Устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети

Авторы патента:

B60M3/02 - с устройствами для поддержания напряжения в заданных пределах (поддержание напряжения вообще G05F)

Владельцы патента RU 2481203:

Аржанников Борис Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области электрифицированного железнодорожного транспорта и может найти применение в устройствах для автоматического регулирования напряжения в контактной сети. Устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети содержит блок формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции напряжения над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, соединенный с задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, с блоком измерения напряжения трансформатора подстанции, а также с первым входом введенного элемента И. Второй вход этого элемента И соединен с выходом блока формирования нулевого значения тока, а выход введенного элемента И соединен со входом блока формирования сигнала включения инверторного агрегата. Технический результат заключается в обеспечении высокой надежности при работе электровозов как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулированию напряжения, и может найти применение в устройствах для автоматического регулирования напряжения в контактной сети на электрифицированном железнодорожном транспорте.

Известно устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети, содержащее два блока выделения предельного напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выходы обоих блоков выделения напряжения в контактной сети подключены соответственно к первому и второму входам блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного выходом с входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, а третий вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня напряжения тяговой подстанции, при этом один из входов одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к выходу дополнительного блока измерения напряжения в контактной сети, соединенного входами с контактной сетью [Л.1].

Описанное в [Л.1] устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети характеризуется относительно невысокой эксплуатационной надежностью, обусловленной относительно низкой надежностью электроснабжения вследствие наличия уравнительных токов и невозможностью обеспечения стабильности при работе подвижного состава в режимах рекуперативного торможения, а также невозможностью пропуска скоростных пассажирских и тяжеловесных грузовых поездов.

Известно также устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети, содержащее два блока выделения предельного напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного выходом с входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, а второй вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня напряжения на подстанции; блок перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, а выход блока перегрузки по току подключен к дополнительному входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, выходы обоих блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключены к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ [Л.2].

Устройство для регулирования напряжения в контактной сети по [Л.2] характеризуется по сравнению с аналогичным устройством по [Л.1] более высокой эксплуатационной надежностью, обусловленной высокой надежностью электроснабжения вследствие исключения уравнительных токов, а следовательно, возможностью обеспечения стабильности при работе подвижного состава в режимах рекуперативного торможения, а также возможностью пропуска скоростных и тяжеловесных поездов.

Однако при этом устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети по [Л.2] характеризуется ограниченными функциональными возможностями, обусловленными невозможностью регулирования посредством этого устройства напряжения на тяговой подстанции.

Известно также устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети, содержащее, по крайней мере, два блока выделения предельного значения напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен, по крайней мере, к одному входу элемента ИЛИ, блок вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенный выходом с входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, блок формирования сигнала перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, блок формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, соединенный первым входом с выходом задатчика уровня стабилизации напряжения подстанции, а вторым входом - с первым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции, а третьим входом - с выходом блока формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а другой вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала запрета повышения уровня стабилизации напряжения, вход которого соединен с первым выходом блока формирования сигнала перегрузки по току, второй выход которого соединен со входом блока формирования сигнала понижения уровня стабилизации напряжения подстанции, выход которого соединен с первым входом блока вычисления уровня напряжения подстанции, второй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, третий выход блока формирования сигнала перегрузки по току соединен с одним из входов элемента И, другой вход которого соединен с выходом блока контроля минимального уровня напряжения стабилизации, вход которого соединен со вторым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции; выход элемента И соединен со входом блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику, первый выход которого соединен со вторым входом блока формирования команд трансформатора, а второй выход блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику соединен со входом блока временной задержки коммутирующего блока, выход которого подключен к коммутирующему блоку [Л.3].

Описанное в [Л.3] устройство для регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети, характеризующегося широкими функциональными возможностями, обусловленными возможностью регулирования напряжения не только в контактной сети, но и на тяговой подстанции, однако, оно не обеспечивает оперативного (в течение минимально возможного времени) повышения напряжения, обусловленного увеличением скорости движения поездов, а следовательно, характеризуется недостаточно высокой эксплуатационной надежностью.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети, содержащее, по крайней мере, два блока выделения предельного значения напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен, по крайней мере, к одному входу элемента ИЛИ, блок вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенный выходом с входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, блок формирования сигнала перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, блок формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, соединенный первым входом с выходом задатчика уровня стабилизации напряжения подстанции, а вторым входом - с первым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции, а третьим входом - с выходом блока формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а другой вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала запрета повышения уровня стабилизации напряжения, вход которого соединен с первым выходом блока формирования сигнала перегрузки по току, второй выход которого соединен со входом блока формирования сигнала понижения уровня стабилизации напряжения подстанции, выход которого соединен с первым входом блока вычисления уровня напряжения подстанции, второй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, третий выход блока формирования сигнала перегрузки по току соединен с одним из входов элемента И, другой вход которого соединен с выходом блока контроля минимального уровня напряжения стабилизации, вход которого соединен со вторым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции; выход элемента И соединен со входом блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику, первый выход которого соединен со вторым входом блока формирования команд трансформатора, а второй выход блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику соединен со входом блока временной задержки коммутирующего блока, выход которого подключен к коммутирующему блоку, два блока контроля скорости движущегося объекта, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока выделения скорости движущегося объекта, второй вход каждого из блоков выделения скорости движущегося объекта соединен с выходом задатчика предельного значения скорости движущегося объекта, выход каждого блока выделения предельного значения скорости движущегося объекта соединен с входом блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, выход блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции соединен с третьим входом блока формирования команд трансформатора [Л.4].

Описанное в [Л.4] устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети обеспечивает требуемую эксплуатационную надежность, обусловленную оперативным в течение минимального времени повышением напряжения при увеличении скорости движения поездов, однако, оно не обеспечивает повышение напряжения при работе электровозов в режиме тяги, а также понижения напряжения в режиме рекуперативного торможения.

Изобретением решается задача создания устройства для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети, характеризующегося высокой эксплуатационной надежностью вследствие обеспечения повышения напряжения при работе электровозов в режиме тяги и понижения напряжения в режиме рекуперативного торможения.

Для решения поставленной задачи в устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети, содержащее, по крайней мере, два блока выделения предельного значения напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен, по крайней мере, к одному входу элемента ИЛИ, блок вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенный выходом с входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, блок формирования сигнала перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, блок формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, соединенный первым входом с первым выходом задатчика уровня стабилизации напряжения подстанции, а вторым входом - с первым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции, а третьим входом - с выходом блока формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а другой вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала запрета повышения уровня стабилизации напряжения, вход которого соединен с первым выходом блока формирования сигнала перегрузки по току) второй выход которого соединен со входом блока формирования сигнала понижения уровня стабилизации напряжения подстанции, выход которого соединен с первым входом блока вычисления уровня напряжения подстанции, второй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, третий выход блока формирования сигнала перегрузки по току соединен с одним из входов первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом блока контроля минимального уровня напряжения стабилизации, вход которого соединен со вторым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции; выход первого элемента И соединен со входом блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику, первый выход которого соединен со вторым входом блока формирования команд трансформатора, а второй выход блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику соединен со входом блока временной задержки коммутирующего блока, выход которого подключен к коммутирующему блоку, по крайней мере, два блока контроля скорости движущегося объекта, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока выделения скорости движущегося объекта, второй вход каждого из блоков выделения скорости движущегося объекта соединен с выходом задатчика предельного значения скорости движущегося объекта, выход каждого блока выделения предельного значения скорости движущегося объекта соединен с входом блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, выход блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции соединен с третьим входом блока формирования команд трансформатора, предложено, согласно настоящему изобретению, ввести блок формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, первый вход которого соединить с введенным вторым выходом задатчика уровня стабилизации напряжения подстанции, а второй вход блока формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, соединить с введенным третьим выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции, выход блока формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции напряжения над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, соединить с первым входом введенного второго элемента И, второй вход которого соединить в выходом введенного блока формирования нулевого значения тока, вход которого соединен с введенным вторым выходом блока перегрузки по току трансформатора подстанции, выход второго элемента И соединить со входом введенного блока формирования сигнала включения инверторного агрегата.

Изобретение поясняется чертежами, на которых соответственно представлены: на фиг.1 электрическая принципиальная схема заявляемого устройства для автоматического регулирования напряжения на подстанции и в контактной сети; на фиг.2 - зависимость напряжения от тока при различных режимах стабилизации напряжения.

Устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети содержит два блока 1 и 2 выделения предельного значения напряжения в контактной сети, а также два блока 3 и 4 измерения напряжения в контактной сети. Первый вход блока 1 выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к выходу блока 3 измерения напряжения в контактной сети, а первый вход блока 2 выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к выходу блока 4 измерения значения напряжения в контактной сети. Выходы блоков 1 и 2 выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключены к первому входу блока 5 формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения на подстанции посредством первого элемента 6 ИЛИ.

Второй вход каждого из блоков 1 и 2 выделения предельного значения напряжения подключен соответственно к выходу задатчика 7 и 8 минимального значения напряжения в контактной сети.

Второй вход блока 5 формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения предназначен для подключения к выходу блока 9 формирования сигнала запрета повышения уровня стабилизации напряжения. Выход блока 5 формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения подключен к первому входу блока 10 формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции.

Первый выход блока 11 формирования сигнала перегрузки по току подключен к входу блока 9 формирования сигнала запрета повышения уровня стабилизации напряжения.

Второй выход блока 11 формирования сигнала перегрузки по току подключен ко входу блока 12 формирования сигнала понижения уровня стабилизации напряжения подстанции.

Третий выход блока 11 формирования сигнала перегрузки по току подключен к первому входу первого элемента 13 И.

Первый вход блока 11 формирования сигнала перегрузки по току соединен со входом задатчика 14 максимального тока трансформатора подстанции.

Второй вход блока 11 формирования сигнала перегрузки по току подключен к первому выходу блока 15 перегрузки по току трансформатора подстанции.

Выход блока 12 формирования сигнала понижения уровня стабилизации напряжения подстанции соединен с первым входом блока 16 вычисления уровня напряжения подстанции.

Второй вход блока 16 вычисления уровня напряжения подстанции соединен с выходом блока 10 формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции.

Выход блока 16 вычисления уровня напряжения подстанции подключен к первому входу блока 17 формирования команд трансформатора.

Второй вход блока 10 формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции подключен к первому выходу задатчика 18 уровня стабилизации напряжения подстанции.

Третий вход блока 10 формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции соединен с первым выходом блока 19 измерения напряжения трансформатора подстанции.

Второй выход блока 19 измерения напряжения трансформатора подстанции соединен со входом блока 20 контроля минимального уровня напряжения стабилизации.

Выход блока 20 контроля минимального уровня напряжения стабилизации подключен ко второму входу первого элемента 13 И.

Выход первого элемента 13 И подключен ко входу блока 21 формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику.

Первый выход блока 21 формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику подключен к второму входу блока 17 формирования команд трансформатора.

Второй выход блока 21 формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику подключен ко входу блока 22 временной задержки включения коммутирующего блока.

Выход блока 22 временной задержки включения коммутирующего блока подключен ко входу коммутирующего блока 23.

Устройство содержит также два блока 24 и 25 контроля скорости движущегося объекта, два блока 26 и 27 выделения предельного значения скорости движущегося объекта, два задатчика 28 и 29 предельного значения скорости движущегося объекта, второй элемент 30 ИЛИ, а также блок 31 формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции, выход которого соединен с третьим входом блока 17 формирования команд трансформатора.

Кроме того, устройство содержит блок 32 формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения, первый вход которого соединен со вторым выходом задатчика 18 уровня стабилизации напряжения подстанции.

Второй вход блока 32 формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения, соединен с третьим выходом блока 19 измерения напряжения трансформатора подстанции.

Выход блока 32 формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения, соединен с первым входом второго элемента 33 И, второй вход которого соединен с выходом блока 34 формирования нулевого значения тока.

Вход блока 34 формирования нулевого значения тока соединен со вторым выходом блока 15 перегрузки по току трансформатора подстанции.

Выход второго элемента 33 И соединен со входом блока 35 формирования сигнала включения инверторного агрегата.

Устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети работает следующим образом.

В исходном положении, т.е. при отсутствии перегрузки по току I_d при напряжении в контактной сети выше минимального значения U_{кс мин} при помощи задатчика 18 уровня напряжения стабилизации на подстанции, устанавливается одно из промежуточных значений стабилизированного напряжения (фиг.2) между максимальным U_{d ст макс} (характеристика 5, фиг.2) и минимальным U_{d ст мин} (характеристика 1, фиг.2) значениями напряжения.

Блок 10 формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции формирует сигнал уровня напряжения подстанции и через блок 16 вычисления уровня напряжения подстанции формирует посредством блока 17 формирования команд трансформатора команду на регулирующее устройство трансформатора (на фиг.1 не показано) с целью поддержания напряжения на заданном уровне стабилизации при изменении тока нагрузки I_d (фиг.2) от нулевого значения до максимального I_{d макс}.

При понижении напряжения в контактной сети ниже заданного минимального уровня напряжения в контактной сети U_{кс мин} через блок 6 ИЛИ, и при отсутствии перегрузки по току I_d через блоки 11, 9 в блоке 5 формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения формируется сигнал повышения уровня стабилизации напряжения, который формируется в блоке 10 формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции с заданным уровнем стабилизации и суммируется в блоке 16 вычисления уровня напряжения подстанции и через блок 17 формирования команд трансформатора уровень стабилизации напряжения повышается вплоть до максимального уровня стабилизации U_{d ст макс} (фиг.2).

При перегрузке по току сигнал из блока 11 формирования сигнала перегрузки по току поступает в блок 9 формирования сигнала запрета повышения уровня стабилизации напряжения, который запрещает формировать сигнал повышения уровня стабилизации напряжения, а в блоке 12 формирования сигнала понижения уровня стабилизации напряжения подстанции формируется сигнал понижения уровня стабилизации напряжения подстанции и в результате понижается уровень стабилизации напряжения вплоть до минимального уровня стабилизации U_{d ст мин} (фиг.2).

Если при этом перегрузка по току сохранилась, то от блока 11 формирования сигнала перегрузки по току сигнал поступает на элемент 13 И и при минимальном уровне стабилизации напряжения U_{d ст мин} этот сигнал, контролируемый блоком 20 контроля минимального уровня напряжения стабилизации, поступает в блок 21 формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику и с его второго выхода через блок 22 временной задержки включения коммутирующего блока поступает на коммутирующий блок 23, минуя устройство регулирование напряжения (на фиг.1 не показано), что ведет к обеспечению перевода работы трансформатора на естественную характеристику 0 (фиг.2) без перерыва работы трансформатора.

В исходном положении на задатчики 28 и 29 предельного значения скорости движущегося объекта подается задающее напряжение, обозначенное на чертеже U_зад, подаваемое затем на блоки 26 и 27 выделения предельного значения скорости движущегося объекта. Каждый из блоков 24 и 25 контроля скорости движения устанавливается таким образом, что может осуществлять измерение скорости движущегося объекта (поезда).

Кроме того, на блоки 26 и 27 выделения предельного значения скорости движущегося объекта подается сигнал от соответствующего блока 24 и 25 контроля скорости движения.

При повышении скорости движения объекта (поезда) выше предельного значения U_зад, заданного задатчиками 28 и 29 предельного значения скорости движущегося объекта, блоки 24 и 25 контроля скорости движения поездов выдают сигнал через блоки 26 и 27 выделения предельного значения скорости движущегося объекта и элемент 30 ИЛИ и блок 31 формирования максимального уровня стабилизации на подстанции в блок 17 формирования команд трансформатора для повышения напряжения на подстанции.

Кроме того, при повышении напряжения подстанции, измеренного блоком 19 измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения, задаваемого задатчиком 18 уровня стабилизации напряжения подстанции в блоке 32 формирования сигнала превышения напряжения подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, формируется сигнал и подается на первый вход блока 33 И.

Если блок 34 формирования нулевого значения тока фиксирует нулевое значение тока, измеренное блоком 15 перегрузки по току трансформатора подстанции, сигнал с блока 34 формирования нулевого значения тока подается на второй вход блока 33 И и далее в блок 35 формирования сигнала включения инверторного агрегата и производится включение инверторного агрегата.

При понижении напряжения трансформатора подстанции ниже уровня стабилизации напряжения трансформатора подстанции через блок 32 формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения, и блок 33 И в блоке 35 формирования сигнала включения инверторного агрегата не формируется сигнал включения инверторного агрегата, и инверторный агрегат отключается.

Реализация заявляемого технического решения обеспечит расширение функциональных возможностей устройства для автоматического регулирования напряжения на подстанции и в контактной сети благодаря увеличению диапазона изменения напряжения подстанции при максимальном токе I_{d макс} от напряжения стабилизированной характеристики 5 до напряжения естественной характеристики 0 (фиг.2), и при повышении напряжения в контактной сети, например, от рекуперирующего электровоза, включением инверторного агрегата производится возврат энергии рекуперации в питающую сеть и, следовательно, достигается экономия электрической энергии.

В соответствии с заявляемым решением разработана техническая документация. Изготовлен и испытан опытный образец устройства для автоматического регулирования напряжения в контактной сети. Результаты испытаний подтвердили работоспособность устройства и широкие возможности его практического применения в будущем. В настоящее время осуществляются работы по изготовлению промышленного образца устройства для автоматического регулирования напряжения на подстанции и в контактной сети.

Литература

1. Авт. свид. СССР №1444185, МПК В60М 3/02, 1988 г.

2. Патент РФ №50933 на полезную модель, МПК В60М 3/02, Н02М 5/257, 2006 г.

3. Патент РФ №75620 на полезную модель, МПК В60М 3/02, Н02М 5/257, 2008 г.

4. Патент РФ №2415033 на изобретение, МПК В60М 3/02, Н02М 5/257, 2011 г.

Устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети, содержащее, по крайней мере, два блока выделения предельного значения напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен, по крайней мере, к одному входу элемента ИЛИ, блок вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенный выходом с входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, блок формирования сигнала перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, блок формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, соединенный первым входом с первым выходом задатчика уровня стабилизации напряжения подстанции, а вторым входом - с первым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции, а третьим входом - с выходом блока формирования сигнала повышения уровня стабилизации напряжения, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а другой вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала запрета повышения уровня стабилизации напряжения, вход которого соединен с первым выходом блока формирования сигнала перегрузки по току, второй выход которого соединен со входом блока формирования сигнала понижения уровня стабилизации напряжения подстанции, выход которого соединен с первым входом блока вычисления уровня напряжения подстанции, второй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала уровня стабилизации напряжения подстанции, третий выход блока формирования сигнала перегрузки по току соединен с одним из входов первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом блока контроля минимального уровня напряжения стабилизации, вход которого соединен со вторым выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции; выход первого элемента И соединен со входом блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику, первый выход которого соединен со вторым входом блока формирования команд трансформатора, а второй выход блока формирования сигнала команды отмены стабилизации напряжения трансформатора и включения коммутирующего блока перевода трансформатора на естественную характеристику соединен со входом блока временной задержки коммутирующего блока, выход которого подключен к коммутирующему блоку, по крайней мере, два блока контроля скорости движущегося объекта, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока выделения скорости движущегося объекта, второй вход каждого из блоков выделения скорости движущегося объекта соединен с выходом задатчика предельного значения скорости движущегося объекта, выход каждого блока выделения предельного значения скорости движущегося объекта соединен с входом блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, выход блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции соединен с третьим входом блока формирования команд трансформатора, отличающееся тем, что оно содержит блок формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции напряжения над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, первый вход которого соединен с введенным вторым выходом задатчика уровня стабилизации напряжения подстанции, а второй вход блока формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, соединен с введенным третьим выходом блока измерения напряжения трансформатора подстанции, выход блока формирования сигнала превышения измеренного блоком измерения напряжения трансформатора подстанции над уровнем стабилизации напряжения подстанции, задаваемым задатчиком уровня стабилизации напряжения подстанции, соединен с первым входом введенного второго элемента И, второй вход которого соединен в выходом введенного блока формирования нулевого значения тока, вход которого соединен с введенным вторым выходом блока перегрузки по току трансформатора подстанции, выход второго элемента И соединен со входом введенного блока формирования сигнала включения инверторного агрегата.

Изобретение относится к области электрифицированного железнодорожного транспорта и направлено на совершенствование системы учета электроэнергии в тяговых сетях.

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока // 2427484

Изобретение относится к области электрифицированного железнодорожного транспорта и направлено на повышение эффективности системы электроснабжения. .

Устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети // 2415033

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования напряжения в контактной сети на электрифицированном железнодорожном транспорте. .

Устройство поперечной емкостной компенсации // 2410252

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока системы 25 кВ. .

Устройство для автоматического регулирования напряжения на тяговой подстанции и в контактной сети // 2379203

Пост секционирования контактной сети переменного тока с установкой поперечной емкостной компенсации // 2352478

Изобретение относится к системе электроснабжения электрических железных дорог, а именно, к устройствам автоматизации постов секционирования контактной сети переменного тока с установками поперечной емкостной компенсации (КУ).

Способ перевода участков железных дорог, электрифицированных на постоянном токе 3,3 кв, на переменный однофазный ток 25,5 кв и устройство для его осуществления // 2351487

Изобретение относится к способам перевода участков железных дорог, электрифицированных на постоянном токе 3,3 кВ, на переменный ток 27,5 кВ и может быть использовано при переводе всех существующих участков ж.д.

Устройство для снижения уравнительных токов и ограничения токов короткого замыкания // 2137623

Изобретение относится к области электроснабжения электрических железных дорог переменного тока и предназначено для использования при необходимости ограничения токов короткого замыкания и регулирования напряжения на фидерах контактной сети.

Способ определения уравнительного тока на двухпутном участке тяговой сети переменного тока // 2128120

Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту. .

Способ определения уравнительного тока на участке тяговой сети переменного тока при двухстороннем питании // 2116206

Изобретение относится к области электрифицированного железнодорожного транспорта и предназначено для использования при электрических расчетах тяговой сети переменного тока с двухсторонним питанием.

Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока двухпутного участка // 2489277

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока, а именно к устройствам электроснабжения однофазных тяговых потребителей и трехфазных районных нагрузок

Тяговая сеть электрифицированных железных дорог переменного тока // 2492074

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока и направлено на увеличение пропускной способности участка железной дороги

Способ направленного обмена энергией между электрическими сетями коммунального хозяйства и городского электрифицированного транспорта // 2504886

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в городских электрических сетях коммунального хозяйства и городского электрифицированного транспорта. Технический результат - снижение потерь в объединенной системе городского электроснабжения, увеличение срока службы трансформаторных подстанций и электрооборудования на транспорте и улучшение условий для управления городским электрифицированным транспортом, повышение комфортности пассажирских перевозок. Способ направленного обмена энергией между коммунальными сетями и транспортными сетями городского электрифицированного транспорта заключается в том, что на участках с повышенным (пониженным) напряжением в транспортной сети механические переключатели отпаек на высокой стороне главных трансформаторов коммунальных подстанций устанавливают на пониженное (повышенное) выходное напряжение, заставляя тем самым стабилизаторы напряжения на высокой или на низкой стороне коммунальных трансформаторных подстанций работать в режиме вольтоприбавления (вольтовычитания), потребляя энергию из транспортной сети (отдавая энергию в транспортную сеть) через инверторы напряжения и вольтодобавочные трансформаторы. Степень потребления или отдачи электрической энергии обеспечивается соответствующей установкой уровня понижения или повышения выходного напряжения у коммунальных подстанций. 1 ил.

Способ подключения тяговых трансформаторов в системе переменного тока 25 кв // 2540685

Способ подключения тяговых трансформаторов в системе переменного тока 25 кВ относится к области электрифицированных железных дорог и может быть использован для питания как тяговой, так и нетяговой нагрузки. Способ подключения тяговых трансформаторов в системе переменного тока 25 кВ заключается, по крайней мере, в двухразовом изменении порядка подключения вводов обмоток тягового трансформатора каждой тяговой подстанции в зависимости от износа изоляции обмоток тягового трансформатора в течение полного срока его службы. Первый раз переключение обмоток вводов тягового трансформатора осуществляют при достижении износа изоляции наиболее изношенных обмоток в диапазоне 0,30-0,40, второй раз - при достижении износа изоляции наиболее изношенных обмоток в диапазоне 0,55-0,70. При этом тяговую обмотку с наибольшим износом подключают к нейтральной вставке контактной сети, обмотку с наименьшим износом изоляции к плечу питания тяговой подстанции. Технический результат заключается в увеличении срока службы тягового трансформатора. 2 ил., 3 табл.

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кв // 2552572

Изобретение направлено на обеспечение электроснабжения тяговых потребителей. Предложенная система содержит реле направления мощности, расположенные на тяговых подстанциях и своими выходами соединенные с блоками управления выключателями, а входами - с блоками определения тока плеча питания тяговых подстанций и трансформаторами напряжения распределительных устройств 27,5 кВ. Каждый трансформатор напряжения фидеров контактной сети тяговой подстанции одним выводом первичной обмотки подключен к фидеру контактной сети тяговой подстанции, а выводами вторичной обмотки - к блоку сравнения напряжений, эти трансформаторы напряжения соединяется только с одним из фидеров контактной сети каждого плеча питания тяговых подстанций, смежные блоки управления выключателями каждых межподстанционных зон соединены друг с другом посредством каналов связи устройств управления выключателями, блоки сравнения напряжений соединены с блоками управления выключателями, блоки управления выключателями связаны посредством каналов связи с устройствами управления выключателями, которые также связаны через каналы связи с выключателями дополнительных пунктов параллельного соединения, блоки определения тока плеча питания тяговых подстанций соединены своими входами с трансформаторами тока фидеров контактной сети тяговых подстанций, дополнительные пункты параллельного соединения с выключателями подключены к контактным подвескам соседних путей вблизи мест подключения фидеров распределительных устройств 27,5 кВ к контактным подвескам контактной сети. Технический результат заключается в повышении качества электроэнергии в питающей энергосистеме. 2 ил.

Способ управления системой электроснабжения железных дорог // 2587128

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Предложен способ управления системой электроснабжения железных дорог, которая включает в себя датчики электрических и неэлектрических величин, локальные контроллеры исполнительных устройств и управляющие контроллеры, содержащие вычислительные средства. Управляющие контроллеры содержат средства прогнозирования изменений параметров режима и средства обучения на основе оперативной оценки результатов управления и разделены по функциональному назначению. При этом управляющие контроллеры, локальные контроллеры исполнительных устройств, центр управления и блок данных оценивания состояния электрической сети подключены по своим протоколам к среде обмена данными, которая содержит обновляемую виртуальную модель электрической сети с изменяемой зоной ответственности на основе заданной чувствительности действий исполнительных устройств к параметрам режима. Через среду обмена данными осуществляется координация управляющих и локальных контроллеров между собой. Технический результат заключается в повышении эффективности и расширении функциональных возможностей управления системой электроснабжения железных дорог. 3 ил.

Способ регулирования напряжения на тяговой подстанции переменного тока // 2592862

Способ относится к системе электроснабжения переменного тока электрических железных дорог, а именно к регулированию напряжения с помощью трансформатора с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (УРПН) и с установкой продольной емкостной компенсации (УПК) с нерегулируемой и регулируемой секциями, включенной в отсасывающую линию. Технический результат - повышение эффективности совместной работы УПК и УРПН с учетом симметрирующего свойства УПК. Для достижения технического результата измеряют входное индуктивное сопротивление подстанции до шин 110 (220) кВ и при токе отсасывающей линии менее номинального тока нерегулируемой секции УПК определяют целесообразность включения (отключения) регулируемой секции УПК для приближения сопротивления УПК к сопротивлению подстанции. 1 ил.

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25кв // 2595088

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока содержит систему внешнего электроснабжения, систему районного электроснабжения, тяговые подстанции, тяговую сеть, тяговые нагрузки, диспетчерский пункт, каналы связи, блоки анализа графика движения поездов, нагрузок системы внешнего электроснабжения и районных нагрузок, блок определения времени схемы коммутации по графику движения поездов, по системе внешнего электроснабжения, по районным нагрузкам и питания тяговых нагрузок и блок определения рациональной схемы коммутации питания тяговых нагрузок. Диспетчерский пункт включает в себя поездного диспетчера и энергодиспетчера. Тяговые подстанции содержат силовые трансформаторы с устройством регулирования напряжения под нагрузкой, распределительные устройства высшего, районного и тягового напряжения. Технический результат заключается в обеспечении выполнения графика движения поездов при минимальных потерях электрической энергии с учетом графика нагрузок систем внешнего и районного электроснабжения. 1 ил.

Система для контроля и регулирования мощности и энергии, расходуемой транспортной системой // 2629622

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Система для контроля и регулирования мощности и энергии, расходуемой транспортной системой, содержит тяговые подстанции, соединенные по радиоканалу связи с бортовыми радиомодемами на электровозах. Каждая тяговой подстанции содержит датчик напряжения и датчик тока. Датчики напряжения и тока соединены с устройством контроля и управления тяговой подстанции, которое подключено к центральному устройству сбора и обработки данных энергодиспетчера. На борту электровозов установлены датчики напряжения и тока, подключенные к бортовому блоку контроля и управления, который через бортовую шину соединен с бортовым приемником спутниковой навигации и бортовым радиомодемом. К бортовому блоку контроля и управления подключены модуль формирования сигнала регистрации и модуль хранения номеров временных слотов. На каждой тяговой подстанции введен блок управления радиомодемной связью, состоящий из микропроцессора, приемника сигнала регистрации, блок памяти номеров поездов, блока определения номера временного слота, блока обработки данных. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей системы для контроля и регулирования мощности. 1 ил.