Система электроснабжения электрических железных дорог переменного тока

 

Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока напряжением 25 кВ и может быть использовано для электрификации железных дорог на переменном токе. Цель изобретения - улучшение качества электрической энергии в контактной сети, снижение несимметрии тока и исключение уравнительных токов. Система содержит минимально три трехфазных трехстержневых трехобмоточных трансформаторных преобразователя, разнесенных вдоль контактной сети на длину фидерной зоны друг от друга, соединенных между собой трехфазной линией электропередачи, посты секционирования и рельсовую цепь. Обмотки питания тяговых нагрузок преобразователей выполнены из четырех катушек, соединенных между собой, с тремя тяговыми выводами. Первичные обмотки преобразователей соединены в звезду, при этом варианты подключения их выводов к фазам линии электропередачи составляют число сочетаний из трех элементов по три. Каждая фидерная зона содержит по два участка контактной сети, между которыми включен пост секционирования с дополнительным выключателем и двумя разъединителями. 2 з.п.ф., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1569260 (51)5 В 60 М 3 00

ЩОNОl3lt311 r (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267238/27-11 (22) 23.06.87 (46) 07.06.90. Бюл. № 21 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) М. Г. Шалимов, В. П. Сокольников и А. Т. Вегелин (53) 621.316.727 (088.8) (56) Марквардт К. Г. Электроснабжение электрифицирова нных железных дорог.

M.: Транспорт, 1982. (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока напряжением 25 кВ и может быть использовано для электрификации железных дорог на переменном токе. Цель изобретения — улучшение качества электрической энергии в контактной сети, снижеИзобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока напряжением 25 кВ и предназначено для улучшения качества электрической энергии в контактной сети и питающей тяговую нагрузку линии электропередачи.

Цель изобретения — улучшение качества электрической энергии в контактной сети.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема системы электроснабжения; на фиг. 2— векторные диаграммы напряжений районной и тяговой обмоток и схема подключения преобразователей к линии электропередачи к контактной сети.

Система состоит из трехфазно-двухфазного трансформаторного преобразователя 1, соединенного своим выводом с с питающим фидером 2 с контактными сетями 3 ние несимметрии тока и исключение уравнительных токов. Система содержит минималько три трехфазных трехстержневых трехобмоточных трансформаторных преобразователя, разнесенных вдоль контактной се ти на длину фидерной зоны друг от друга, соединенных между собой трехфазной линией электропередачи, посты секционирования и рельсовую цепь. Обмотки питания тяговых нагрузок преобразователей выполнены из четырех катушек, соединенных между собой с тремя тяговыми выводами. Первичные обмотки преобразователей соеди не н ы в звезду, при этом варианты подключения их выводов к фазам линии электропередачи составляют число сочетаний из трех элементов по три. Каждая фидерная зона содержит по два участка контактной сети, между которыми включен пост секционирования с дополнительным выключателем и двумя разъединителями. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. левого плеча питания нечетного и четного путей, а выводом Ь|, отсасывающим фидером 4 с рельсовой сетью 5. Выводом а, трансформаторный преобразователь 1 соединен питающим фидером 6 с контактными сетями правого плеча питания нечетного 7 и четного 8 путей. Контактная сеть 7 фидером 9 через разъединитель 10 и выключатель 11 соединена с шиной 12, которая через выключатель 13, разъединитель 14 и фидер 15 соединена с контактной сетью 8. Шина 12 через нормально разомкнутый разъединитель !6, через нормально разомкнутые контакты выключателя 17, через нормально разомкнутый разъединитель

l8 соединена с шиной 19, которая через выключатель 20, разъединитель 21 и фидер

22 присоединена к контактной сети 23 нечетного пути. Шина 19 через выключатель

1569260 0

40

24, разъединитель 25 фидером 26 присоединена к контактной сети 27 четного пути, которая питающим фидером 28 соединена с контактной сетью 23 нечетного пути и выводом с> трехфазно-двухфазного трансформаторного преобразователя 29, который выводом b соединен отсосом 30 с рельсовой сетью 5, а выводом а> он соединен питающим фидером 31 с контактной сетью нечетного 32 и четного 33 гутей.

Контактная сеть 32 нече I ного пути фидером 34 через разъединитель 35, выключатель 36 присоединена к шине 37, которая через выключатель 38, разъединитель 39 фидером 40 соединена с кснтактной сетью

33 четного пути. Шина 37 через нормально разомкнутый разъединит ль 41, нормальtIo разомкнутые контакты вь?ключателя 42. нормально разомкнутый р?? 3 ьединитель 43 соединена с шиной 44, которая через выключатель 45, разъединитель 46 фидером 47 соединена с контактной сетью «8 четногс пути, а выключателем 49 через разъединитель

50 фидером 51 она присоединена и контактной сети 52 нечетного пути. Контактные сети 48 и 52 питающим фидером 53 соединены с выводом сд трехфазно-двухфазного трансформаторного преобразователя 54, котсрый выводом Ь3 соединен отсосом 55 с рельсовой сетью 5, а вь;водом аа, пита?Оц?Им

56 с Kонтактными сетями 57 Н!ра. О,о плеча питания.

Систем» электроснабжения р ботает следуюц?им образом, Трехфазно-двухфа"-ный тра нсформаторный преобразователь 1 вывс??Ями А;, BI, С1 первичной обмотки, собра: «ой в звезду, подклк>чсн к фазам пн?Таюц?еЙ липни передачи, соотьетст;нно .А., В ?. Трехфазна", вторичная обмотка, собранная в треугольник, питаст paHOIIHvto нет.-;ronylc нагрузку и компенсирует в магнитной цепи стержaeвого сердечника трансфор !»Top!«oro преобразователя магнитный !0ТОК нулевой последовательности от тяговой обмотки.

Тяговая обмотка питает однофазпые тяговые нагрузки левого и правсго плеч питания и зыполнена из -?Стырсx катушек., расположенных по одной на край) .их СТер>Княх и две:a среднем стержне. 1-1ачало катушки одного крайнего стержчя соединено с началом одной катушки среднего стержня, начало катушки другого крайн;- г-о стержня соединено с началом аругай кату?Нки, рВ cll0 t0Neнн0 "; ?«а средне м i cp:к не. Г.,О -I t?bl катушек среднего стержня?>ба:еди ielи-.t г общую точку и coeдинен::.: с вывода .,? Ь, трансформа IopHDI о преобо".зователя, который соединен с рельсовой сет?Но 5. Конец

ОднОЙ KBT1 ??(Ки Kpal!HCÃ0 с. f »кпя соединен с выводом а трансформаторного преобразоватсля, а конец другой катуIL"KH другого край?:Сго стержня соединен с выво.?О.- cI.

В: ктзрh. напряжений .1,.н левогс гле а, итания и .3,, лпавогг ) ëei!II питания с,iaH

1 1 нуты друг От? осительно друга на угол

90, фиг. 2.

Тяговая обмотка питает электрической энергиеи тяговь?е нагрузки левого плеча питания по цепи; от вывода сь по питающему фидеру 2, по контактным сетям 3 нечетного и четного путей, через тяговые нагрузки, включенные между контактными сетями 3 и рельсовой сетью 5 (на фиг. 1 эти нагрузки не показань?), по рельсовой сети 5, по отсосу 4, к выводу bl трансформаторного преобразователя 1, а тяговь?е нагрузки правого глеча питания по цепи: от вывода а! по питающему фидеру 6, по контактным сетям 7 и 8 нечетного и четного путей соответственно, через тяговые нагрузки, включенные между контактными сетями 7 и 8 и рельсовой сетью 5, по рельсовой сети 5, по отсосу 4, к выводу bl ,paHc$opttaTopI преобразователя 1. КонTaêòíàÿ сеть 7 нечетного пути на посту секционирования соединена фидером 9, нормально замкнутым разъединителем 10, нормально за мкнутыми KoHTBKTBMH Выключателя 1, шиной 1", нормально замкнутыми контактами выключателя 13„нормально замкнутым разъединителем 14, фидером 15 с контактной сетью 8 четного пути.

TpexôaBHo-дв хфазный TðàнсформаTîðный преобразователь 29 выводами Ар, В2, С2 первичной обмотки, собранной в звезду, подключен к фазам питающей линии передачи, соответственно Р, С, A. Трехфазная вторичная обмотка, собранная в треугольник, питает районну?О нетяговую нагрузку и компенсирует в магнитной цепи стержневого сердечника трансформаторного преобразователя магнитный поток нулевой последовательности от тяговой обмотки. Тяговая обмотка питает одно?разные тяговые нагрузки левого и правого плеч питания и выполнена по аналогии с тяговой обмоткой трансформаторного преобразователя 1. Векторы напряжений U,, левого плеча питания и U, и, правого плеча питания сдвинуты д,руг относительно друга на угол 90, фиг. 2.

Тяговая обмотка трансформаторного преобразователя 29 питает электрическоЙ энергией тяговые нагрузки левого плеча питания по цепи: от вывода с to питающему фидеру 28, по контактным сетям 23 и 27 не eтного и четного путей соответсТВеН»0, через тяговы" нагрузки, включен. .ie>t<5V 1<0HTBKTHbIViH СетямИ 23 H 27 H рельсовой сетьнэ 5 jHB фиг. i эти нагрузки не показа>?ь?, по рельсовои сети 5, по отсссу 3О, к выводу Ь? трансформгторного

vpeo6pBB-saTeля 29, а гяговые Hагрузки rtpaвогО плеча,итания пс це .?и: ÎT вывода аg, fl0 пит=!ющему фидеp) 31, по контактныM сетям 32 нечетного и 33 четногс: путей, Н;-рез тяговые нагрузки, в:.,;;оченные между . Нтан,тп, .;Н сетями 32 и .",3 и рельсовой

1569260

10

Формула изобретения сети 5, по рельсовой сети 5, по отсосу

30, к выводу Ь трансформаторного преобразователя 29.

Контактная сеть 23 нечетного пути левого плеча питания соединена фидером 22, нормально за мкнутым разъединителем 21, нормально замкнутыми контактами выключателя 20, шиной 19, нормально замкнутыми контактами выключателя 24, нормально замкнутым разъединителем 25, фидером 26 с контактной сетью 27 четного пути левого плеча питания. Контактная сеть 32 нечетного пути правого плеча питания соединена фидером 34, нормально замкнутым разьединителем 35, нормально замкнутыми контактами выключателя 36, шиной 37, нормально замкнутыми контактами выключателя 38, нормально замкнутым разъединителем 39, фидером 40 с контактной сетью 33 четного пути пра вого плеча пита ния.

Трехфазно-двухфазный трансформаторный преобразователь 54 выводами Аз, Вз, Сз первичной обмотки, собранной в звезду, подключен к фазам питающей линии передачи, соответственно С, А, В. Трехфазная вторичная обмотка, собранная в треугольник, питает районную нетяговую нагрузку и компенсирует в магнитной цепи стержневого сердечника трансформаторного преобразователя магнитный поток нулевой последовательности от тяговой обмотки. Тяговая обмотка питает однофазные тяговые нагрузки левого и правого плеч питания и выполнена по аналогии с тяговой обмоткой трансформаторного преобразователя 1. Векторы напряжений 11 >, левого плеча питания и U i,, правого плеча питания сдвинуты друг относительно друга на угол 90, фиг. 2.

Тяговая обмотка трансформаторного преобразователя 54 питает электрической энергией тяговые нагрузки левого плеча питания по цепи: от вывода с, по питающему фидеру 53, по контактным сетям 52 нечетного и 48 четного путей, через тяговые нагрузки, включенные между контактными сетями 52 и 48 и рельсовой сетью

5, по рельсовой сети 5, по отсосу 55 к выводу Ьз тра нсформаторного преобразователя 54, а тяговые нагрузки правого плеча питания по цепи: от вывода аз, по питающему фидеру 56, по контактным сетям

57 нечетного и четного путей правого плеча питания, через тяговые нагрузки, включенные между .контактными сетями 57 нечетного и четного путей и рельсовой сетью 5, по рельсовой сети 5, по отсосу 55 к выводу Ъ трансформаторного преобразователя 54.

Контактная сеть 52 нечетного пути левого плеча питания соединена фидером 51, нормально замкнутым разъединителем 50, нормально замкнутыми контактами выключателя 49, шиной 44, нормально замкнутыми контактами выключателя 45, нормально зам15

55 кнутым разъединителем 46, фидером 47, с контактной сетью 48 четного пути левого плеча питания.

Районная обмотка, состоящая из трех одинаковых катушек, расположен .ы; по одной на каждом стержне, соединена в треугольник и предназначеча для питания район iblx нагрузок напряжением -10 или

35 кВ, а также для компенсации несимметричного магнитного потока от тяговой обмотки. Компенсационный ток, протекающий в районной обмотке, собранной в треугольник, »е превышает 12Я от суммарного тока тяговых нагрузок, получающих питание от преобразователя при любом соотношении тяговых токов по плечам питания.

1. Система электроснабжения электрических железных дорог переменнбго тока, содержащая- три и более трехфазных трехобмоточных трансформаторных преобразователя, питающих три фидерных участка контактной сети и соединенных между собой трехфазной линией электропередачи, посты секционирования, рельсовую цепь, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества электрической энергии, обмотки питания тяговых нагрузе к преобра".,Oâÿ Tåÿåé выполнены из четырех катушек, соедч не нных между собой, с тремя тяговыми выводами, первичные обмотки преобразователей соединены в звезду, при этом варианты подключения их выводов к фазам линии электропередачи составляе- число сочетании из трех элементов по три, каждая фидерная зона содержит по два участка контактной сети, между которыми включен пост секционирования с дополнительным выключателем и двумя разъединителями.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью снижения несимметрии токов, на крайних стержнях преобразователей расположено по одной катушке тяговой обмотки, на среднем — две, при этом у каждого преобразователя начало катушки одного крайнего стержня соединено с началом одной катушки среднего стержня, начало катушки другого крайнего стержня соединено с началом другой катушки среднего стержня, концы катушек срежнего стержня объединены в общую точку, которая подключена к рельсовой цепи, концы катушек крайних стержней подключены к участкам контактной сети ближайших к преобразователю смежных фидерных зон.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью исключения уравнительных токов, каждая фидерная зона разделена на два участка контактной сети по1569260 и д с г т

У7

Составитель Н. Миронов

Редактор E. Папп ". схред И. Верее Корректор Т. Г1алий

Заказ 1422 Тираж 344 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж- -35, Раушскаи наб., д. 4/5

Производстве нно-нздател::.ский комбинат <Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10! стом секционирования, который содержит две одинарные шины, соединенные между собой электрической цепью, в которой выключатель установлен между двумя разъединителями, каждый из которых подключен к своей шине,