Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ Российский патент 2018 года по МПК B60M3/02 H02J3/12 

Заявляемое изобретение относится к области электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ и может быть использовано для электроснабжения тяговых нагрузок.

Для системы электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ известна проблема снижения потерь электрической энергии и обеспечения напряжения в тяговой сети для выполнения графика движения поездов при рациональном расходе ресурса коммутационных аппаратов и устройств регулирования напряжения (РПН).

Известна система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ [Патент РФ 2427484, МПК В60М 3/02 (01.01.2009), Система электроснабжения электрифицированных дорог железных дорог переменного тока / Григорьев Н.П., Крикун А.А; ДВГУПС (РФ) - №2010119621, заявлено 17.05.2010, опубликовано 27.08.2011, Бюл №24].

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ содержит систему внешнего электроснабжения, тяговые подстанции, тяговую сеть, каналы связи, а также диспетчерский пункт.

Тяговые подстанции содержат силовые трансформаторы с устройством регулирования напряжения под нагрузкой, а также распределительные устройства высшего и тягового напряжения, которые содержат коммутационные аппараты в частности высоковольтные выключатели и разъединители, устройства компенсации реактивной мощности.

Тяговая сеть содержит контактную, рельсовую сеть и пост секционирования, а также тяговые нагрузки.

Пост секционирования содержит первую и вторую секции шин, а также коммутационные выключатели.

Диспетчерский пункт содержит каналы связи, поездного, энергодиспетчеров, блок анализа схем питания тяговых нагрузок и блок выбора схем питания тяговых нагрузок.

Тяговые подстанции электрически соединены между собой посредством системы внешнего. электроснабжения и тяговой сети. Причем силовые трансформаторы подключены к системе внешнего электроснабжения и тяговой сети с помощью распределительных устройств высшего и тягового напряжения через высоковольтные выключатели и разъединители, и устройств компенсации реактивной мощности

Тяговая сеть соединена с распределительным устройством тягового напряжения, а именно через контактную сеть и рельсовую сеть.

Контактная сеть разделена на секции контактных подвесок, которые соединены между собой посредством первой и второй секций шин и высоковольтных выключателей поста секционирования, а также подключены к распределительным устройствам тягового напряжения через устройства компенсации реактивной мощности.

Тяговые нагрузки подключены одним выводом к контактной сети, а другим - к рельсовой сети.

Поездной и энергодиспетчеры связаны между собой при помощи каналов связи и блоком выбора схем питания тяговых нагрузок, причем энергодиспетчер связан каналами связи с блоком анализа схем питания тяговых нагрузок, который связан с блоком выбора схем питания тяговых нагрузок, а также энергодиспетчер соединен через каналы связи с коммутационным аппаратами тяговых подстанций и поста секционирования.

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ работает следующим образом.

Поездной диспетчер управляет движением поездов на участке железной дороги и по каналов связи взаимодействует с энергодиспетчером, который обеспечивает электроснабжение тяговых нагрузок. От поездного диспетчера и энергодиспетчера по каналам связи в блок анализа схем поступают данные, необходимые для выбора схем питания. Далее в блоке анализа схем для заданного расчетного периода времени на основе полученной информации анализируются технико-экономические показатели схем питания тяговых нагрузок. Информация по возможным схемам питания из блока анализа схем поступает в блок выбора схем, где происходит выбор рациональной схемы. Далее информация о рациональной схеме питания на расчетный период времени поступает к энергодиспетчеру, который реализует питание тяговых нагрузок по рациональной схеме, управляя работой выключателя первой и второй секций шины поста секционирования, установок продольной и поперечной емкостной компенсации, регулируя напряжение на трансформаторах тяговых подстанций.

Достоинства системы электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ заключается в том, что система обеспечивает выполнение графика движения поездов с минимальными потерями электрической энергии с учетом влияния системы высшего и тягового электроснабжения.

Недостатками является то, что она не позволяет получать исполненные графики энергетических показателей работы системы тягового электроснабжения, (минимальные, средние и максимальные) напряжения в тяговой сети и вводах распределительных устройств, токи (минимальные, средние, максимальные и эффективные) обмоток силовых трансформаторов, фидеров РУ тяговых подстанций для выбора положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, кроме того не позволяет определить расход ресурса коммутационных аппаратов и устройств регулирования напряжения для повышения технико-экономических показателей работы системы тягового электроснабжения, а так же не позволяет выполнить график движения поездов с минимальными потерями электрической энергии с учетом влияния районных потребителей.

Наиболее близким к заявляемому решению является [Патент РФ 2595088, МПК В60М 3/02 (01.2006), Система электроснабжения электрифицированных дорог железных дорог переменного тока / Григорьев Н.П., Парфианович А.П., Воприков А.В., Клыков М.С., ДВГУПС (РФ) - №2015109354, заявлено 17.03.2015, опубликовано 20.08.2016, Бюл №23].

Система содержит систему внешнего электроснабжения, систему районного электроснабжения, тяговые подстанции, тяговую сеть, а также диспетчерский пункт.

Тяговые подстанции содержат силовые трансформаторы с устройством регулирования напряжения под нагрузкой, распределительные устройства высшего, районного и тягового напряжения, которые содержат устройства компенсации реактивной мощности, коммутационные аппараты в частности высоковольтные выключатели и разъединители.

Тяговая сеть состоит из контактной сети, содержащей секции контактных подвесок и рельсовой сети, поста секционирования и тяговых нагрузок.

Диспетчерский пункт содержит поездного диспетчера и энергодипетчера, каналы связи, блок анализа графика движения поездов, блок определение времени схемы коммутации по графику движения поездов, блок анализа графика нагрузок системы внешнего электроснабжения, блок определение времени схемы коммутации по системе внешнего электроснабжения, блок анализа графика районных нагрузок, блок определения времени схемы коммутации по районным нагрузкам, блок определение времени схемы коммутации питания тяговых нагрузок, блок анализа схемы коммутации питания тяговых нагрузок, блок определение рациональной схемы коммутации питания тяговых нагрузок.

Тяговые подстанции электрически соединены между собой посредством системы внешнего электроснабжения и тяговой сети. Причем тяговые трансформаторы подключены к системе внешнего электроснабжения, районного электроснабжения и тяговым нагрузкам через высоковольтные выключатели и разъединители распределительных устройств высшего, районного и тягового напряжения.

Пост секционирования связан с распределительным устройством тягового напряжения через секции контактных подвесок контактной сети. Тяговые нагрузки подключены одним выводом к контактной сети, а другим - к рельсовой сети.

Система внешнего энергоснабжения связана каналами связи с блоком анализа графика нагрузок системы внешнего электроснабжения, который соединен с блоком определения времени схемы коммутации по системе внешнего электроснабжения, каждый из блоков связан с энергодиспетчером.

Система районного энергоснабжения связана каналами связи с блоком анализа графика районных нагрузок, который соединен с блоком определения времени схемы коммутации по районным нагрузкам, каждый из блоков связан с энергодиспетчером.

Энергодиспетчер соединен с силовыми трансформаторами, с коммутационными аппаратами распределительных устройств высшего, тягового и районного напряжения, а также с постом секционирования и устройствами компенсации реактивной мощности каналами связи.

Поездной и энергодиспетчеры связаны между собой блоком анализа графика движения поездов каналами связи. Блок анализа графика движения поездов связан с блоком определения времени схемы коммутации по графику движения поездов, который соединен каналами связи с энергодиспетчером. Блок определения времени схемы коммутации по графику движения поездов, блок определения времени схемы коммутации по системе внешнего электроснабжения и блок определение времени схемы коммутации по районным нагрузкам связаны каналами связи с блоком определение времени схемы коммутации питания тяговых нагрузок связанный с блоком анализа схемы коммутации питания тяговых нагрузок и блоком определения рациональной схемы коммутации питания тяговых нагрузок последовательно. Причем блок определения рациональной схемы коммутации питания тяговых нагрузок связан каналами связи с энергодиспетчером.

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ работает следующим образом.

От систем внешнего и районного электроснабжения к энергодиспетчеру через блок анализа график нагрузок системы внешнего электроснабжения и блок анализа графика районных нагрузок поступают графики нагрузок систем внешнего и районного электроснабжения. Зависимость тока нагрузок от времени позволяет определять влияние систем внешнего и районного электроснабжения на напряжение тяговой сети.

От поездного диспетчера график движения поездов поступает в блок анализа графика движения поездов, в котором определяются влияние тяговых нагрузок во времени на напряжение и потери электрической энергии в силовых трансформаторах и тяговой сети.

Время схемы коммутации по системе внешнего электроснабжения формируется в блоке определения времени схемы коммутации по системе внешнего электроснабжения на основе зависимости нагрузок от времени.

Время схемы коммутации по районным нагрузкам формируются в блоке определения времени схемы коммутации по районным нагрузкам на основе зависимости нагрузок от времени.

Время схемы коммутации по графику движения поездов формируются в блоке определения времени схемы коммутации по графику движения поездов на основе зависимости нагрузок тяговых нагрузок от времени.

По известным временам схем коммутации по системам внешнего и районного напряжения, графику движения поездов в блоке определяется время схемы коммутации питания тяговых нагрузок.

Время схемы коммутации питания тяговых нагрузок позволяет в блоке анализа схемы коммутации питания тяговых нагрузок определить минимальные потери электроэнергии в силовых трансформаторах и тяговой сети с учетом графика движения поездов, графиков нагрузок систем внешнего и районного электроснабжения.

В блоке определения рациональной схемы коммутации питания тяговых нагрузок определяются положения коммутационных аппаратов распределительных устройств высшего и тягового напряжения, и устройств регулирования напряжения силовых трансформаторов работы системы электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ.

Достоинства системы электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ заключается в том, что система обеспечивает выполнения графика движения поездов с минимальными потерями электрической энергии с учетом влияния систем внешнего, тягового электроснабжения и районных потребителей.

Недостатками является то, что она не позволяет получать исполненные графики энергетических показателей работы системы тягового электроснабжения, (минимальные, средние и максимальные) напряжения в тяговой сети и вводах распределительных устройств, токи (минимальные, средние, максимальные и эффективные) обмоток силовых трансформаторов, фидеров РУ тяговых подстанций для выбора положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, кроме того, не позволяет определить расход ресурса коммутационных аппаратов и устройств регулирования напряжения для повышения технико-экономических показателей работы системы тягового электроснабжения

Задача, решаемая изобретением, заключается в создании системы электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ, позволяющей получить исполненные графики энергетических показателей работы системы и учета расхода ресурса коммутационных аппаратов для снижения потерь электрической энергии.

Для решения поставленной задачи система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ, содержащая систему внешнего и районного электроснабжения, тяговые подстанции, включающие силовые трансформаторы с устройством РПН, а также распределительные устройства высшего, районного и тягового напряжения, включающие коммутационные аппараты в частности высоковольтные выключатели и разъединители, устройства компенсации реактивной мощности, каналы связи, тяговую сеть, включающую рельсовую сеть и контактную сеть с секциями контактных подвесок, пост секционирования с первой и второй секциями шин и высоковольтными выключателями, а также диспетчерский пункт с поездным и энергодиспетчерами, при этом тяговые подстанции электрически соединены системой внешнего и районного электроснабжения, причем силовые трансформаторы подключены к системе внешнего, районного электроснабжения и тяговой сети через высоковольтные выключатели и разъединители распределительного устройства высшего, районного и тягового напряжения, тяговая сеть соединена с распределительным устройством тягового напряжения, контактная сеть разделена на секции контактных подвесок, которые соединены между собой посредством первой и второй секций шин и высоковольтных выключателей поста секционирования, а также подключены к распределительным устройствам тягового напряжения через устройства компенсации реактивной мощности, поездной и энергодиспетчер связаны каналами связи, причем энергодиспетчер связан каналами связи с коммутационными аппаратами распределительных устройств высшего, районного и тягового напряжения, с устройствами компенсации реактивной мощности и высоковольтным выключателем поста секционирования и тяговыми нагрузками, дополнительно снабжена датчиками времени, датчиками напряжения вводов распределительного устройства высшего, тягового и районного напряжения, датчиками тока вводов и фидеров контактной сети распределительного устройства тягового напряжения, датчиками тока вводов и фидеров распределительного устройства районного напряжения, датчиками углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного и тягового напряжения, датчиками ресурса коммутационных аппаратов распределительных устройств высшего, районного и тягового напряжения, блоками регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоками регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН и блоком базы данных, при этом датчики напряжения вводов распределительного устройства высшего, районного и тягового напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков напряжения, датчики тока вводов, фидеров контактной сети распределительного устройства тягового напряжения и вводов, фидеров распределительного устройства районного напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков тока, датчики углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного и тягового напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков углов, датчики ресурса коммутационных аппаратов соединены с блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, датчики времени соединен с блоками регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоком регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, причем блоки регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения соединены с блоком регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, при этом блоки регистрации графиков тока, напряжения, углов сдвига тока относительно напряжения и графиков электрической энергии соединены каналами связи с блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, который соединен каналами связи с блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, который соединен с блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, поездной диспетчер соединен каналами связи с блоком базы данных, а энергодиспетчер соединен с блоком регистрации положений коммутационных аппаратов и устройств РПН и блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, блок базы данных соединен каналами связи с блоками регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоками регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, а также с поездным и энергодиспетчерами.

Заявляемое решение отличается от прототипа тем, что оно дополнительно снабжено датчиками времени, датчиками напряжения вводов распределительных устройств высшего и районного напряжения, датчиками тока вводов, фидеров контактной сети распределительного устройства тягового напряжения и вводов, фидеров распределительного устройства районного напряжения, датчиками углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного и тягового напряжения, блоками регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоками регистрации графиков потерь мощности и электрический энергии, блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, блоком базы данных и их взаимосвязями.

Наличие существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности изобретения «новизна».

Благодаря отличительным признакам заявляемая система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ позволяет обеспечить минимальные потери электрической энергии и напряжение в тяговой сети для выполнения графика движения поездов за счет получения графиков энергетических показателей работы системы тягового электроснабжения, (минимальные, средние и максимальные) напряжения в тяговой сети и вводах распределительных устройств, токи (минимальные, средние, максимальные и эффективные) обмоток силовых трансформаторов, фидеров РУ тяговых подстанций и учета расхода ресурса коммутационных аппаратов, устройств РПН.

Это обусловлено тем, что по каналам связи от датчиков напряжения вводов распределительного устройства высшего, районного и тягового напряжения, датчиков тока вводов, фидеров контактной сети распределительного устройства тягового напряжения и вводов, фидеров распределительного устройства районного напряжения и датчиков углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного и тягового напряжения в блоки регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения поступают данные тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения во времени и передаются в блоки регистрации графиков потерь мощности и электрический энергии и далее информация полученная в блоках перечисленных выше поступает в блок анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, в котором производится анализ исполненных графиков, и далее информация поступает в блок регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН.

В блоке регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов происходит определение израсходованного ресурса коммутационных аппаратов распределительных устройств высшего, районного и тягового напряжения, устройств РПН силовых трансформаторов тяговых подстанций и далее поступает в блок выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН. Вся информация из блоков, перечисленных выше, поступает в блок базы данных для хранения и дальнейшего ее использования.

Неожиданным результатом является то, что система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ позволяет получить график минимальных межпоездных интервалов во времени за счет определения разности между предельно допустимыми и действительными эффективными токами фидеров и обмоток силовых трансформаторов, минимальных, средних, максимальных и минимальных напряжений в тяговой сети при рациональном использовании ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН.

Такая причинно-следственная связь не известна из уровня техники. Следовательно, она является новой, и заявляемое решение соответствует критерию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

На чертеже представлена система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ.

Содержит систему внешнего 1 и районного 2 электроснабжения, тяговые подстанции 3, тяговую сеть 4, диспетчерский пункт 5, включающий поездного диспетчера 6 и энергодипетчера 7, каналы связи 8, блоки регистрации графиков тока 9, напряжения 10 и углов сдвига тока относительно напряжения 11, блоки регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии 12, блок анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей 13, блок регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН 14, блок выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН 15 и блок базы данных 16.

Тяговые подстанции 3 содержат силовые трансформаторы с устройствами РПН 17, распределительные устройства высшего, районного и тягового напряжения, включающие коммутационные аппараты, в частности высоковольтные выключатели и разъединители, устройства компенсации реактивной мощности, датчики времени 18, датчики напряжения вводов распределительного устройства высшего 19, районного 20 и тягового напряжения 21, датчики тока вводов распределительного устройства районного 22 и тягового 23 напряжения и датчики тока фидеров распределительного устройства районного 24 и фидеров контактной сети распределительного устройства тягового 25 напряжения, датчики углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного 26 и тягового 27 напряжения и датчики ресурса коммутационных аппаратов распределительных устройств высшего 28, районного 29 и тягового 30 напряжения.

Тяговая сеть 4 содержит рельсовую сеть 31 и контактную сеть с секциями контактных подвесок, пост секционирования с первой и второй секциями шин, высоковольтными выключателями и тяговые нагрузки 32.

Тяговые подстанции 3 электрически соединены между собой посредством системы внешнего электроснабжения 1 и тяговой сети 4. Причем тяговые трансформаторы 17 подключены к системе внешнего электроснабжения 1, районного электроснабжения 2 и тяговой нагрузке 32 через высоковольтные выключатели и разъединители распределительных устройств высшего, районного и тягового напряжения.

Датчики напряжения вводов распределительного устройства высшего 19, районного 20 и тягового 21 напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков напряжения 10, датчики тока вводов распределительного устройства районного 22 и тягового 23 напряжения и датчики тока фидеров распределительного устройства районного 24 и фидеров контактной сети тягового 25 напряжения соединены каналами связи 8 с блоками регистрации графиков тока 9, датчики углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного 26 и тягового 27 напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков углов 11, датчики ресурса коммутационных аппаратов распределительных устройств высшего 28, районного 29 и тягового 30 напряжения соединены каналами связи с блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН 14, датчики времени соединены с блоками регистрации графиков тока 9, напряжения 10 и углов сдвига тока относительно напряжения 11 и блоками регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии 12.

Блоки регистрации графиков тока 9, напряжения 10 и углов сдвига тока относительно напряжения 11 соединены каналами связи 8 с блоком регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии 12, при этом блоки регистрации графиков тока, напряжения, углов сдвига тока относительно напряжения и графиков электрической энергии соединены каналами связи 8 с блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей 13, который соединен каналами связи с блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН 15, к которому подключен блок регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН 14 и далее все блоки соединены с блоком базы данных 16 через каналы связи 8.

Поездной диспетчер соединен каналами связи 8 с блоком базы данных 16, а энергодиспетчер подключен с блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН 14, с блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН 15, блоком базы данных 16 и тяговыми нагрузками каналами связи

Тяговые нагрузки 32 подключены одним выводом к контактной сети, а другим - к рельсовой сети 31.

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог работает следующим образом.

От датчиков напряжения вводов распределительного устройства высшего 19, районного 20 и тягового 21 напряжения, датчиков тока вводов распределительного устройства районного 22 и тягового 23 напряжения и датчиков тока фидеров распределительного устройства районного 24 и фидеров контактной сети распределительного устройства тягового 25 напряжения, датчиков углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного 26 и тягового 27 напряжения поступает информация электрических параметров в блоки регистрации графиков тока 9, напряжения 10 и углов сдвига тока относительно напряжения 11.

В блоках регистрации графиков тока 9 определяются минимальные, средние и эффективные токи фидеров, вводов и обмоток силовых трансформаторов во времени. Полученные данные поступают в блок регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии 12 в силовых трансформаторов и далее в блок анализа исполненных и плановых графиков 13.

В блоках регистрации графиков напряжения 10 определяются минимальные, средние и максимальные напряжения фидеров и вводов распределительных устройств тяговых подстанций 3 во времени. Полученные данные поступают в блок регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии 12 в силовых трансформаторов и далее в блок анализа исполненных и плановых графиков 13.

В блоках регистрации графиков углов сдвига тока относительно напряжения 11 определяются графики углов сдвига тока относительно напряжения во времени. Полученные данные поступают в блок регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии 12 в силовых трансформаторов и далее в блок анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей 13.

В блоках регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии 12 определяются потери мощности и электрической энергии в обмотках силовых трансформаторов 17 для одного или двух включенных на параллельную работу. Полученные графики потерь мощности и электрической энергии во времени поступают в блок анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей 13.

В блоке анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей 13 определяется соответствие исполненных и плановых нагрузок и отклонение исполненных графиков от плановых графиков нагрузок, далее результаты обработки графиков нагрузки поступают в блок выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН 15.

В блоке регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов 14 определяется израсходованный ресурс коммутационных аппаратов и устройств РПН, далее поступает в блок выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН 15.

В блоке выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН 15 формируются графики положений коммутационных аппаратов и устройств РПН по критерию нормированного уровня напряжения, минимальных потерь мощности и электрической энергии в силовых трансформаторах 17 и рациональному использованию коммутационного ресурса аппаратов и устройств РПН, далее информация поступает к энергодиспетчеру 7, который выполняет переключения в системе электрифицированных железных дорог.

Все результаты функционирования системы тягового электроснабжения поступают в блок базы данных 16 для хранения и получения закономерностей в планировании графика положений коммутационных аппаратов и устройств РПН во времени.

Поездной диспетчер 6 обращается к блоку базы данных 16 за информацией по графикам движения поездов и напряжений на тяговых нагрузках 32 и при необходимости корректирует его.

Система обеспечивает выполнение графика движения поездов при нормируемом напряжении и минимальных потерях электрической энергии при получении исполненных графиков энергетических показателей работы системы и учета расхода ресурса коммутационных аппаратов для снижения потерь электрической энергии, а также позволяет получить график минимальных межпоездных интервалов за счет определения разности между предельно допустимыми и действительными эффективными токами фидеров и обмоток силовых трансформаторов, минимальных, средних и максимальных напряжений в тяговой сети при рациональном использовании ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока содержит систему внешнего и районного электроснабжения, тяговые подстанции, каналы связи, тяговую сеть и диспетчерский пункт с поездным диспетчером и энергодиспетчерами. Система электроснабжения также содержит датчики времени, датчики напряжения вводов распределительных устройств, датчики тока вводов распределительных устройства, датчики углов сдвига тока относительно напряжения, датчики ресурса коммутационных аппаратов, блоки регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоки регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, блок анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, блок регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов, блок выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и блок базы данных. Диспетчерский пункт соединен каналами связи с блоком базы данных, блоком регистрации положений коммутационных аппаратов и блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов. Технический результат заключается в обеспечении выполнения графика движения поездов при минимальных потерях электрической энергии. 1 ил.

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока 25 кВ, содержащая систему внешнего и районного электроснабжения, тяговые подстанции, включающие силовые трансформаторы с устройством РПН, а также распределительные устройства высшего, районного и тягового напряжения, включающие коммутационные аппараты, в частности высоковольтные выключатели и разъединители, устройства компенсации реактивной мощности, каналы связи, тяговую сеть, включающую рельсовую сеть и контактную сеть с секциями контактных подвесок, пост секционирования с первой и второй секциями шин и высоковольтными выключателями, а также диспетчерский пункт с поездным диспетчером и энергодиспетчером, при этом тяговые подстанции электрически соединены системой внешнего и районного электроснабжения, причем силовые трансформаторы подключены к системе внешнего, районного электроснабжения и тяговой сети через высоковольтные выключатели и разъединители распределительного устройства высшего, районного и тягового напряжения, тяговая сеть соединена с распределительным устройством тягового напряжения, контактная сеть разделена на секции контактных подвесок, которые соединены между собой посредством первой и второй секций шин и высоковольтных выключателей поста секционирования, а также подключены к распределительным устройствам тягового напряжения через устройства компенсации реактивной мощности, поездной и энергодиспетчер связаны каналами связи, причем энергодиспетчер связан каналами связи с коммутационными аппаратами распределительных устройств высшего, районного и тягового напряжения, с устройствами компенсации реактивной мощности и высоковольтным выключателем поста секционирования и тяговыми нагрузками, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена датчиками времени, датчиками напряжения вводов распределительного устройства высшего, тягового и районного напряжения, датчиками тока вводов фидеров распределительного устройства районного напряжения и вводов фидеров распределительного устройства тягового напряжения, датчиками углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного и тягового напряжения, датчиками ресурса коммутационных аппаратов распределительных устройств высшего, районного и тягового напряжения, блоками регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоками регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН и блоком базы данных, при этом датчики напряжения вводов распределительного устройства высшего, районного и тягового напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков напряжения, датчики тока вводов, фидеров распределительного устройства районного напряжения и вводов, фидеров контактной сети распределительного устройства тягового напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков тока, датчики углов сдвига тока относительно напряжения вводов распределительного устройства районного и тягового напряжения соединены каналами связи с блоками регистрации графиков углов, датчики ресурса коммутационных аппаратов соединены с блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, датчики времени соединены с блоками регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоком анализа электрической энергии, причем блоки регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения соединены с блоком регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, при этом блоки регистрации графиков тока, напряжения, углов сдвига тока относительно напряжения и графиков электрической энергии соединены каналами связи с блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, который соединен каналами связи с блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, который соединен с блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, поездной диспетчер соединен каналами связи с блоком базы данных, а энергодиспетчер соединен с блоком регистрации положений коммутационных аппаратов и устройств РПН и блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН, блок базы данных соединен каналами связи с блоками регистрации графиков тока, напряжения и углов сдвига тока относительно напряжения, блоками регистрации графиков потерь мощности и электрической энергии, блоком анализа исполненных и плановых графиков энергетических показателей, блоком регистрации расхода ресурса коммутационных аппаратов и устройств РПН, блоком выбора рациональных положений коммутационных аппаратов и устройств РПН.