Устройство для определения удаленности места короткого замыкания в тяговой сети электрифицированного транспорта (варианты)

Устройство для определения удаленности места короткого замыкания в тяговой сети электрифицированного транспорта (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания. Устройство содержит датчик, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети данного плеча питания, и датчик напряжения на первой подстанции. Имеются датчик, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети того же плеча питания, и датчик напряжения на второй подстанции, а также первый сумматор и блок регистрации. Согласно первому варианту, устройство снабжено датчиком тока фидера поврежденной контактной сети, датчиками и многофункциональными преобразователями фазовых углов, сумматорами, а также первым, вторым, третьим, четвертым и пятым многофункциональными преобразователями и функциональным преобразователем. Устройство по второму варианту дополнительно содержит шестой многофункциональный преобразователь и второй блок регистрации для определения места короткого замыкания. Техническим результатом является повышение точности определения места повреждения при коротком замыкании в тяговой сети. 2 c.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электрифицированному на переменном токе транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания.

В первом варианте на смежных тяговых подстанциях установлены датчики тока и напряжения. Имеются блок регистрации, датчики фазового угла, сумматоры, преобразователи фазового угла, функциональный и пять многофункциональных преобразователей. Пятый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, характеризующего расстояние от одной подстанции до точки короткого замыкания, реализуя соответствующий вычислительный алгоритм, в зависимости от токов и фазовых углов первой и второй подстанций, сигналов, формируемых преобразователями фазового угла, первым, вторым, третьим и четвертым многофункциональными преобразователями. В цепь обратной связи между пятым и первым, а также вторым многофункциональными преобразователями включен функциональный преобразователь, учитывающий шунтирующее влияние земли. Технический результат заключается в повышении точности определения расстояния до места короткого замыкания.

Во втором варианте установлены датчики тока и напряжения. Имеются два блока регистрации, датчики фазового угла, сумматоры, преобразователи фазового угла, функциональный и шесть многофункциональных преобразователей. Пятый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, характеризующего расстояние от одной из подстанций до точки короткого замыкания, а шестой многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, характеризующего сопротивление места короткого замыкания, реализуя соответствующий вычислительный алгоритм в зависимости от токов, напряжений и фазовых углов первой и второй подстанций, сигналов, формируемых преобразователями фазового угла, первым, вторым, третьим и четвертым многофункциональными преобразователями. Технический результат заключается в повышении точности определения расстояния до места короткого замыкания и в оценке характера этого повреждения.

1-й вариант Изобретение относится к электрифицированному на переменном токе транспорту и может быть использовано в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания контактной сети.

Известно устройство для определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока [1]. Оно содержит датчик тока, датчик напряжения, блок деления и блок регистрации. При коротком замыкании датчик тока фиксирует ток I, датчик напряжения фиксирует напряжение U, блок деления осуществляет операцию Z=U/I, а блок регистрации фиксирует результат деления Z, по величине которого судят об удаленности места короткого замыкания.

Другие конструкции подобных устройств и принципы их работы, основанные на определении той же величины Z, описаны в [2]. Всем им присущи одинаковые недостатки, вытекающие из того, что на самом деле между величиной Z и расстоянием до места повреждения во многих случаях нет прямой зависимости. Особенно большую погрешность вносит сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания. По этой причине ошибка в определении расстояния до места короткого замыкания по величине Z может достичь 4 км и более, что лишает смысла применение устройства.

Более точные результаты могут быть получены при одновременных двухсторонних измерениях параметров аварийного режима со стороны двух смежных подстанций А и В. Известно устройство [3] определения места повреждения, содержащее датчик суммарного тока I_A фидеров данного плеча питания и датчик напряжения U_A на первой подстанции А, датчик суммарного тока I_B фидеров того же плеча питания и датчик напряжения U_B на второй подстанции В, а также блоки суммирования, деления и регистрации. Устройство на подстанциях фиксирует величины Z_A=U_A/I_A и Z_B=U_B/I_B. Затем оно вычисляет величину Z_A/(Z_A+Z_B) или Z_B/(Z_A+Z_B), которые фиксируются в блоке регистрации. На основании этих величин судят об удаленности места повреждения на контактной сети. Устройство [3] принято в качестве прототипа.

Свойства устройства описаны в [4]. На основании его анализа [4] следует, что зависимости Z_A/(Z_A+Z_B) и Z_B/(Z_A+Z_B) на некоторых участках нелинейно зависят от расстояния до места повреждения. Из-за этого, а также из-за влияния электрической дуги в месте короткого замыкания, погрешность устройства может достичь 2 км и более [5].

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения расстояния до места короткого замыкания в контактной сети.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения удаленности места короткого замыкания в тяговой сети электрифицированного транспорта, содержащее датчик тока I_A, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети данного плеча питания, и датчик напряжения U_A на первой подстанции, датчик тока I_B, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети того же плеча питания, и датчик напряжения U_B на второй подстанции, а также первый сумматор и блок регистрации, дополнительно снабжено датчиком тока I'₁ фидера поврежденной контактной сети, датчиками фазовых углов соответственно ₁ и _A, первым многофункциональным преобразователем фазового угла и вторым сумматором на первой подстанции, датчиком фазового угла _B, вторым многофункциональным преобразователем фазового угла и третьим сумматором на второй подстанции, а также первым, вторым, третьим, четвертым и пятым многофункциональными преобразователями и функциональным преобразователем, причем выход датчика тока I'₁ присоединен к первому входу датчика фазового угла ₁, второму входу первого и третьему входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика тока I_A присоединен к первому входу датчика фазового угла _A, к первому входу первого многофункционального преобразователя фазового угла, четвертому входу первого, пятому входу второго, первому входу третьего и второму входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения U_A присоединен ко вторым входам соответственно датчика фазового угла ₁, датчика фазового угла _A и первого многофункционального преобразователя фазового угла, и к третьему входу пятого многофункционального преобразователя, выход датчика тока I_B присоединен к первым входам соответственно датчиков фазового угла _B и второго многофункционального преобразователя фазового угла, к третьему входу третьего и четвертому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения U_B присоединен ко вторым входам соответственно датчика фазового угла _B и второго многофункционального преобразователя фазового угла, выход датчика фазового угла ₁ присоединен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла, а выход - к третьему входу первого и четвертому входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла _A присоединен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла и четвертому входу пятого многофункционального преобразователя, а выход присоединен к пятому входу первого, шестому входу второго, второму входу третьего и третьему входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла _B присоединен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго многофункционального преобразователя фазового угла, а выход - к четвертому входу третьего и пятому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход первого многофункционального преобразователя присоединен к первым входам соответственно второго и пятого многофункциональных преобразователей, выход второго многофункционального преобразователя подключен ко второму входу пятого многофункционального преобразователя, к шестому входу которого подключены выход третьего и первый вход четвертого, а к пятому входу - выход четвертого многофункциональных преобразователей, а выход присоединен к блоку регистрации и через функциональный преобразователь - к первому входу первого и второму входу второго многофункциональных преобразователей, при этом первый многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал _A, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения второй многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал _B, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения первый сумматор формирует выходной сигнал ₁, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения ₁ = ₁+_A, второй сумматор формирует выходной сигнал _A, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения _A = _A+_A, третий сумматор формирует выходной сигнал _B, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения _B = _B+_B, первый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения второй многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения третий многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал I_к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал _к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения пятый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал l_к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения где z_вс, x_вс - полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км; z_с - полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути на длине 1 км; z_р, r_p, x_p - полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км; Z_пА, Z_пВ - сопротивления соответственно первой и второй подстанций; фазовый угол (аргумент) полного сопротивления z_с-z_вс; - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли; l_к - выходной сигнал, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания.

Сущность изобретения поясняется схемами и векторной диаграммой, приведенными на фиг. 1, фиг. 3, фиг. 4. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, соответствующая п. 1 формулы изобретения. Схема питания и ее схема замещения, показанные на фиг. 3, а также векторная диаграмма, изображенная на фиг. 4, служат для доказательства (обоснования) работоспособности и заявленной цели изобретения.

Структурная схема устройства (фиг. 1) содержит: 1 - датчик тока I'₁ фидера поврежденной контактной сети, установленный на первой подстанции (UA1); 2 - датчик, измеряющий суммарный ток I_A всех фидеров данного плеча питания на первой подстанции (UA2); 3 - датчик напряжения U_A на первой подстанции (UV1); 4 - датчик, измеряющий суммарный ток I_B всех фидеров того же плеча питания на второй подстанции (UA3); 5 - датчик напряжения U_B на второй подстанции (UV2); 6 - датчик фазового угла ₁ тока I'₁ на первой подстанции (U1); 7 - датчик фазового угла _A тока I_A на первой подстанции (U2); 8 - датчик фазового угла _B тока I_B второй подстанции (U3); 9, 10 - соответственно первый (UC1) и второй (UC2) многофункциональные преобразователи фазового угла; 11, 12, 13 - соответственно первый (SМ1), второй (SM2) и третий (SM3) сумматоры; 14, 15, 16, 17, 18 - соответственно первый (UC1), второй (UС2), третий (UС3), четвертый (UС4) и пятый (UC5) многофункциональные преобразователи; 19 - функциональный преобразователь (UС); 20 - первый блок регистрации (HS1).

Элементы 2, 3, 4, 5 и 20 используются в прототипе [3]. Остальные элементы и связи между ними являются новыми.

Элементы 1, 2, 3, 6 и 7 устанавливаются на первой подстанции. Элементы 4, 5 и 8 устанавливаются на второй подстанции.

Остальные элементы структурной схемы могут устанавливаться как на любой из подстанций, так и на энергодиспетчерском пункте. Передача сигналов от датчиков 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 к остальным элементам схемы (при размещении датчиков и остальных элементов на разных территориально удаленных объектах) осуществляется обычным (известным) образом с помощью систем телемеханики (телеизмерений), например, [6]. Поскольку такая передача сигналов является известной, то в заявке или схеме фиг. 1 она специально не выделяется и не ограничивается.

Выход датчика тока 1 присоединен к первому входу датчика фазного угла 6, второму входу первого 14 и третьему входу второго 15 многофункциональных преобразователей. Выход датчика тока 2 присоединен к первому входу датчика фазового угла 7, первому входу многофункционального преобразователя фазового угла 9, четвертому входу первого 14, пятому входу второго 15, первому входу третьего 16 и второму входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей. Выход датчика напряжения 3 присоединен ко вторым входам датчиков фазового угла 6 и 7 и к третьему входу пятого многофункционального преобразователя 18.

Выход датчика фазового угла 6 присоединен к первому входу сумматора 11, выход датчика фазового угла 7 присоединен к первому входу сумматора 12, а вторые входы сумматоров 11 и 12 подключены к выходу многофункционального преобразователя фазового угла 9, к которому подключен также четвертый вход пятого многофункционального преобразователя 18. Выход сумматора 11 подключен к третьему входу первого 14 и четвертому входу второго 15, а выход сумматора 12 подключен к пятому входу первого 14, шестому входу второго 15, второму входу третьего 16 и третьему входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей.

Выход датчика тока 4 присоединен к первому входу датчика фазового угла 8, к первому входу многофункционального преобразователя фазового угла 10, к четвертому входу третьего 16 и пятому входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей. Выход датчика фазы 8 присоединен к первому входу сумматора 13, ко второму входу которого подключен выход многофункционального преобразователя фазы 10. Выход сумматора 13 присоединен к четвертому входу третьего 16 и пятому входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей.

Выход первого многофункционального преобразователя 14 присоединен к первому входу второго многофункционального преобразователя 15 и к первому входу пятого многофункционального преобразователя 18, ко второму входу которого подключен выход второго 15, к пятому входу подключен выход четвертого 17, а к шестому входу подключен выход третьего 16 многофункциональных преобразователей.

Выход пятого многофункционального преобразователя 18 подключен к блоку регистрации 20 и через функциональный преобразователь 19 - к первому входу первого 14 и второму входу второго 15 многофункциональных преобразователей.

Датчики тока 2 и 4 фиксируют соответственно на первой и второй подстанциях суммарные токи I_A и I_B фидеров контактной сети данного плеча питания. Датчик тока 1 фиксирует ток I'₁ поврежденной контактной сети на первой подстанции. Датчики напряжений 3 и 5 фиксируют напряжения U_A и U_B соответственно на первой и второй подстанциях. Датчики фазовых углов 6, 7 и 8 фиксируют фазовые углы ₁, _A, и _B соответственно между напряжением U_A и током I'₁, а также напряжением U_A и током I_A первой подстанции и напряжением U_B и током I_B второй подстанции.

Первый многофункциональный преобразователь фазового угла 9 формирует на выходе сигнал _A, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения где Z_пА - сопротивление первой подстанции.

Второй многофункциональный преобразователь фазового угла 10 формирует выходной сигнал _B, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения где Z_пВ - сопротивление второй подстанции.

Сумматоры 11, 12, и 13 формируют на выходе соответственно сигналы ₁, _A, _B, реализуя вычислительные алгоритмы в виде выражений ₁ = ₁+_A, (3) _A = _A+_A, (4) Первый многофункциональный преобразователь 14 формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения где z_c, x_c - известное полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути и его индуктивная составляющая на длине 1 км; z_вс, x_вс - известное полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км; z_p, r_p, x_р - известное полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км; известный фазовый угол (аргумент) полного сопротивления z_c-z_вс; - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли.

Второй многофункциональный преобразователь 15 формирует выходной сигнал _M, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения Третий многофункциональный преобразователь 16 формирует выходной сигнал I_к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения Четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал _к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения Пятый многофункциональный преобразователь 18 формирует выходной сигнал l_к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения Функциональный преобразователь 19 формирует зависимость между удаленностью l_к короткого замыкания и коэффициентом ,, учитывающим шунтирующее влияние земли (утечку тока из рельсов в землю) на участке от первой подстанции до места короткого замыкания. На основании [7] такой функциональный преобразователь может реализовывать вычислительный алгоритм (или нелинейную зависимость) в виде выражения где m - известная величина, зависящая от значения сопротивления контура рельсы-земля и высоты подвеса контактной сети; - известный коэффициент распространения рельсовой цепи.

Для того, чтобы блок регистрации 18 фиксировал значение удаленности l_к с учетом действительного значения коэффициента , соответствующего именно этой величине удаленности, функциональный преобразователь 19 включен в цепь обратной связи первого 14 и второго 15 многофункциональных преобразователей.

Датчики тока 1, 2 и 4 выполняются известным образом на основе, например, измерительных трансформаторов тока. Датчики напряжения 3 и 5 выполняются известным образом на основе, например, измерительных трансформаторов напряжения. Датчики фазового угла 6, 7 и 8 выполняются известным образом на основе цифровых или аналоговых фазометров [8].

Функциональный и многофункциональные преобразователи 9, 10, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 могут быть выполнены с применением аналоговых [9] или цифровых микросхем и микропроцессорных комплектов [10].

При возникновении в контактной сети короткого замыкания датчики тока 1, 2 и 4, датчики напряжения 3 и 5, датчики фазового угла 6, 7 и 8 фиксируют на первой и второй подстанциях параметры аварийного режима соответственно I'₁, I_A, I_B, U_A, U_B, ₁, _A, _B. Сигналы, несущие информацию о постоянных параметрах подстанций, параметрах тяговой сети и параметрах аварийного режима, поступают на соответствующие входы сумматоров, многофункциональных и функционального преобразователей, которые по заданным алгоритмам (1)-(11) определяют удаленность короткого замыкания l_к.

Достигаемый технический результат (преимущества по сравнению с прототипом) заключается в следующем: - однозначная и прямая зависимость искомого расстояния l_к от параметров аварийного режима и постоянных параметров тяговой сети; - отсутствие влияния сопротивления дуги на результаты определения расстояния l_к; - отсутствие влияния утечки тока из рельсов в землю (шунтирующее влияние земли) на результаты определения l_к.

Расчеты показывают, что основная погрешность определения расстояния l_к с помощью данного изобретения вызвана тем, что напряжения U_A,xx и U_B,xx могут в реальных условиях не совпадать по фазе. Однако, как известно, угол между ними невелик и не превышает 2-3 градуса. Погрешность определения удаленности l_к при этом составляет не более 200-400 м, т.е. по крайней мере в 5-10 раз, меньше чем у прототипа.

2-й вариант Изобретение относится к электрифицированному на переменном токе транспорту и может быть использовано в системах электроснабжения тяги для определения удаленности и сопротивления дуги (переходного сопротивления) в месте короткого замыкания.

Известно устройство для определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока [1]. Оно содержит датчик тока, датчик напряжения, блок деления и блок регистрации. При коротком замыкании датчик тока фиксирует ток I, датчик напряжения фиксирует напряжение U, блок деления осуществляет операцию Z=U/I, а блок регистрации фиксирует результат деления Z, по величине которого судят об удаленности места короткого замыкания.

Другие конструкции подобных устройств и принципы их работы, основанные на определении той же величины Z, описаны в [2]. Всем им присущи одинаковые недостатки, вытекающие из того, что на самом деле между величиной Z и расстоянием до места повреждения во многих случаях нет прямой зависимости. Особенно большую погрешность вносит сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания. По этой причине ошибка в определении расстояния до места короткого замыкания по величине Z может достичь 4 км и более, что лишает смысла применение устройства.

Более точные результаты могут быть получены при одновременных двухсторонних измерениях параметров аварийного режима со стороны двух смежных подстанций А и В. Известно устройство [3] определения места повреждения, содержащее датчик суммарного тока I_A фидеров данного плеча питания и датчик напряжения U_A на первой подстанции А, датчик суммарного тока I_B фидеров того же плеча питания и датчик напряжения U_B на второй подстанции В, а также блоки суммирования, деления и регистрации. Устройство на подстанциях фиксирует величины Z_A=U_A/I_A и Z_B=U_B/I_B. Затем оно вычисляет величину Z_A/(Z_A+Z_B) или Z_B/(Z_A+Z_B), которые фиксируются в блоке регистрации.

На основании этих величин судят об удаленности места повреждения на контактной сети. Устройство [3] принято в качестве прототипа.

Свойства устройства описаны в [4]. На основании его анализа [4] следует, что зависимости Z_A/(Z_A+Z_B) и Z_B/(Z_A+Z_B) на некоторых участках нелинейно зависят от расстояния до места повреждения. Из-за этого, а также из-за влияния электрической дуги в месте короткого замыкания, погрешность устройства может достичь 2 км и более [5].

Ни один из аналогов не может определить сопротивление электрической дуги (переходное сопротивление) в месте короткого замыкания, что позволило бы прогнозировать характер повреждения.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения расстояния до места короткого замыкания и определение сопротивления дуги (переходного сопротивления) в месте повреждения на контактной сети.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения удаленности места короткого замыкания в тяговой сети электрифицированного транспорта, содержащее датчик тока I_A, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети данного плеча питания и датчик напряжения U_A на первой подстанции, датчик тока I_B, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети того же плеча питания и датчик напряжения U_B на второй подстанции, а также первый сумматор и блок регистрации, дополнительно снабжено датчиком тока I'₁фидера поврежденной контактной сети, датчиками фазовых углов соответственно ₁ и _A, первым многофункциональным преобразователем фазового угла и вторым сумматором на первой подстанции, датчиком фазового угла _B, вторым многофункциональным преобразователем фазового угла и третьим сумматором на второй подстанции, а также первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым многофункциональными преобразователями, функциональным преобразователем, и вторым блоком регистрации, причем выход датчика тока I'₁присоединен к первому входу датчика фазового угла ₁, второму входу первого и третьему входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика тока I_A присоединен к первому входу датчика фазового угла _A, к первому входу первого многофункционального преобразователя фазового угла, четвертому входу первого, пятому входу второго, первому входу третьего и второму входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения U_A присоединен ко вторым входам соответственно датчика фазового угла ₁ датчика фазового угла _A и первого многофункционального преобразователя фазового угла, и к третьему входу пятого многофункционального преобразователя, выход датчика тока I_B присоединен к первым входам соответственно датчика фазового угла _B и второго многофункционального преобразователя фазового угла, к третьему входу третьего и четвертому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения U_B присоединен ко вторым входам соответственно датчика фазового угла _B и второго многофункционального преобразователя фазового угла, выход датчика фазового угла ₁ присоединен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла, а выход к третьему входу первого и четвертому входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла _A присоединен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла и четвертому входу пятого многофункционального преобразователя, а выход присоединен к пятому входу первого, шестому входу второго, второму входу третьего и третьему входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла _B присоединен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго многофункционального преобразователя фазового угла, а выход - к четвертому входу третьего и пятому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход первого многофункционального преобразователя присоединен к первым входам соответственно второго и пятого многофункциональных преобразователей, выход второго многофункционального преобразователя подключен ко второму входу пятого многофункционального преобразователя, к шестому входу которого подключены выход третьего и первый вход четвертого, а к пятому входу - выход четвертого многофункциональных преобразователей, а выход присоединен к первому блоку регистрации и через функциональный преобразователь - к первому входу первого и второму входу второго многофункциональных преобразователей, причем первый вход упомянутого многофункционального преобразователя подключен к выходу второго многофункционального преобразователя, второй вход подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла, третий вход подключен к выходу датчика напряжения U_A, четвертый вход подключен к выходу третьего, а пятый вход - к выходу четвертого многофункциональных преобразователей, а его выход присоединен к седьмому входу пятого многофункционального преобразователя и ко входу второго блока регистрации, при этом многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал _A, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения второй многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал _B, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения первый сумматор формирует выходной сигнал ₁, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения ₁ = ₁+_A, второй сумматор формирует выходной сигнал _A, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения _A = _A+_A, третий сумматор формирует выходной сигнал _B, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения _B = _B+_B, первый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения второй многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал _M, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения третий многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал I_к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал _к, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения пятый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал l_к, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения где R_д - сигнал, формируемый на выходе шестого многофункционального преобразователя и соответствующий сопротивлению места короткого замыкания, полученный путем реализации указанным преобразователем вычислительного алгоритма в виде выражения z_вс, x_вс - полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км; z_с - полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути на длине 1 км; z_р, r_p, x_р - полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км; Z_пA, Z_пВ - сопротивления соответственно первой и второй подстанций; фазовый угол (аргумент) полного сопротивления z_c-z_вс; - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли; l_к - выходной сигнал, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания.

Сущность изобретения поясняется схемами и векторной диаграммой, приведенными на фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4. На фиг. 2 изображена структурная схема устройства, соответствующая п. 2 формулы изобретения. Схема питания и ее схема замещения, показанные на фиг. 3, а также векторная диаграмма, изображенная на фиг. 4, служат для доказательства (обоснования) работоспособности и заявленной цели изобретен