Рельсовая цепь с устройством для ограничения потенциалов рельсов Советский патент 1991 года по МПК B60M5/02 

О СП

ю

N5 СЛ

Изобретение относится к электроснабжению рельсового транспорта на постоянном токе и может быть использовано в контактной электровозной откачке угольных шахт, опасных по газу и пыли.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже приведена схема предлагаемой рельсовой цепи с устройством для ограничения потенциалов рельсов.

Рельсовая цепь с устройством для ограничения потенциалов рельсов содержит отсасывающий кабель 1 с рассечками. Каждый участок отсасывающего кабеля 1 соединен с рельсами перемычками. Перемычки 2-4 связывают участки кабеля 1 с рельсами напрямую, перемычки 5,6- через вентильные блоки 7. Регулируемые источники 8 постоянного тока включены согласно с преобразователем 9 тяговой подстанции в рассечки участков кабеля 1. Первый и второй датчики 10 и 11 тока, датчик 12 напряжения, инвер- торно-выпрямительный блок 13, блок 14 управления образуют одну силовую управляющую группу. Аналогично образо- ваны вторая и т.д. силовые управляющие группы, причем первый и второй датчики 10 и 11 тока каждой силовой управляющей группы включены последовательно с отсасывающим кабелем 1 до и после, соответст- венно, перемычек с вентильными блоками 7, датчик 12 напряжения входами подключен к выходу регулируемого источника 8 тока, выходы датчиков 10 и 11 подключены к соответствующим входам блока 14 управле- ния, выход блока 14 управления подключен к управляющему входу регулируемого источника 8 тока.

Таким образом, каждый из регулируемых источников 8 тока представляет собой регулируемый инверторно-выпрямитель- ный блок 13, силовой вход которого включен между контактной сетью и положительным полюсом своей выходной цепи. Полярность вентильных блоков 7 выбрана такой, чтобы ток тяговой нагрузки 15 мог протекать через эти вентильные блоки в направлении от рельсов к отсасывающему кабелю 1. Перемычки распределены вдоль рельсовой сети равномерно, а длины участков отсасываю- щего кабеля 1 выбраны практически одинаковыми. Источники 8 тока, соединенные с их входами датчики 10, 11 тока размещены вблизи перемычек с вентильными блоками 7, поэтому регулируемые источники 8 тока могут быть конструктивно выполнены веди- ном блоке с датчиками 10,11 и вентильными блоками 7. Датчик 11 включен между положительным полюсом управляемого источника 8 тока и катодным выходом

вентильного блока 7. В качестве датчиков 10,11 тока могут быть использованы шунты, а в качестве датчиков 12 напряжения - делители напряжения, подключенные к выходу соответствующего источника тока.

Рельсовая цепь работает следующим образом.

При расположении тяговой нагрузки 15 в конце рельсового пути, например, вблизи перемычки 4, некоторая часть тока нагрузки протекает в отсасывающем кабеле 1 и создает поэтому на выходах датчиков 10, 11 тока сигналы, пропорциональные падениям напряжения на соответствующих участках отсасывающего кабеля 1. Эти сигналы поступают на входы блоков 14 управления. Блок 14 управления формирует на своем выходе управляющий сигнал в виде сигнала рассогласования между суммой выходных сигналов соответствующей пары датчиков тока, например сигналов Uio и Un датчиков 10 и 11 и выходным сигналом датчика 12 напряжения источника Ui2- Связь между указанными сигналами математически можно выразить так:

(Uio + Uit))

где Ki4 - коэффициент передачи блока 14 (коэффициент пропорциональности).

В соответствии со свойствами датчика тока и известными соотношениями в электрических цепях можно записать

Us-2 Rs-2

nUn Кц 13-5

UlO Кю 1б-2 Кю v U3 5

Кю, Kn - коэффициенты передачи соответствующих датчиков тока;

Rs-2, Rs-5 - электрические сопротивления участков отсасывающего кабеля 1 между точками подключения перемычек соответственно 5-2 и 3-5;

Us-2. Ua-5 - падения напряжения на указанных участках кабеля. Учитывая, что отсасывающие пункты распределены вдоль рельсовой сети равномерно, при одинаковой чувствительности датчиков тока получим

Uio + Uii -ЈpU3-2,(2)

где 11з-2 из-5 + 52 падение напряжения в кабеле между точками подключения перемычек 3 и 2 (между основными отсасывающими пунктами).

Таким образом, сумма выходных сигналов двух датчиков тока пропорциональна падению напряжения на участке кабеля 1 между соответствующими основными отсасывающими пунктами. Два датчика тока необходимы для работы блока 14 в связи с тем,

что в общем случае (при протекании тока и через вентильный блок 7) токи в цепях этих датчиков неодинаковы, и, следовательно,

U5-2 U3-5.

В результате указанного регулирования выходное напряжение первого источника 8 становится практически равным падению напряжения в отсасывающем кабеле 1 между точками его соединения с рельсами перемычками 2 и 3, а выходное напряжение второго источника 8 - падению напряжения между точками соединения с рельсами перемычками 3 и 4. Благодаря этому практически весь ток нагрузки отсасывается в отсасывающий кабель 1, а потенциалы рель- сов относительно земли автоматически поддерживаются практически равными нулю. Указанное регулирование выходного напряжения источников 8 позволяет непрерывно и практически полностью компенсировать падение напряжения в отсасывающем кабеле 1, что по своему действию равносильно поддержанию практически нулевого сопротивления отсасывающего кабеля,

При расположении тяговой нагрузки 15 вблизи перемычки 3, устройство работает аналогично, с тем лишь отличием, что напряжение на выходе соответствующего источника 8 и токи на участках включения датчиков 10 и 11 источника 8 равны нулю.

При расположении тяговой нагрузки 15 вблизи перемычки с вентильным блоком 7, значительная часть тока нагрузки отсасывается через вентильный блок 7, благодаря чему существенно уменьшаются токи и па- дения напряжения в рельсовой сети, следо- вательно, потенциалы рельсов и блуждающие токи. При этом потенциалы рельсов в перемычках 2,3,4 также выравниваются между собой и поддерживаются по- этому достаточно малыми по величине (эти потенциалы отрицательны по знаку из-за незначительных блуждающих токов), а потенциалы рельсов в других местах, включая

место расположения нагрузки, не превышают по величине падение напряжения в отса- сывающем кабеле 1 на участке между точками его соединения с рельсами через перемычки б с вентильным блоком 7 и перемычку 3. Аналогично происходит ограничение потенциалов рельсов при расположении тяговой нагрузки в любом другом месте рельсовой сети и при любом количестве нагрузок.

Формула изобретения Рельсовая цепь с устройством для ограничения потенциалов рельсов, содержащее рельсы, отсасывающий кабель, соединенный перемычками с рельсами через вентильные блоки, включенные анодами к рельсам, регулируемые источники тока, включенные согласно с преобразователем тяговой подстанции и в рассечку отсасывающего кабеля, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена силовыми управляющими группами по числу источников тока, а каждая группа включает в себя первый и второй датчики тока, датчик напряжения, блок управления, причем первый и второй датчики тока включены последовательно с отсасывающим кабелем до и после соответственно перемычки с вентильным блоком, датчик напряжения входами подключен к выходу регулируемого источника тока, выходы датчиков подключены к входам блока управления, выход блока управления подключен к управляющему входу регулируемого источника тока, а также дополнительными перемычками, соединяющими рельсы с отсасывающим кабелем напрямую, регулируемые источники тока включены последовательно с участками кабеля, образованными соседними перемычками, дальние от подстанции концы указанных участков соединены с рельсами дополнительными перемычками, а ближние концы - перемычками с вентильными блоками

Изобретение относится к электроснабжению рельсового транспорта на постоян. ном токе и может быть использовано в контактной электровозной откатке угольных шахт, опасных по газу и пыли. Цель изобре- тения - повышение надежности. Цепь содержит отсасывающий кабель 1, соединенный перемычками с рельсами. Перемычки 2-4 связывают кабель с рельсами напрямую, перемычки 5 и 6 - через вентильные блоки 7, регулируемые источники 8 тока, включенные согласно с преобразователем 9 тяговой подстанции в рассечки участков кабеля 1, датчики 10 и 11 тока, включенные в рассечку участков кабеля 1, Каждый источник 8 подключен своими управляющими входами к выходам датчиков 10 и 11 и включает в себя инверторно- выпрямительный блок 13 Благодаря регулированию выходной сигнал блока 14 управления формирует выходной сигнал в виде сигнала рассогласования между суммой сигналов датчиков тока и выходным сигналом датчика 12 напряжения. Благодаря этому ток нагрузки отсасывается в кабель 1, а потенциалы рельсов относительно земли поддерживаются практически равными нулю. 1 ил