Sélection des réglages de protection des lignes 600 V aux postes de traction
Le courant de réglage des interrupteurs de ligne dépend du courant de charge calculé de la ligne ainsi que de la valeur du courant de court-circuit en bout de ligne.
Actuellement, dans le cadre de l'introduction de matériel roulant énergivore et d'une augmentation de la fréquence de déplacement, le courant de réglage des interrupteurs linéaires, en fonction du courant de charge calculé, est sélectionné comme suit:
1. pour un tramway
où Iras est le courant de charge nominal, 1000 est une valeur constante pour les voitures G simples, 2000 est la même pour les voitures G à 2 voitures,
2. pour un trolleybus
Le courant de déclenchement des interrupteurs VAB-20, VAB-20M et VAB-36 du système magnétique est choisi pour être de l'ordre de 4500-5000 ampères.
En pratique, il existe de nombreuses lignes dans lesquelles le réglage choisi en fonction du courant nominal de charge dépasse le courant de court-circuit en bout de ligne, ce qui peut entraîner un court-circuit ininterrompu et un recuit du fil de contact.À cet égard, la réduction du courant de réglage des interrupteurs provoque beaucoup de faux déclenchements des interrupteurs à partir des courants de charge normaux, ce qui a un effet néfaste sur les interrupteurs, accélérant leur usure et augmentant le nombre de réparations, détériorant la qualité de l'alimentation ligne et les pertes d'énergie croissantes du démarrage forcé du matériel roulant.
Afin de pouvoir augmenter les réglages des interrupteurs et en même temps assurer qu'ils déclenchent des courants de court-circuit inférieurs au courant de réglage, plusieurs types de protection contre les courts-circuits de ligne ont été développés. Lors de sous-stations de traction la protection courant-temps la plus simple de 600 lignes électriques dans la TVZ a été largement diffusée.
En figue. 1 montre un schéma de protection par temps courant. Un shunt situé dans le circuit de la ligne protégée est connecté relais RT-40… Lorsqu'un courant égal ou supérieur au courant de réglage du relais circule dans la ligne, le contact T ferme le circuit du relais temporisé qui, avec une temporisation prédéterminée, ferme son contact dans le circuit de déclenchement du disjoncteur. Si la charge de la ligne chute avant que le relais temporisé ne ferme le circuit de déclenchement, le contact ouvert du relais de courant T déclenchera le relais temporisé et le disjoncteur ne s'ouvrira pas.
Riz. 1. Schéma de protection actuelle des lignes électriques 600 V
Relais temporisé. Le VL-17 peut être activé de deux manières :
• avec pré-alimentation en tension d'alimentation (fig. 1, a)
• avec tension d'alimentation appliquée lorsque le contact de commande est fermé (fig. 1, b).
En figue. 2 montre un schéma fonctionnel du relais VL-17. Le relais fonctionne comme suit.Lors de la mise sous tension selon le schéma avec pré-alimentation, une tension est appliquée aux bornes 1 et 3 et le circuit du relais P1 est ouvert. Le contact d'ouverture P1 maintient le condensateur C à l'état déchargé et la triode Tr en position 0. Dans ce cas, le relais de sortie P2 est désactivé.
Riz. 2. Circuits pour activer le relais VL-17: a - avec alimentation préliminaire en tension d'alimentation, b - avec alimentation en tension d'alimentation lorsque le contact de commande U est fermé
Figue. 3. Schéma fonctionnel du relais VL-17.
Lorsque le contact y se ferme (voir Fig. 2), le relais P1 est activé, le contact P1 s'ouvre et le condensateur C commence à se charger. Le condensateur est chargé à travers une résistance réglable R, dont la valeur de résistance détermine le temps de retard du relais.
La valeur de la résistance de la résistance R est définie par les interrupteurs P. Lorsque la tension dans le condensateur C atteint une certaine valeur, la diode D s'ouvre, et du générateur GI à travers le condensateur C, la diode D, le condensateur C1 transmettra une impulsion de courant à la triode Tr, qui passera en position 1 et fermera le relais de sortie P2, dont les contacts sont fermés dans le circuit de fonctionnement.
Lorsque le contact s'ouvre sur le relais P1, le courant s'arrête, le contact P1 se ferme et le relais temporisé revient à sa position d'origine. La tension d'ouverture de la diode D est réglée en usine à l'aide d'une résistance réglable R2.
Lorsque le relais temporisé est activé selon le circuit avec une alimentation en tension, lorsque le contact de commande est fermé, la transition de la triode vers la position O se produit lorsque la tension est appliquée au circuit de relais.
Riz. 4.Courbes de stabilité thermique du fil de contact (les courbes sont prises à I = 800 A - chargement à long terme de deux fils de section S = 85 mm2 et la température maximale de chauffage du fil 100 ° C) 1 - toc ° = 5 ° C, 2 — toc ° = 20 ° C, 3 — toc ° = 40 ° C
Les relais temporisés VL-17 sont fabriqués pour des tensions de 127 ou 220 V et pour une plage de temporisations allant de 0,1 à 200 s.
Pour créer une temporisation, vous pouvez utiliser d'autres types de relais temporisés adaptés à la plage de temporisations. Le réglage du relais de protection de courant à l'heure actuelle est déterminé par l'expression :
où Icc.min est le courant de court-circuit minimal de la ligne, 1,3 est le facteur de fiabilité.
La temporisation de la protection contre les surintensités est déterminée par la courbe d'échauffement du fil de contact en fonction du courant de réglage du disjoncteur (Fig. 4).
Les avantages de la protection décrite sont la facilité d'installation et de fonctionnement et le faible coût.
Le principal inconvénient de cette protection est que sa temporisation est indépendante, c'est-à-dire qu'elle ne change pas en fonction du changement de température du fil de contact et de l'amplitude du courant de charge. Il existe donc des cas de déclenchement intempestif de la protection. Ceci peut être évité en augmentant le temps de réponse de la protection, ce qui peut entraîner un recuit du fil de contact. Par conséquent, sur certaines lignes, il est nécessaire d'installer plusieurs protections : l'une avec une temporisation plus longue à courant de fonctionnement plus faible, l'autre avec une temporisation plus courte à courant de fonctionnement plus élevé.
Lors de l'installation de deux téléviseurs TVZ, les paramètres de courant et d'heure sont sélectionnés comme suit :
• le réglage courant du premier ensemble est sélectionné par l'expression
et le réglage de l'heure du premier ensemble est le long de la courbe de chauffage de la sonde de contact, en fonction du courant du réglage de l'interrupteur,
• le réglage courant du deuxième ensemble TVZ est sélectionné par l'expression
la mise à l'heure du second set est tirée de la courbe d'échauffement du fil de contact, en fonction du courant de réglage du premier set.
Comme l'enroulement PT-40 est connecté directement au shunt et a un potentiel de 600 V, l'isolation entre l'enroulement et les contacts, entre l'enroulement et le châssis (masse) est testée avec une tension de 5 kV à fréquence industrielle. La résistance des fils de connexion du shunt au relais PT-40 doit être minimale.
Les employés de Mosgortransproekt ont développé un appareil pour un intégrateur de protection de courant — ITVZ. Dans cette protection, au lieu d'un relais, une bobine d'un amplificateur magnétique est connectée au shunt. La bobine de sortie de l'amplificateur magnétique est connectée au relais de temporisation VL-17.
L'avantage de cette protection est qu'elle a une caractéristique dépendante, c'est-à-dire que le temps de réponse dépend de l'amplitude du courant circulant dans le circuit de puissance. Cette protection surveille indirectement, par le biais du courant dans le circuit protégé, la température de chauffage du fil de contact.
La protection est ajustée de manière à ce que la forme de la courbe de dépendance soit similaire à la forme de la courbe d'échauffement du fil de contact et dans les mêmes ordonnées elle serait en dessous de la courbe d'échauffement.
Les inconvénients de cette protection sont le coût et la complexité relativement élevés, tant au niveau de l'installation que de la mise en service et de l'exploitation, par rapport à TVZ.
L'Utility Academy a développé une protection thermique pour les lignes 600 V, qui est actuellement en test opérationnel.Cette protection consiste en un morceau de fil de contact connecté en série à la sous-station avec le circuit de ligne d'alimentation. Un trou est fait dans le fil, dans lequel une thermistance est insérée, ce qui a un effet de relais. À une certaine température, la résistance de la thermistance chute brusquement et en même temps un relais se déclenche, agissant pour ouvrir l'interrupteur.Lorsque le fil refroidit à une certaine température, la thermistance récupère sa résistance et le relais disparaît.
Riz. 5. Schéma de principe du testeur de court-circuit IKZ
En plus de protéger les lignes des faibles courants de court-circuit, afin de réduire l'usure des interrupteurs et d'augmenter la fiabilité de l'alimentation des lignes, il est nécessaire d'exclure la possibilité d'allumer l'interrupteur de ligne si le court-circuit circuit n'a pas disparu dans la ligne. À cette fin, un dispositif de test de ligne spécial développé par Moogortransproekt est utilisé - détecteur de court-circuit (discriminateur) IKZ.
Lorsque l'interrupteur de ligne est éteint, son contact auxiliaire ferme le circuit de l'enroulement primaire du transformateur TP - p (Fig. 5) et de son enroulement secondaire, à travers les vannes ON, un courant de test de courant demi-onde est envoyé à la ligne. De plus, le circuit d'alimentation du pont redresseur 1 (I-36 V) est fermé.
La valeur du courant de test envoyé par l'appareil IKZ sur la ligne dépend de la valeur de la résistance de ligne.Le détecteur de court-circuit est réglé de telle sorte que lorsque la résistance de ligne dépasse 1 - 1,2 ohms, le relais IKZ autorise l'activation automatique de l'interrupteur de ligne et si la résistance de ligne est inférieure à 0,8-0,6 ohms, Le relais IKZ coupe l'interrupteur de fermeture automatique.
La chute de tension aux bornes des résistances P7 et P8, en parallèle desquelles le pont redresseur 2 est connecté, dépend de l'amplitude du courant de test. L'interaction des flux magnétiques dans l'amplificateur magnétique MU, créés par les bobines amplificatrices connectées aux ponts redresseurs 1 et 2, détermine le fonctionnement du relais IKZ.