Система электроснабжения электрических железных дорог переменного тока Советский патент 1990 года по МПК B60M3/00 

Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока напряжением 25 кВ и предназначено для улучшения качества электрической энергии в контактной сети и питающей тяговую нагрузку линии электропередачи.

Цель изобретения - улучшение качества электрической энергии в контактной сети.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема системы электроснабжения; на фиг. 2 - векторные диаграммы напряжений районной и тяговой обмоток и схема подключения преобразователей к линии электропередачи к контактной сети.

Система состоит из трехфазно-двухфаз- ного трансформаторного преобразователя 1, соединенного своим выводом С с питающим фидером 2 с контактными сетями 3

левого плеча питания нечетного и четного путей, а выводом Ь|, отсасывающим фидером 4 с рельсовой сетью 5. Выводом а трансформаторный преобразователь 1 соединен питающим фидером 6 с контактными сетями правого плеча питания нечетного 7 и четного 8 путей. Контактная сеть 7 фидером 9 через разъединитель 10 и выключатель И соединена с шиной 12, которая через выключатель 13, разъединитель 14 и фидер 15 соединена с контактной сетью 8. Шина 12 через нормально разомкнутый разъединитель 16, через нормально разомкнутые контакты выключателя 17, через нормально разомкнутый разъединитель 18 соединена с шиной 19, которая через выключатель 20, разъединитель 21 и фидер 22 присоединена к контактной сети 23 нечетного пути. Шина 19 через выключатель

сд о

СО ГО

оъ о

24, разъединитель 25 фидером 26 присоединена к контактной сети 27 четного пути, которая питающим фидерок 28 соединена с контактной сетью 23 нечетного пути и зы- водом с2 трсхфазно-двухфазного трансформаторного преобразователя 29, который выводом Ь2 соединен отсосом 30 с рельсовой сетью 5, а выводом &ч он соединен пи тающим фидером 31 с контактной сетью нечетного 32 и четного 33 путей.

Контактная сеть 32 нечетного пути фидером 34 через разъединитель 35, выключатель 36 присоединена к шине 37, которая через выключатель 38, разъединитель 39 фидером 40 соединена с контактной сетью 33 четного пути. Шина 37 через нормально разомкнутый разъединитель 41, нормально разомкнутые контакты выключателя 42. нормально разомкнутый разъединитель 3 соединена с шиной 44, которая через выключатель 45, разъединитель 46 фидером 47 соединена с контактной сетью 48 четного пути, а выключателем 49 через разъединитель 50 фидером 5i она присоединена к контактной сети 52 нечетного пути. Контактные сети 48 и 52 питающим фидером 53 соединены с Вопзодом с3 трехфазно-двухфазнсго трансформаторного преобразователя 54, который выводом Ьз соединен отсосом 55 с рельсовой сетью 5, а выводов ай, питающим пидером 56 с контактными сетями 57 пра -ю,о плеча питания.

Система электроснабжения работает следующим образом.

Трехфазно-двулфазпый тра реформатор- пый преобразователь 1 выводами A,, BI, Q первичной обмотг ч, собранной в звезду, подключен к сказам читающей линии передачи, соответсть :«нс А, 13 С. Трехфазная вторичная обмотка, собранная в треугольник, питает районную нетпгову.-с нагрузку и компенсирует в магнятнок цени стержневого сердечника трансформаторного преобразователя магнитный IOTDK нулевой последовательности от тяговой обмотки.

Тяговая обмотка питает однофазные тяговые нагрузки левого и правого плеч пи- тания и зыполнена из четырех катушек. расположенных по одной на крайних стержнях и две на средней стержне. Начало катушки одного крайнего стержня соединено с началом одной катуш.-ы среднего стержня, качало катушки другого крайнего стержня соединено с началом 7ругой катушки, расположенное на сргдне л стерчкке. Ко-шь; катушек среднего стержня объединена в общую ТОЧКУ

соединен-,: с ныводон

трансформаторного преобразователя, который соединен с рельсовой сетью о. Конец одной катушки крайнего с -еужпя соединен с выводом а трансформаторного преобразователя, а конец другой катушки другого край- ыто стержня соединен : выводов с, Бектэрь напряжений UC,K , езогс плеча чиТё-НИЛ И :с ь Правого н;;еч; ПИТЛНЬИ ОД6И

0

5

0

О

Б

0

нуты друг относительно друга на угол 90°, фиг. 2.

Тяговая обмотка питает электрической энергией тяговые нагрузки левого плеча питания по цепи: от вывода Сь по питающему фидеру 2, по контактным сетям 3 нечетного и четного путей, через тяговые нагрузки, включенные между контактными сетями 3 и рельсовой сетью 5 (на фиг. 1 эти нагрузки не показаны), по рельсовой сети 5, по отсосу 4, к выводу bi трансформаторного преобразователя 1, а тяговые нагрузки правого плеча питания по цепи: от вывода ai по питающему фидеру 6, по контактным сетям 7 и 8 нечетного и четного путей соответственно, через тяговые нагрузки, включенные между контактными сетями 7 и 8 и рельсовой сетью 5, по рельсовой сети 5, по отсосу 4, к выводу bi фансфорыаторшго преобразователя 1. Контактная сеть 1 нечетного пути на посту секционирования соединена фидером 9, нормально замкнутым разъединителем 10, нормально замкнутыми контактами выключателя 11, шиной 12, нормально замкнутыми контактами выключателя 13, нормально замкнутым разъединителем 14, фидером 15 с контактной сетью 8 четного пути.

Трехфазно-двухфззный трансформаторный преобразователь 29 выводами А2, 62, С,2 первичной обмотки, собранной в звезду, подключен к фазам питающей линии передачи, соответственно В, С, А. Трехфазная вторичная обмотка, собранная в треугольник, питает районную иетяговую нагрузку и компенсирует в магнитной цепи стержневого сердечника трансформаторного преобразователя магнитный поток нулевой последовательности от тяговой обмотки. Тяговая обмотка питает однофазные тяговые нагрузки левого и правого плеч питания и выполнена по аналогии с тяговой обмоткой трансформаторного преобразователя 1. Векторы напряжений U левого плеча питания и Uai6i правого плеча питания сдвинуты друг относительно друга на угол 90°, фиг. 2.

Тяговая обмотка трансформаторного преобразователя 29 питает электрической энергией тяговые нагрузки левого плеча питания по цепи: от вывода С2 по питающему фидеру 28, по контактным сетям 23 .) 27 нечетного и четкого путей соответственно, через тяговые нагрузки, включенные .чежду контактными сетями 23 и 27 и рельсовой сетью 5 (на фиг. 1 эти нагрузки не показаны), по рельсовой сети 5, по от- сссу 3G, х выводу трансформаторного преобразователя 29, а гяговые нагрузки правого плеча питания по цепи: от вывода а%, по питающему фидеру 31, по контактным сетям 32 нечетного и 33 четного путей, через тяговые нагрузки, включенные между копта гтпыхи сетями 32 и 33 и рельсовой

сети 5, по рельсовой сети 5, по отсосу 30, к выводу Ь2 трансформаторного преобразователя 29.

Контактная сеть 23 нечетного пути левого плеча питания соединена фидером 22, нормально замкнутым разъединителем 21, нормально замкнутыми контактами выключателя 20, шиной 19, нормально замкнутыми контактами выключателя 24, нормально замкнутым разъединителем 25, фидером 26 с контактной сетью 27 четного пути левого плеча питания. Контактная сеть 32 нечетного пути правого плеча питания соединена фидером 34, нормально замкнутым разъединителем 35, нормально замкнутыми контактами выключателя 36, шиной 37, нормаль- но замкнутыми контактами выключателя 38, нормально замкнутым разъединителем 39, фидером 40 с контактной сетью 33 четного пути правого плеча питания.

Трехфазно-двухфазный трансформаторный преобразователь 54 выводами Аз, Вз, Сз первичной обмотки, собранной в звезду, подключен к фазам питающей линии передачи, соответственно С, А, В. Трехфазная вторичная обмотка, собранная в треугольник, питает районную нетяговую нагрузку и ком- пенсирует в магнитной цепи стержневого сердечника трансформаторного преобразователя магнитный noTok нулевой последовательности от тяговой обмотки. Тяговая обмотка питает однофазные тяговые нагрузки левого и правого плеч питания и выполнена по аналогии с тяговой обмоткой трансформаторного преобразователя 1. Векторы напряжений U, левого плеча питания и Uojuj правого плеча питания сдвинуты друг относительно друга на угол 90°, фиг. 2.

Тяговая обмотка трансформаторного преобразователя 54 питает электрической энергией тяговые нагрузки левого плеча питания по цепи: от вывода с3, по питающему фидеру 53, по контактным сетям 52 нечетного и 48 четного путей, через тяговые нагрузки, включенные между контактными сетями 52 и 48 и рельсовой сетью 5, по рельсовой сети 5, по отсосу 55 к выводу Ь3 трансформаторного преобразователя 54, а тяговые нагрузки правого плеча питания по цепи: от вывода а3, по питающему фидеру 56, по контактным сетям 57 нечетного и четного путей правого плеча питания, через тяговые нагрузки, включенные между .контактными сетями 57 нечетного и четного путей и рельсовой се- тью 5, по рельсовой сети 5, по отсосу 55 к выводу Ьз трансформаторного преобразователя 54.

Контактная сеть 52 нечетного пути левого плеча питания соединена фидером 51, нор- мально замкнутым разъединителем 50, нормально замкнутыми контактами выключателя 49, шиной 44, нормально замкнутыми контактами выключателя 45, нормально зам

Q 5

5 5

о 5 0

0

кнутым разъединителем 46, фидером 47, с контактной сетью 48 четного пути левого плеча питания

Районная обмотка, состоящая из трех одинаковых катушек, расположенных по одной на каждом стержне, соединена в треугольник и предназначена для питания районных нагрузок напряжением -10 или 35 кВ, а также для компенсации несимметричного магнитного потока от тяговой обмотки. Компенсационный ток, протекающий в районной обмотке, собранной в треугольник, не превышает 12% от суммарного тока тяговых нагрузок, получающих питание от преобразователя при любом соотношении тяговых токоз по плечам питания.

Формула изобретения

. Система электроснабжения электрических железных дорог переменного тока, содержащая три и более трехфазных трех- обмоточных трансформаторных преобразователя, питающих три фидерных участка контактной сети и соединенных между собой трехфазной линией электропередачи, посты секционирования, рельсовую цепь, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества электрической энергии, обмотки питания тяговых нагрузок преобразователей выполнены из четырех катушек, соединенных между собой, с тремя тяговыми выводами, первичные обмотке преобразователей соединены в звезду, при этом варианты подключения их выводов к фазам линии электропередачи составляе число сочетаний из трех элементов по три, каждая фидерная зона содержит по два участка контактной сети, между которыми включен пост секционирования с дополнительным выключателем и двумя разъединителями.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью снижения несимметрии токов, на крайних стержнях преобразователей расположено по одной катушке тяговой обмотки, на среднем - две, при этом у каждого преобразователя начало катушки одного крайнего стержня соединено с началом одной катушки среднего стержня, начало катушки другого крайнего стержня соединено с началом другой катушки среднего стержня, концы катушек срежнего стержня объединены в общую точку, которая подключена к рельсовой цепи, концы катушек крайних стержней подключены к участкам контактной сети ближайших к преобразователю смежных фидерных зон.

3.Система по пп. 1 и 2. отличающаяся тем, что. с целью исключения уравнительных токов, каждая фидерная зона разделена на два участка контактной сети постом секционирования, который содержитключатель установлен между двумя разъедве одинарные шины, соединенные междудинителями, каждый из которых подключен к

собой электрической цепью, в которой вы-своей шине

Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока напряжением 25 кВ и может быть использовано для электрификации железных дорог на переменном токе. Цель изобретения - улучшение качества электрической энергии в контактной сети, снижение несимметрии тока и исключение уравнительных токов. Система содержит минимально три трехфазных трехстержневых трехобмоточных трансформаторных преобразователя, разнесенных вдоль контактной сети на длину фидерной зоны друг от друга, соединенных между собой трехфазной линией электропередачи, посты секционирования и рельсовую цепь. Обмотки питания тяговых нагрузок преобразователей выполнены из четырех катушек, соединенных между собой, с тремя тяговыми выводами. Первичные обмотки преобразователей соединены в звезду, при этом варианты подключения их выводов к фазам линии электропередачи составляют число сочетаний из трех элементов по три. Каждая фидерная зона содержит по два участка контактной сети, между которыми включен пост секционирования с дополнительным выключателем и двумя разъединителями. 2 з.п.ф., 2 ил.

3