СИСТЕМА КОНТРОЛЯ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ Российский патент 2022 года по МПК B60L3/00 G01R19/00 

Изобретение относится к области электрифицированного железнодорожного транспорта.

Известна система для учета электроэнергии в тяговых сетях (патент РФ №2446065). Система содержит подключенные к питающим линиям контактных проводов межподстанционной зоны, установленные на первой и второй тяговых подстанциях датчики напряжения и тока, которые передают сигналы, пропорциональные измеряемым токам и напряжениям, в стационарные устройства контроля. Узлы системы передачи данных и сеть передачи данных на устройство сбора и обработки данных установлены на электровозе. Датчик тока и напряжения подключен к электровозному устройству контроля и управления. При этом станционное и электровозные устройства контроля и управления связаны друг с другом с помощью радиоканала, реализованного с помощью двух радиомодемов. Передача информации от электровоза на тяговую подстанцию происходит при перемещении электровоза мимо подстанции в зоне прямого радиодоступа. С помощью системы ГЛОНАСС осуществляется определение текущих координат электровоза, привязка графика расхода электроэнергии к профилю пройденного пути и определение отклонений от энергооптимального режима ведения поезда. Синхронизация отсчетов времени на тяговой подстанции и на электровозе осуществляется с помощью отсчетов точного времени системы ГЛОНАСС.

Недостатками описанного способа являются невозможность оперативного контроля потребления электроэнергии при проходе по межподстанционной зоне поездов, т.к. передача информации от электровоза на тяговую подстанцию происходит только во время прохода электровоза мимо подстанции в зоне прямого радиодоступа, отсутствует возможность вести практический анализ электропотребления по всей длине тяговой сети, выявлять участки с повышенными потерями электроэнергии.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Техническим результатом является осуществление оперативного контроля уровней напряжения и тока в контактной сети и на токоприемниках электровозов по данным с датчиков напряжения, расположенных на перегоне, и датчиков, фиксирующих значения токов и напряжения на питающих линиях, выходящих с тяговых подстанций и постов секционирования, фиксирующих, запоминающих, передающих и ретранслирующих измеряемые данные на стационарные устройства сбора и анализа данных.

Технический результат достигается тем, что в систему контроля уровня напряжения в контактной сети, содержащую подключенные к питающим линиям контактных проводов межподстанционной зоны, установленные на тяговых подстанциях датчики напряжения и тока, которые передают сигналы, пропорциональные измеряемым токам и напряжениям, в станционное устройство сбора и обработки данных, согласно изобретению дополнительно устанавливаются датчики тока и напряжения на питающих контактные провода линиях, выходящих с постов секционирования, датчики тока и напряжения на пунктах параллельного соединения, датчики напряжения с системой передачи данных на контактной сети перегонов, информация об измеряемых токах и напряжениях с датчиков передается на устройства сбора и анализа данных, расположенные на тяговых подстанциях, передача осуществляется через радиоканал с возможностью ретрансляции через другие датчики, по информации о токах и напряжениях в питающих линиях и контактной сети определяется распределение нагрузки по тяговой сети, динамика уровня напряжения и токов при движении электроподвижного состава по участку, производится расчет потерь электроэнергии в реальном времени, на основе полученных значений принимают решения о дальнейшей работе системы тягового электроснабжения, в частности повышении или понижении напряжения на подстанции и включении или отключении резерва.

Установка дополнительных датчиков напряжения на перегоне позволяет определять распределение нагрузки по тяговой сети, динамику уровня напряжения при движении электроподвижных составов по участку, производить расчет потерь электроэнергии в реальном времени, выполнять анализ процесса электропотребления и контролировать работу системы электроснабжения на перегоне в том числе при отсутствии на нем электровозов - выявлять короткие замыкания и места, где они происходят, контролировать ток контактной сети в режиме плавки гололеда и профподогрева и другие виды контроля.

Установка дополнительных датчиков на перегоне расширяет функциональные возможности работы системы тягового электроснабжения.

На фигуре 1 приведена система контроля уровня напряжения в контактной сети однопутного участка.

На фигуре 2 приведена система контроля уровня напряжения в контактной сети двухпутного участка с раздельной схемой питания.

На фигуре 3 приведена система контроля уровня напряжения в контактной сети двухпутного участка с узловой схемой питания.

На фигуре 4 приведена система контроля уровня напряжения в контактной сети двухпутного участка с параллельной схемой питания.

Система состоит из датчиков тока и напряжения 5, установленных на питающих линиях 9 тяговых подстанций 2, постов секционирования 3 и пунктах параллельного соединения 4, датчиков напряжения 6, установленных на контактных подвесках 1, и передающих информацию на стационарные устройства сбора и анализа данных 7, связанных между собой каналами связи 8.

Система на фиг. 1 работает следующим образом.

Датчики тока и напряжения 5, установленные на питающих линиях 9 тяговых подстанций 2, измеряют ток, проходящий через линии, и напряжение на них. Датчики напряжения 6, установленные с определенным интервалом на контактных подвесках 1, измеряют напряжение в контактной сети. Датчики напряжения 6, установленные на контактных подвесках 1, передают информацию об измерениях на устройства сбора и анализа данных 7, расположенные на тяговых подстанциях 2, по радиоканалу. При этом каждый из этих датчиков служит ретранслятором для обеспечения передачи данных с датчиков, удаленных от устройств сбора и анализа данных 7. Информация с датчиков тока и напряжения 5, установленных на тяговых подстанциях 2, передается на устройства сбора и анализа данных 7 по проводным или беспроводным каналам связи. В устройствах сбора и анализа данных 7, с учетом обмена данными между собой по каналам связи 8, производится анализ нагрузки тяговой сети, расчет токов, напряжений и дислокации электроподвижных составов, потери электроэнергии в тяговой сети, анализ использования оборудования, прогноз и рекомендации и/или определение управляющих решений для системы тягового электроснабжения.

Система на фиг. 2 работает следующим образом.

Датчики тока и напряжения 5, установленные на питающих линиях 9 тяговых подстанций 2, измеряют ток, проходящий через линии, и напряжение на них. Датчики напряжения 6, установленные с определенным интервалом на контактных подвесках 1, измеряют напряжение в контактной сети. Датчики напряжения 6, установленные на контактных подвесках 1, передают информацию об измерениях на устройства сбора и анализа данных 7, расположенные на тяговых подстанциях 2, по радиоканалу. При этом каждый из этих датчиков служит ретранслятором для обеспечения передачи данных с датчиков, удаленных от устройств сбора и анализа данных 7. Информация с датчиков тока и напряжения 5, установленных на тяговых подстанциях 2, передается на устройства сбора и анализа данных 7 по проводным или беспроводным каналам связи. В устройствах сбора и анализа данных 7, с учетом обмена данными между собой по каналам связи 8, производится анализ нагрузки тяговой сети, расчет токов, напряжений и дислокации электроподвижных составов, потери электроэнергии в тяговой сети, анализ использования оборудования, прогноз и рекомендации и/или определение управляющих решений для системы тягового электроснабжения.

Система на фиг. 3 работает следующим образом.

Датчики тока и напряжения 5, установленные на питающих линиях 9 тяговых подстанций 2, постов секционирования 3, измеряют ток, проходящий через линии, и напряжение на них. Датчики напряжения 6, установленные с определенным интервалом на контактных подвесках 1, измеряют напряжение в контактной сети. Датчики напряжения 6, установленные на контактных подвесках 1, и датчики тока и напряжения 5, установленные на постах секционирования 3, передают информацию об измерениях на устройства сбора и анализа данных 7, расположенные на тяговых подстанциях 2, по радиоканалу. При этом каждый из этих датчиков служит ретранслятором для обеспечения передачи данных с датчиков, удаленных от устройств сбора и анализа данных 7. Информация с датчиков тока и напряжения 5, установленных на тяговых подстанциях 2, передается на устройства сбора и анализа данных 7 по проводным или беспроводным каналам связи. В устройствах сбора и анализа данных 7, с учетом обмена данными между собой по каналам связи 8, производится анализ нагрузки тяговой сети, расчет токов, напряжений и дислокации электроподвижных составов, потери электроэнергии в тяговой сети, анализ использования оборудования, прогноз и рекомендации и/или определение управляющих решений для системы тягового электроснабжения.

Система на фиг. 4 работает следующим образом.

Датчики тока и напряжения 5, установленные на питающих линиях 9 тяговых подстанций 2, постов секционирования 3 и пунктах параллельного соединения 4, измеряют ток, проходящий через линии, и напряжение на них. Датчики напряжения 6, установленные с определенным интервалом на контактных подвесках 1, измеряют -напряжение в контактной сети. Датчики напряжения 6, установленные на контактных подвесках 1, и датчики тока и напряжения 5, установленные на пунктах параллельного соединения 4 и постах секционирования 3, передают информацию об измерениях на устройства сбора и анализа данных 7, расположенные на тяговых подстанциях 2, по радиоканалу. При этом каждый из этих датчиков служит ретранслятором для обеспечения передачи данных с датчиков, удаленных от устройств сбора и анализа данных 7. Информация с датчиков тока и напряжения 5, установленных на тяговых подстанциях 2, передается на устройства сбора и анализа данных 7 по проводным или беспроводным каналам связи. В устройствах сбора и анализа данных 7, с учетом обмена данными между собой по каналам связи 8, производится анализ нагрузки тяговой сети, расчет токов, напряжений и дислокации электроподвижных составов, потери электроэнергии в тяговой сети, анализ использования оборудования, прогноз и рекомендации и/или определение управляющих решений для системы тягового электроснабжения.

Предлагаемая система контроля уровня напряжения в контактной сети позволяет по полученной информации определить распределение нагрузки и уровень напряжения в тяговой сети, которые используются для принятия решения о дальнейшей работе системы тягового электроснабжения, в частности повышения или понижения напряжения на подстанции, включения или отключения резерва. Также система позволяет распознать аварийный режим в тяговой сети и места возможных повреждений.

Использование: в области электрифицированного железнодорожного транспорта. Технический результат – обеспечение оперативного контроля уровней напряжения и тока в контактной сети и на токоприемниках электровозов. Система контроля содержит подключенные к питающим линиям контактных проводов межподстанционной зоны, установленные на тяговых подстанциях датчики напряжения и тока, датчики тока и напряжения на питающих контактные провода линиях, выходящих с постов секционирования, датчики тока и напряжения на пунктах параллельного соединения, датчики напряжения с системой передачи данных на контактной сети перегонов. Передача сигналов, пропорциональных измеряемым токам и напряжениям, осуществляется через радиоканал с возможностью ретрансляции через другие датчики. На устройствах сбора и анализа данных, расположенных на тяговых подстанциях определяется распределение нагрузки по тяговой сети, динамика уровня напряжения и токов при движении электроподвижного состава по участку, производится расчет потерь электроэнергии в реальном времени и принимаются решения о дальнейшей работе системы тягового электроснабжения, повышении или понижении напряжения на подстанции и включении или отключении резерва. 4 ил.

Система контроля уровня напряжения в контактной сети, содержащая подключенные к питающим линиям контактных проводов межподстанционной зоны, установленные на тяговых подстанциях датчики напряжения и тока, которые передают сигналы, пропорциональные измеряемым токам и напряжениям, в станционное устройство сбора и обработки данных, отличающаяся тем, что дополнительно устанавливаются датчики тока и напряжения на питающих контактные провода линиях, выходящих с постов секционирования, датчики тока и напряжения на пунктах параллельного соединения, датчики напряжения с системой передачи данных на контактной сети перегонов, информация об измеряемых токах и напряжениях с датчиков передается на устройства сбора и анализа данных, расположенные на тяговых подстанциях, передача осуществляется через радиоканал с возможностью ретрансляции через другие датчики, по информации о токах и напряжениях в питающих линиях и контактной сети определяется распределение нагрузки по тяговой сети, динамика уровня напряжения и токов при движении электроподвижного состава по участку, производится расчет потерь электроэнергии в реальном времени, на основе полученных значений принимают решения о дальнейшей работе системы тягового электроснабжения, в частности повышении или понижении напряжения на подстанции и включении или отключении резерва.