Устройство для автоматического включения и выключения тяговой подстанции Советский патент 1947 года по МПК B60M3/04 

Предлагаемое устройство предназначено для автоматического включения тяговой подстанции при входе электровоза на питаемый ею участок контактной линии и для выключения подстанции при выходе электровоза с этого участка.

От известных устройств, предназначенных для этой же цели, оно принципиально отличается тем, что базируется на использовании явления резонанса напряжений в цепи реле управления, благодаря чему исключается возможность ложных включений при коротких замыканиях контактной сети.

Устройство содержит реле, управляющее автоматическим выключателем и включенное между контактным проводом и рельсами последовательно с блокировочным конденсатором и вспомогательным трансформаторол, с.1ужащим для подачи напряжения в контрольную цепь, замыкаемую специальной цепью на электровозе. Последняя включается параллельно силовой установке электровоза и содержит конденсатор и катушку индуктивности, соединенные между собой последовательно и соразмеренные так, что они с находящимися на подстанции элементами контрольной цепи образуют резонансный контур.

В фидер, питающий контролируемый участок линии, включается вспомогательпый трансформатор (или дроссель), обеспечивающий своевременное выключение данного фидера.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства для подстанции с одним генератором и одним фидером.

Между положительной и отрицательной шинами имеются четыре цепи:

Цепь /, составленная из блок-конденсатора БК (он же является рабочей емкостью), токового реле Р и питающего трансформатора ПТ, дающего напряжение, равное 3-7% от напряжения постоянного тока на шкнах подстанции.

Цепь //, обра зующая вторую половину резонансного контура (/-//), находящуюся на электровозе, и называемая цепью машиниста. Эта цепг, состоит из блок-конденсатора 9Bf

79

и индуктивности fiC для компенсации ёмкостных сопротивлений блок-конденсаторов (БК-ЭБК). Кроме того здесь должен быть 1редусмотрен выключатель, в качестве которого может быть использован автомат А электровоза или линейный контактор.

Цепь /// генератора подстанции, состоящая из генератора Г. генераторного контактора (или быстродействующего автомата) и блокирующего трансформатора БТ. Напряжение этого трансформатора несколько меньше напряжения питающего трансформатора, и он включается так, чтобы в контуре /-/// имелась некоторая разность напряжений этих трансформаторов (встречное включение). Это необходимо для того, чтобы ограничить ток унравления, протекающий через генератор.

Цепь IV электровозных двигате.1ей, состоящая из самих двигате.чей Д и пусковых аппаратов (контроллер КЭ).

абота схемы протекает следуюuuiivi образом.

Допустим, что в районе действия данной подстанции электровозов не было и подстанци была выключена. При входе электровоза в район л,анпой подстанции машинист выключает двигатели Д электровоза (при замкнутом автомате А). Тогда и за.мкнутол контуре /-// будет наблюдаться явление резонанса напряжений, так как сопротивление цени / 1 целом емкостное, а цени машиниста индуктивное (сопротивление катушки индуктивности больше сопротивления блок-конденсатора), причем по вели4inie они близки одно к другому.

При резонансе ток цени управления будет относительно велик, благодаря чему реле Р сработает и включит преобразовательный агрегат как со стороны переменного, так и Со стороны постоянного тока.

При подключении агрегата цень / замыкаться через две наралл.ъчьно включенные цепи // и ///, приче.ч индуктивное сопротивление в конту-ре уменьшится, резонанс расстроится и сила тока упадет. Но реле все же не выключите-, так как (,H.i берется с HnnKiv. коэфиииентом

so

возврата. Таким образом, агрегат остается включенным.

После этого машинист электровоза включает электровозные двигатели. При этом к цепям // и /// параллельно подключается цепь IV. Сила переменного тока в данном случае изменяется незначительно и притом повышается. Следовательно, и в этод случае реле Р, а вместе с ним и генератор Г, будут оставаться включенными.

Если же электровоз выйдет из района действия подстанции или автомат электровоза будет выключен, то в работе останется один контур /-///.

В этом контуре а. д. с. будет весьма невелика (разность напряжений питающего и блок-трансформаторов) и ток в контуре будет весьма мал. Реле Р при этом выключится и выключит агрегат.

Даже если при выключенном агрегате замкнуть накоротко контактный провод на реле, то будет иметься контур, состоящий из одной цени /. Так как здесь резонанса напряжений не будет, то сила тока будет значительно меньше, чем в том случае, когда электровоз находится в районе подстанции, и реле Р не сработает. Если после этого на участок войдет электровоз и машинист попытается включить агрегат, замкиув цепь //, то включения не произойдет, так как резонанса не будет.

При установке на подстанции ртутных вынрямителей появляется дополнительное обстоятельство: более или менее значительная пульсация (в основном первая гармоника пульсации) будет проникать в цепь реле и подмагничивать его. Чтобы подл апшчиваиие не было слишком большим (небольшое подмагничивание полезно, так снижает коэфициент возврата реле), когда реле Р не будет выключаться при размыкании цепей // и IV, необходимо ограничить токи гармоник в цепи реле Р. Так как первая гармоника пульсации при шестифазном ртутном выпрямителе будет шестой по отношению к основной частоте тока в цени унравлепия (50 гу), то, подбирам соответствующим образом велич Ч Ы индуктивного

1 ёмкостног(1 сопротивлений в цепи реле, можно для- ушестеренной частоты создать очень болыное сопротивление (в 4-5 раз большее, чем для основного тока управления). Третья гармоника пульсации по отглшению к ослогш) току будет же восемнадцатой и никакого влияния практически оказывать не будет. Благодаря частичному подмагничивачгпо создаете естественное снпжеiiKc ко:)фициента возврата реле, что будет требовать меньшего искусственного снижения его.

Предлагаемое устройство предназначается главным образом для промышленных электрифицированных путей и, в частности, подземных рудHiiMHMX, где количество работающих электровозов незначительно (часто -2), так что в этих условиях очень часто значительные участки контактной сети могут быть длительно отключенными.

Изобретатель отмечает следующие достоинства предлагаемого устройства: 1) постоянная готовность к работе, 2) включение электровоза по воле машиниста, т. е. когда это требует потребитель, и моментальное выключение подстанции по окончании надобности, 3) невозможность включения подстанции на аварийный режим, например, на короткое замыкание, 4) отсутствие необходимости иметь реле повторных включений и их ограничение и, наконец, 5) возможность выполнения схемы с наи6:.iee простыми стандартными сильноточными реле.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматического включения тяговой подстапции при входе электровоза на питаемый ею участок контактной линии и для выключени;; подстанции при выходе электровоза с этого участка, состоящее из автоматического фидерного выключателя, управляемого реле, включенным между контактным проводом и землей последовательно со вспомогательным трансформатором, служащим для подачи напряжения в контрольную цепь, замыкаемую установкой электровоза, отличающееся тем, что с целью предотвращения ложного действия реле при коротких замыканиях контактной линии последовательно с реле и трансформатором включен блокировочный конденсатор, а параллельно силовой установке электровоза включена цепь, содержащая конденсатор и катушку индуктивности, соединенные между собой последовательно и соразмеренные так, что они образуют с остальными элементами контрольной цепи резонансный контур.

2.В устройстве по п. 1 применение всномогательного трансформатора, включенного в фидер, питающий контролируемый участок линии.

хг

Q

пг