Устройство для энергоснабжения районной и тяговой сетей Советский патент 1979 года по МПК H02J3/00 B60M3/00 

1

Система относится к области схем энергоснабжения электрических железных дорог однофазного тока и районных промышленных и сельскохозяйственных потребителей, и может быть применена на тяговых подстанциях, KOTopbie оборудовань однофазными понизительными трансформаторами, соединенными .по схеме открытого треугЬ:яьника.

Известна система энергоснабжения электрической тяги на переменном токе с однофазными тяговыми трансформаторами, вто:, ричные обмотки которых выполнены на двойное напряжение тяговой сети и имеют заземленную среднюю точку, к которой подключена рельсовая цепь (отсасывающий провод) (1J. При этой системе фидерная зона между подстанциями имеет дополнительный питающий провод, потенциал которого обратен по знаку потенциалу .контактного провода, и на определенном расстоян 1М друг от друга - автотрансформаторы кВ, выводы которых подключейы соот..етственно к контактному проводу, рельсу, и питающему проводу, что дает возможность

устранить или снизить foK в рельсовой цепи. Кроме того, эта система, называемая системой 2 X 25, в указанном аналоге дополнена продольными компенсирующими конденсаторами и связывающими вольтодобавочными трансформаторами.

. Рлисанная система обладает двумя сущес1г ёнными недостатками:

. Система, не позволяет осуществлять питание районной трехфазной нагрузки, т. е. промышленных и сельскохозяйственных потребителей, ввиду значительной несимметрии трехфазного напряжения, вызываемой как несимметрией тяговой нагрузки, так и несимметрией самой питающей системы, ПоэтсЗму в условиях СССР, когда ставится задача 5 комплексной электрификации, на тяговых подстанциях требуется установка дополнительных понизительных трехфазных трансформаторов для районной нагрузки.

2. Система практически не снижает потерн энергии в тяговой сети, так как сумма

0 токов питающего и контактного проводов остается-такой же, Как в том случае, .если они имеют одинаковый потейциал, т. е. при отсутствии автотрансформаторов. Положительный эффект системы 2 X 25 - снижение потерь напряжения за счет уменьшения приведенного индуктивного сопротивления тяговой сети - может быть достигнут другим, более экономичным способом: с помощью продольной емкостной компенсации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для. электроснабжения районной и тяговой сетей, содержап ее два однофазных понизительных трансформатора, соединенных по схеме открытого треугольника, два конденсатора, подсоединенные ко вторичным обмоткам понизительного трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, одна обмотка которого подсоединена параллельно одному из конденсаторов, а вторая обмотка которого включена последовательно в -соответствующую фазу районной сети {2.

Недостатком этого устройства является невозможность получения симметричного напряжения при подключении однофазной и трехфазной нагрузок, с различными номинальными напряжениями.

Цель изобретения - обеспечение воз можности питания однофазных и трехфазных потребителей с различными номиналь-, ньгми напряженийми симметричным нацря 7./. жёш-ем. .

Указанная цель достигается благодаря .тому, что устройство для электроснабжения районной и тяговой сетей, содержащее два однофазных понизительных трансформатора, СОёДин ённых по схеме открытого треугольника, два конденсатора, подсоединенные ко вторичным обмоткам понизительного трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, одна обмотка которого подсоединена параллельно одному ИЗ конденсаторов, а вторая обмотка которого включена последовательно в соответствующую фазу районной сети, дополнительно снабжено вольтодобавочным трансформатором, одна обмотка которого подключена параллельно второму конденсатору, вторичная обмотка которого включена в районную cetb, а вторичные обмотки понизительных трансформаторов снабжены дополнительными выводами.

..-,......-л.,,-.,... ..,...,. ,-. . - .-,... .,;.....;. ..

Кроме того, с целью уменьщения потерь

эйёргйи и увеличения расстояния между

тяговыми подстанциями, питающий провод

тяговой сети Соединен с выводом районной

сети и имеет более высокий потенциал по

отнощению к контактному проводу:

На чертеже приведена принципиальная схема тройства, где: I и 2 - понизительные тяговые трансформаторы двух фаз тягувой подстанций, включенные по схеме открытого треугольника; 3 и 4 - батареи конденсаторов продольной компенсации соответствующих фаз; 5 и 6 - связывающие вольтодобавочные трансформаторы соответствующих фаз. На схеме не показаны автотрансформаторы фидерных зон тяговой сети, так как способ их подключения очевиден и вытекает из указанной на схеме марки-ровки выводов тяговых трансформаторов.

К выводам 38,5 кВ подключается сеть районной нагрузки и питающие провода-фидер, ных зон тяговой сети соответствующих фаз, к выводам 27,5 кВ -- контактные провода, соответствующих фидерных зон.

Связывающие вольтодобавочные трансформаторы предназначены для трансформации тока районной нагрузки в соответствующие конденсаторы, по которым в результате протекает суммарный ток тяговой и

5 районной нагрузки, на конденсаторах создается падение напряжения, находящееся в противофазе с падением напряжения на индуктивном сопротивлении понизительного трансформатора и питающей линии. С поg мощью связывающего трансформатора компенсирующее падение напряжения передается в соответствующий провод сети районной нагрузки. Коэффициент трансформации связывающего трансформатора завист .от номинальных напряжений тяговой и районной

нагрузки. . ;

К. положительнымсвойствд.м предлагае-.. мой системы, кроме сказанного, относится способность ограничения токов короткого замыкания в сети районной нагрузки: контур 38,5 кВ содержит в 1,4 раза больше витков связывающего трансформатора, чем контур 27,5 кВ, и поэтому насыщается при соответственно меньшем токе; насыщение связывающего трансформатора ведет к тому, что результирующее сопротивление цепи,

5 состоящей из емкости и индуктивности, становится индуктивным. По этой же причине более надежной становится защита и тяговой, и- районной сети. Становится возможным питание районной нагрузки по системе

ц «два провода земля. Класс изоляции питающего фидера тяговой сети остается соответствующим стандартному напряжению 25 кВ. . .

Экономический эффект предлагаемой Системы складывается из следующих фак торов:

1.Снижение капитальных затрат при комплексной электрификацией железных дорог за счет замены отдельных мощных понизительных районных трансформаторов

Q небольщими связывающими трансформаторами..

2.Снижение капитальных затрат при электрификации железных дорог за счет увеличения допустимого-расстояния между тяговыми подстанциями бл атодаря повыше5 нйЮ питающего провода относительно земли.

3.Снижение стоимости распределительных районных сетей благодаря возможности Питания по системе «два провода--земля. ч. Снижение эксплуатационных затрат за счет: а)снижения потерь энергии благодаря повышению напряжения передачи относительно земли в тяговой сети; б)снижения потерь энергии благодаря симметрированию напряжения в сетях и потребителях районной нагрузки; в)снижения потерь энергии благодаря продольной емкостной компенсации реактивной мощности; г)снижения потерь энергии благодаря повышению минимального уровня и стабилизации напряжения в тяговой сети; д)большей надежности продольных конденсаторов, включаемых совместно с вбльтодобавочными связывающими трансформаторами, по сравнению, например, с регулированием напряжения под нагрузкой. 5. Повышение производительности электроподвижного состава за счет стабилизации напряжения на токоприемнике. Формула изобретения 1. Устройство для энергоснабжения районной и тяговой сетей, содержащее два од-нофазных понизительных трансформатора, соединенных по схеме открытого треугольника, два конденсатора, подсоединенные ко вторичным обмоткам понизительного тран2сформатора и вбльтодобавочный трансформатор, одна обмотка которого подсоединена параллельно одному из конденсаторов, а вторая обмотка которого включена последовательно в соответствующую фазу районной сети, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности питания однофазных и трехфазных потребителей с различными номинальными напряжениями симметричным напряжением, оно снабжено дополнительным вольтодобавочным трансформатором, одна обмотка которого подк-аючена параллельно второму конденсатору, вторичная обмотка которого/включена в районную сеть, а вторичные обмотки понизительных трансформаторов снабжены дополнительными выводами для подключения контактных проводов фидерных зон. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии и увеличения расстояния между тяговьши подстанциями, питающий провод тяговой сети соединен с выводом районной сети и имеет более высокий потенциал по отношению к контактному проводу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .jj 1Патент Японии № 50-1524, кл. 78 Е 101, 5975: ,:гггр 2Авторское свидетельство СьСИ № 62858, кл. Н 02 I 3/26, 1978 (прототип). 20(110)кВ