Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети

 

Изобретение относится к области .регулирования напряжения на электрифицированном железнодорожном транспорте . Цель изобретения - экономия электроэнергии и повьппение надежности . Устройство для автоматического регулирова1шя напряжения в контактной сети содержит блоки I,2 измерения напряжения в контактной сети, установленные на смежных с подстанцией постах секционирования и пунктах параллельного соединения и подключенные выходами к одним из входов блоков 3 и 4 выделения предельного значения напряжения, выходы которых подключены к первому и второму входам блока 5 определения уровня напряжения на подстанции. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) (51) 4 В 60 М 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4249107/27-11

{22) 26.05.87 (46) IS.12.88. Бюл. 11 46 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта им. Я.М. Свердлова (72) Л.А. Фролов, Б.А. Аржанников и В.И.Сипкин (53) 621.331(088.8) (56) Авторское свидетельство .СССР

Ф 1220955, кл. В 60 М 3/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ЦПЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к области регулирования напряжения на электрифицированном железнодорожном транспорте. Цель изобретения — экономия электроэнергии и повьппение надежности. Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети содержит блоки 1,2 измерения напряжения в контактной сети, уста-новленные на смежных с подстанцией постах секционирования и пунктах параллельного соединения и подключенные выходами к одним из входов блоков

3 и 4 выделения предельного значения напряжения, выходы которых подключены к первому и второму входам блока 5 определения уровня напряжения на подстанции. 4 ил.

1444185

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам регулирования напряжения в контактной сети на электрифицированном железнодорож5 ном транспорте.

Цель изобретения — экономия электроэнергии и повышение .надежности.

На фиг.l представлена структурная схема устройства для автоматического 1р регулирования напряжения в контактной сети; на фиг. 2 — блоки измерения напряжения в контактной сети; на фиг. 3 — блоки выделения предельных значений напряжения и формирования тактовых импульсов; на фиг. 4 — блоки определения уровня напряжения на подстанции и формирования команд управления трансформатором.

Устройство .для автоматического ре- 2п гулировання напряжения в контактной сети состоит из блоков 1, 2 измерения напряжения в контактной. сети, входы первого из которых подсоединены к контактной сети (КС) на двух смежных 25 с подстанцией постах секционирования (ПС), а входы второго - на двух смежных с подстанцией пунктах параллель" ного соединения (ППС), блоков 3 и 4 выделения предельного значения напря- 3р жения, одни из входов которых подключены к выходам соответственно блоков

-1 и 2 измерения напряжения в контактной сети, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами блока 5 вычисления уровня напряжения на подстанции, а выход соединен со входом блока 6 формирования команд управления трансформатором. Сигнал с выхода блока 6 поступает в узел (на фиг.l не показан) управления трансформатором подстанции, а следовательно, и уровнем напряжения на шинах тяговой подстанции, Блоки 1 и 2 измерения содержат 45 датчики 7-10 напряжения (фиг,2), подключенные выходами к входам передатчиков 11-14 частотно-модулированных сигналов, выходы которых через линии

15-18 связи соединены с входами при— емников 19-22 частотно-модулированного сигнала. Входы датчиков 7-10 и выходы приемников 19-22 являются соответственно входами и одними и другими выходами блоков 1 и 2, Датчики 7-10 напряжения представляют собой магнитные мультивибраторы и осуществляют преобразование постоянного напряжения в частоту, а также обеспечивают гальваническую развязку высоковольтных цепей от низковольтных.

С выходов приемников 19-22 поступают сигналы, пропорциональные напряжениям, соответственно:

F„, — с первого (левого от подстанции) поста секционирования;

Р„ — с второго (правого от подстанции) поста секционирования;

Г„„, — с первого (левого от подстанцйи) пункта параллельного соединения;

Fä„ вЂ” с второго (правого от подстанции пункта параллельного соединения.

Сигналы (я,, „с ) с каждого та секционирования принимают две тяговые подстанции, между которыми находится пост. Каждый из блоков 3 и

4 выделения предельного значения напряжения состоит из двух (фиг.3) подблоков, набранных из элементов И 23, 24, счетчиков 25, 26 частоты с пере менным коэффициентом деления, триггеров 27-30, шифраторов 31, 32, переключателей 33, 34 и элемента ИЛИ 35.

Выходы элементов И 23, 24 подключены к первым входам соответственно делителей 25-26, вторые входы которых соединены с выходами шифраторов 3132, а выходы — с. одними .из входов триггеров 27 и 29, подключенных выходами с одними из входов триггеров

28 и 30, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 35. Один из входов элемента И 23, третий вход делителя .25, другие входы триггеров 2?, 28 являются первым входом блока 3(4), вторым входом которого являются один из входов элемента И 24, третий вход делителя 26 и другие входы триггеров 29-30, третим входом — другие входы элементов И 23-24, а выходом— выход элемента ИЛИ 35, Первый, второй и третий входы блока 3(4) соеди- нены соответственно с одним и другим выходами блоков 1(2) и одним из выходов блока 36 формирования тактовых импульсов, который состоит из генератора 37 импульсов с частотой F, и делителя 38 частоты с выходной частотой F, выходы которых являются соответственно одним и другим выходами блока 36.

Блок 5 вычисления уровня напряжения на подстанции (фиг. 4) состоит из элементов И-KIN 39, 40, к выходам э 14 которых подключены входы реверсивного счетчика 41, к одним из выходов которого подключен одними из входов компаратор 42, соединенный другими входами с выходами шифратора 43, а выходами — с первыми входами элементов И-ИЛИ 39, 40, вторые входы которых соединены с другими выходами реверсивного счетчика 41, Вход шифратора 43 связан с переключателем 44.

Третьи, четвертые и пятые входы элементов И-ИЛИ 39-40 являются первым, вторым и третим входами блока 5, с последним иэ которых соединен другой выход блока 36. Выходы реверсивного счетчика являются выходом блока 5.

Блок 6 формирования команд управления трансформатором выполнен на цифроаналоговом преобразователе 45.

Устройство для регулирования напряжения работает следующим образом.

В качестве примера рассмотрим работу одного из подблоков в блоке 3, на вход готорого поступают сигналы с частотой F„, С приходом импульса сбрасывается триггер 27. На время импульса открывается элемент И 23, проходя .через

I который импульсы с генератора 37 переключают счетчик 25. Коэффициент .деления счетчика 25 устанавливает шифратор 31. Шифратором 31 управляет переключатель 33, которым задается уровень наименьшего предельного значения напряжения U< на первом ПС. В случае, когда напряжение на ПС выше наименьшего предельного значения напряжения на ПС, длительность импуль.сов сигнала F мала, счетчик 25 не успевает досчитать до позиции, определяемой переключателем 33, и на выходе счетчика 25 сигнала не появляется, возбуждения триггеров 27 и 28 не происходит. С приходом паузы сигнала F „,счетчик 25 сбрасывается и считывается информация с триггера 27 на триггер 28.

Если напряжение на ПС опустится ниже наименьшего предельного значения,, длительность импульсов сигнала

Р „, увеличивается, счетчик 25 успевает досчитать до позиции, определяемой переключателем 33, на выходе счетчика 25 появляется сигнал, воз-;. буждающий триггер 27. С началом паузы возбудится триггер 28. В начале следующего импульса триггер 27 сбросится

Триггер 28 останется возбужденным

44185 4 до тех пор, пока напряжение на IIC не поднимется выше наименьшего предельного значения.

Другой подблок блока 3 работает аналогичным образом.

Сигналы с обоих подблоков объединяются элементом ИЛИ 35. На выходе блока 3 присутствует сигнал "Повысить напряжение", если возбужден хотя

10 бы один иэ триггеров 28 или 30, т.е. если хотя бы на одном ПС напряжение опустится ниже наименьшего предельного значения.

Оба подблока 4 работают подобным образом. Различие заключается в следующем. Переключателями 33 и 34 этого блока задается уровень наибольшего предельного значения напряжения на первом и втором ППС соответственно.

Например, частота Г„„, подается на первый вход блока 4.

Если напряжение на ППС поднимается выше наибольшего предельного зна15

20 чения, длительность импульсов сигна25 ла F уменьшится, счетчик 25 не успеет досчитать до позиции, определяемой переключателем 33, на выходе счетчика 25 не появится сигнал, сбрасывающий триггер 27. С началом паузы

30 возбудится триггер 28, который останется возбужденным до тех пор, пока напряжение на ППС не опустится ниже наибольшего предельного значения.

Если будет возбужден хотя бы один из триггеров 28, 30, т.е. если хотя бы на одном ППС напряжение поднимается выше наибольшего предельного зна40 чения, на выходе блока 4 присутствует сигнал "Понизить напряжение".

Уровень напряжения на подстанции регулирует счетчик 41. В случае отсутствия сигналов с блоков 3 и 4 уро45 вень стабилизации напряжения (О ) задает переключатель 44 через шифра" тор 43. Компаратор 42 сравнивает текущий уровень напряжения и задаваемый переключателем 44. В случае, если зти уровни равны; сигнала рассогласования на выходе компаратора 42 нет, элементы 39 и 40 закрыты, пере-, ключения счетчика 41 не происходит.

В случае, если напряжение на шинах

-подстанции меньше заданного, на вы55 ходе компаратора 42 появится сигнал рассогласования (Aim}, откроется элемент 39, импульсы с частотой F переключают счетчик 41 на сложенйе до

5 1444! тех пор, пока действительное напряжение не будет равно заданному, В случае, если действительное напряжение выше заданного, на выходе компаратора 42 появится сигнал рассогласования (А)В), откроется элемент.

40, импульсы с частотой F переключают счетчик 41 на вычитание до тех пор, пока действительное напряжение не будет равно заданному, В случае появления сигналов с блоков 3 и 4 элементы 39-40 закрываются для сигналов рассогласования с компаратора 42. Прн требовании повысить напряжение открывается элемент

39 для импульсов с частотой Г, которые переключают счетчик 41 на сложение до тех пор, пока сигнал не будет снят с блока 3.

При требовании понизить напряжение открывается элемент 40 для импульсов с частотой F, которые переключают счетчик 41 на вычитание до тех пор, пока сигнал не будет снят 25 с блока 4.

В случае одновременного появления сигналов с блоков 3 и 4 предпочтение отдается сигналу с блока 3, °

При снятии требований повысить или 30 понизить напряжение элементы 39-40 открываются для сигналов рассогласования с компаратора 42, счетчик 41 последовательными переключениями ус-. танавливает уровень напряжения на подстанции, задаваемый переключателем 44.

Счетчик 38, делящий частоту F до частоты F, предотвращает раскачку, системы: периодические переходы с повышения напряжения на понижение и наоборот.

Блок 6 формирования команд управления трансформатором тяговой подстанции построен на основе цифроаналогового преобразователя 45. Преобразователь 45 преобразует цифровой код со счетчика 41 в аналоговый сигнал (П), подаваемый в устройство, управляющее трансформатором..

Предложенное устройство поддержи-, вает напряжение в контактной сети в заданных пределах, позволяет устра" нить уравнительные токи, а следова" тельно, и потери электроэнергии от них, улучшить условия реКуперадии, особенно вблизи тягoBblx подстанций.

85 6

При переходе электровоза в режим рекуперации тяговая подстанция понижает напряжение, в результате локомотив рекуперирует при более низком напряжении, т.е. для него облегчаются условия рекуперации. Кроме того, при понижении напряжения на подстанции ток рекуперации начинает перетекать на соседнюю межподстанционную зону, что способствует более полному потреблению энергии рекуперации, Улучшение условий рекуперации увеличивает отдачу электроэнергии локомотивами в тяговую сеть,. уменье шает перенапряжения на силовом оборудовании электроподвижного состава, повышает .безопасность движения.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети, содержащее блок выделения предельного значения напряжения в контактной сети, подключенный одними из входов к выходам блока измерения напряжения в контактной сети, а выходом — к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного выходом с входом блока формирования команд управления трансформатором, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью экономии электроэнергии и повышения надежности, она.снабжено дополнительными блоками измерения и - выделения предельного значения напряжения в контактной сети, выход последнего из которых подключен к второму входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, а один из входов — к выходу дополнительного блоха измерения напряжения в контактной сети, соединенного входами с контактной сетью на двух смежных с подстанцией пунктах параллельного соединения, причем другие входы блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети предназначены для подключения выходов задатчиков соответственно минимального и максимального значений напряжения в контактной сети, а третий вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня стабилизируемого напряжения.

er псг

i 444) 85

Составитель Л. Резникова

Редактор M. Келемеш Техред Л. Сердюкова

Корректор С.Шекмар

Заказ 6440/19 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 .

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4