Устройство снижения уравнительных токов в тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока Советский патент 1987 года по МПК B60M1/00 

Изобретение относится к электроснабжению электрифицированных железных дорог переменного тока и может быть использовано для обнаружения и снижения уравнительных токов в электротяговой сети.

Целью изобретения является снижение потерь энергии.

На фиг. 1 показана электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 2 (а, б) - векторные диаграммы, поясняющие влияние уравнительного тока на результирующий фазовый угол тяговых подстанций.

Устройство содержит датчики 1 и 2 тока и напряжения, входы которых через трансформаторы 3 и 4 тока и напряжения связаны с тяговой сетью и установлены на смежных тяговых подстанциях, а выходы датчиков 1 тока и одни выходы датчика 2 напряжения подключены к датчику 5 угла сдвига и между током и напряжением, а другие выходы датчиков 2 напряжения через один канал 6 связи подключены к блоку 7 сравнения модулей напряжения, связанному с блоком 8 регулирования напряжения под нагрузкой понижающих трансформаторов 9, установленных на смежных подстанциях, вольтодобавочный трансформатор 10, блок 11 сравнения фаз напряжения, блок 12 регулирования напряжения по фазе и блок 13 управления вольтодобавочным трансформатором 10, который вторичной обмоткой включен в контактную сеть 14, а первичной к источнику напряжения, сдвинутого на ±90 эл.град. по отношению к рабочему напряжению. Понижающие трансформаторы 9 связаны с рельсовой цепью 15.

Устройство работает следующим образом.

С измерительных трансформаторов 4 напряжения обеих подстанций сигналы поступают на входы датчиков 2 напряжения, где сравниваются с заданным уровнем напряжения. Сигналы с датчика 2 напряжения тяговой подстанции Б через канал 6 связи поступает на один из входов блока 7 сравнения модулей напряжения. На другой вход блока 7 поступает сигнал с датчика 1 напряжения тяговой подстанции А. В случае неравенства уровней напряжения на шинах тяговой сети подстанций А и Б на выходе блока 7 сравнения модулей напряжения появляется сигнал, который поступает на вход блока 8 регулирования напряжения трансформатора, с помощью которого регулируется абсолютная величина напряжения на шинах подстанции А.

При достижении равенства модулей напряжения на тяговых подстанциях производится сравнение фаз напряжений тяговых подстанций А и Б и в случае необходимости - регулирование напряжений по фазе Для этого сигналы с измерительных трансформаторов 3 тока поступают на входы датчиков 1 тока, соответственно на подстанции А и Б, с выходов которых они подаются на один из входов датчиков 5 фазы.

На другой вход датчиков 5 фазы подаются сигналы от соответствующих датчиков 2 напряжения. Сигнал с выходи датчика 5 фазы подстанции Б через канал 6 связи поступает

на блок 11 сравнения фаз, установленный на тяговой подстанции А. С выхода блока 11- на вход блока 12 регулирования напряжения по фазе в случае отличия напряжений подстанций А и Б по фазе, поступает сигнал о необходимости регулирования.

0 Регулирование напряжения по фазе производится вольтодобавочным трансформатором 10, в качестве которого может быть использован отсасывающий трансформатор. Если к низковольтной обмотке такого транс,г форматора подключить напряжение 0,4 кВ от трансформатора собственных нужд подстанции, то в зависимости от его фазы обеспечивается регулирование фазы напряжения в тяговой сети 27,5 кВ на 1-2 эл.град.

5

5

0 Решение задачи точного определения фазы напряжения на смежных тяговых подстанциях путем непосредственного измерения величины фазовых углов представляет собой существенные трудности, так как здесь необходимо измерять фазовые углы, отличающиеся на 0,5-2 эл.град, что требует применения высокоточной телеизмерительной системы с очень высокой разрешающей способностью и, как следствие, передачи очень большого объема телеизмерительной Q информации. Необходима также разработка системы опорных сигналов для сравнения фаз, что представляет собой весьма сложную задачу вследствие временного запаздывания, а также несинусоидальности напряжений. Решение этой задачи существенно упростится, если в качестве датчиков 5 несовпадения фазы напряжения смежных подстанций А и Б использовать датчики коэффициентов мощности тяговых подстанций. Это решение принято на основании того, что уравнительный ток при равенстве напряжений на подстанциях по приводит к значительному изменению коэффициентов мощности тяговых подстанций, причем на одной из смежных подстанций он снижается, а на другой подстанции повышается. Это обстоятельство поясняется векторными диаграммами фиг. 2 (а,б), иллюстрирующими влияние одного и того же уравнительного тока на результирующий фазовый угол тяговых подстанций. На фиг. 2 (а и б) приняты следующие обозначения: Q UA и ОБ-напряжения на шинах смежных

подстанций А и Б;

Ь -уравнительный ток в тяговой сети, вызванный неравенством фаз напряжений смежных подстанций; 1вАи1яБ-величины токов нагрузки подстанций А и Б;

Ьи Ь- реальные токи подстанций, фАИфЕ-результирующие фазовые углы тяговых подстанций.

0

5

Различие фаз напряжений всего на 1 эл. град вызывает несовпадение фазовых углов между током и напряжением не менее, чем на 10-15 эл.град. Это позволяет резко повысить чувствительность устройства к наличию разности фаз напряжений смежных тяговых подстанций и избежать тем самым необходимости разработки и применения высокоточных телеизмерительных систем. В результате оказывается возможным использование для этой цели обычных систем телемеханики, применяемых на электрифицированных железных дорогах, например систему телемеханики «Лисна.

Формула изобретения

Устройство снижения уравнительных токов в тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащее датчики тока и напряжения, входы которых через трансформаторы тока и напряжения связаны с тяговой сетью и установлены на смежных тяговых подстанциях, а выходы датчиков тока и одни выходы датчика на0

5

0

пряжения подключены к датчику угла сдвига между током и напряжением, а другие выходы датчиков напряжения - через один канал связи подключены к блоку сравнения модулей напряжения, связанному с блоками регулирования напряжения под нагрузкой понижающих трансформаторов, установленных на смежных подстанциях, вольто- добавочный трансформатор, одна о бмотка которого включена в контактную сеть тяговой сети одной из подстанций, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь энергии, оно снабжено блоком сравнения фаз напряжений смежных подстанций, блоком регулирования напряжения по фазе и блоком управления вольтодобавочного трансформатора, подключенным выходами к другой обмотке указанного трансформатора, а входом - через блок регулирования напряжения по фазе к выходу блока сравнения фаз напряжений смежных подстанций, входы которого связаны через другой канал связи с выходами датчиков угла сдвига фаз между током и напряжением.

Изобретение относится к электроснабжению электрифицированных железных дорог переменного тока и обеспечивает снижение потерь энергии. Устройство содержит датчики тока и напряжения, связанные с тяговой сетью и установленные на смежных тяговых подстанциях. Выходы датчиков подключены к датчику угла сдвига между током и напряжением и через канал связи к блоку сравнения модулей напряжения, связанному с блоком регулирования напряжения под нагрузкой понижающих трансформаторов, установленных на смежных подстанциях. Устройство содержит вольтодобавочный трансформатор, подключенный вторичной обмоткой в контактную сеть, а первичной - к источнику напряжения, напряжение которого сдвинуто на ±90 эл.град. по отношению к рабочему напряжению. 2 ил. (Л 00 ел 01 сд

а

.

1/6

НА

fA

V,

нв

фиг.г

Составитель В. Кочетков

Редактор А. ДолиничТехред И. ВересКорректор О. Кравцова

Заказ 5466/19Тираж 590Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4