Устройство для электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока Советский патент 1982 года по МПК B60M3/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к электрификации железных дорог на переменном токе и может быть использовано для совместного питания электроподвижного состава по системе 25 кВ или 2 X 25 кВ с линейными автотрансформаторами и районных потребителей по обычной трехфазной системе.

Известно устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока с однофазными двухобмоточными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены в треугольник и подключены к фидерам контактной сети 1.

Однако это устройство не обеспечивает требуемой надежности из-за наличия в распределительном устройстве сложных выключателей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащее установленные на тяговой подстанции трехобмоточные однофазные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к линии электропередачи, а

вторичные - к соответствующим фидерам тяговой сети н линиям районного электросяабжения, датчики напряжения и блоки регулирования напряжения во вторичной тяговой обмотке трансформатора 2.

Данное устройство не обеспечивает необходимой надежности электроснабжения.

Целью изобретения является повыщение надежности электроснабжения за счет стабилизации напряжения в контактной сети и снижение установленной мощности трансформаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве первичные и районные обмотки трансформаторов соединены в треугольник, а тяговые обмотки - в открытый треугольник, вход каждого датчика напряжения подключен к щинам соответствующего плеча питания тяговой сети, а выход соединен с входом соответствующего блока регулирования напряжения во вторичной тяговой 20 обмотке трансформатора.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

К щинам 1, 2 и 3 первичного напряжения (ПО или 220 кВ) устройства (через

шесть выключателей) подключены- три однофазные трехобмоточные трансформаторы с первичными обмотками 4, соединенными в треугольник. Точно так же соединены районные обмотки 5 этих трансформаторов, которые образуют в распределительном устройстве (РУ) 35 кВ или 10 кВ трехфазную систему питания районных потребителей. Тяговые обмотки 6 трансформаторов включены в открытый треугольник и присоединены к соответствующим шинам 7, от которых получают питание фидеры 8 и 9 тяговой сети. К шинам 7 подклнзчен датчик 10 напряжения, соединенный с блоком 11 регулирования напряжения во вторичной тяговой обмотке трансформаторов.

Устройство работает следующим образом.

При изменении нагрузок в тяговой сети (на чертеже не показано) изменяется напряжение в фидерах 8 и 9, что фиксируется датчиком 10 напряжения, который подает сигнал для срабатывания блока И регулирования напряжения. В результате происходит изменение коэффициента трансформации трансформаторов (в тяговой обмотке 6). При этом напряжение в тяговой сети стабилизируется независимо от нагрузки районной сети.

Данная схема не требует дополнительного оборудования для резервного питания фидеров тяговой сети и районных потребителей. При выходе из строя одного из трансформаторов, на его место в схеме подключается другой трансформатор. Подобную схему коммутации имеет РУ-35 (10) кВ, в результате чего районные потребители питаются по трехфазной системе, образованной открытым треугольником трансформаторов. Кроме того, предлагаемая схема позволяет осуществлять питание каждого из фидеров 8 и 9 тяговой сети при значительной его нагрузке двумя трансформаторами, включенными параллельно, без перерыва электроснабжения районных потребителей.

Предлагаемая схема подстанции может применяться для питания тяговой нагрузки как по системе переменного тока 25 кВ, так и по системе 2 X 25 кВ с линейными автотрансформаторами. Для этого каждая из обмоток 6 однофазных трансформаторов выполняется в виде двух секций с номинальным напряжением 27,5 кВ (концы каждой секции имеют выводы на баке трансформатора) и мощностью, равной половине номинальной мощности трансформатора.

При системе 25 кВ эти секции соединяются параллельно, а при системе 2 X 25 кВ- последовательно, причем средние точки обмоток заземляют.

Таким образом, если предлагаемая подстанция имеет три трансформатора и щесть дорогостоящих масляных выключателей ПО или 220 кВ, т. е. в два раза меньше, чем у подстанции - прототипа, что сокращает размеры и стоимость подстанции, то при планируемой электрификации на переменном токе 1000 км в год требуется сооружение 20-ти тяговых подстанций, что дает экономию капитальных затрат при питающем напряжении 110 кВ 4 млн. руб., а при 220 кВ - 7,6 млн. руб.

Формула изобретения

Устройство для электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащее установленные на тяговой подстанции трехобмоточные однофазные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к линии электропередачи, а вторичные - к соответствующим фидерам тяговой сети и линиям районного электроснабжения, датчики напряже, ния и блоки регулирования напряжения во вторичной тяговой обмотке трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения за счет стабилизации напряжения в контактной сети и снижения установленной мощности трансформаторов, первичные и районные обмот.ки трансформаторов соединены в треугольник, а тяговые обмотки - в открытый треугольник, вход каждого датчика напряжения подключен к шинам соответствующего ллеча питания тяговой сети, а выход соединен с входом соответствующего блока регулирования напряжения во вторичной тяговой обмотке трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тамазов А. И. Несимметрия токов и 5 напряжения, вызываемая однофазными тяговыми нагрузками. М., «Транспорт, 1965, с. 36-38.

2.Пронтарский А. Ф. Системы и устройства электроснабжения. М., «Транспорт, 1974, с. 142-143 (прототип).