Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока

 

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока, а конкретнее к устройствам усиления эле^:троснабжения. Цель изобретения - расширение зоны регулирования. Устройство состоит из трехфазного 1 и однофазного 6 трансформаторов, первичная обмотка последнего присоединена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а вторичная обмотка с регулируег мым числом витков включена в рассечку отсасывающего провода, соединяющего третью фазу вторичной обмотки трехфазного трансформатора с рельсом 5. Первая и вторая ее фазы присоединены к участкам контактной сети. При такой сХеме включения однофазного трансформатора напряжение его вторичной обмотки складывается с напряжениями двух рабочих фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора. 2 ил.Фиг.1feО CJ 00 Ji^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5I)5 В 60 M 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760133/11 (22) 17.11.89 (46) 07.02.92. Бюл. N. 5 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) С.П.Власов и В.С.Воротников (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1299852, кл. В 60 М 3/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛ ЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока, а конкретнее к устройствам усиления электроснабжения. Цель изобретения — расширение зоны регулирования. Устройство состоит из трехфазного 1 и однофазного 6 трансформаторов, первичная обмотка последнего присоединена параллельно одной иэ фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а вторичная обмотка с регулируе-, мым числом витков включена в рассечку отсасывающего провода, соединяющего третью фазу вторичной обмотки трехфазного трансформатора с рельсом 5. Первая и вторая ее фазы присоединены к участкам контактной сети. При такой схеме включения однофазного трансформатора напряжение его вторичной обмотки складывается с напряжениями двух рабочих фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора. 2 ил.

1710384

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока, а именно к устройствам усиления электроснабжения.

Известны устройства для электоснаб- 5 жения электрифицированных железных дорог переменного тока, представляющие собой тяговые трансформаторные подстанции, оборудованные трехфазными тяговыми трансформаторами, первичные обмотки 10 которых соединены по схеме звезда и питаются от трехфазных высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), а вторичные обмотки, соединенные по схеме треугольник, присоединены к тяговой сети, представля- 15 ющей однофазную нагрузку, К двум фазам каждого тягового трансформатора присоединяют два участка (два плеча) тяговой сети, а третья фаза соединена с тяговым рельсом, Из-за сравнительно больших то- 20 ков нагрузок и, следовательно, большого падения напряжения в тяговой сети каждый участок тяговой сети имеет двухстороннее питание.

Однако из-за особенностей железнодо- 25 рожных нагрузок участки (плечи) тяговой сети, присоединенные к различным фазам одного тягового трансформатора, даже при равных по модулю токах плеч оказываются не в одинаковых условиях, так как одна ра- 30 бочая фаза трансформатора является опережающей, а другая — отстающей одна относительно другой„Даже при равенстве величин токов тяговых нагрузок и равенстве фазовых углов нагрузок углы сдвига между напряжениями и токами рабочих фаз неодинаковы. При тяговых нагрузках напряжение на отстающей фазе всегда меньше напряжения опережающей фазы, а напряжение опережающей фазы меньше напряжения третьей — ненагруженной фазы вторичной обмотки трансформатора. Только в режиме холостого хода (отсутствии тяговых нагрузок) эти напряжения одинаковы.

Поэтому снижается пропускная и провозная способности железных дорог. Кроме того, из-за некоторого различия напряжении даже на одинаковых фазах соседних подстанций при двухстороннем питании участков тяговой сети, в тяговой сети протекают уравнительные токи, которые не зависят от тяговой нагрузки и вызывают дополнительные потери электроэнергии. Так как трехфазные тяговые трансформаторы с трехфазными РПН являются симметричными трансформаторами, они не позволяют производить однофазное регулирование вторичных напряжений- без дополнительных однофазных автотрансформаторов или вольтодобавочных трансформаторов, вклю35

55 чаемых в рассечку фидера, питающего тяговую нагрузку.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока, состоящее из трехфазного симметричного трансформатора и однофазного вол ьтодобавочного трансформатора, одна (первичная) обмотка которого подключена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а другая (вторичная) с регулируемым числом витков подключена общим концом к одной из рабочих фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а другим к контактной сети, Недостатком устройства является то, что оно позволяет производить регулировку одкофазного напряжения только на какой-либо одной фазе вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Такой фазой является отстающая фаза трансформатора.

Отстающая фаза трансформатора находится в самом неблагоприятном режиме из-за большого падения напряжения на этой фазе. Другая фаза трансформатора, питающая другой участок тяговой сети, является опережающей. На. ней также происходит падение напряжения, но в меньшей степени.

Третья фаза трансформатора остается ненагруженной, и на ней практически нет падения напряжения.

Цель изобретения — расширение зонырегулирования, Поставленная цель достигается тем, что в цепь отсасывающего провода, соединяющего вторичную обмотку тягового трансформатора с рельсом, включена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, а первичная его обмотка присоединяется параллельно любой из трех фаз вторичной обмотки тягового трансформатора, При такой схеме включения вольтодобавочного трансформатора напряжение на одной рабочей фазе тягового трансформатора повышается на величину вольтодобавочного напряжения, а на другой рабочей фазе — на половину величины вольтодобавочного напряжения.

Существенным -отличием предлагаемого устройства объекта является введение в цепь отсасывающего провода, соединенного с тяговым рельсом, вторичной обмотки

"вольтодобавочного однофазного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена параллельно одной из фаз; например, к отстающей фазе вторичной обмотки тягового трехфазного трансформатора, позволяет повысить напряжение одновременно на отстающей и опережающей фазах тягового трансформатора, при1710384

55 бавка напряжения на отстающей фазе больше, чем на опережающей фазе.

На фиг.1 приведена электрическая схема устройства для электроснабжения железных дорог переменного тока; на фиг.2 — 5 векторная диаграмма.

Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока содержит трехфазный трансформатор 1, установленный на тяговых подстанциях, первичная об- 10 мотка его подключена к питающей сети 2, а вторичная обмотка соединена двумя фазами с одной и другой фидерными зонами 3 и

4, третья фаза подключена через вторичную обмотку однофазного трансформатора к тя- 15 говому рельсу 5, Устройство содержит однофазный трансформатор 6, одна обмотка которого подключена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора 1, а другая, имеющая регулируе- 20 мое число витков, соединена с третьей фазой вторичной обмотки трехфазного трансформатора 1 и с тяговым рельсом 5.

Фидерную зону 4 питает смежная подстанция 7. Нагрузка 8, например электровоз, 25 питается от контактной сети фидерной зоны

4. Эти фидерные зоны 3 и 4 электрически раэделены нейтральной вставкой 9.

Устройство работает следующим образом. 30

Напряжение одной рабочей фазы, например отстающей, вторичной обмотки Uac трехфазного трансформатора 1, питающее фидерную зону 4, увеличивается за счет напряжения вторичной обмотки ЛО однофаз- 35 ного трансформатора, первичная обмотка которого в конкретной схеме присоединена параллельно отстающей фазе вторичной обмотки трехфазного трансформатора.

При такой схеме соединения вольтодобав- 40 ка ЛО вторичной обмотки однофазного трансформатора совпадает с напряжением

Uac отстающей фазы трехфазного трансформатора, и общее напряжение, питающее фидерную зону 4, равно 45

Uac" = Uac+ ЛО или

Uac = Uac+ ЛU.

На векторной диаграмме (фиг.2) показаны векторы напряжения Uac питающего 50 фидерную зону 4, и напряжения Ubc, питающего фидерную зону 3. Напряжение питания фидерной зоны 3 0ьс с учетом вольтодобавки Л Uсостоит из двух напряжений: :напряжения опережающей фазы тягового трансфоРматоРа Ubc и ЛО, совпадающего по фазе с Uac, поэтОму

ОЬс = Ubc+ Q 0 или

Оь"-"Ubc+ЛU .соз60 = Ubc+ 0,5 ЛU, Поэтому увеличение напряжения за счет вольтодобавки на отстающей фазе больше, чем на опережающей:

ЛОотст =2 ЛUonep.

Рассмотрено подключение первичной обмотки однофазного трансформатора к отстающей фазе вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора (фазе ac). Первичная обмотка однофазного трансформатора может быть подключена к любой другой фазе вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора (фазе bc или фазе аЬ) при различной полярности включения (bc или сЬ, аЬ или Ьа).

Предлагаемое устройство позволяет осуществить ограничение уравнительных токов и уменьшить потери электроэнергии в тяговой сети, а также повысить провозную способность участков железных дорог благодаря увеличению технических скооостей движения поездов за счет увеличения напряжения на обеих рабочих фазах тяговых трансформаторных подстанций, f

Формула изобретения

Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока, содержащее трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду и подключена к питающей сети, вторичная обмотка соединена в треугольник и подсоединена двумя фазами к соседним фидерным зонам, и однофазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а вторичная обмотка выполнена с регулируемым числом витков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения зоны регулирования, вторичная обмотка однофазного трансформатора включена в рассечку отсасывающего провода, соединяющего опережающую фазу вторичной обмотки тягового трансформатора с тяговым рельсом.

1710384 и, 4.С с

Составитель Н. Пронина

Редактор И. Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Эаказ 302 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5.

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101