Устройство для симметрирования тока
ОПИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства Л
Заявлено 04.Х1.1967 (И 1195152/24-7) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 14 т .1969. Бюллетень № 17
Дата опубликования описания З.Х.1969
Комитет оо делам изобретений H открытий ори Совете Министров
СССР
Автор изобретения
Р. Р. Мамошии
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ CHMMETÐÈPÎÂAHÈß ТОКА
И НАПРЯЖЕНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Существующие на тяговых подстанциях нерегулируемые однофазные устройства поперечной компенсации состоят из последовательно подключенной конденсаторной батареи и реактора, включенных в отстающую фазу напряжения. Однако включение таких устройств усугубляет степень несимметрии токов и напряжений, приводя к недопустимому воздействию тяговой сети на сети районных и смежных потребителей.
Предлагаемое устройство снабжено дополнительным трехфазным трансформатором, первичные обмотки которого подключены параллельно вторичным обмоткам трехфазного тягового трансформатора, а вторичные обмотки соединены в звезду и выполнены с отпайками, к которым через переключающие устройства и два двухфаз ibIx моста, выполненные IIB управляемых вентилях, присоединены конденсаторная батарея и реактор.
Такое устройство найдет применение на железных дорогах, электрифицированных на переменном токе, и позволит практически исключить несимметрию токов и напряжений, повысить коэффициент мощности тяговой нагрузки и, следовательно, снизить потери энергии в питающей сети, а также повысить уровень напряжения на шинах тяговых подстанций в условиях резко меня|ощейся тяговой нагрузки.
На фиг. 1 и 2 показано предлагаемое устройство.
Схема включает емкость С, настроенную с ней в резонанс по третьей гармонической составляющей, реактор Хр, вторичную обмотку дополнительного трансформатора, получающую питание от фаз А, В и С со стороны вторичной обмотки тягового трансформатора. Все три се:<цип обмотки имеют ответвления, количество и величина ступени напряжения между которыми определяется необходимостью поддержания на емкости в переходном режиме напряжения, Ie выходящего за пределы напряжения конденсаторов, а также необходим ой плавностью регулирования ем костной мощности устройства.
Оба вывода устройства присоединены к выводам этих обмоток через две двухфазные мостовые схемы и два коммутирующих переключательных устройства (КПУ) . Одно КПУ присоединено к выводам обмотки фазы А, а другое — к выводам обмоток фаз С и В.
Каждый вывод обмоток присоединен к обоим плечам соответствующей мостовой схемы через развилку двух коммутирующих аппаратов своего КПУ.
Каждая двухфазная мостовая схема представляет собои переключающее устройство (ПУ1, собранное на управляемых полупроводниковых или ионных вентилях, за счет которого переключение с одного ответвления на другое осуществляется без разрыва цепи с током, а аппараты КПУ нужны здесь только для
243700 подготовки переключения с отвегвления на ответвление с помощью переключающего устройства, без разрыва цепи под нагрузкой.
Последовательность переключения, а такие система следящего регулирования может быть 5 решена как за счет применения местной программной автоматики на каждой подстанции, так и за счет применения счетно-решающей техники.
Вторичные напряжения дополнительного 10 трансформатора целесообразно выбрать с таким расчетом, чтобы конденсаторная батарея собиралась из конденсаторов, соединенных параллельно, с одним емкостным элементом на ветвь. При этом предполагается, что при 15 подаче на конденсаторную батарею максимального напряжения U> мо.цность ее используется полностью. Г1онятно, что с появлением надежных вакуумных или других выключателей, 177 на управляемых вентилях можно бу- 20 дет заменить такими выключателями.
Расчеты показывают, что эффективность такого устройства с точки зрения снижения потерь энергии по сравнению с нерегулируемым существенно выше, а окупаемость его лежит в 25 пределах одно о-двух лет.
Кроме того, описанное устройство имеет следующие преимущества: позволяет исключить или ограпичить в допустимых пределах несимметрию токов и на- Sp пряжений во всем диапазоне изменения тяговой нагрузки; стабилизирует напряжение на шинах тяговых подстанций даже в режиме максимальных нагрузок в пределах не ниже 27 кв; 35 дает возможность отказаться от установки на тяговых подстанциях трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой (стоимость которых в 1,3 — 1,5 раза выше, чем стоимость трансформаторов без регулпрова- 40 ния), эффективность которых в условиях тяги весьма сомнительна, а надежность существенно ниже, чем у трансформаторов без регулирования напряхкения под нагрузкой;
HB тяговых подстанциях можно устанавливать трансформаторы значигельно меньшей мощпосги за счет разгрузки их от потоков реактивной энергии; стабилизируег коэффициент мощности условной тяговой нагрузки с учетом действия конденсаторной батареи в пределах до 1,0 или даже в емкостном квадранте; сводит до минимума потери энергии в питающей сети за счет исключения передачи по питающей сети больших потоков реактивной энергии и потери энергии в тяговой сети от уравнительных токов; повышает скорость движения поездок, повышает провозную и пропускную способность доро"; увеличивает расстояние между тяговыми подстанциями на вновь электрифицируемых
ЛИНИЯХ.
Предмет изобретения
Устройство для симметрирования тока и напряжения тяговой сети железных дорог переменного тока, содержащее конденсаторную батарею с подсоединенным реактором, двухфазные мосты на управляемых вентилях и тяговый 1рансформагор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь в тяговой сети, устройство снабжено дополнительным трехфазным трансформатором, первичные обмотки которого подключены параллельно вторичным обмоткам трехфазного тягового трансформатора, а вторичные обмотки соединены в звезду и выполнены с отпайкамп, к которым через переключаю",цие устройства и упомянутые двухфазные мосты присоединены конденсаторная ба гарея и реактор.
