Система автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог и способ управления такой системой Российский патент 2020 года по МПК B60M3/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к области тягового электроснабжения для электрифицированных железных дорог и, в частности, к технологии автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0002] Для электрифицированных железных дорог в Китае, как правило, применяются однофазные системы питания переменного тока, и для максимально возможного выравнивания трех фаз нагрузок энергосистемы часто используется схема питания с последовательным чередованием фаз и разделением фаз по участкам. Соседние интервалы подачи питания между участками с разделенными фазами разделяются воздухом или изоляторами, что называется электрическим разделением фаз.

[0003] Для предотвращения пережога деталей подвески системы подвесной контактной линии электровоза, быстро проходящего место разделения фаз, вследствие электрической дуги и даже возникновения межфазных коротких замыканий и других аварий, когда поезд пересекает место разделения фаз, машинисту необходимо вручную опустить пантограф, выключить вспомогательный блок, отключить главный выключатель и управлять поездом для прохождения через участок разделения фаз по инерции, а затем замкнуть главный выключатель, включить вспомогательный блок и поднять пантограф, чтобы возобновить электропитание для завершения процесса пересечения места разделения фаз, что обычно называют пересечением места разделения фаз с опущенным пантографом. С увеличением скорости поезда и частым пересечением мест разделения фаз машинисту становится тяжело работать или он не может завершить пересечение места разделения фаз из-за запоздалого ручного реагирования, поэтому необходимо предпринять меры. Основные меры можно разделить на технологию автоматического пересечения мест разделения фаз и технологию синфазного электропитания с устранением разделения фаз. Синфазный источник питания может принципиально устранить разделение фаз на выходе из тяговой подстанции, так что поезд может проходить без прерывания питания, однако проблема пересечения мест разделения фаз для постов участков все еще должна быть решена, когда энергосистема не допускает двустороннего электропитания. В настоящее время существует два способа автоматического пересечения мест разделения фаз, в том числе бортовое автоматическое пересечение мест разделения фаз и автоматическое пересечение мест разделения фаз с помощью заземляющего переключателя.

[0004] Бортовое автоматическое пересечение мест разделения фаз имитирует машиниста, вручную пересекающего место разделения фаз с помощью системы управления поездом посредством комбинации поездных и стрелочных сигналов. Во время бортового автоматического пересечения места разделения фаз у поезда имеется большое время прерывания питания и большая потеря скорости, в то же самое время существуют такие риски как мертвые зоны и остановка в электропитании, при этом риски возрастают, когда поезд останавливается на длинном и сильно наклонном участке.

[0005] Современный способ автоматического пересечения места разделения фаз с помощью заземляющего переключателя состоит в том, чтобы переключать напряжение плеч электропитания на двух концах разделенной фазы на нейтральную вставку с помощью заземляющих переключателей в сочетании с сигналом определения местоположения поезда, при этом переключающее действие не требуется для поезда, время прерывания питания включает только время переключения двух комплектов заземляющих переключателей, которое обычно составляет от 200 мс до 400 мс и мало влияет на потерю скорости поезда, и отсутствует мертвая зона для электропитания. Однако, несмотря на короткое время выключения, эта схема недоступна для систем тягового привода некоторых высокоскоростных поездов, которые необходимо повторно запускать после пересечения места разделения фаз, что влияет на рабочие характеристики поезда.

[0006] Кроме того, независимо от того, идет ли речь о бортовом автоматическом пересечении места разделения фаз или автоматическом пересечении места разделения фаз с помощью заземляющего переключателя, переключение при этом будет генерировать переходный процесс, легко вызывая перенапряжение или сверхток во время работы и даже повреждение компонентов, которое может привести к неисправности.

[0007] В силу той особенности, что два плеча электропитания с двух сторон поста участка подают питание для синфазного напряжения, настоящая заявка может содействовать переходу технологии автоматического пересечения места разделения фаз на новый продвинутый уровень бесперебойного питания поезда. Она применима к множеству поездов и может эффективно подавлять переходный электрический процесс, а также перенапряжения и сверхтоки, не оказывая негативного влияния на электрическую сеть.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Целью настоящего изобретения является разработка системы автоматического пересечения места разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог, которая может эффективно решить проблему автоматического пересечения места разделения фаз для бесперебойного электропитания постами электрифицированных участков железных дорог.

[0009] Другой целью настоящего изобретения является разработка способа управления для системы автоматического пересечения мест разделения фаз для электрифицированных железных дорог, который может эффективно решить проблему управления бесперебойным электропитанием в системе автоматического пересечения мест разделения фаз постами электрифицированных участков железных дорог.

[0010] Для достижения цели в настоящем изобретении используется следующее техническое решение: система автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог содержит: нормально замкнутый тиристорный выключатель 1 (Т1) и тиристорный выключатель 2 (Т2), нормально разомкнутый выключатель 1 (К1) нагрузки и выключатель 2 (К2) нагрузки, нормально разомкнутый резервный выключатель 1 (К11) и резервный выключатель 2 (К22), резистор 1 (R1) и резистор (R2), трансформатор 1 (Н1) тока и трансформатор 2 (Н2) тока, а также трансформатор (V) напряжения; плечо электропитания разделено на плечо 1 (А1) электропитания и плечо 2 (А2) электропитания, плечо 1 (А1) электропитания подключено к одному концу нейтральной вставки (А0) через секционный разделитель 1 (S1), а плечо 2 (А2) электропитания подключено к другому концу нейтральной вставки (А0) через секционный разделитель 2 (S2); пост в концевом сегменте плеча 1 (А1) электропитания, расположенный рядом с секционным разделителем 1 (S1), оборудован идентификатором 1 (Р1) пантографа, пост, снабженный секционным разделителем 1 (S1), оборудован идентификатором 2 (Р2) пантографа, а пост, снабженный секционным разделителем 2 (S2), оборудован идентификатором 3 (Р3) пантографа; выключатель 1 (К1) нагрузки, тиристорный выключатель 1 (Т1) и трансформатор 1 (Н1) тока соединены последовательно и далее подключены к двум концам секционного разделителя 1 (S1) параллельно, а резистор 1 (R1) и резервный выключатель 1 (К11) также подключены к двум концам секционного разделителя 1 (S1) параллельно, соответственно; выключатель 2 (К2) нагрузки, тиристорный выключатель 2 (Т2) и трансформатор 2 (Н2) тока соединены последовательно и далее подключены к двум концам секционного разделителя 2 (S2) параллельно, а резистор 2 (R2) и резервный выключатель 2 (К22) также подключены к двум концам секционного разделителя 2 (S2) параллельно, соответственно; трансформатор (V) напряжения подключен между соединением плеча 1 (А1) электропитания и секционного разделителя 1 (S1) и заземлением рельсов параллельно; сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа, идентификатора 3 (Р3) пантографа, выходные концы трансформатора 1 (Н1) тока и трансформатора 2 (Н2) тока, а также выходной конец трансформатора (V) напряжения подключены к блоку (CU) управления; и запускающие концы тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2), рабочие концы выключателя 1 (К1) нагрузки и выключателя 2 (К2) нагрузки, а также рабочие конца резервного выключателя 1 (К11) и резервного выключателя 2 (К22) подключены к блоку (CU) управления.

[0011] Удаленное устройство (YD) также может быть подключено к блоку (CU) управления.

[0012] Вторая цель настоящего изобретения реализуется посредством следующего технического решения: способ автоматического управления пересечения места разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог включает следующее: когда поезд входит на нейтральную вставку (А0) через секционный разделитель 1 (S1), тиристорный выключатель 1 (Т1) выключается, тиристорный выключатель 2 (Т2) получает команду на включение немедленно после того, как тиристорный выключатель 1 (Т1) выключается во время перехода тока через ноль для завершения мгновенного выключения в текущей точке перехода через ноль с плеча 1 (А1) электропитания на плечо 2 (А2) электропитания, то есть нейтральная вставка (А0) отключается от плеча 1 (А1) электропитания и напрямую подключается к плечу 2 (А2) электропитания, обеспечивая бесперебойное электропитание. Кроме того, резистор 1 (R1) и резистор (R2) работают независимо или совместно, чтобы подавить уравнительный ток и уменьшить помехи в электрической сети до минимально допустимого уровня, и между тем подавить переходный процесс. Последовательность управления конкретно следующая:

[0013] А. начальное состояние системы, когда на нейтральной вставке (А0) нет поезда; и сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа и идентификатора 3 (Р3) пантографа имеют выходной сигнал 0;

[0014] В. если сигнальный конец идентификатора 1 (Р1) пантографа имеет выходной сигнал 1, то есть когда идентификатор 1 (Р1) пантографа обнаруживает, что поезд (L) движется от плеча 1 (А1) электропитания к секционному разделителю 1 (S1), блок (CU) управления выбирает форму выходного сигнала трансформатора (V) напряжения, чтобы определить переход напряжения через ноль, и немедленно подает команду на включение тиристорного выключателя 1 (Т1), чтобы разрешить прямое подключение нейтральной вставки (А0) к плечу 1 (А1) электропитания; и в этот момент резистор 1 (R1) закорочен, а резистор (R2) работает;

[0015] С. если сигнальный конец идентификатора 2 (Р2) пантографа имеет выходной сигнал 1, то есть когда поезд (L) входит на нейтральную вставку (А0) от плеча 1 (А1) электропитания через секционный разделитель 1 (S1), блок (CU) управления подает команду на выключение тиристорного выключателя 1 (Т1) и подает команду на включение тиристорного выключателя 2 (Т2) немедленно после того, как тиристорный выключатель 1 (Т1) выключается во время перехода тока через ноль, то есть нейтральная вставка (А0) отключена от плеча 1 (А1) электропитания, но непосредственно подключена к плечу 2 (А2) электропитания; и в этот момент времени резистор 1 (R1) возвращается к работе, а резистор 2 (R2) закорочен; а также

[0016] D. если сигнальный конец идентификатора 3 (Р3) пантографа имеет выходной сигнал 1, то есть когда поезд входит в плечо 2 (А2) электропитания из нейтральной вставки (А0) через секционный разделитель 2 (S2), блок (CU) управления подает команду на выключение тиристорного выключателя 2 (Т2), то есть нейтральная вставка (А0) отключается от плеча 2 (А2) электропитания; в этот момент времени резистор 2 (R2) возвращается к работе; то есть сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа и идентификатора 3 (Р3) пантографа сбрасываются в 0, и система возвращается в исходное состояние А, тем самым завершая переключение для бесперебойного электропитания с плеча 1 (А1) электропитания на плечо 2 (А2) электропитания.

[0017] Как тиристорный выключатель 1 (Т1), так и тиристорный выключатель 2 (Т2) являются двунаправленными тиристорными выключателями переменного тока.

[0018] Как резистор 1 (R1), так и резистор 2 (R2) являются высоковольтными резисторами высокого сопротивления и имеют номинальное напряжение, достигающее 27,5 кВ относительно земли, и напряжения, превышающие или равные 10 кВ на двух концах со значением сопротивления, превышающим или равным 500 Ом; и резистор 1 (R1), и резистор 2 (R2) работают независимо или совместно, чтобы подавить уравнительный ток и переходный процесс.

[0019] Когда токи, обнаруживаемые на выходных концах трансформатора 1 (Н1) тока и трансформатора 2 (Н2) тока, превышают 0 одновременно, то есть тиристорный выключатель 1 (Т1) и тиристорный выключатель 2 (Т2) включены одновременно, что считается отказом (о чем сообщается удаленным устройством (YD) в виде аварийного сигнала о сбое), блок (CU) управления подает команду на отключение выключателя 1 (К1) нагрузки и выключателя 2 (К2) нагрузки, отключает тиристорный выключатель 1 (Т1) и тиристорный выключатель 2 (Т2), а затем подает команду резервному выключателю 1 (К11) и резервному выключателю 2 (К22) выполнять операцию автоматического пересечения места разделения фаз вместо тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2), соответственно, с использованием способа управления, аналогичного традиционному автоматическому пересечению места разделения фаз с заземлением.

[0020] Очевидно, что блок (CU) управления может также собирать информацию о включении-выключении выключателя 1 (К1) нагрузки и выключателя 2 (К2) нагрузки, тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2), а также резервного выключателя 1 (К11) и резервного выключателя 2 (К22), и дополнительно анализирует их рабочие состояния, чтобы своевременно обнаружить неисправности.

[0021] Для удобства капитального ремонта общим правилом является то, что ветвь резистора 1 (R1) и резистора 2 (R2) должна быть последовательно подключена к выключателю изоляции; система по-прежнему может работать, когда резистор 1 (R1) и резистор 2 (R2) завершают работу, однако, когда тиристор 1 (Т1) и тиристор 2 (Т2) не соответствуют друг другу, может возникнуть более сильный переходный процесс или уравнительный ток.

[0022] Для согласования с активированной электропроводностью тиристора и улучшения демпфирующего свойства применительно к переходному процессу между нейтральной вставкой (А0) и заземлением рельсов параллельно может быть подключен набор высоковольтных резисторов с высоким сопротивлением.

[0023] Настоящее изобретение основано на следующем рабочем принципе: два плеча электропитания на двух сторонах поста участка питаются напряжением или линейным напряжением одной фазы от трехфазной электросети; применительно к цепи с частотой 50 Гц, время включения и выключения электронных переключателей питания, таких как тиристоры, очень короткое, им можно пренебречь, то есть считается, что тиристорные выключатели включаются и выключаются мгновенно. Скачки напряжения могут быть эффективно уменьшены путем включения тиристорных выключателей во время перехода напряжения через ноль для включения тиристорных выключателей для закорачивания резисторов. После того как тиристорный выключатель 1 выключается во время перехода тока через ноль, тиристорный выключатель 2 немедленно получает команду на включение, чтобы завершить мгновенное переключение в точке перехода тока через ноль с плеча 1 электропитания на плечо 2 электропитания, то есть электропитание для поезда временно переключается на плечо 2 электропитания, обеспечивая бесперебойное электропитание. Высоковольтные резисторы 1 и 2 с высоким сопротивлением, подключенные к системе последовательно, работают либо независимо, либо совместно для подавления уравнительного тока и уменьшения помех в электрической сети до минимально допустимого уровня, и в то же самое время для создания демпфирующего эффекта для подавления переходного процесса и перенапряжения или перегрузки по току, которые могут быть вызваны системой тягового электропитания.

[0024] По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение обеспечивает следующие положительные эффекты.

[0025] I. Настоящее изобретение немедленно включает тиристорный выключатель 2 после того, как тиристорный выключатель 1 выключается во время перехода тока через ноль, завершая мгновенное переключение в точке перехода тока через ноль от плеча 1 электропитания к плечу 2 электропитания и обеспечивая бесперебойное электропитание для поезда, то есть время переключения равно 0 и применяется ко всем типам поездов, а время переключения для автоматического пересечения места разделения фаз с токовым заземляющим переключателем составляет в основном от 200 мс до 400 мс, что недопустимо для тягового привода некоторых моделей высокоскоростных поездов, которые необходимо повторно запускать после пересечения места разделения фаз, что влияет на рабочие характеристики поезда.

[0026] II. Во время переключения резисторы 1 и 2, подключенные к системе последовательно, работают либо независимо, либо совместно для подавления уравнительного тока и уменьшения помех в электрической сети до минимально допустимого уровня, а также для создания демпфирующего эффекта для подавления переходного процесса и перенапряжения или сверхтока, вызванных системой тягового электроснабжения.

[0027] III. Настоящее изобретение имеет функцию идентификации неисправностей и переключения системы, которая позволяет избежать увеличение масштабов аварии.

[0028] IV. Настоящее изобретение является усовершенствованным с точки зрения технологии, превосходным с точки зрения производительности и простым в реализации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0029] Фиг. 1 представляет схематический вид конструкции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0030] Фиг. 2 представляет схематический вид блока управления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0031] Настоящее изобретение будет дополнительно описано подробно ниже в сочетании с прилагаемыми чертежами и конкретными вариантами осуществления.

[0032] Фиг. 1 представляет конкретную реализацию настоящего изобретения, где система автоматического пересечения мест разделения фаз для постов участков электрифицированной железной дороги содержит: плечо 1 (А1) электропитания, нейтральную вставку (А0) и плечо 2 (А2) электропитания; плечо 1 (А1) электропитания подключено к одному концу нейтральной вставки (А0) через секционный разделитель 1 (S1), а плечо 2 (А2) электропитания подключено к другому концу нейтральной вставки (А0) через секционный разделитель 2 (S2); пост в концевом сегменте плеча 1 (А1) электропитания рядом с секционным разделителем 1 (S1) оборудован идентификатором 1 (Р1) пантографа, пост, снабженный секционным разделителем 1 (S1), оборудован идентификатором 2 (Р2) пантографа, а пост, снабженный секционным разделителем 2 (S2), оборудован идентификатором 3 (Р3) пантографа; выключатель 1 (К1) нагрузки, тиристорный выключатель 1 (Т1) и трансформатор 1 (Н1) тока соединены последовательно и далее подключены к двум концам секционного разделителя 1 (S1) параллельно, а резистор 1 (R1) и резервный выключатель 1 (К11) также подключены к двум концам секционного разделителя 1 (S1) параллельно, соответственно; выключатель 2 (К2) нагрузки, тиристорный выключатель 2 (Т2) и трансформатор 2 (Н2) тока соединены последовательно и далее подключены к двум концам секционного разделителя 2 (S2) параллельно, а резистор 2 (R2) и резервный выключатель 2 (К22) также подключены к двум концам секционного разделителя 2 (S2) параллельно, соответственно; трансформатор (V) напряжения подключен между соединением плеча 1 (А1) электропитания и секционного разделителя 1 (S1) и заземлением рельсов параллельно для измерения напряжения относительно земли; сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа, идентификатора 3 (Р3) пантографа, выходные концы трансформатора 1 (Н1) тока и трансформатора 2 (Н2) тока, а также выходной конец трансформатора (V) напряжения подключены к блоку (CU) управления; и запускающие концы тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2), рабочие концы выключателя 1 (К1) нагрузки и выключателя 2 (К2) нагрузки, а также рабочие конца резервного выключателя 1 (К11) и резервного выключателя 2 (К22) подключены к блоку (CU) управления; и удаленное устройство (YD) также может быть подключено к блоку (CU) управления.

[0033] Как тиристор 1 (Т1), так и тиристор 2 (Т2) являются двунаправленными тиристорными выключателями переменного тока и нормально разомкнуты; выключатель 1 (К1) нагрузки и выключатель 2 (К2) нагрузки нормально замкнуты; а резервный выключатель 1 (К11) и резервный выключатель 2 (К22) нормально разомкнуты.

[0034] Как резистор 1 (R1), так и резистор 2 (R2) являются высоковольтными резисторами высокого сопротивления и имеют номинальное напряжение, достигающее 27,5 кВ относительно земли, и напряжения, превышающие или равные 10 кВ на двух концах со значением сопротивления, превышающим или равным 500 Ом; при этом и резистор 1 (R1), и резистор 2 (R2) работают независимо или совместно, чтобы подавить уравнительный ток и переходный процесс. Для удобства капитального ремонта общим правилом является то, что ветвь резистора 1 (R1) и резистора 2 (R2) должна быть последовательно подключена к выключателю изоляции; система по-прежнему может работать, когда резистор 1 (R1) и резистор 2 (R2) завершают работу, однако, когда тиристор 1 (Т1) и тиристор 2 (Т2) не соответствуют друг другу, может возникнуть более сильный переходный процесс или уравнительный ток.

[0035] Трансформатор (V) напряжения используется для обнаружения напряжения плеч электропитания, и когда резистор 1 (R1) и резистор 2 (R2) работают, трансформатор (V) напряжения может быть расположен либо в плече 1 (А1) электропитания, либо в надлежащем положении на нейтральной вставке (А0), либо в плече 2 (А2) электропитания, так как плечо 1 (А1) находится в одной фазе с нейтральной вставкой (А0) и плечом 2 (А2) электропитания.

[0036] Для согласования с активированной электропроводностью тиристора и улучшения демпфирующего свойства применительно к переходному процессу между нейтральной вставкой (А0) и заземлением рельсов параллельно может быть подключен набор высоковольтных резисторов с высоким сопротивлением.

[0037] Последовательность управления, позволяющая системе автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог выполнять автоматическое пересечение места разделения фаз, является следующей:

[0038] А. начальное состояние системы, когда на нейтральной вставке (АО) нет поезда; и сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа и идентификатора 3 (Р3) пантографа имеют выходной сигнал, равный 0;

[0039] В. если сигнальный конец идентификатора 1 (Р1) пантографа имеет выходной сигнал 1, то есть когда идентификатор 1 (Р1) пантографа обнаруживает, что поезд (L) движется от плеча 1 (А1) электропитания к секционному разделителю 1 (S1), блок (CU) управления подает команду на включение тиристорного выключателя 1 (Т1), чтобы разрешить прямое подключение нейтральной вставки (А0) к плечу 1 (А1) электропитания в процессе определения формы выходного сигнала трансформатора (V) напряжения при переходе напряжения через ноль; и в этот момент резистор 1 (R1) закорочен, а резистор (R2) работает;

[0040] С. если сигнальный конец идентификатора 2 (Р2) пантографа имеет выходной сигнал 1, то есть когда поезд (L) входит на нейтральную вставку (А0) от плеча 1 (А1) электропитания через секционный разделитель 1 (S1), блок (CU) управления подает команду на выключение тиристорного выключателя 1 (Т1) и подает команду на включение тиристорного выключателя 2 (Т2) немедленно после того, как тиристорный выключатель 1 (Т1) выключается во время перехода тока через ноль, то есть нейтральная вставка (А0) заблокирована от плеча 1 (А1) электропитания, но непосредственно подключена к плечу 2 (А2) электропитания; и в этот момент времени резистор 1 (R1) возвращается к работе, а резистор 2 (R2) закорочен; а также

[0041] D. если сигнальный конец идентификатора 3 (Р3) пантографа имеет выходной сигнал 1, то есть когда поезд входит в плечо 2 (А2) электропитания из нейтральной вставки (А0) через секционный разделитель 2 (S2), блок (CU) управления подает команду на выключение тиристорного выключателя 2 (Т2), то есть нейтральная вставка (А0) отключается от плеча 2 (А2) электропитания; в этот момент времени резистор 2 (R2) возвращается к работе; то есть сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа и идентификатора 3 (Р3) пантографа получают команду на сброс в 0, и система возвращается в исходное состояние А, тем самым завершая переключение для бесперебойного электропитания с плеча 1 (А1) электропитания на плечо 2 (А2) электропитания.

[0042] Пример, показанный на чертежах, предполагает, что поезд движется слева направо, шаги для автоматического пересечения места разделения фаз могут быть выполнены аналогичным образом, когда поезд движется справа налево, и подробное описание здесь будет опущено.

[0043] Фиг. 2 представляет схематический вид блока управления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа и идентификатора 3 (Р3) пантографа, выходные концы трансформатора 1 (Н1) тока и трансформатора 2 (Н2) тока, выходной конец трансформатора (V) напряжения, запускающие концы тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2), рабочие концы выключателя 1 (К1) нагрузки и выключателя 2 (К2) нагрузки, а также рабочие концы резервного выключателя 1 (К11) и резервного выключателя 2 (К22) все подключены к блоку (CU) управления; и удаленное устройство (YD) также может быть подключено к блоку (CU) управления.

[0044] Идентификатор 1 (Р1) пантографа, идентификатор 2 (Р2) пантографа и идентификатор 3 (Р3) пантографа выводят сигналы обнаружения на блок (CU) управления через сигнальные концы, на этой основе блок (CU) управления определяет положение, в котором поезд находится в плече 1 (А1) электропитания, нейтральной вставке (А0) и плече 2 (А2) электропитания, отправляет команду на включение или выключение тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2) для завершения мгновенного переключения в точке перехода тока через ноль от плеча 1 электропитания к плечу 2 электропитания и для разрешения прерванного электропитания на поезд, а затем подает команду на сигнальные концы идентификатора 1 (Р1) пантографа, идентификатора 2 (Р2) пантографа и идентификатора 3 (Р3) пантографа на сброс выходных сигналов в 0, и система возвращается в исходное состояние.

[0045] Когда токи, обнаруженные на выходных концах трансформатора 1 (Н1) тока и трансформатора 2 (Н2) тока, превышают 0 одновременно, то есть тиристорный выключатель 1 (Т1) и тиристорный выключатель 2 (Т2) считаются включенными одновременно, что считается неисправностью, блок (CU) управления подает команду на размыкание выключателя 1 (К1) нагрузки и выключателя 2 (К2) нагрузки, отключает тиристорный выключатель 1 (Т1) и тиристор 2 (Т2), а затем подает команду на резервный выключатель 1 (К11) и резервный выключатель 2 (К22) для выполнения операции автоматического пересечения места разделения фаз вместо тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2), соответственно, что аналогично способу автоматического пересечения места разделения фаз с помощью заземляющего переключателя, когда в сочетании с выходными сигналами идентификаторов пантографов плечо 1 (А1) электропитания и плечо 2 (А2) электропитания последовательно переключаются на нейтральную вставку посредством резервного выключателя 1 (К11) и резервного выключателя 2 (К22), действующих в качестве резерва для реализации автоматического пересечения места разделения фаз.

[0046] Очевидно, что блок (CU) управления также может собирать информацию о включении-выключении выключателя 1 (К1) нагрузки и выключателя 2 (К2) нагрузки, тиристорного выключателя 1 (Т1) и тиристорного выключателя 2 (Т2), а также резервного выключателя 1 (К11) и резервного выключателя 2 (К22) и дополнительно анализировать их рабочие состояния для своевременного обнаружения неисправностей.

[0047] Кроме того, удаленное устройство (YD) получает информацию через блок (CU) управления и подает команду.

Группа изобретений относится к электрифицированным железным дорогам. Система автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог содержит идентификаторы пантографов, трансформатор напряжения, первый резистор и первый тиристорный выключатель, которые параллельно подключены к двум концам первого секционного разделителя, второй резистор и второй тиристорный выключатель, которые параллельно подключены к двум концам второго секционного разделителя, и блок управления. При этом когда поезд движется от первого плеча электропитания к первому секционному разделителю, включают первый тиристорный выключатель во время перехода через ноль напряжения первого плеча электропитания. В случае когда поезд движется от первого плеча электропитания в нейтральную вставку, выключают первый тиристорный выключатель в момент перехода через ноль тока и одновременно включают второй тиристорный выключатель. В случае когда поезд движется от нейтральной вставки во второе плечо электропитания, выключают второй тиристорный выключатель. Также заявлен способ автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог. Технический результат заключается в бесперебойном питании при пересечении мест разделения фаз электрифицированных участков. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог, отличающаяся тем, что она содержит:

идентификаторы пантографов для определения местоположения и направления движения поезда;

трансформатор напряжения для обнаружения напряжения первого плеча электропитания;

первый резистор и первый тиристорный выключатель, которые параллельно подключены к двум концам первого секционного разделителя, соответственно, при этом первый секционный разделитель находится между первым плечом электропитания и нейтральной вставкой;

второй резистор и второй тиристорный выключатель, которые параллельно подключены к двум концам второго секционного разделителя, соответственно, при этом второй секционный разделитель находится между нейтральной вставкой и вторым плечом электропитания; а также

блок управления для выполнения одной или более из следующих операций:

в случае когда поезд движется от первого плеча электропитания к первому секционному разделителю, управления первым тиристорным выключателем для его включения во время перехода через ноль напряжения первого плеча электропитания;

в случае когда поезд движется от первого плеча электропитания в нейтральную вставку через первый секционный разделитель, управления первым тиристорным выключателем для его выключения в момент времени перехода через ноль тока первого тиристорного выключателя и одновременно управления вторым тиристорным выключателем для его включения; а также

в случае когда поезд движется от нейтральной вставки во второе плечо электропитания через второй секционный разделитель, управления вторым тиристорным выключателем для его выключения.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первый и второй резисторы имеют номинальное напряжение, достигающее 27,5 кВ относительно земли, и имеют напряжение, превышающее или равное 10 кВ на двух концах, со значением сопротивления, превышающим или равным 500 Ом.

3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит:

первый выключатель нагрузки, первый трансформатор тока и первый резервный выключатель, причем первый выключатель нагрузки подключен к первому тиристорному выключателю и первому трансформатору тока последовательно, при этом все они образуют последовательный контур, подключенный к двум концам первого секционного разделителя, при этом первый резервный выключатель подключен к двум концам первого секционного разделителя параллельно; а также

второй выключатель нагрузки, второй трансформатор тока и второй резервный выключатель, причем второй выключатель нагрузки подключен ко второму тиристорному выключателю и второму трансформатору тока последовательно, при этом все они образуют последовательный контур, подключенный к двум концам второго секционного разделителя, при этом второй резервный выключатель подключен к двум концам второго секционного разделителя параллельно,

блок управления дополнительно используется для выполнения следующих операций:

в случае когда и первый трансформатор тока, и второй трансформатор тока обнаруживают ненулевой ток, управления первым и вторым выключателями нагрузки так, чтобы они были выключены, и применения операции управления, которая должна быть в данный момент применена к первому и второму тиристорным выключателям, к первому и второму резервным выключателям, соответственно.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит:

удаленное устройство,

причем блок управления дополнительно используется для отправки аварийного сигнала неисправности в удаленное устройство, в случае когда и первый трансформатор тока, и второй трансформатор тока обнаруживают ненулевой ток.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, когда первый резистор и второй резистор работают, первое плечо электропитания, нейтральная вставка и второе плечо электропитания находятся в одной фазе и трансформатор напряжения расположен на первом плече электропитания, или на нейтральной вставке, или на втором плече электропитания.

6. Способ автоматического пересечения мест разделения фаз для постов электрифицированных участков железных дорог, отличающийся тем, что:

первый резистор и первый тиристорный выключатель подключены параллельно к двум концам первого секционного разделителя между первым плечом электропитания и нейтральной вставкой, соответственно, а второй резистор и второй тиристорный выключатель подключены к двум концам второго секционного разделителя между нейтральной вставкой и вторым плечом электропитания,

при этом способ включает следующие шаги:

определение местоположения и направления движения поезда;

обнаружение напряжения первого плеча электропитания; а также

один или более из следующих шагов:

в случае когда поезд движется от первого плеча электропитания к первому секционному разделителю, управление первым тиристорным выключателем для его включения во время перехода через ноль напряжения первого плеча электропитания;

в случае когда поезд движется от первого плеча электропитания в нейтральную вставку через первый секционный разделитель, управление первым тиристорным выключателем для его выключения в момент времени пересечении нуля током первого тиристорного выключателя и одновременно управление вторым тиристорным выключателем для его включения; а также в случае когда поезд движется от нейтральной вставки во второе плечо электропитания через второй секционный разделитель, управление вторым тиристорным выключателем для его выключения.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что первый и второй резисторы имеют номинальное напряжение, достигающее 27,5 кВ относительно земли, и имеют напряжение, превышающее или равное 10 кВ на двух концах, со значением сопротивления, превышающим или равным 500 Ом.

8. Способ п. 6 или 7, отличающийся тем, что он дополнительно включает следующие шаги:

в случае когда и первый трансформатор тока, и второй трансформатор тока обнаруживают ненулевой ток, управление первым и вторым выключателями нагрузки так, чтобы они были выключены, и применение операции управления, которая должна быть в данный момент применена к первому и второму тиристорным выключателям, к первому и второму резервным выключателям, соответственно,

при этом первый тиристорный выключатель подключен к первому трансформатору тока и первому выключателю нагрузки последовательно, причем все они образуют последовательный контур, подключенный к двум концам первого секционного разделителя, при этом первый резервный выключатель подключен к двум концам первого секционного разделителя параллельно; а также

второй тиристорный выключатель подключен ко второму трансформатору тока и второму выключателю нагрузки последовательно, причем все они образуют последовательный контур, подключенный к двум концам второго секционного разделителя, при этом второй резервный выключатель подключен к двум концам второго секционного разделителя параллельно.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что он дополнительно включает следующий шаг:

отправку аварийного сигнала неисправности, в случае если и первый трансформатор тока, и второй трансформатор тока обнаруживают ненулевой ток.

10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что, когда первый резистор и второй резистор работают, первое плечо электропитания, нейтральная вставка и второе плечо электропитания находятся в одной фазе, а трансформатор напряжения находится на первом плече электропитания, или на нейтральной вставке, или на втором плече электропитания для обнаружения напряжения первого плеча электропитания.