2.3 Релейные защиты преобразовательных агрегатов

Перегрузочная способность преобразовательного агрегата определяется допустимыми перегрузками трансформатора и преобразователя. Преобразовательные трансформаторы допускают перегрузки 50% в течение 2 часов, 100 — 10 мин и 200 — 1 мин с периодом повторение 1 раз в 3 часа. Выпря­мители тяговых подстанций согласно ГОСТ 18142—72 долж­ны выдерживать перегрузки 25% в течение 15 мин, 50 — 5 мин, 75 — 2 мин и 100 — 1 мин с периодом повторения 1 раз в 30 мин. При этом за время работы преобразователя в режиме перегрузки среднее квадратичное значение тока за любые 30 мин (время усреднения) не должно превышать номинальный ток. Таким образом, трансформаторы допускают большие перегрузки (и по кратности, и по длительности), чем преоб­разователи. Поэтому при выборе и расчете уставок защит преобразовательных агрегатов от сверхтоков необходимо ориентироваться в первую очередь на перегрузочные способ­ности преобразователей.

Преобразовательные агрегаты тяговых подстанций обо­рудуются следующими устройствами защиты, контроля и сигнализации:

• максимальной токовой защитой без выдержки времени на реле РНТ-565 от многофазных замыканий в обмотках и на выводах трансформатора, а также от между­полюсных замыканий за преобразователем и на сборных шинах 3,3 кВ. На дей-

9

ствующих тяговых подстанциях вместо одной защиты на реле РНТ-565 применяются две — токовая отсечка и максимальная токовая защита с выдержкой вре­мени 0,4—0,5 с, выполняемые на реле РТ-40.

• газовой защитой трансформатора с действием первой ступени на сигнал (при слабых газообразованиях и понижении уровня масла), второй — на отключение (при интенсивном газообразовании).

• максимальной токовой защитой обратной после­довательности с выдержкой времени 1—2 с от замыкания на землю одной фазы ошиновки от трансформатора до пре­образователя. При некоторых схемах включения выпрями­тельных агрегатов и таких повреждениях токи не достигают значений сколь-нибудь опасных для трансформатора или выпрямителя. Однако при этом на электрифицированных же­лезных дорогах постоянного тока по рельсовым цепям про­текают токи гармоник с частотами, кратными 50 Гц, что может в ряде случаев приводить к ложной работе железно­дорожной сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). Токовая защита обратной последовательности может не при­меняться, если имеются другие защиты, реагирующие на упомянутый вид повреждения.

• Защитой от замыкания на землю (на заземленные металлоконструкции в шкафах вентильных блоков, плюсовой и минусовой шин) на стороне выпрямленного напряжения преобразователя.

При установке преобразователя в помещении (в РУ-3,3 кВ) шкафы вентильных блоков, фланцы изоляторов, разъединителей, быстродействующих выключателей и другие заземляют на внутренний контур заземления. При замыкании на землю в любой точке РУ-3,3 кВ срабатывает земляная за­щита 3,3 кВ, воздействующая на отключение всех преоб­разовательных агрегатов, быстродействующих выключателей н линейных разъединителей всех фидеров 3,3 кВ подстанции.

В случае установки преобразователей вне РУ-3,3 кВ со­ответствующие элементы каждого преобразователя через об­мотку специального реле защиты от замыкания на землю заземляют на наружный контур заземления подстанции. При срабатывании этого реле защита воздействует на отключение только данного преобразователя.

Защита во всех случаях действует без выдержки времени и с постоянной блокировкой, исключающей возможность пов­торного включения в работу преобразователя устройствами автоматики или телеуправления без предварительного осмотра его и деблокировки защиты.

• защитой от пробоя вентилей. При повреждении одного вентиля (одной параллельной группы) в фазе (вен­тильном плече) преобразователя защита воздействует на сиг­нал, двух и более — на отключение. На некоторых типах преобразователей (ПВКЕ-2, ПВЭ-5 и др.) защита от пробоя вентилей не предусматривается.

• защитой от длительной перегрузки преобразова­тельного агрегата, воздействующей с выдержкой времени на сигнал или включение ре­зервного агрегата.

• защитой от нарушения воздушного или масляного охлаждения (для преобразователей с системами принудитель­ного охлаждения УВКЭ-1, ПВЭ-3 и др.), действующей на от­ключение преобразователя.

• защитой от исчезновения или превышения допусти­мой несимметрии импульсов

10

управления на одной или не­скольких фазах (для преобразователей с управляемыми вентилями), действующей на сигнал или отключение преобразо­вателе. При этих ненормальных режимах в рельсовых цепях СЦБ возможно появление токов гармоник с частотами, крат­ными 50 Гц, с соответствующими недопустимыми последствиями.

• защитой от перегрева преобразовательного транс­форматора. Контроль температуры верхних слоев масла в трансформаторе осуществляется термосигнализатором (ТС-100, СТ-2 ЦНИИ). При температуре масла выше +55°С независимо от нагрузки включается дутьевое (при наличии токового) охлаждение трансформатора. При нагрузке по току выше 70% номинальной независимо от температуры масла также включается дутье­вое охлаждение. При достижении маслом температуры от +75 до +80°С подается сигнал о перегреве трансформатора.

• тепловой защитой от превышения допустимой температуры полупроводниковой структуры вентилей преоб­разователя, воздействующей на управление системой прину­дительного охлаждения вентильных блоков, включение резервных преобразовательных агрегатов, сигнал и отключе­ние преобразователя. На тяговых подстанциях электрифици­рованных железных дорог в настоящее время применяется аппаратура тепловой защиты АТЗП, разработанная ВНИИЖТ и ПКБ ЦЭ и выпускаемая заводом МЭЗ для раз­личного типа преобразователей.

• защитой от коммутационных и индуктированных атмосферных перенапряжений на сторонах вторичного на­пряжения преобразовательного трансформатора и выпрям­ленного тока. Защита осуществляется разрядниками и цепя­ми RC.

• аппаратурой автоматического регулирования мощности (АРМ) для повышения надежности электроснабжения и коэффициента мощности электрической тяги и уменьшения потерь электри­ческой энергии в преобразовательных агрегатах (при наличии на подстанции двух и более агрегатов).

11