электровоза воспроизводилось изменение конфигурации силовой схемы вследствие изменения схем соединения ТД. На основании модели пуска электровоза разработан алгоритм моделирования процесса измененш схем соединения ТД электровоза. Использование разработанного алгоритма позволяет смоделировать переходные процессы в силовых схемах электровозо! ВЛ8, ВЛ11, ВЛ15, ЧС2, ЧС7.

Модель, воспроизводящая переходные процессы в т.е. при к.з. за БВ одного из моторных вагонов (МВ), выполнена на основе модели пуска электропоезда. На рис.2, представлена схема замещения электропоезда при к.з. в силовой цепи МВ. На рис.2, приняты следующие обозначения: ветви 36 и 33 - якорные обмотки ТД; ветви 24 и 34 - обмотки возбуждения ТД; ветви 26 и 23 - индуктивные шунты ТД; 32 - ветвь к.з.; 'Е' ветвь 28 - индуктнвный шунт выключателя моторного вагона (БВП); 'ЕГ ветвь 29 - сопротивление размагничивающего витка БВП; 'Е2' ветвь 30 - индуктивность размагничивающего витка БВП; Щ - напряжение на дуге БВП (вводится в расчет при достижении тока в защищаемой цепи уставки БВП); К™ - нелинейное сопротивление участка маг-нитопровода ТД. В данной задаче при моделировании переходных процессов в БВ с индуктивными шунтами ТПС автором были внесены изменения в разработанную ранее математическую модель работы БВ с ИШ. В измененном алгоритме работы БВ с ИШ ТПС вводится выдержка времени при достижении током значения уставки БВ с ИШ ТПС, в течение которой производится контроль протекающего процесса в БВ. Выдержка времени может быть использована для настройки селективной работы БВ.

ЕВП

Рис.2. Схема замещения электропоезда в модели, воспроизводящей к.з. за БВ МВ на позициях ослабления возбуждения (ОП) для последовательного соединения ТД.

В третьей главе приведены результаты исследований влияния переходных процессов в т.е. на работу защиты ТПС при различных аварийных и нормальных режимах СТЭ на основе машинных и натурных экспериментов.

Проведены машинные эксперименты с целью определения параметров переходного процесса отключения БВ с ИШ ТПС типа ВАБ-43 при удаленном к.з. в т.е. как при наличии ЭПС так и без ЭПС на фидерной зоне. Варьируемым фактором в указанных экспериментах являлась уставка БВ. На рис.3, приведена одна из схем экспериментов. Для заданных параметров расчетного участка были определены по традиционной методике минимальный расчетный ток металлического к.з. на рельс и уставки БВ ТПС. Параметры процессов отключения БВ ТПС, полученные в машинных экспериментах с уставками, определенными по традиционной методике, были приняты в качестве базовых. Сами уставки, определенные по традиционной методике, принимались в качестве базовых. Согласно паспортным данным максимальная уставка БВ с ИШ типа ВАБ-43 составляет 5000 А. В экспериментах с максимальной уставкой БВ фидера 1 ТПС1 (рис.3.) при удаленном к.з. (фидерная зона т.с.10-г13 км) без ЭПС токи, ограниченные БВ Ф1, увеличиваются на 22% относительно опытов с базовой уставкой, при этом полное время отключения увеличивается на 14%. При наличии ЭПС токи, ограниченные БВ фидера 1 (Ф1) (рис.3.), увеличиваются примерно в 2 раза по сравнению с результатами опытов без ЭПС. Скорости нарастания тока через БВ Ф1 ТПС1 увеличиваются примерно в 1.5 раза и составляют порядка 165-5-220 А/мс. Полное время отключения БВ Ф1 ТПС1 имее! тенденцию к уменьшению по сравнению с опытами без ЭПС. Результаты исследования показали, что на самом деле уставка БВ ТПС может быть не только

И| ч к. - к. с.

в а - -----Г р.ц.

Рис.3. Схема машинных экспериментов, к.з. в т.е. при наличии ЭПС.

ниже, но и выше минимального тока к.з., определяемого по традиционной методике. При этом отключающая способность БВ остается надежной.

Далее в главе с целью определения возможности снижения количества отключений БВ ТПС проводилось исследование влияния на работу БВ ТПС переходного процесса в т.е. при к.з. за БВ ЭПС. В экспериментах создавался режим к.з. за выключателем МВ во время пуска электропоезда при разных ступенях регулирования возбуждения ТД. Пуск электропоезда осуществлялся вблизи одной из ТПС (0.4+3 км) при двухстороннем питании фидерной зоны. На рис.4, приведена схема экспериментов. При к.з. за БВ МВ наблюдаются совместные отключения БВ ТПС и БВ ЭПС. Установлено, что если в момент возникновения к.з. за БВ МВ электропоезд находится на позициях, соответствующих ослаблению поля (ОП) ТД, то не может быть достигнута координация действий защит БВ ТПС и БВ ЭПС. Это объясняется тем, что токи к.з., ограниченные БВ ЭПС, находятся на уровне 5500 -4-7000 А, при этом абсолютные броски тока к.з. через БВ ТПС превосходят максимальные значения их уставок. Однако, при значениях уставок БВ ТПС 4300 -г 5000 А и возникновении к.з. за БВ МВ электропоезда на реостатных позициях, БВ ТПС могут не отключаться. В этом случаи, селективная работа БВ ТПС имеет место при быстром отключении к.з. БВ ЭПС примерно в течение 15+17 мс. Быстрый процесс отключения БВ ЭПС происходит за счет включенных пусковых сопротивлений, оказывающихся в контуре к.з. Это приводит к ограничению тока к.з. БВ ЭПС при меньшем напряжении на дуге. Использование двух включенных последовательно БВ на МВ электропоезда способствует осуществлению координации работы защит ТПС и ЭПС за счет более быстрого отключения к.з. в силовых схемах ЭПС. Показано, что за счет выбора уставок с использованием новой расчетной математической модели все-таки

г

Е-

туст 2 *3

УУ ГС ГС ГС <г~тг

Рис.4. Схема экспериментов, к.з. за выключателем МВ электропоезда.

можно координировать работу БВ ТПС и БВ ЭПС и отключать к.з. за БВ МВ без отключений БВ ТПС, при этом возможно снижение неселективных отключений БВ ТПС на 40^-45%.

Особо отметим выявленный автором режим в работе применяемых БВ с ИШ ТПС при к.з., происходящем за БВ МВ электропоезда. Экспериментально установлено значение времени А( после достижения током значения уставки БВ с ИШ ТПС, в течение которого не начинается процесс отключения БВ с ИШ ТПС. Существование & объясняется механическими процессами, выраженными в запаздывании отпадания якоря в БВ с ИШ ТПС. Для начала процесса отключения БВ с ИШ ТПС необходимо, чтобы ток к.з. или нагрузки, превышающий уставку, просуществовал время большее, чем А(. Поэтому, если в течение времени Д1 к.з. быстро ликвидируется БВ МВ электропоезда, и ток в размагничивающем витке БВ с ИШ ТПС спадает ниже значения уставки, то отключения БВ с ИШ ТПС не происходит. Это время было оценено в серии экспериментов на математической модели, а также в результате анализа полученных осциллограмм реальных процессов и натурных экспериментов с БВ с ИШ ТПС типа ВАБ-43. Оно составляет не более 8 мс т.е. примерно равно собственному времени работы БВ с ИШ ТПС (ВАБ-43). Время Д1 необходимо учитывать в модели при выборе уставок, обеспечивающих селективность работы БВ с ИШ ТПС при к.з. за БВ ЭПС.

Как правило, при к.з. за БВ МВ электропоезда (позиции ОП) происходит отключении БВ ТПС с одной стороны пути фидерной зоны, в т.е. возникает переходный процесс перераспределения тока с отключаемого фидера 1 (рис.5. Ф1) на фидер 2 соседней ТПС (рис.5. Ф2). Показано, что на фидере 2 (рис.5.) переходный процесс происходит двумя последовательными скачками тока, которые имеют существенно различные параметры. При первом скачке тока абсолютное приращение тока находится в пределах 300 100 А, скорость нарастания от 25 до 100 А/мс, длительность нарастания тока в пределах 15^-20 мс. При втором скачке тока приращение тока находится в пределах 500 1500 А, скорость нарастания от 100 до 200 А/мс, длительность нарастания тока в преде-

лах 6-Н 0 мс. Показано, что второй скачок тока Ф2, продолжающийся в течении времени 10-4-16 мс после первого, вызван новым нарастанием тока к.з. на МВ и последующим отключением БВ МВ. На рис.5, приняты обозначения: Ф1, Ф2 -ток фидера через БВ ТПС; I к.з - ток цепи к.з. за БВ МВ; 1эл. - общий ток электропоезда; 14_х м.в. - ток четырех МВ; I м.в. - ток через ТД МВ на котором к.з.; I мв. пвп - ток через БВ аварийного МВ. Полученные параметры, характеризующие переходные процессы для данного случая, позволили выявить недостатки применяемых алгоритмов работы (АР) промышленных образцов МЗ типа БЗ-М1 и разработать рекомендации по их усовершенствованию.

4 000

14 340

14 360

14 330

14 350 Время, мс

Рис.5. Моделирование переходных процессов в т.е. и на ЭПС при к.з. за БВ МВ электропоезда. Схема эксперимента см. рис.4.

Далее в главе приводится исследование влияния режимов пуска ЭПС на работу защиты ТПС. Показано, что при токовых перегрузках отключение питания в результате каскадного срабатывания, БВ ТПС, как правило, происходят с двух сторон пути фидерной зоны. При выборе уставок, отвечающих условиям эксплуатации участка, можно исключить ложные срабатывания БВ ТПС. На рис.6, представлена разработанная автором новая расчетная модель для выбора уставок БВ ТПС на конкретном участке. Особенность предлагаемой расчетной модели состоит в том, что в ней рассматриваются процессы пуска ЭПС с учет-

ом переходных процессов, происходящих вследствие перегруппировок ТД и вывода пусковых сопротивлений в схемах при его движении. На рис.6, приведены обозначения: ЭПС1 - электровоз в режиме пуска; ЭПС2 - грузовой поезд на фидерной зоне (используется в качестве дополнительной токовой нагрузки). В модели предусмотрена возмож-

1усг 1

чь*1

5

~ Ж

эпс

ЛИ

И

Ж

$

17СГ2

XI

I КС*

Ег Ц'р-Д.

эпс т

_0 • 10

Рис.6. Расчетная модель для выбора уставок БВ ТПС.

ность расчета переходного процесса с учетом изменения месторасположения каждого ЭПС относительно ТПС и других ЭПС, находящихся на рассматриваемой фидерной зоне. В качестве примера на рис.7, приведены результаты расчетной модели для выбора уставок БВ ТПС на конкретном участке.

6 500-

6 ООО 5 500 5 ООО 4 500 4 ООО - -: з 500 - •

3 ООО 2 500 2 ООО 1 500 1 ООО 500 О

; ; Область значений уставок БВ

---,---исключающих ложные срабатывания

____;___от максимальных нагрузочных токов

максимальная конструкционная уставка Б]?

1.30-1

уставки-

Область значений уставок ! с ложными отключениями БВ;

минимальная конструкционная у Стайка БВ

-н

1мин. к.з. (определенный по традиционной методике:

1мин.кл. _ ид - р 1н.агр. - ид г

— I нагрузки фидера, максимальный.

)

_I уставки (определенный по традиционной методике:

1мкн.к.з. >■ 1^ставкн > I Н-фид-мак.

Рис.7. Результаты выбора уставок с помощью расчетной модели.

В четвертой главе приведена методика выбора уставок для БВ с индуктивными шунтами с учетом их взаимодействия с уставками некоторых защит МЗ и даны рекомендации по повышению эффективности работы МЗ.

Разработана методика выбора уставок БВ с ИШ ТПС на основе комплексного исследования переходных процессов в т.е. при к.з., а также пусковых режимов ЭПС. В результате исследований удалось установить, что уставки БВ с ИШ ТПС, рассчитанные по традиционной методике, как правило, обеспечивают существенный запас по длине защищаемого участка от минимального тока к.з. МВУ может быть использована для выбора или корректировки применяемых значений уставок БВ с ИШ ТПС. МВУ позволяет по известному значению уставки определить действительную длину защищаемого участка. Практическая ценность заключается в том, что метод позволяет энергодиспетчерам обоснованно выбирать схемы питания и секционирования участка при вынужденных режимах работы СТЭ. Ниже приведены методики определения уставок и длины защищаемого участка.

Методика выбора уставки БВ с ИШ ТПС может быть представлена в виде следующего алгоритма.

1. Определяются параметры исходной фидерной зоны т.е. (тип подвески к.с., тип рельса, длина участка - Щ*,., км.).

2. Определяется длина фидерной зоны (1^защ.) по формуле;

где г ко,- сопротивление 1 км к.с.; гр - сопротивление 1 км обратной

гнол,т.с.

цепи; а, в - коэффициенты аппроксимации Г ном т.с = f( г т.е. )>

а = 0.0754, b = -0.99782 (г*тс - сопротивление 1 км т.е. расчетной фидерной зоны).

3. На основе значения Ьзащ определяется уставка БВ с ИШ ТПС по характеристикам 1уст.(Ь) номограммы рис.8.

(9)

Методика определения длины защищаемого участка фидерной зоны может быть представлена в виде следующего алгоритма.

1 Определяется длина фидерной зоны (Ьф3) которая будет образована в результате изменения схемы питания участка. Определяется значение уставки БВ нужного фидера ТПС.

2. На основе значения уставки определяется защищаемая БВ ТПС длина участка фидерной зоны (Ьзащ) по характеристикам 1уст (Ь) номограммы рис.8. Если параметры т.е. отличаются от исходных для номограммы, тогда Ьзащ уточняется по формуле 9.

3. Сравнивается значение. 1^3ащ с длиной которую необходимо обеспечить надежной защитой. Если Ьзащ > Ьф 3 , то при изменении схемы питания обеспечивается защищенность Ьф 3 без изменения уставки БВ ТПС.

200 ......

О ........

0 1 3 3 4 5 6 1 8 9 10 11 13 13 1* 15 16 17 18 19 20 51 й 33 34 35 36 37 38 39 30 31 33 33 34 35 36

£, к*

Рис.8. Номограмма для выбора уставки БВ ТПС.

Далее в главе диссертации приведено описание разработанного автором аппаратно-программного комплекса (АПК) для выбора уставок МЗ, позволяющего проводить исследование алгоритмов работы (АР) МЗ фидеров ТПС в ла-

I

бораторных условиях. В АПК преобразовываются результаты моделирования переходных процессов в т.е. (ток и напряжение на фидере ТПС) в аналоговые сигналы, которые подаются в реальном масштабе времени в МЗ. В случае установки МЗ на ЭПС, АПК позволяет разработать АР МЗ учитывающие особенности протекания переходных процессов в силовой цепи ЭПС.

С помощью разработанного АПК были проведены эксперименты по выбору уставок МЗ и согласованию работы МЗ с работой БВ1 с ИШ ТПС дня участка Октябрьской ж.д., на котором проводились испытания промышленных образцов МЗ типа БЗ-М1. Экспериментально установлено, что для АР МЗ типа БЗ-М1 по приращению тока за заданное время с последующей выдержкой времени, параметр уставки по току должен находиться в пределах 1500 + 1600 А. Такие уставки исключают ложные отключения БВ с ИШ ТПС от срабатываний МЗ в моменты пусков электропоездов вблизи ТПС, а также срабатываний МЗ при небольших скачках тока на фидере ТПС (см. рис.5. Ф2) вызванные к.з. за БВ МВ электропоезда. Показано, что АР промышленных образцов МЗ типа БЗ-М1 по приращению тока необходимо усовершенствовать с учетом результатов проведенных исследований для режима к.з. за БВ МВ электропоезда. Применяемый АР может вызывать ложные срабатывания БВ с ИШ ТПС от МЗ при к.з. за БВ МВ электропоезда, в тех случаях, когда к.з. успешно ликвидируется БВ МВ. Поэтому разработан улучшенный АР МЗ по приращению тока. Даны соответствующие рекомендации для повышения эффективности работы МЗ совместно с БВ с ИШ ТПС.

В пятой главе приведена оценка экономической эффективное™ ог снижения количества ложных и неселективных отключений фидерных БВ с ИШ ТПС в результате применения МВУ.

Экономическая эффективность от. снижения ложных и неселективных отключений БВ с ИШ ТПС определяется следующими причинами:

1. повышением общего ресурса работы БВ с ИШ ТПС за счет снижения коли чества ложных и неселективных отключений;

2. повышением безопасности движения за счет снижения отключений БВ < ИШ ТПС; '

3. уменьшением эксплуатационных расходов;

• на заработную плату, на капитальные и текущие ремонты БВ и дугога сительных камер, на изготовление контактов БВ и лабиринтов дугога сительных камер, доплаты за разъездной характер работы;

• на материалы, запасное оборудование, сырье, электроэнергию, инстру мент, спецодежду.

Расчет проведен для ТПС с 6-тью фидерами, питающими главные пути < установленными БВ с ИШ типа ВАБ-43 (по два последовательно на каждьн фидер). Расчеты велись в ценах 1999 г.

Сумма годового экономического эффекта определялась по формуле:

Э = [(С, + Е • Кх)- (С2 + Е'Кг)\А

где С„С2- себестоимость работ, связанных с ремонтом и заменой обору дования до и после применения МВУ БВ ТПС; - удельные кали тальные затраты на БВ ТПС до и после применения МВУ БВ; Ех - нор мативный коэффициент эффективности капитальных затрат; А - количе ство фидеров ТПС.

Сумма минимального годового экономического эффекта от применения МВ> БВ на одной ТПС может составить примерно 1600 руб. на один выключатель.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Предложена классификация отключений БВ с ИШ ТПС СТЭ 3,3 кВ Показано, что свыше 70 % всех отключений подстанционных БВ приходится на срабатывания, вызванные к.з. за БВ ЭПС. Даны рекомендации, позволяющие снизить число отключений БВ с ИШ ТПС.

2. Разработана математическая модель СТЭ постоянного тока 3,3 кВ для схемы с существенно изменяемой конфигурацией в процессе выполнения каждого эксперимента. Разработаны математические модели электровоза и моторного электропоезда в режиме пуска. Разработана математическая модель, воспроизводящая переходные процессы в т.е. при к.з. за БВ одного из моторных вагонов электропоезда в режиме пуска. Результаты моделирования сопоставлены с опытными данными.

3. В результате проведенных исследований установлено, что при металлическом к.з. в контактной сети (на рельс), для широкого диапазона параметров фидерных зон и выбора уставок по МВУ обеспечивается надежное отключение БВ с ИШ ТПС. Наличие ЭПС в тяговом режиме на зоне в момент возникновения к.з. в т.е. не ухудшает условия процесса отключения БВ с ИШ ТПС.

4. Предложена новая расчетная модель для выбора уставок БВ, учитывающая переходные процессы в т.е. и на ЭПС.

5. Применение значений уставок, полученных на основе предложенной расчетной модели, позволяет уменьшить количество неселективных срабатывания БВ ТПС при к.з. за БВ одного из МВ электропоезда в момент вывода реостатных ступеней. Установлено, что не может быть обеспечена селективная работа БВ ТПС и БВ ЭПС, если к.з. возникает за БВ МВ на позициях ослабления поля ТД. Место расположения моторного электропоезда несущественно влияет на полученные выводы.

6. Экспериментально установлено значение времени Л^ в течение которого не начинается процесс отключения БВ с ИШ ТПС. Существование Д1 объясняется механическими процессами, выраженными в запаздывании отпадания якоря БВ с ИШ ТПС. Для начала процесса отключения БВ с ИШ необходимо, чтобы ток к.з. или нагрузки, превышающий уставку, просуществовал время Поэтому, если в течение времени А( к.з. быстро ликвидируется выключателями МВ, и при этом ток в размагничивающем витке БВ с ИШ ТПС спадает ниже значения уставки, то отключения БВ с ИШ ТПС не происходит.

7. Показано, что для получения координации в работе защит ТПС и ЭПС при к.з. за БВ ЭПС необходимо, чтобы БВ ЭПС были способны ликвидировать любое к.з. не более чем за 15 -г 17 мс.

8. Разработана МВУ, учитывающая динамические свойства БВ с ИШ ТПС. Разработаны номограммы, позволяющие определять уставку БВ с ИШ ТПС в зависимости от параметров фидерной зоны т.е.

9. Разработаны рекомендации по настройке уставок защиты по приращению тока МЗ типа БЗ-М1. Разработан улучшенный алгоритм работы МЗ по приращению тока типа БЗ-М1.

Ю.Применение качественно новой регистрирующей техники в виде анализатора процессов в т.е. и использование новой расчетной модели, позволило вскрыть резервы, заложенные в БВ с ИШ ТПС. Использование резервов выключателей позволяет снизить количество срабатываний фидерных БВ с ИШ ТПС примерно на 50%.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Андреев В.В., Анисов А.Н. Математическое моделирование движения поезда в пусковом режиме.// «Неделя науки-98». Сборник тезисов докладов научно-практической конференции МГУПС (МИИТ).- М.: МИИТ, 1998, с.102.,

2. Анисов А.Н. Моделирование переходных процессов в тяговой сети и на ЭПС для оценки применения алгоритмов работы микропроцессорной защиты. // «Неделя науки-99». Сборник тезисов докладов научно-практической конференции МГУПС (МИИТ).- М.: МИИТ, 1999, с.99.;

3. Анисов А.Н. Моделирование переходных процессов в тяговой сети и на подвижном составе для создания эвристических алгоритмов работы микропроцессорных защит.//Всесоюзный электротехнический конгресс с международным участием (ВЭЛК-99) - М.: АЭН РФ, 1999,том IV, с.1 .;

4. Анисов А.Н. Использование микропроцессорной защиты для блокировю ложной работы выключателя. М., 1999. - 7 с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, №623< :ЖД99.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ 3,3 КВ

1.1. Оценка эксплуатационных условий работы быстродействующих выключателей фидеров тяговых подстанций

1.2. Анализ причин отключений подстанционных выключателей при использовании анализаторов переходных процессов в тяговой сети

1.3. Применяемые в других странах техй№?ескиётешения, улучшающие защиту тягового электроснабжения постоянного тока

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ 3,3 КВ

2.1. Математическая модель системы электрической тяги постоянного тока напряжением 3,3 кВ

2.2. Разработка математической модели электровоза в режиме пуска

2.3. Разработка математической модели электропоезда в режиме пуска

2.4. Разработка математической модели режима короткого замыкания за выключателем моторного вагона электропоезда в режиме пуска

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА РАБОТУ ЗАЩИТЫ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРИ АВАРИЙНЫХ И НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ

3.1. Исследование влияния переходных процессов при коротких замыканиях в тяговой сети на работу защиты тяговой подстанции на основе машинных экспериментов

3.2. Исследование влияния режимов пуска ЭПС на работу защиты тяговых подстанций на основе машинных экспериментов

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА УСТАВОК БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ С ИНДУКТИВНЫМИ ШУНТАМИ И РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПРИМЕНЯЕМЫХ ЗАЩИТ

4.1 Разработка методики выбора уставки, учитывающей динамические свойства работы быстродействующего выключателя

4.2. Разработка аппаратно-программного комплекса для оценки алгоритмов работы микропроцессорных защит

5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЛОЖНЫХ НЕСЕЛЕКТИВНЫХ ОТКЛЮЧЕНИЙ ФИДЕРНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ ВЫБОРА УСТАВОК ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Одной из проблем, от решения которой зависит возможность увеличения перевозочного процесса электрифицированных линий железных дорог (магистральных, пригородных), является защита от токов короткого замыкания (к.з.) и недопустимых перегрузок. В сложившихся экономических условиях в России повышение эффективности действия применяемых защит способствует экономии средств дорог в части эксплуатационных расходов дистанций электроснабжения на капитальные и текущие ремонты выключателей подстанций. Однако в настоящее время без существенных капитальных вложений повышение эффективности работы защиты может быть осуществлено усовершенствованием методов выбора уставок (МВУ) автоматических быстродействующих выключателей (БВ), дооснащением защит тяговых подстанций (ТПС) микропроцессорными защитами (МЗ).

Задача выбора уставок БВ фидеров контактной сети (к.с.), соответствующих условиям эксплуатации, важна практически для любого участка дороги постоянного тока. Уставки БВ часто бывают сильно заниженными, что приводит к большому количеству ложных и неселективных отключений БВ ТПС. Причинами ложных срабатываний БВ являются скачкообразные изменения тока нагрузки в тяговой сети (т.е.) во время переходов группировок тяговых двигателей (ТД) электровозов при нормальных режимах работы электроподвижного состава (ЭПС). Неселективные отключения БВ происходят из-за нескоорди-нированности работы защит ТПС с защитами ЭПС при к.з. за БВ ЭПС. На сегодняшний день использование современной вычислительной техники позволяет разработать новые МВУ БВ ТПС. Такие МВУ могут основываться на математическом моделировании переходных процессов в т.е. и на ЭПС при аварийных и нормальных режимах, что позволяет разработать МВУ, в которых учитываются влияния переходных процессов в т.е. и на ЭПС на работу БВ ТПС. Однако применение таких МВУ не решает всех проблем осуществления защиты т.е. постоянного тока, поскольку функции, реализуемые защитными устройствами БВ индуктивные шунты и реле РДШ), для того, чтобы отличать большие токи к.з. от малых, явно недостаточны. В этом смысле для повышения селективности и чувствительности защиты фидеров т.е. многого можно добиться, дополняя БВ ТПС устройствами МЗ. Поэтому, применение МЗ совместно с БВ ТПС позволяет устранить недостатки, присущие используемой в настоящее время защите фидеров. Однако применение МЗ также будет наиболее эффективно, если будут реализованы МВУ МЗ, которые также используют математическое моделирование переходных процессов.

Теоретическим исследованиям переходных процессов в т.е. постоянного тока и разработке новых устройств защиты, реагирующих на признаки переходного процесса, посвящены работы российских ученых: Андреева В.В., Бень-яша Ю.Л., Векслера М.И., Голубева А.И., Косарева Б.И., Котельникова A.B., Крюкова И.С., Кузнецова С.М, Куссуля А.М., Макарова А.Г., Марквардта Г.Г., Марквардта К.Г., Пупынина В.Н., Радченко В.Д., Рыкова И.И., Соколова С.Д., Сухопрудского Н.Д., Фарафонова A.B., Фигурнова Е.П. и др.

Автор диссертации защищает:

1. Классификацию отключений автоматических быстродействующих выключателей с индуктивными шунтами тяговых подстанций системы тягового электроснабжения напряжением 3,3 кВ;

2. Математическую модель переходных процессов в тяговой сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ для схемы с существенно изменяемой конфигурацией в процессе выполнения каждого эксперимента;

3. Математические модели, воспроизводящие переходные процессы в тяговой сети постоянного тока при режимах пуска грузового электровоза и моторного электропоезда;

4. Математическую модель, воспроизводящую переходные процессы в тяговой сети постоянного тока при коротком замыкании за выключателем одного из моторных вагонов электропоезда в режиме пуска; 6

5. Методику выбора уставок быстродействующих выключателей с индуктивными шунтами, учитывающую их динамические свойства;

6. Аппаратно-программный комплекс для выбора уставок микропроцессорной защиты;

7. Рекомендации по настройке уставок защиты по приращению тока в микропроцессорной защите типа БЗ-М1;

8. Улучшенный алгоритм работы по приращению тока для микропроцессорной защиты типа БЗ-М1, в котором учтены результаты исследований коротких замыканий за выключателем моторного вагона электропоезда.

выводы

1. Предложена классификация отключений БВ с ИШ ТПС СТЭ напряжением 3,3 кВ. Показано, что свыше 70 % всех отключений подстанционных БВ приходится на срабатывания, вызванные к.з. за БВ ЭПС. Даны рекомендации, позволяющие снизить число отключений БВ с ИШ ТПС.

2. Разработана математическая модель СТЭ постоянного тока 3,3 кВ для схемы с существенно изменяемой конфигурацией в процессе выполнения каждого эксперимента. Разработаны математические модели электровоза и моторного электропоезда в режиме пуска. Разработана математическая модель, воспроизводящая переходные процессы в т.е. при к.з. за БВ одного из моторных вагонов электропоезда в режиме пуска. Результаты моделирования сопоставлены с опытными данными.

3. В результате проведенных исследований установлено, что при металлическом к.з. в контактной сети (на рельс), для широкого диапазона параметров фидерных зон и выбора уставок по МВУ обеспечивается надежное отключение БВ с ИШ ТПС. Наличие ЭПС в тяговом режиме на зоне в момент возникновения к.з. в т.е. не ухудшает условия процесса отключения БВ с ИШ ТПС.

4. Предложена новая расчетная модель для выбора уставок БВ, учитывающая переходные процессы в т.е. и на ЭПС.

5. Применение значений уставок, полученных на основе предложенной расчетной модели, позволяет уменьшить количество неселективных срабатывания БВ ТПС при к.з. за БВ одного из МВ электропоезда в момент вывода реостатных ступеней. Установлено, что не может быть обеспечена селективная работа БВ ТПС и БВ ЭПС, если к.з. возникает за БВ МВ на позициях ослабления поля ТД. Место расположения моторного электропоезда несущественно влияет на полученные выводы.

6. Экспериментально установлено значение времени М, в течение которого не начинается процесс отключения БВ с ИШ ТПС. Существование А1 объяс

130 няется механическими процессами, выраженными в запаздывании отпадания якоря БВ с ИШ ТПС. Для начала процесса отключения БВ с ИШ необходимо, чтобы ток к.з. или нагрузки, превышающий уставку, просуществовал время А1. Поэтому, если в течение времени А1 к.з. быстро ликвидируется выключателями МВ, и при этом ток в размагничивающем витке БВ с ИШ ТПС спадает ниже значения уставки, то отключения БВ с ИШ ТПС не происходит.

7. Показано, что для получения координации в работе защит ТПС и ЭПС при к.з. за БВ ЭПС необходимо, чтобы БВ ЭПС были способны ликвидировать любое к.з. не более чем за 15 ч-17 мс.

8. Разработана МВУ, учитывающая динамические свойства БВ с ИШ ТПС. Разработаны номограммы, позволяющие определять уставку БВ с ИШ ТПС в зависимости от параметров фидерной зоны т.е.

9. Разработаны рекомендации по настройке уставок защиты по приращению тока МЗ типа БЗ-М1. Разработан улучшенный алгоритм работы МЗ по приращению тока типа БЗ-М1.

10.Применение качественно новой регистрирующей техники в виде анализатора процессов в т.е. и использование новой расчетной модели, позволило вскрыть резервы, заложенные в БВ с ИШ ТПС. Использование резервов выключателей позволяет снизить количество срабатываний фидерных БВ с ИШ ТПС примерно на 50%.

1. Серия электроснабжение электрических железных дорог. Экспресс-информация «Основные показатели электроснабжения железных дорог за 1995 г.» ЦНИИТЭИЖТ, вып 3, М, 1996, 21.

2. Сайто Аосихиро, Ямамото Харуо. Fault Current Actual Measurement and its Analysis for DC Feeder Circuit. Дэнки Тэцудо (Electric Railways),1979,VOL.33, №5, pp.14-18.

3. Umair A. Khan, Steven B. Leeb, Mark C. Lee. A Multiprocessor for Transient Event Detection. IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 12, № 1, January 1997.

4. Ридель Э.Э. Работоспособность групповых переключателей электровозов ЧС2. Электрическая и тепловозная тяга, №3,1987, 30-32 с.

5. В. Don Russell. New Developments in Systems for Transmission and Distribution Substation Control and Protection. Electric Power Systems Research, 1982, №5, pp.21-34.

6. Andre Rohr. Method and apparatus for the detection of short circuits/United States Patent №3.978.374, 31.08.1976.

7. Minory Makita. DC Substation Equipment for Subways. Meiden Review, international edition, Series No.71,1984, No.2, pp.14-21.

8. Griffin A.J. Adaptive Protection For Electric Railways. Railway Engineering Conference Adelaide 23-25 September 1991, pp. 16-20.

9. M. Nremege. L' Utilisation de Г Interrupter en Traction Electrique. Revue Generale des Chemins de Fer Franscais, November 1969, pages 640-648.

10. John S. Morton. Circuit Breaker and Protection Requirements for DC Switchgear Used in Rapid Transit Systems. IEEE Transactions on industry applications, vol. IA-21, NO. 5, September/October, 1985, pp.1268-1273.

11. Thomas Dreßler, Thomas Lösel, Steffen Rohling. Dynamisches Verhalten von elektrischen Kenngrößen bei Kurzschlüssen in GleichstromBahnenergieversorgungsnetzen mit rückspeisefähigen Fahrzeugen. Electrie, 1994, 11/12, S.468-474.

12. Thomas Dreßler, Thomas Lösel, Steffen Rohling. Problems in short circuit detection in DC railway traction networks with regenerative braking motor vehicles. Elektrische Bahnen, 1995, №4, S. 134-139.

13. Кириевский E.B., Степанов Г.Н., Фоменко Т.П. Моделирование аварийных режимов машин постоянного тока для оценки релейных защит. Электричество №2, 1976, с 43-47.

14. Nimmersjo Gunnar, Lundovist Wertil. Real-time simulator for the testing of protection equipment. Power Technology International, 1989, pp. 111-116.

15. Пупынин B.H. Защита и отключение тяговых сетей в аварийных режимах. /Докторская диссертация. М.: МИИТ, 1986, 340 с.

16. В.К. Калинин. Электровозы и электропоезда. М.: Транспорт, 1991, 480 с.

17. Н.П. Ермолин. Переходные процессы в машинах постоянного тока. М: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1951, 191 с.

18. Жиц.М.З. Переходные процессы в машинах постоянного тока. М: ЭНЕРГИЯ, 1974,112 с.

19. М.Д. Находкин, Г.В. Василенко, Б.И. Бочаров, М.А. Козорезов. Проектирование тяговых электрических машин. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1967, 536 с.

20. Иоффе А.Б. Тяговые электрические машины. JL: Энергия, 1965, 232 с.

21. Андреев В.В. Методы разработки алгоритмов и программ при использовании средств вычислительной техники для решения задач проектирования и эксплуатации систем электроснабжения электрифицированных ж.д., ч 1 и 2, М.: 1984г.

22. Мельников Н.А. Матричный метод анализа электрических цепей. М., 1972, 232 с.

23. R. Kadhim, J. Alian, В. Mellitt. Power electronic circuits simulator for railways applications. Railway Design and Management, 1994, pp.560-565.

24. S. Burdett, J. Alian, J.A. Taufiq, B. Mellitt. Simulation techniques for studying AC railway power electronic traction drive circuits. Elektrische Bahnen eb 88 (1990), №3, S.155-160.

25. Электрические системы: Математические задачи электроэнергетики/Под ред. В.А. Веникова. -М.: Высшая школа, 1981,287 с.

26. В.А. Веников. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М.: Высшая школа, 1985, 536 с.

27. Б.А. Кротков, Е.Н. Попков. Алгоритмы имитационного моделирования переходных процессов в электрических системах: Учеб. Пособие / Под ред. И.А. Груздева. JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987, 280 с.

28. Е.К. Лоханин, Г.В. Васильева. Применение методов численного анализа к исследованию уравнений переходных процессов в сложных энергетических системах. /ТР. ВНИИЭ, М.: Энергия,1968, вып. 33, с 19-39.

29. E.K. Лоханин, Г.В. Васильева. Постановка задачи об интегрировании дифференциальных уравнений переходных процессов в электрических системах шагом переменной длины./ТР. ВНИИЭ, М.:Энергия, 1968, вып. 33, с. 51-58.

30. П.В. Цукало, Б.К. Просвирин. Эксплуатация электропоезда. М.: Транспорт, 1994, 380 с.

31. Марквард К.Г. Энергоснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транжелдориздат, 1948, 568с.

32. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985, 287 с.

33. Андреев В.В., Анисов А.Н. Математическое моделирование движения поезда в пусковом режиме.// «Неделя науки-98». Сборник тезисов докладов научно-практической конференции МГУПС (МИИТ).- М.: МИИТ, 1998, с. 102.

34. Электровоз ВЛ10. Руководство по эксплуатации. Под редакцией O.A. Кик-надзе, М.: Транспорт, 1975, 520 с.

35. Электровоз ВЛ8. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1982, 320 с.

36. Электровоз ВЛ11М. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1994, 460 е.;

37. Электровоз ВЛ1 Iм. Расчет пусковых и тяговых характеристик. СКБ-01 п/о Электровозостроитель, 1986, 72 с.

38. Электродвигатель тяговый Тл-3. Расчетная записка. СКБ-02 п/о Электровозостроитель, 1987, 56 с.

39. Электродвигатель тяговый Тл-2к. Протокол. Типовые испытания тяговых двигателей ТЛ-2К1. СКБ 853. п/о Электровозостроитель, 1987, 63 с.

40. Путкарадзе Г.В. Коммутационные перенапряжения в магистральных электровозах постоянного тока. /Кандидатская диссертация. М.: ВНИИЖТ, 1982, 203 с.

41. Е.Г. Бовэ, Г.В. Грандова, Ю.И. Чуверин. Основные результаты тяговых испытаний магистрального электровоза постоянного тока ВЛ10.// Под ред.

42. С.Д. Соколова Повышение эксплуатационной надежности и эффективностиустройств энергоснабжения. ВНИИЖТ, М.: Трансжелдориздат, 1963, вып.250, с.3-9.

43. Вольф A.M., Лазарев K.M. Тягово-энергетические и эксплуатационные испытания электровозов ВЛ11./Тр. ВНИИЖТ, 1983, вып.671, с.16-43.

44. Усов В.А. Исследование тяговых свойств электровоза ВЛ11. /Тр. УрЭМИ-ИТ, 1984, вып.71, с.141-151.

45. Технический справочник железнодорожника. Электроподвижной состав железных дорог. М.: ТРАНЖЕЛДОРИЗДАТ, 1957, Том 9, 652 С.

46. A.M. Нестеров. Справочник. Ремонт электроподвижного состава ж.д. Пособие мастеру депо. М.: Транспорт, 1988, 208 с.

47. Трахтман Л.М. Электрическое торможение электроподвижного состава. М.: Транспорт, 1965, 204 с.

48. Костюковский М.А. Управление электропоездом и его обслуживание. М.: Транспорт, 1987, 253 с.

49. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров H.H. Теория электрической тяги. М.: Транспорт, 1983, 328с.

50. Рюденберг Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах. М.: Издат. иностр. литерат., 1955, 714 с.

51. Д.Д. Захарченко. Тяговые электрические аппараты. М: Транспорт, 1991, 247 с.

52. Ю.М. Бей, P.P. Мамошин, В.Н. Пупынин, М.Г. Шалимов. Тяговые подстанции. М.: Транспорт, 1986, 320 с.

53. Цукало П.В., Ерошкин Н.Г. Электропоезда ЭР2 и ЭР2р. М.: Транспорт, 1986, 359 с.

54. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели. М.: Гос-энергоиздат, 1955,192 с.

55. Кучма К.Г., Г.Г. Марквардт, В.Н. Пупынин. Защита от токов короткого замыкания в контактной сети. М.: Трансжелдориздат, 1960, 260 с.

56. Векслер М.И. Защита тяговой сети постоянного тока от токов короткого замыкания. М.: Транспорт, 1976, 120 с.

57. Сердинов С.М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1985, 302 с.

58. Савченко В.А., В.Ф. Хариков, Н.Ю. Наумов, Л.Д. Старченко. Серия: Электрификация и энергетическое хозяйство. Обзорная информация. Выпуск 6. Совершенствование защиты тяговой сети постоянного тока. М.: ЦНИИТЭИ МПС 1989. 21 с.

59. Выключатель автоматический быстродействующий ВАБ-43-4000/30-Л-УХЛ4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 2БП.274.086.10. М.: Вешторгиздат. Изд.№2211СО, 31 с.

60. Радченко В.Д., Фарафонов A.B. Высоковольтные аппараты защиты постоянного тока. Труды ЦНИИ МПС, 1971, вып. 448,144 с.

61. Фарафонов A.B. Зависимость процесса гашения дуги постоянного тока от параметров цепи. Труды ВНИИЖТ, 1978, вып. 595, с.139 145.

62. Пупынин В.Н. Влияние тяговой нагрузки на работу импульсной защиты от токов короткого замыкания. /Тр. МИИТ, вып.90/13, 1956, с.140-154.

63. Векслер М.И. Экспериментальное исследование влияния тяговой нагрузки на формирование тока короткого замыкания и работу импульсной защиты питающих фидеров./Тр. ВЗИИТ, вып.ЗО, 1968, с. 49-62.

64. Рыков И.И. Быстродействующие выключатели электровозов постоянного тока. М.: ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ, 1961, 72 с.

65. Технические характеристики на устройство для настройки автоматических быстродействующих выключателей для железнодорожного транспорта типа ПРУС 3200/220-1, ПРУС 6400/380-1, ПРУС 6400/220-3. «Таврида-Электрик Р»ВЭИ.

66. Пупынин В.Н. Полная теория работы и характеристики параллельных индуктивных шунтов быстродействующих выключателей типов ВАБ-2, АБ-2/4, АБ-2/3 и реле-дифференциальных шунтов выключателей ВАБ-28. / ТР. МИИТ, 1965, вып.213, с. 61-86.

67. Фигурнов Е.П., Т.Е. Петрова. Релейная защита систем электроснабжения. Расчеты защит от коротких замыканий и перегрузки. 4.1. Тяговые сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ. /Учебное пособие. МПС РФ, РГУПС, СК РНЦАТ, Ростов-на-Дону, 1997, 72 с.

68. Сердинов С.М. Развитие методов расчета устройств электроснабжения. Ж-д. транспорт, 1981, №9, с. 44-50.

69. Векслер М.И. Методика расчета импульсных уставок и параметров индуктивных шунтов быстродействующих выключателей постоянного тока. /Тр. ВЗИИТ, вып.30,1968, с. 63-71.

70. Гречишников В.А. Разработка многопараметрической микропроцессорной защиты фидеров тяговой сети постоянного тока 3,3 кВ с использованием методов математического моделирования и натурного эксперимента. Автореферат диссертации к.т.н. М.: МИИТ, 2000, 24 с.

71. Анисов А.Н. Моделирование переходных процессов в тяговой сети и на ЭПС для оценки применения алгоритмов работы микропроцессорной защиты.// «Неделя науки-99». Сборник тезисов докладов научно-практической конференции МГУПС (МИИТ).- М.: МИИТ, 1999, с.99.;

72. Б.И. Косарев, Я.А. Зельвянский, Ю.Г. Сибаров. Электробезопасность в системе электроснабжения железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1983, 200 с.

73. Анисов А.Н. Использование микропроцессорной защиты для блокировки ложной работы выключателя. М., 1999. - 7 с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, №6236 :ЖД99.

74. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций, пунктов питания и секционирования электрифицированных железных дорог. ЦЭ/39 30.06.92 г., МПС РФ УЭиЭ, М.1992, 94с.

75. МПС РФ УЭиЭ. Карты технологических процессов капитального, текущего ремонтов и профилактических испытаний специфического оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. М. 1994,188с.

76. Типовые нормы времени на текущий ремонт и профилактические испытания оборудования и устройств тяговых подстанций и постов секционирования электрифицированных железных дорог. МПС РФ, Управление электрификации и электроснабжения, М. 1995, 160 с.

77. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ОКТЯБРЬСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ

78. Уставки МЗ по приращению тока были выставлены согласно рекомендациям Анисова А.Н.

79. Испытания погрузочного устройства проводились совместно:- Разработчиком и изготовителем прогрузочного устройства ПРУС 6400/380 3 предприятием «Таврида Электрик Р»

80. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ОКТЯБРЬСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ

81. Уменьшение количества неселективных отключений БВ, позволяет снизить эксплуатационных затраты на обслуживание и капитальный ремонт выключателей в среднем на1600 руб. в год на один выключатель.

82. Новожилов В.П. Лукин А. Б. Яковлев Т.Н.