ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ


RU (11) 2160673 (13) C2

(51) 7 B60M1/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2000.12.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 98110428/28 
(22) Дата подачи заявки: 1998.06.01 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.06.01 
(45) Опубликовано: 2000.12.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 740555 A 15.06.1980. SU 1394177 A1 07.05.1988. JP 05172892 A 13.07.1993. US 2725204 A 22.05.1973. EP 007288 A1 02.03.1983. 
(71) Имя заявителя: Фигурнов Евгений Петрович; Петров Илья Петрович; Жарков Юрий Иванович; Быкадоров Александр Леонович 
(72) Имя изобретателя: Фигурнов Е.П.; Петров И.П.; Жарков Ю.И.; Быкадоров А.Л. 
(73) Имя патентообладателя: Фигурнов Евгений Петрович; Петров Илья Петрович; Жарков Юрий Иванович; Быкадоров Александр Леонович 
(98) Адрес для переписки: 344092, г.Ростов-на-Дону, ул. Борко 1, кв.77, Фигурнову Е.П. 

(54) ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ 

Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания. Определитель места повреждения контактной сети содержит датчики тока и напряжения первой и второй подстанций, датчик тока фидера поврежденной контактной сети, измерители углов сдвига фазы токов первой и второй подстанций и тока фидера поврежденной контактной сети тока относительно напряжения, задатчики сопротивлений подстанций, задатчик расстояния между первой подстанцией и постом секционирования, а также программируемые многофункциональные преобразователи. Пятый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала, соответствующего удаленности места повреждения. Техническим результатом является повышение точности определения места повреждения при коротком замыкании в тяговой сети. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания в тяговой сети переменного тока.

Известно устройство для определения места повреждения тяговой сети электрифицированной железной дороги переменного тока, содержащее датчик тока IA первой подстанции и датчик напряжения UA первой подстанции, а также датчик тока IB второй подстанции и датчик напряжения UB второй подстанции, блоки деления напряжения на ток на этих подстанциях, вычисляющие отношения соответственно ZA = UA/IA и ZB = UB/IB, и преобразователи, реализующие вычислительные алгоритмы в виде математических выражений ZA/(ZA+ZB) и ZB/(ZA+ZB), по которым судят о месте короткого замыкания в тяговой сети. Его недостатком являются низкая точность при коротких замыканиях через дугу или переходное сопротивление в месте повреждения, а также из-за нелинейной зависимости сопротивления рельсовой цепи от величины тока и расстояния до места повреждения из-за шунтирующего влияния земли.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее датчик тока IA первой подстанции и датчик напряжения UA первой подстанции, а также датчик тока IB второй подстанции и датчик напряжения UB второй подстанции, дополнительно введены на первой подстанции второй датчик тока I'1 фидера поврежденной контактной сети и измеритель угла сдвига фазы 1 тока относительно напряжения UA, а на второй подстанции - измеритель угла сдвига фазы B тока IB относительно напряжения UB.

В устройство введены также первый и второй задатчики сопротивлений XпA и XпB соответственно первой и второй подстанций, задатчик расстояния I1 между первой подстанцией и постом секционирования, а также первый, второй, третий, четвертый и пятый программируемые многофункциональные преобразователи.

Выход датчика тока IA присоединен к первым входам угла сдвига A первого, третьего и четвертого, а также к четвертому входу пятого многофункциональных преобразователей. Выход датчика тока I'1 первой подстанции присоединен к первым входам измерителя угла сдвига фазы 1 и пятого многофункционального преобразователя, к восьмому входу которого подключен выход задатчика расстояния. Выход датчика напряжения UA подключен ко вторым входам первого и второго упомянутых измерителей угла сдвига фазы и к третьему входу первого многофункционального преобразователя, к четвертому входу которого присоединен выход задатчика сопротивления XпA. Выход датчика напряжения UB подключен к первому входу измерителя угла сдвига фазы B и второму входу второго многофункционального преобразователя, к первому входу которого подключен выход задатчика сопротивления XпB. Выход датчика тока IB подключен ко второму входу измерителя угла сдвига фазы B, к четвертому входу второго и к шестым входам третьего и четвертого многофункциональных преобразователей, выходы которых подключены к пятому и седьмому входам пятого многофункционального преобразователя. Выход измерителя угла сдвига фазы A подключен ко вторым входам первого, третьего и четвертого и третьему входу пятого многофункциональных преобразователей, ко второму входу которого подключен выход измерителя угла сдвига фазы 1. Выход измерителя фазы второй подстанции подключен к третьему входу второго, а также к пятым входам третьего и четвертого многофункциональных преобразователей. Выход первого многофункционального преобразователя присоединен к третьим входам третьего и четвертого многофункциональных преобразователей, к четвертым входам которых подключен выход второго многофункционального преобразователя, и к шестому входу пятого многофункционального преобразователя.

Первый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала A путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



Второй многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала B путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



Третий многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала Ik путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



Четвертый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала K путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



Пятый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала, соответствующего удаленности lk места повреждения, путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема (а) и схема замещения (б) контактной сети; на фиг. 3 - векторная диаграмма токов и напряжений поврежденного участка.

Структурная схема устройства содержит датчик 1 тока IA первой подстанции, датчик 2 тока I'1 фидера поврежденной контактной сети первой подстанции, датчик 3 напряжения UA первой подстанции, датчик 4 напряжения UB второй подстанции, датчик 5 тока IB второй подстанции, измеритель 6 угла сдвига тока A IA относительно напряжения UA, измеритель 7 угла сдвига фазы 1 тока I'1 относительно напряжения UA, измеритель 8 угла сдвига фазы B тока IB относительно напряжения UB, задатчик 9 сопротивления XпA первой подстанции, задатчик 10 сопротивления XпB второй подстанции, задатчик 16 расстояния l1 от первой подстанции до поста секционирования и многофункциональные преобразователи 11, 12, 13, 14 и 15.

Устройство работает следующим образом. При коротком замыкании в тяговой сети датчики 1, 2, 3, 6 и 7 измеряют на первой подстанции соответственно значения токов IA, I'1, напряжение UA, углы сдвига фазы A и 1. Эти значения, а также значения XпA поступают на первый многофункциональный преобразователь 11, который вычисляет параметр A. Одновременно с этим датчики 4, 5 и 8 измеряют на второй подстанции соответственно значения тока IB, напряжения UB и угла сдвига фазы B. Эти значения, а также значения XпB поступают на второй многофункциональный преобразователь 12, который вычисляет параметр B.

Значения токов IA, IB улов сдвига фазы A, B, а также параметры A и B. поступают на третий 13 и четвертый 14 многофункциональные преобразователи, которые вычисляют параметры соответственно IK и K.

Значения токов IA, I'1, углов сдвига фазы A, 1, а также параметры A, IK K и l1 поступают на пятый многофункциональный преобразователь, который вычисляет искомое значение удаленности места короткого замыкания от первой подстанции.

Технический результат заключается в повышении точности определения удаленности lK, поскольку реализация приведенных вычислительных алгоритмов исключает влияние не результат определения таких факторов, как наличие дуги или зависимости сопротивления рельсовой цепи от тока и удаленности короткого замыкания за счет шунтирующего влияния земли.

Источник информации

Авторское свидетельство СССР N 740555, кл. B 60 M 1/00, 15.07.1970. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Определитель места повреждения контактной сети, содержащий датчик тока IA первой подстанции и датчик напряжения UA первой подстанции, а также датчик тока IB второй подстанции и датчик напряжения UB второй подстанции, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй датчик тока I'1 фидера поврежденной контактной сети, измеритель угла сдвига фазы A тока IA относительно напряжения UA и измеритель угла сдвига фазы 1 тока I'1 относительно напряжения UA, измеритель угла сдвига фазы B тока IB относительно напряжения UB, первый и второй задатчики сопротивлений XпА и XпВ соответственно первой и второй подстанций, задатчик расстояния l1 между первой подстанцией и постом секционирования, а также первый, второй, третий, четвертый и пятый программируемые многофункциональные преобразователи, причем выход датчика тока IA присоединен к первым входам измерителя угла сдвига фазы A, первого, третьего и четвертого, а также к четвертому входу пятого многофункциональных преобразователей, выход датчика тока I'1 первой подстанции присоединен к первым входам измерителя угла сдвига фазы 1 и пятого многофункционального преобразователя, к восьмому входу которого подключен выход задатчика расстояния, выход датчика напряжения UA подключен ко вторым входам первого и второго упомянутых измерителей угла сдвига фазы и к третьему входу первого многофункционального преобразователя, к четвертому входу которого присоединен выход задатчика сопротивления XпА, выход датчика напряжения UB подключен к первому входу измерителя угла сдвига фазы B и второму входу второго многофункционального преобразователя, к первому входу которого подключен выход задатчика сопротивления XпВ, выход датчика тока IB подключен ко второму входу измерителя угла сдвига фазы B, к четвертому входу второго и к шестым входам третьего и четвертого многофункциональных преобразователей, выходы которых подключены к пятому и седьмому входам пятого многофункционального преобразователя, выход измерителя угла сдвига фазы A подключен ко вторым входам первого, третьего и четвертого и третьему входу пятого многофункциональных преобразователей, ко второму входу которого подключен выход измерителя угла сдвига фазы 1, выход измерителя фазы второй подстанции подключен к третьему входу второго, а также к пятым входам третьего и четвертого многофункциональных преобразователей, выход первого многофункционального преобразователя присоединен к третьим входам третьего и четвертого многофункциональных преобразователей, к четвертым входам которых подключен выход второго многофункционального преобразователя, и к шестому входу пятого многофункционального преобразователя, при этом первый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала A путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



второй многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала B путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



третий многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала IK путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



четвертый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала K путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



пятый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала, соответствующего удаленности lK места повреждения, путем реализации вычислительного алгоритма в виде математического выражения:



где l1 - расстояние от первой подстанции до поста секционирования или, при его отсутствии, до второй подстанции. 


РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3