Высокочастотная тяговая сеть для бесконтактного безрельсового транспорта Советский патент 1945 года по МПК B60M3/04 

При iBbfcoKOiqacTOTHOM транспорте с питаиием зк|И1па1жей от расположенной под поверхностью до:роги бесконтактной тяговой сети трудно получить |Ка(чество дороги (т. е. отношение полезной мощно сти, снимаемой с единицы noiBepxHOCTH: до1роти, К потерям с этой поверхHQiCTJi) выше нескольких сотен. Часто при «иаком расходе лгеди в сети и- при Малой воздухонасыщенности основания дороги качество дороги может быть и ииже сотни - потери с ед1ИНвцьр noieepxности могут достигать не аколь:ких продентов от снимаемой с этой поверхности П0v eзнoй мощности. При малом по1крытии такой дороги зкитгажами результирующий КЛ-д. будет еесыма низок. Потери могут в несколыко рав: превышать полезную мощность.

Для повышения к.п.д. установлен вся тяговая сеть разби1вается на короткие: уча1Стки, для каждого из которых козфициент покрытия, даже при нахождении на нем одного едииственното экипажа, является достаточно высоким.

Согласно нзобретению, эти короткие тягов|ой( сетН) приключаются 1к идущему; вдоль всей

линии питающему фидер} через автоматически действ)Ю;щие KOiiтакторы, шунтированны-е реактквыми солроти1вленИЯми, Обеспечивающими-при отсутствии на данHiOM участке нагрузки - протекпНИе по этому лчастку контрольного тока небольшой силы, достаточного для несения лишь релейной службы, с тем, чтобы при появленчи нагрузки- контактор автоматически включал участок на рабочий ток. Для осуществления этой цели каждый отрезок тяговой сети: снабжается релейным ycTpoiiством. (измеряющим импеда нц этого отрезка (его затухание, активную нагрузку). Когда затухание мало, т. ie. данн1Ы,й отрезо к €ети не нагружен, релейное устройство отключает этот отрезок от питающего фидера. Этим предотвращаются бесполезные потери. Но лишь только на даином участке тяговой сети появится потребляющий энергию экипаж, как затухание этого отрезка сети возрастает w релейное ycTpoiiство подключит данный отрез к сети к питающему фидеру.

Изложенное поясняется чертежом, На фиг. 1 и 2 которого показаны схемы двух вариантов предлагаемой тяговой сети, а на фиг. 3 - релейно-КОлтакторНал схема управлеиия отдельным участком тяговой 1сети, выполкенной по фиг. 1. i

Питающий фидер может работать при неизменном напряжении, -как это .представлено на фиг. 1, или при «еив-менном токе, .как показано на фиг. 2. При. системе неизменного тока от1ключевие данного участка тяговой сети производится иутем за1мьжа1ния его накоротко; цри неиэменном напряжении для отключения участка ра1змъ1каются питающие его провода.

Релейная схема, пр01Йзводя;щая переключение бесконтактной тяговой ,сети, должна работать в Двух резко отличных один от другого режимах: ) inpH нагрузочном режиме, когда в сети циркулируют большие токи и напряжения в ней велики и 2) прИ; режиме: холостого хода, когда токи и напряжения в сети малы. Поэтому из-мерительные органы, контролирующие величину затухания или импеданца сети, должны снабжаться переключателем, который бы Пр01Шводил соответстйующее изменение ч)увствительности этих органов, дабы не noBipeдить их чрез мерно большими мощностями.

Часто можно из1бежать измерения импеданца, а отграничиться только измерением тО:К1а и иапряжбния в тя1говой Сети. Пример такой схемы представлен на фиг. 3. Эта схема дана (применительно к однофазному току. Но этот же принции может быть исполБзо1вам при многофазном, например, трехфа)зном, питании. ПрИ1 этом часто 1МОЖНО применить одяофа1зные измерительные элементы,.

На чертеже: ВЧС - высокочастотная сеть, ТС - тяговые участки, К - автоматически действующие контакторы, включающие тяговые участки, Э -экраны между отдельными участ«а1МИ, Я - пово13К-а., : , . ;

На ф,иг. 3 высо1коча1стотн.ая сеть ВЧС работает |Др;И неизменном напряжении; ТН -. трансформатор напряжен1Ия, .питающий через |вьшрямитель В реле Р/. При, отсутствии

напряжения в сети конт.а1кты разомкнуты и батарея Б отключаетсЯ от (всей схемы. При наличии напряжения iB сети ВЧС контакты JK7 замыкаются.

Когда тяговая сеть ТС Нагружена повозкой П, контакты К1 главного контактора К замкнуты, их держит в замкнуто м состояник катушка РО. Нагрузочный ток проходит через траитсформаФор тока ТТ. Вторичная обмотка трансформатора TTi через выпрямитель ВЗ оживляет реле Р4. При отсутствий Нагрузки бесконта1ктной сети через реле Р4 не способен притянуть его якорь и KOHTaiKTH К11 saiMKHyTbi. При вамыкании контактов КИ оживляется токо.м катушка реле Р7. Она разрывает контакты К10 И этим лишает питяния реле Р6. Контакты К8 размыкаются, прерьшается ток в главной катушке РО И 1ГлавН.ы« KOHTaiKTOp К1 раймыкается.

Главный iKOHTaiKTOp отключится и в том случае, если тя го1вая сеть нагружена, но по каким-либо причинам пропадет питание в сети ВЧС.

при поя влвнии напряжении е сети ВЧС прежде всего возбудится реле Р1 и замкнет контакты К7.

Когда контакты К1 контактора К разомкнуты, тяговая сеть получает питание через включение параллельно этим контактам конденсатора С. Величина этих конденсаторов вьгбИрается такой, что1бы, яаПряжение на тяговой сети соста1вляло несколько сотых от ном.инального На(пряже1ния. Например, при номинальном напряжении 5 kV напряжение в сети при отключенном контакторе /С/ может быть порядка сотни 1вольт. Потери в сети Пропорциональны квадрату пр|Иложенного наиря жения. Названное выше остаточное на пряжение вызывает потери, состайляющИе незначительные ДОЛ1И п-роцента от потерь при номинальном напряжении.

С главнымИ контактам.м К1 механически связаны контакты К2, КЗ и К4. Когда главные контакты, К1 разомкнуты, то контакты К2 замкнут-ы, контакты КЗ также замкнуты, а К4 разомкнуты.

Через контакты К.2 напряжеиие сети поступает к выпрямителю В2 и реле РЗ.

Ток, питающий сеть ТС, при отключенных главных Контактах К.1 не зависит 1от нагрузки сети, а определяется «ояденсаторами С и напряжением в сети ВЧС, которое поддерживается неизменным.

При изменении лалрузки тяговой сети ТС меняется напряжение на ней, измеряемое через вьшрямитель В2 релеР5. ;Когда сеть яе нагружена, напряжение на ней достаточно BbilcOiKO, чтобы дерЖ-ать; якорь реле РЗ притянутым; при этом контакты К5 разомкнуты. С появлением нагрузки наоряжеине сети: уменьшается, якорь реле РЗ отпадает и контакты К.5 замыкаются. На реле Р6 подается импульс включения. При этом замыкаются контакты /СР, блокирующие реле Р6, и замыкаются KQHTaiKTbi К8, подающие питание па катущку РО контактора /С.

Главные контакторы К1 замыкаются. За1мыкаются также мехаинчески связанные с Главными контактами контакты К.4, а контакты К2 и КЗ размыкаются. Размыкание контактов К2 обеспечИвает от повреждения выпрямитель В2 и реле РЗ.

Промежуточные реле Р2 и Р5 выполняются с о:пре делениыМ замедлением. Это обеспеч1И1вает переход схемы от режима: холостого хода к режи.му иатрузки в обратно без йовторных дерганий. Полное время перехода схемы от режима ХОЛОСТО1ГО хода к режиму нагрузки не П ревыша1ет долей . секунды и водитель экипажа даже не будет замечать, как пр0И1сходят эти, переключения.

Если водитель выключит пита1ние тяговых двигателей эки1пажа посредине какого-нибудь тя1го1вого уча1стка, то этот уча1сток (немедленно отключишся от сети ВЧС. Экипаж может проехать по инерции: ряд отрезков тяговой сети, не воздействуя при этом на1 ЕХ реле, но кж только водитель вно(вь включит свои дви1гатели, то находящийся в

этот момент под экипажем отрезок сети оживится током но1МИ наЛьной силы.

Для того чтобы экипаж высокочастотного транспорта «е мог застрять как-нибудь по СредИ дороги, интервалы между отдельными отрезка1ми тяговой сети доЛЖны быть достаточно малы-желательно меньще длины прие1м;ного контура.

Вместе с тем для четкости работы релейной схемы необходимо, чтобы связь 1между отде.;шными отревками сети (была «авелика, чтобы не было наведения токов из одного уч-acTKai IB другой и чтобы: (режим работы одного участка совершенно «е отражался на его соседях. Для угменьшения взаимного влияния отдельных отрезков тяговой сети можно между «х установить электромагнитные экраны Э.

Декремент затухания линейных систем не зависит от Величины при:юженного к -НИМ напряжения, но зависит от величины токов, циркулирующих в системе. Однако, какой-либо Экипаж высокочастотного транспорта не я вляется линейной системой. Если) выпрямления тока в экипажах применены, наприilep, :1-азотроны, то они будут провОД.ить TOiK лищъ В том случае, если напряжение на их анодах будет выше порога зажигания.

Поэто.му затухание си1стемы, измеренное при ШЛОМ КОНТрОЛЬНОМ

токе, будет , .нежели затухание, системы при полном нОМИНальном токе.

Можно так подобрать схему экипажа, чтобы затухание отрезка тяговой сети, нагруженногО этим экипажем, было значительно (выше при контрольном токе. Это обеспечит безотказностьавтоматического

включения каждого участка тяго1вой сети прИ появлении на этом участке экипа жа.

Представленная на фиг. 3 схема является одной из многих возможНЫХ схем 1автоматического включения и (выключения.

Во всей Схеме: имеется один «онтактор, два измерительных элемента и семь промежуточных реле. Пита1Ние автоматической

схемы Осущвсталяет&я от одной аккумулято(р-иой батареи, которая может быть (Снабжена, устройстРвом для а)втоматиче1ского подзаряда. Вся cxejMai (автоматического переключения может быть смонтирована в небольшом ящике. Oeaf ме нуждается в специальном ирисмотре или сбслужи(, а при хорошем выполнении требует периодической ревивий один раз ;в несколько месяцев. В ряде случаев можно группиравать в одном Я1щ|ике несколько схем, унраЕляющйх раэиывдв участ камИ.

По предположениям изобретателя, описаяный приицип пигаиия высокочастотных тяговых сетей позволяет осуще|ствить высокоча1стс-тные магистрали протшкенностью з десятки. ИЛИ да1Же в сотни километров. На та1ких магистралях тяговые вьгсокОчастотные лодстанции могут быть расположены на расстоянии нескольких десятков километроа одна от другой. Каждый же блок участка высокочастотной сети М01жет иметь длину в «ескол.ько сотен Метров.

В jtaiMnoBbBx генераторах потери холостого хода (на накал генераторных ламп) составляют несколько процентов; чтабы избавиться и от этих потерь, можно предусмотреть

релейНое устройство, выключающее и иакал генераторных ламл, когда ни на одном )из участков, п-итаемых от дайной подста1нцяи, нет нагрузки.

Предмет изобретения

1.Высокочастотная тяговая сеть для беюконтактнюго безрельсового транспорта, состоящая из ряда участков, расиоложевных вдоль фидерной ЛИНИИ, «аходящейоя под неизменным высокочастотным напряжением, о т л и ч ai ю щ а я с я теМ, что участки приключены к фидерной линии при помощи aiBTOMaтически дейст1вующ1И1х коиттакторов, шунтированных реактивными сопротивлениями, обеопечивающими - при отсутствии, на дайном участке нагрузки - .протекание по этому уЧаСтку контрольного тока небольшой силы, достаточного для несения лишь релейной службы, с тем, чтобы при Появлении яагруз ки контактор автоматически включал участок на. рабочий ток.

2.Видоизменение сети по п. 1, отличаю щ еес я тем, что ее участки выключены последозатель ю в рассечкк фидерной линия if ш.унтироваяы контактораМИ, находящимися в последовательном сое.дипении с реяктИвньгмм сопротивлениями.