СПОСОБ ПРЯМОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, ПОТРЕБЛЕННОЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНЫМ СОСТАВОМ ИЗ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Российский патент 2006 года по МПК G01R19/00 B60L3/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых сетях постоянного тока магистральных и пригородных железных дорог, промышленного транспорта, метрополитенов и городского транспорта. Необходимость определения энергии, потребленной электроподвижным составом (ЭПС), определяется необходимостью проведения расчетов с транспортными энергетиками за полученную ЭПС энергию.

Существующий в настоящее время на сети железных дорог постоянного тока практически широко используемый способ определения энергии (л-1,2), потребленной ЭПС, состоит в фиксации этой энергии счетчиками энергии, устанавливаемыми на ЭПС. Однако, как показывает практика, в силу разного рода объективных причин счетчики энергии обычно установлены не на всех единицах ЭПС или часть их является неработающими. В силу этого разница между энергией, зафиксированной счетчиками на фидерах контактной сети тяговых подстанций (отпущенной в тяговую сеть), и энергией, зафиксированной счетчиками ЭПС (якобы в действительности потребленной ЭПС), оказывается существенно много больше возможных потерь энергии в тяговой сети. Эти таким образом определяемые и явно завышенные потери энергии в тяговой сети в практике эксплуатации электрифицированных железных дорог стали называть условными потерями энергии.

До настоящего времени, пока за всех своих хозяйствующих субъектов в целом расплачивалось МПС, знание истинной величины энергии, потребленной ЭПС и потерянной в тяговой сети, по-настоящему никого не интересовало. Однако теперь, после реформирования МПС и создания ОАО РЖД, т.е. в условиях, когда каждый хозяйствующий субъект будет заинтересован в оплате стоимости только им израсходованной энергии, необходимо создание новой системы учета расхода энергии, которая позволяла бы транспортным энергетикам контролировать систему учета энергии на ЭПС, а эксплуатационникам ЭПС - систему учета у транспортных энергетиков, и всем вместе определять истинные потери энергии в тяговой сети, стоимость которых, очевидно, будут оплачивать транспортные энергетики.

За прототип (л-1,2) взят практически широко используемый в настоящее время на дорогах постоянного тока способ определения энергии, потребленной ЭПС из тяговой сети постоянного тока (см. выше).

Техническим результатом заявляемого объекта является максимально точное определение количества энергии, потребленной ЭПС из тяговой сети постоянного тока даже в том случае, если счетчиками энергии оборудованы не все единицы ЭПС, и, как следствие, достаточно точное определение потерь энергии в тяговой сети. Для достижения этого технического результата предлагается использовать новый способ прямого определения энергии, потребленной ЭПС из тяговой сети постоянного тока.

Заявляемый способ иллюстрируется чертежом, где представлена принципиальная схема замеров величин, необходимых для определения энергии, потребленной ЭПС из тяговой сети постоянного тока, где 1 - выключатель фидера контактной сети; 2 и 3 - комплексные счетчики, установленные соответственно на фидере контактной сети и на части единиц ЭПС и фиксирующие Амперчасы и энергию, отпущенные в тяговую сеть [(А·час_тс) и (В·А·час_тс )] и полученные единицами ЭПС [(А·час _ЭПСЗАМ) и (В·А·час _{ЭПС ЗАМ})]; 4 - единицы ЭПС, оборудованные комплексными счетчиками; 5 - единицы ЭПС, не оборудованные комплексными счетчиками.

Сущность предлагаемого способа прямого определения энергии, потребленной ЭПС из тяговой сети (В·А·час _ЭПС), заключается в фиксации этой энергии счетчиками, устанавливаемыми на ЭПС и, одновременно, счетчиками на всех фидерах контактной сети тяговых подстанций. Последние фиксируют энергию, отпущенную транспортными энергетиками в тяговую сеть (В·А·час _ТС). Однако, кроме этого, и на всех единицах ЭПС, и на всех фидерах контактной сети добавочно устанавливаются специальные счетчики, фиксирующие соответственно Амперчасы, полученные всеми единицами ЭПС (А·час _ЭПС) и отпущенные в тяговую сеть (А·час _ТС). Смысл одновременной фиксации и энергии, и Амперчасов позволяет транспортным энергетикам и эксплуатационникам ЭПС взаимно контролировать организованные ими системы учета энергии, поскольку, как это следует из правил элементарной электротехники, при безупречно организованных системах учета энергии, т.е. когда и счетчики энергии, и счетчики Амперчасов установлены на всех единицах ЭПС и на всех фидерах тяговой сети, Амперчасы, отпущенные транспортными энергетиками в тяговую сеть (А·час _ТС), должны быть в точности равны Амперчасам, полученным всеми единицами ЭПС (А·час _ЭПС), т.е. должно наблюдаться равенство

Если это равенство наблюдается в действительности, то это говорит о том, что система учета энергии, потребленной ЭПС, организована безупречно, и в этом случае эксплуатационники ЭПС вправе оплачивать стоимость только той энергии, которая зафиксирована их счетчиками энергии, т.е. (В·А·час _ЭПС).

Если же это равенство не наблюдается, а имеет место неравенство, при котором Амперчасы, замеренные на единицах ЭПС (А·час _{ЭПС ЗАМ}), оказываются меньше Амперчасов, отпущенных транспортными энергетиками в тяговую сеть (А·час _ТС), т.е. если имеет место соотношение

(А·час _{ЭПС ЗАМ})<(А·час _ТС),

то это говорит о том, что система учета энергии на ЭПС не безупречна и счетчики энергии, очевидно, установлены не на всех единицах ЭПС или же часть из них находится в нерабочем состоянии. Однако и в этом случае действительное количестве энергии, потребленное всеми единицами ЭПС (B·A·час _ЭПС), легко определяется из пропорционального равенства

откуда

На основании полученных замеров легко определить и величину потерь энергии в тяговой сети Δ(В·А·час _ТС). Очевидно, она равна

Для обеспечения точных замеров, показывающих соответствие Амперчасов и энергии, их измерение и на единицах ЭПС, и на фидерах тяговой сети должно вестись синхронно по времени, с необходимыми метками по времени, с одной и той же высокой точностью, что проще всего реализуется в конструкции комплексного измерительного прибора (специального счетчика), фиксирующего и энергию, и Амперчасы за одинаковые отрезки времени.

Реализация комплексного измерительного прибора может быть выполнена на базе микропроцессорной защиты фидеров контактной сети постоянного тока 3,3 кВ БЗ-М1 (л-3). Аппаратная часть защиты БЗ-М1 полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к конструкции и функциональным обязанностям комплексного измерительного прибора. Гибкая программная часть защиты БЗ-М1 либо дополняется функциями фиксации энергии и Амперчасов, либо упрощается до выполнения только фиксации энергии и Амперчасов. В последнем случае БЗ-М1, упрощаясь, превращается в комплексный измерительный прибор (специальный счетчик).

Источники информации

1. Электрификация - основа технического перевооружения Октябрьской железной дороги. Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 75-летию электрификации железных дорог России, 23-24 сентября 2004 г., (с.110-113) ОАО «РЖД» филиал «ОЖД», ООО «Издательство «ОМ-Пресс», СПб, 2004 г. - 128 с.

2. Свидетельство на полезную модель №19327 от 02.08.2001 г.

3. Гречишников В.А., Пупынин В.Н. Опыт разработки и эксплуатации блоков микропроцессорных защит фидеров постоянного тока 3,3 кВ. «ЭЛЕКТРО», 2004 г., №1, стр.29-35.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых сетях постоянного тока магистральных и пригородных железных дорог, промышленного транспорта, метрополитенов и городского транспорта. При прямом определении энергии фиксируют количество энергии и количество Амперчасов на всех единицах ЭПС. Одновременно с этим фиксируют количество энергии и количество Амперчасов на всех фидерах контактной сети тяговых подстанции. Определяют действительное количество потребленной энергии всеми единицами ЭПС по соответствующим формулам. Для повышения точности и удобства расчетов фиксация энергии и Амперчасов производится специальными комплексными счетчиками. Технический результат - точное определение количества электроэнергии, потребленной ЭПС из тяговой сети постоянного тока, даже в случае, когда счетчиками энергии оборудованы не все единицы ЭПС, и достаточно точное определение потерь энергии в тяговых сетях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ прямого определения энергии, потребленной электроподвижным составом (ЭПС) из тяговой сети постоянного тока, заключающийся в фиксации этой энергии счетчиками энергии, установленными предположительно на всех единицах ЭПС, отличающийся тем, что дополнительно к этому на этих же единицах ЭПС фиксируют количество полученных ампер-часов и, кроме того, фиксируют количество энергии и ампер-часов, отпущенных в тяговую сеть по всем фидерам контактной сети, при этом количество энергии, в действительности потребленной всеми единицами ЭПС, определяют исходя из соблюдения непременного равенства ампер-часов, отпущенных в тяговую сеть по фидерам контактной сети и полученных всеми единицами ЭПС, по формуле

(В·А·час_эпс)=(В·А·час_{эпс зам})·(А·час_тс)/(А·час_{эпс зам}),

где (В·А·час_{эпс зам}) - суммарное количество энергии, полученное единицами ЭПС, замеренное их счетчиками;

(А·час_тс) и (А·час_{эпс зам}) - соответственно количество ампер-часов, отпущенное по фидерам тяговой сети и полученное единицами ЭПС, зафиксированное их счетчиками ампер-часов.