Устройство ограничения уравнительного тока контактной сети переменного тока Российский патент 2020 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электросетям и распределение электрической энергии, в частности к устройствам энергоснабжению железнодорожного транспорта, а конкретнее устройствам ограничения уравнительных токов в контактной сети переменного тока.

Известно устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока, содержащее первый выключатель, подключенный первым полюсом к шине 27,5 кВ, а вторым полюсом через реактор - к первому выводу конденсаторной батареи с последовательно соединенными секциями, демпфирующий резистор, зашунтированный вторым выключателем и подключенным между вторым выводом конденсаторной батареи и рельсом, отличающий тем, что введен третий выключатель, подсоединенный первым полюсом к точке соединения двух секций конденсаторной батареи, а вторым полюсом - к рельсу. [Патент РФ №2475912, МПК: Н02Н 3/00, опубл. 20.09.2012, Бюл. №26, «Устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока», авторы Серебряков А.С, Герман Л.А. и др.]

Недостатком данного устройств является низкая надежность электроснабжения, и большие потери.

Известны схемы питания и секционирования тяговой сети на железнодорожном транспорте с устройствами поперечной компенсации реактивной мощности, где устройства ограничения уравнительного тока контактной сети переменного тока двухпутного участка, подключенной к двум тяговым подстанциям, питающимися от сетей энергосистемы, содержащие выключатели питающих линий контактной сети четного и нечетного путей, подключенных к контактной сети у нейтральных вставках, и пост секционирования с выключателями питающих линий контактной сети. Причем пост секционирования представляет схему с выключателями, которые нормально отключены и включаются при проходе токоприемником воздушного промежутка ПС. Тяговые подстанции подключены к сетям энергосистемы 110(220)кВ, а питающие линии контактной сети подключены к нейтральным вставкам четного и нечетного путей у тяговых подстанциях в связи с различной фазировкой подключенных напряжений питающих линий. [Разработан Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования Омским государственным университетом путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) Система тягового электроснабжения железной дороги переменного тока. Методика выбора мест размещения и мощности устройств продольной и поперечной компенсации реактивной мощности.: Стандарт ОАО «РЖД», 2014 г., 9-10].

Недостатком данного устройств является низкая надежность электроснабжения за счет, сокращения ресурса коммутационного оборудования путем включения или отключения нейтральных вставок у поста секционирования, которые включаются при каждом проходе четного и нечетного поездов (до 300-400 раз.).

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом изобретению является повышение надежности системы электроснабжения за счет повышения ресурса коммутационного оборудования.

Технический результат достигается тем что согласно изобретению в устройство дополнительно введены регулируемая установка поперечной емкостной компенсации и пункт параллельного соединения контактной сети, который подключен к выключателям питающих линий контактной сети одной подстанции, находящейся в нормальном режиме в состоянии «отключено», который подсоединен к контактной сети каждого пути управляемыми разъединителями, а регулируемая установка поперечной емкостной компенсации включена между шиной и рельсом.

Введение в устройство дополнительно пункта параллельного соединения и регулируемой установки поперечной емкостной компенсации, которая подключена к шине пункта параллельного соединения и рельсу, в месте подключений питающих линий одной из подстанций и отключения этих питающих линий этой подстанции, что позволяет повысить надежность системы электроснабжения.

На фиг - представлена принципиальная схема устройства ограничения уравнительного тока контактной сети переменного тока двухпутного участка.

Устройство ограничения уравнительного тока контактной сети переменного тока состоит сети 110(220) кВ - 1, силовые трансформаторы тяговых подстанций А и В - 2, - 3., выключатели контактной сети тяговых подстанций - 4, - 5, - 6, - 7., шина поста секционирования - 8., выключатели контактной сети поста секционирования - 9, - 10, - 11, - 12., нейтральная вставка четного пути - 13., нейтральная вставка нечетного пути - 14., воздушный промежуток поста секционирования четного пути - 15., воздушный промежуток поста секционирования четного пути - 16., контактная сеть четного пути - 17., контактная сеть нечетного пути - 18., рельс - 19., пункт параллельного соединения - 20., управляемые разъединители пункта параллельного соединения - 21., компенсирующие устройство - 22., 23 шина пункта параллельного соединения.

Устройство работает следующим образом.

Сети 110 кВ 1 питают тяговые подстанции, силовые трансформаторы тяговых подстанций А и В - 2, - 3 понижают напряжение до 27,5 кВ,

Секционирование контактной сети выполнено у тяговой подстанции В, нормальное положение выключателей - 6, - 7 подстанции В - отключено. Тем самым формируем консольное питание контактной сети от подстанции А. Нормальное положение выключателей - 9, - 10, - 11, - 12, поста секционирования - включены.

Вводится пункт параллельного соединения пункт параллельного соединения - 20, в конце консольного участка контактной сети и тяговой подстанции В с двумя нормально включенными управляемыми разъединителями - 21, для соединения контактной сети четного и нечетного путей - 18, - 17.

К шине пункта параллельного соединения 20, подключается регулируемое компенсирующие устройство - 22. При снижении тяговой нагрузки и повышении напряжения на шинах 23 пункта параллельного соединения следует снижать мощность компенсирующего устройства, то есть переключать на режим малой мощности.

При отключении любого управляемого разъединителя - 21 пункт параллельного соединения, контактной сети одного пути повышается напряжении на шине пункта параллельного соединения - 20, и напряжение на другом пути.

Пункт параллельного соединения - 20 и компенсирующие устройство - 20, расположены на тяговой подстанции, а не на контактной сети - 17, - 18, поэтому все с обслуживание оборудования может выполнятся персоналом тяговой подстанции.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность системы тягового электроснабжения, за счет увеличения срока службы выключателя в 10 раз.

Использование: в области электротехники для ограничения уравнительных токов в контактной сети переменного тока. Технический результат - повышение надежности системы электроснабжения за счет повышения ресурса коммутационного оборудования. Устройство ограничения уравнительного тока контактной сети переменного тока двухпутного участка, с двумя тяговыми подстанциями, питающимися от сетей энергосистемы, содержит рельс, шину, выключатели тяговых подстанций питающих линий контактной сети четного и нечетного путей, подключенных к контактной сети у нейтральных вставок, и пост секционирования с выключателями питающих линий контактной сети. В устройство дополнительно введены регулируемая установка поперечной емкостной компенсации и пункт параллельного соединения контактной сети, который подключен к выключателям питающих линий контактной сети одной подстанции, находящейся в нормальном режиме в состоянии «отключено», и подсоединен к контактной сети каждого пути управляемыми разъединителями, а регулируемая установка поперечной емкостной компенсации включена между шиной и рельсом. 1 ил.

Устройство ограничения уравнительного тока контактной сети переменного тока двухпутного участка, с двумя тяговыми подстанциями, питающимися от сетей энергосистемы, содержащее рельс, шину, выключатели тяговых подстанций питающих линий контактной сети четного и нечетного путей, подключенных к контактной сети у нейтральных вставок, и пост секционирования с выключателями питающих линий контактной сети, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены регулируемая установка поперечной емкостной компенсации и пункт параллельного соединения контактной сети, который подключен к выключателям питающих линий контактной сети одной подстанции, находящейся в нормальном режиме в состоянии «отключено», и подсоединен к контактной сети каждого пути управляемыми разъединителями, а регулируемая установка поперечной емкостной компенсации включена между шиной и рельсом.