Система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока

 

Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту и может быть использовано для питания тяговой сети переменного тока 25 кВ. Цель изобретения - повышение энергетических показателей системы тягового электроснабжения . Устройство содержит тяговый трансформатор 1, обмотка которого выполнена по схеме звезда с выведенной нулевой точкой, причем нулевая точка подключена к рельсу, а обмотка питания нетяговых потребителей соединена в треугольник для компенсации неравномерности тяговой нагрузки. Каждая межподстанционная зона контактной сегиЗ при этом разделена на три изолированные секции, причем каждый тяговый транЫюрматор питает две смежные с рассматриваемой подстанцией секции и третью. расположенную в середине межподстанционной зоны. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 60 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г(0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г(РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4781078! 11 (22) 12,01.90 (46) 23.04.92. Бюл. ¹ 15 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Т.К.Асанов, А,В,Фролов и В.А.Мамсуров (5„3) 621.332 (088.8) (56) Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог, М.:

Транспорт, 1982, с. 38, рис. 1.29. (54) СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту и может быть использовано для питания тяИзобретение относится к области электрифицированного железнодорожного транспорта, в частности к системам тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, Известна система электроснабжения железных дорог напряжением 25 кВ, содержащая тяговые трансформаторы со схемой соединения обмоток ), Ь)Ь контактную сеть и рельсы (1).

Известны также устройства питания тяговой сети, содержащие тяговые трансформаторы, имеющие другие схемы соединения обмоток первичной и вторичной сторон (схемы открытого треугольника и Скотта. однофазные трансформаторы), дополнительные питающие, усиливающие и экранирующие провода.

Известные системы и устройства питания тяговой сети не позволяют исключить

„„ Ж„„1728056 А1 говой сети переменного тока 25 кВ. Цель изобретения — повышение энергетических показателей системы тягового электроснабжения. Устройство содержит тяговый трансформатор 1, обмотка которого выполнена по схеме звезда с выведенной нулевой точкой, причем нулевая точка подключена к рельсу, а обмотка питания нетяговых потребителей соединена в треугольник для компенсации неравномерности тяговой нагрузки, Каждая межподстанционная зона кон1актной се ги 3 при этом разделена на три изолированные секции, причем каждый тяговый трансборматор питает две смежные с рассматриваемой подстанцией секции и третью. расположенную в середине межподстанционной эоны. 1 э.п.ф-лы, 2 ил. уравнительные токи, не обеспечивают стабилизацию напряжения в контактной сети перегона и ограничивают пропускную способность электрифицированных железных дорог.

Из известных систем тягового электроснабжения напряжением 25 кВ наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система с двухсторонним питанием тяговой сети, содержащая трехфазные тяговые трансформаторы со схемой соединения обмоток Цй/Ь (1). В этих трансформаторах фазы первичной обмотки, соединенной по схеме "звезда", подключаются к проводам линии электропередачи. одна вторичная обмотка, собранная треугольником, питает тяговую сеть, причем две фазы (вершины треугольника) подключены к контактной сети двух смежных фидерных зон, а третья фаза (вершина треугольника)—

1728056

55 к рельсам. Другая вторичная обмотка, собранная также треугольником, питает трехфазные нетяговые потребители.

Недостатками известного устройства являются: нестабильный уровень напряжения в контактной сети перегона, неравномерность загрузки фаз тягового трансформатора и питающей линии передачи, отсутствие пофазного регулирования напряжения в тяговом трансформаторе, наличие уравнительных токов в тяговой сети.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве межподстанционная эона контактной сети с помощью контрольных вставок разделяется на три изолированные секции, а обмотки тягового трансформатора соединяются по схеме Y/й/г,, причем обмотка низкого напряжения 27,5 кВ двумя фазами питает две секции контактной сети слева и сп г а от подстанции, а третьей фазой через питающий провод обеспечивает энергией среднюю секцию одной иэ смежных . ажподстанционных зон, Вывод нейтральной точки этой вторичной обмотки трансформатора с помощью отсасывающей линии подключен к рельсам, Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от известнога тем, что обеспечивает равномерную загрузку фаз тягового трансформатора и линии электропередачи, исключает появление уравнительных токов в тяговой сети, обеспечивает повышение и стабилизацию напряжения в контактной сети и возможность пофазного регулирования напряжения в тяговом трансформаторе, а также исключает необходимость специального чередования фаз при подсоединении трансформаторов подстанций вдоль питающей линии передачи. Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема питания участка тяговой сети переменного тока 25 кВ с помощью тягового трансформатора, соединенного по схеме ур/ф; на фиг. 2 — график изме5

40 нения напряжения в тяговой сети на перегоне между двумя подстанциями., Устройство содержит тяговые трансформаторы 1, соединенные по схеме (/Ä/+, первичные обмотки которых подключены к питающей линии 2 электропередачи, а выводы обмотки низкого напряжения через питающие линии подключены к секциям контактной сети 3, разделенными между собой нейтральными вставками 4, нулевая точка "0" обмотки низкого напряжения трансформатора 1 с помощью отсасывающей линии 5 подключена к рельсам 6. Обмотки среднего напряжения (СН) соединены треугольником. Тяговые нагрузки — электровозы 7, расположенные на различных секциях тяговой сети, питаются от тягового трансформатора 1 через питающие линии 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Подключение каждой из трех фаз тяговой обмотки трансформатора 1 через питающие линии 8 к соответствующей изолированной секции контактной сети 3, изолированные между собой нейтральными вставками, обеспечивает равномерную загрузку как трансформатора 1, так и питающей линии 2 передачи. Данная схема при питании каждой секции контактной сети 3 может обеспечить напряжение величиной до 29 кВ в точке присоединения питающей линии 8. При этом существенно повышается напряжение вдоль всей межподстанционной зоны (фиг. 2, кривая а), в сравнении с . известной схемой двустороннего питания (фиг. 2; кривая в), исключаются уравнительные токи в тяговой сети. В условиях эксплуатации при неравномерном потреблении энергии электровозами 7 в межподстанционной зоне в магнитных системах тяговых трансформаторов возможно возникновение потоков нулевой последовательности. С целью их компенсации соединение обмоток среднего напряжения трансформаторов, предназначенных для питания нетяговых потребителей, выполнено по схеме треугольника (фиг. 1). Отметим также, что питающая линия, соединяющая одну из фаэ тяговоготрансформатора со средней секцией межподстанционной зоны, может выполняться как из неизолированного и ровода, так и из коаксиального кабеля (фиг. 1) соответствующего сечения, что позволяет уменьшить индуктивные влияния, Использование предлагаемой системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока обеспечивает по сравнению с известной схемой следующие преимущества; ликвидация уравнительных

1728056

"л/ст токов за счет разделения контактной сети межподстанционной зоны на три изолированные между собой секции, существенное уменьшение потерь напряжения и электрической энергии в тяговой сети за счет исключе- 5 ния уравнительных токов и повышение уровня напряжения в контактной сети, снижение загрузки проводов головных участков контактной сети у подстанций, равномерная загрузка фаз трехфазного тягового 10 трансформатора и линии электропередачи, возможность пофазного регулирования напряжения трехфазного трансформатора и огсутствие необходимости фазировки при подключении тяговых трансформаторов под- 15 станций к линии электропередачи.

Формула изобретения

Система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, содержащая тяговую сеть и подстанции с тяговыми трехобмоточными трансформаторами, первичные обмотки которых соединены звездой и выводами подключены к трем фазам линии электропередачи, отл ича ющаясятем,что,с целью повышения энергетических показателей, межподстанционный участок контактной сети выполнен из трех изолированных секций, а тяговая вторичная обмотка соединена по схеме — звезда с нулевой точкой. подключенной к рельсам через отсасывающую линию, двумя фазами подключена соответственно к двум сменным секциям контактной сети, расположенным по разные стороны от подстанции, а третья фаза через питающий провод подключена к средней секции контактной сети межподстан цион ного участка.