Способ перетоков электрической энергии в тяговой сети постоянного тока городского электрифицированного транспорта через коммунальную сеть переменного тока

Изобретение относится к области электротехники. Предлагается способ перетоков электрической энергии в тяговой сети постоянного тока городского электрифицированного транспорта через коммунальную сеть переменного тока для улучшения качества напряжения одновременно в обеих сетях. В операции способа входит объединение сетей постоянного и переменного тока с помощью вольтодобавочных трансформаторов, включенных на входе коммунальных трансформаторных подстанций, и транзисторных инверторов напряжения, подключенных к тяговой сети, с добавлением операций переключения отпаек на высокой стороне у главных трансформаторов коммунальных трансформаторных подстанций при помощи механических переключателей. Переключением отпаек изменяют коэффициенты трансформации главных трансформаторов коммунальных трансформаторных подстанций, причем в начале тяговой сети, где напряжение повышено, устанавливают повышенный коэффициент трансформации, а в конце тяговой сети, где напряжение понижено, устанавливают пониженный коэффициент трансформации. Коэффициенты трансформации остальных коммунальных трансформаторных подстанций равномерно изменяют относительно номинального значения от повышенного до пониженного по мере удаления от начала тяговой сети к концу. Способ позволяет получить технический результат - перераспределять энергию из начала тяговой сети в конец через коммунальные сети, выравнивая напряжение по всей длине тяговой сети с одновременной стабилизацией напряжения на входе коммунальных подстанций. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам городского электроснабжения, и может быть использовано в объединенных сетях коммунального хозяйства и городского электрифицированного транспорта.

Известен способ регулирования напряжения на высокой стороне городской трансформаторной подстанции путем переключения отпаек механическим переключателем. Этот способ применим только при отключенной подстанции. Такой способ изменения напряжения получил название «переключение без возбуждения» (ПБВ). (см. Сергеенков Б.Н. и др. Электрические машины: Трансформаторы: Учеб. пособие для электромех. спец. вузов. / Б.Н.Сергеенков, В.М.Киселев, Н.А.Акимова; Под ред. И.П.Копылова. М.: Высш. шк., 1989, с.280).

Этот способ применяется крайне редко, может быть раз в несколько лет, в случае, если существенно изменилась мощность потребителей в микрорайоне или изменилась схема электроснабжения. Его применяют для выравнивания напряжения у потребителей, однако, но он не применим для стабилизации напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ перераспределения энергии за счет объединения электрических сетей при помощи инверторов и вольтодобавочных трансформаторов (Патент РФ на полезную модель №108236 от 02.02.2011 г., H02J 5/00, / В.С.Климаш, Ю.М.Иньков, Д.В.Пименов (Россия)). Этот способ позволяет передавать энергию как из тяговой сети в коммунальную, так и наоборот. Направление передачи зависит от уровня напряжения на входе коммунальной подстанции и не зависит от нагрузки и величины потребляемой мощности в тяговой сети. Так, например, в процессе стабилизации напряжения на входе коммунальных трансформаторных подстанций и у потребителей, при понижении напряжения в коммунальной сети установленное на трансформаторной подстанции вольтодобавочное устройство работает в режиме вольтоприбавления, потребляя энергию из тяговой сети, а когда напряжение наоборот повышенное, то работает в режиме вольтовычитания, отдавая энергию в тяговую сеть (см. Климаш B.C. Вольтодобавочные устройства для компенсации отклонений напряжения и реактивной энергии с амплитудным, импульсным и фазовым регулированием: Монография.- Владивосток: Дальнаука, 2002, с.53).

Недостатком этого способа является то, что при таком перераспределении энергии между сетями улучшение качества напряжения будет только у коммунальных потребителей.

Задачей предложенного способа является улучшение качества напряжения как в коммунальной, так и в тяговой сети за счет перевода вольтодобавочных устройств на участках пониженного напряжения в тяговой сети в режим потребления энергии из коммунальной сети, и в режим передачи энергии в коммунальную сеть на участках повышенного напряжения тяговой сети. При этом по мере удаления от участков с повышенным напряжением в тяговой сети к участкам с пониженным напряжением в тяговой сети равномерно уменьшается потребление энергии из тяговой сети с последующим равномерным увеличением передачи энергии из коммунальной сети в тяговую сеть.

Поставленная задача решается за счет того, что при перераспределении электрической энергии между коммунальной сетью переменного тока и тяговой сетью постоянного тока городского электрифицированного транспорта, объединенных через вольтодобавочные трансформаторы с вторичными обмотками, подключенными через инверторы к тяговой сети и с первичными обмотками, включенными в цепь первичных обмоток соответствующих главных трансформаторов коммунальных трансформаторных подстанций, которые выполнены с отпайками и механическим переключателем этих отпаек для изменения коэффициента трансформации, причем с учетом снижения напряжения в конце тяговой сети его значение в начале, подключенном к выходу тяговой подстанции, устанавливается повышенным, введено изменение коэффициента трансформации главного трансформатора коммунальной трансформаторной подстанции, расположенной и подключенной в начале тяговой сети, устанавливается переключателем отпаек на повышенное значение, а коэффициент трансформации главного трансформатора коммунальной трансформаторной подстанции, расположенной и подключенной в конце тяговой сети, устанавливается переключателем отпаек на пониженное значение, при этом участки подключения к тяговой сети остальных коммунальных трансформаторных подстанций выбираются с учетом шага изменения коэффициента трансформации и числа подключаемых коммунальных трансформаторных подстанций, а коэффициенты трансформации этих коммунальных трансформаторных подстанций уменьшаются относительно номинального значения от повышенного до пониженного по мере удаления от начала к концу тяговой сети.

В результате решения поставленной задачи будет улучшено качество напряжения питания как коммунальных потребителей, так и городского электрифицированного транспорта.

Сущность заявленного способа поясняется нижеприведенным описанием и прилагаемым к нему чертежом, где показана схема энергоснабжения с вольтодобавочными устройствами и механическими переключателями отпаек, при помощи которых реализуется данный способ.

На чертеже введены следующие обозначения: тяговая подстанция (1), секция контактной сети (2), транспортные средства (3, 4), коммунальные трансформаторные подстанции (5, 6, 7), вольтодобавочные устройства (8, 9, 10) с вольтодобавочным трансформатором (11), инвертором напряжения (12), индуктивно-емкостным фильтром (13); главные трансформаторы трансформаторных подстанций (14, 15, 16) с механическими переключателями отпаек, потребители коммунальной сети (17, 18, 19).

Способ осуществляют следующим образом. На коммунальных трансформаторных подстанциях, расположенных вблизи от тяговой подстанции, с помощью механического переключателя отпаек устанавливают максимальный коэффициент трансформации, при котором напряжение в коммунальной сети будет понижено и вольтодобавочное устройство будет работать в режиме вольтоприбавления, потребляя энергию из тяговой сети, дополнительно загружая ее и снижая в ней напряжение. Одновременно вольтодобавочные устройства, работая в режиме стабилизатора напряжения потребителей, повышают напряжение на входе и выходе коммунальных трансформаторных подстанций. На удаленных от тяговой подстанции коммунальных трансформаторных подстанциях коэффициент трансформации главных трансформаторов устанавливают на минимальное значение, при котором напряжение в коммунальной сети будет повышенным, и вольтодобавочное устройство, стабилизируя напряжение, будет работать в режиме вольтовычета, при этом отдавая энергию из коммунальной сети в тяговую сеть.

В зависимости от длины линии коэффициенты трансформации равномерно изменяют, причем от начала до середины их уменьшают относительно номинального значения, а от середины к концу увеличивают.

Предлагаемый способ, как более совершенный, предназначается для использования в объединенной системе энергоснабжения коммунальных и тяговых сетей городского электрифицированного транспорта без значительных капитальных вложений.

Способ перетоков электрической энергии в тяговой сети постоянного тока городского электрифицированного транспорта через коммунальную сеть переменного тока, объединенных через вольтодобавочные трансформаторы, с вторичными обмотками, подключенными через инверторы напряжения к тяговой сети и с первичными обмотками, включенными в цепь первичных обмоток соответствующих главных трансформаторов коммунальных трансформаторных подстанций, которые выполнены с отпайками и механическим переключателем этих отпаек, например, переключателем без возбуждения для изменения коэффициента трансформации, причем с учетом снижения напряжения в конце тяговой сети его значение в начале, подключенном к выходу тяговой подстанции, устанавливается повышенным, отличающийся тем, что коэффициент трансформации главного трансформатора коммунальной трансформаторной подстанции, расположенной и подключенной в начале тяговой сети, устанавливается переключателем отпаек на повышенное значение, а коэффициент трансформации главного трансформатора коммунальной трансформаторной подстанции, расположенной и подключенной в конце тяговой сети, устанавливается переключателем отпаек на пониженное значение, при этом участки подключения к тяговой сети остальных коммунальных трансформаторных подстанций выбираются с учетом шага изменения коэффициента трансформации и числа подключаемых коммунальных трансформаторных подстанций, а коэффициенты трансформации этих коммунальных трансформаторных подстанций уменьшаются относительно номинального значения от повышенного до пониженного по мере удаления от начала к концу тяговой сети.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления реактивной мощностью в системах питания таких устройств, как землеройные машины различного типа, используемые для добычи полезных ископаемых.

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к индуктивным системам передачи питания. Технический результат - упрощение схемы при обеспечении эффективного управления.

Изобретение относится к области беспроводной передачи энергии. Система беспроводной передачи энергии содержит базовый блок (1) с несколькими цепями генерации магнитного поля и устройство (10), отделимое от упомянутого базового блока (1), имеющее принимающий индуктор, приспособленный для приема энергии индуктивным образом, когда упомянутое устройство (10) находится поблизости от одной из упомянутых цепей генерации, причем упомянутый базовый блок (1) содержит контроллер (3), сконфигурированный определять цепь (2') передачи из упомянутых цепей генерации, когда упомянутый принимающий индуктор находится поблизости от упомянутой цепи (2') передачи, после чего упомянутая цепь (2') передачи эксплуатируется для генерации первого магнитного поля (8), имеющего первую фазу, для индукции тока в упомянутом принимающем индукторе, и по меньшей мере одна из оставшихся цепей генерации эксплуатируется как цепь (2", 52, 82) компенсации для генерации второго магнитного поля (21), имеющего противоположную фазу к упомянутой первой фазе.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в городских электрических сетях коммунального хозяйства и городского электрифицированного транспорта.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и эффективности.

Изобретение относится к системам и способам беспроводного электроснабжения. .

Изобретение относится к устройству, понижающему напряжение, содержащему по меньшей мере пару однофазных выпрямителей с принудительной коммутацией, работающих на вторичные обмотки главного трансформатора тяги, причем мощность из постоянной цепи проходит через указанный главный трансформатор тяги, а указанная энергия рекуперируется на вторичной обмотке посредством однофазного выпрямителя с принудительной коммутацией, работающего как контролируемый выпрямитель, повышающий напряжение, причем однофазные выпрямители с принудительной коммутацией работают синхронно как инвертор напряжения.

Изобретение относится к электротехнике. Универсальный источник беспроводного питания содержит несколько беспроводных передатчиков энергии и сетевой адаптер, включающий схему источника питания и корпус, который разделен на две секции, соединенные вместе при помощи поворотного шарнира; каждая из указанных секций включает по меньшей мере один из указанных нескольких беспроводных передатчиков энергии; указанные две секции можно поворачивать в разные положения, чтобы изменить положение и ориентацию указанных нескольких беспроводных передатчиков энергии. Технический результат - повышение безопасности и надёжности. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 33 ил.

Настоящие изобретения относятся к беспроводной передаче мощности. Технический результат - повышение эффективности и безопасности передачи электроэнергии. Предлагаются способ и устройство передачи мощности через электромагнитное сцепление с передающего устройства на набор приемных устройств, причем упомянутый способ содержит этап расчета, на котором рассчитывают посредством передающего устройства первую сумму заданных уровней мощности, определенных каждым приемным устройством из упомянутого набора приемных устройств; если максимальная мощность, которая может быть передана передающим устройством на упомянутый набор приемных устройств, является меньшей, чем упомянутая первая сумма, то выполняют этап, на котором определяют, посредством упомянутого передающего устройства, на основании упомянутой первой суммы и согласно набору критериев, поднабор приемных устройств из упомянутого набора приемных устройств, на которые передающее устройство передает мощность. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к наземным сооружениям для привязных летательных аппаратов. Первый вариант способа электроснабжения воздушного летательного аппарата с удерживающим тросом характеризуется тем, что передачу электроэнергии с земли осуществляют повышенным напряжением 0,1…10 кВ постоянного тока путем преобразования напряжения источника питания на земле по напряжению с 12…380 В до 0,1…10 кВ и передачи по линии электропередачи с дальнейшим преобразованием напряжения 0,1…10 кВ до 12…380 В. Второй вариант способа характеризуется тем, что передачу электроэнергии с земли осуществляют резонансным способом на повышенной частоте 1…25 кГц путем преобразования напряжения источника питания на земле по напряжению и частоте с 12…380 В до 0,1…10 кВ, 1…25 кГц и передачи по линии электропередачи с дальнейшим преобразованием напряжения кабельной линии 0,1…10 кВ до 12…380 В. Каждый вариант устройства электроснабжения характеризуется использованием соответствующих преобразователей напряжения. Группа изобретений направлена на увеличение дальности и высоты электроснабжения. 4 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам индуктивной передачи энергии. Технический результат - обеспечение передачи энергии на больших площадях. Заявлено устройство подачи электропитания для обеспечения подачи электрической мощности к устройству приема мощности, причем устройство подачи электропитания содержит две пластины, две структуры электродов, выполненные с возможностью связи с источником питания переменного тока и по меньшей мере одним передатчиком мощности. Каждая структура электродов прикрепляется к одной из упомянутых двух пластин. Передатчик мощности располагается между этими двумя пластинами и содержит электропроводящую катушку и по меньшей мере два электрических контакта, связанных с электропроводящей катушкой. Пластины и передатчик мощности располагаются так, что передатчик мощности может двигаться в направлении, параллельном поверхностям пластин, с электрическими контактами, находящимися в контакте с соответствующими двумя структурами электродов для получения мощности от источника питания переменного тока. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - предотвращение нагревания металлических объектов на поверхности передатчика мощности. Заявлен способ вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик (112) мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник (100) мощности через катушку (114) передатчика и катушку (104) приемника, при этом способ содержит этап получения посредством передатчика мощности информацию о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять время вычисления потерь мощности с приемником мощности; и этап вычисления потерь мощности в течение переноса мощности согласно полученной информации о времени и параметру принятой мощности, сообщенным от приемника мощности. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к индуктивной передаче энергии. Технический результат - упрощение приемника энергии. Беспроводная индуктивная система передачи энергии содержит передатчик энергии для индуктивной передачи энергии к приемнику энергии через передающую катушку к приемной катушке. В системе способ связи содержит этап, на котором передают посредством приемника энергии первые данные и вторые данные передатчику энергии, причем первые данные указывают требование к модуляции, а вторые данные указывают сообщение запроса; этап, на котором принимают посредством передатчика энергии первые данные и вторые данные от приемника энергии; этап, на котором передают посредством передатчика энергии ответное сообщение для ответа на упомянутое сообщение запроса, модулируя энергетический сигнал в соответствии с требованием к модуляции, чтобы передать ответное сообщение; и этап, на котором приемник энергии принимает ответное сообщение, демодулируя модулированный энергетический сигнал, несущий от передатчика энергии ответное сообщение, принимаемое приемной катушкой. 4 н и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Использование - в области электротехники, транспорта. Технический результат - обеспечение транспортного средства электрической энергией. Структура содержит приемное устройство, выполненное для приема переменного электромагнитного поля и выработки переменного электрического тока посредством магнитной индукции и содержащее по меньшей мере одну фазовую линию, причем: фазовая линия или по меньшей мере одна из фазовых линий образует по меньшей мере три обмотки, каждая обмотка состоит по меньшей мере из одного витка фазовой линии, если любая из обмоток состоит из одного витка, то виток закручивается вокруг центральной оси обмотки, если любая из обмоток состоит из более чем одного витка, то витки являются последовательными участками фазовой линии, закручиваемыми вокруг центральной оси обмотки, по меньшей мере три обмотки фазовой линии расположены рядом друг с другом так, чтобы образовывать последовательность (G, R, В) обмоток (GCL, GCM1, GCM2, GCR; RCL, RCM1, RCM2, RCR; BCL, ВСМ1, ВСМ2, BCR; CL, СМ1, СМ2, CR), перекрывающую эффективную площадь в плоскости, которая простирается перпендикулярно центральным осям обмоток, так что имеются первая (GCL; RCL; BCL; CL) и вторая (GCR; RCR; BCR; CR) концевые обмотки на противоположных концах последовательности и по меньшей мере одна средняя обмотка (GCM1, GCM2; RCM1, RCM2; ВСМ1, ВСМ2; СМ1, СМ2) между концевыми обмотками (GCL, GCR; RCL, RCR; BCL, BCR; CL, CR) последовательности, каждая из концевых обмоток (GCL, GCR; RCL, RCR; BCL, BCR; CL, CR) последовательности (G, R, В) состоит из меньшего числа витков, чем средняя обмотка или средние обмотки (GCM1, GCM2; RCM1, RCM2; ВСМ1, ВСМ2; СМ1, СМ2). 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Устройство энергоснабжения для приводных устройств содержит подключение к электрической сети, подключение к промежуточному контуру постоянного напряжения (ZK), выпрямительное устройство, включающее несколько модулей, электрическое соединение для эксплуатации транспортного средства в сети постоянного напряжения. Каждый модуль содержит первый выпрямитель, подключенный через инвертор к трансформатору и через трансформатор соединенный со вторым выпрямителем. При постоянном напряжении сеть соединена со стороной постоянного напряжения второго выпрямителя первого модуля. Первичная сторона трансформатора первого модуля соединена с первичной стороной трансформатора второго модуля. Сторона постоянного напряжения второго выпрямителя второго модуля подключена к промежуточному контуру (ZK). Второй объект изобретения заключается в способе эксплуатации транспортного средства посредством устройства энергоснабжения. Третий объект заключается в способе изготовления устройства энергоснабжения. Технический результат заключается в снижении веса устройства электроснабжения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам бесконтактной передачи энергии в водной среде между судном-носителем и глубоководным аппаратом. Устройство содержит расположенные на судне-носителе источник переменного напряжения и стержневой сердечник, в одном из стержней которого сделан вырез, а на противоположном стержне намотана обмотка, соединенная с источником переменного напряжения. Устройство включает также вставку из того же ферромагнитного материала, что и сердечник, на которой намотана своя обмотка, подключенная к нагрузке на подводном аппарате. Вырез и вставка имеют трапециевидное сечение. Вставка снабжена упорами. На краях выреза установлены концевые выключатели, последовательно соединенные контакты которых подключены к управляющим входам источника переменного тока. Технический результат состоит в повышении эффективности передачи энергии за счет повышения точности и надежности сочленения сердечника и вставки. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к трансформации и передаче электрической энергии. Технический результат состоит в уменьшении расхода материалов и повышении стабильности, безопасности и кпд за счет использования бессердечниковых трансформаторов с фазовой автоподстройкой частоты и контролем напряжения посредством обработки сигналов с трансформатора тока или антенны, размещенных в пучности тока на вторичной обмотке передающего трансформатора при осуществлении контроля температуры посредством датчиков температуры. Передача электрической энергии осуществляется передачей резонансных колебаний повышенной частоты в цепи, состоящей из преобразователя частоты, повышающего однослойного бессердечникового трансформатора Тесла, однопроводной линии электропередачи и понижающего однослойного бессердечникового трансформатора Тесла. Оба трансформатора согласованы по частоте. Могут быть использованы незаземленные однослойные трансформаторы Тесла, а также заземленные или незаземленные многослойные секционные трансформаторы. Преобразователь частоты имеет обратную связь по напряжению для поддержания значения выходного напряжения в линии электропередачи на уровне, не превышающем максимально допустимый, обратную связь по частоте для синхронизации задающего генератора с собственной резонансной частотой трансформаторов, обратную связь по нагреву для предотвращения аварийных ситуаций и блок фазовой подстройки сигнала обратной связи. 8 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Предлагается способ перетоков электрической энергии в тяговой сети постоянного тока городского электрифицированного транспорта через коммунальную сеть переменного тока для улучшения качества напряжения одновременно в обеих сетях. В операции способа входит объединение сетей постоянного и переменного тока с помощью вольтодобавочных трансформаторов, включенных на входе коммунальных трансформаторных подстанций, и транзисторных инверторов напряжения, подключенных к тяговой сети, с добавлением операций переключения отпаек на высокой стороне у главных трансформаторов коммунальных трансформаторных подстанций при помощи механических переключателей. Переключением отпаек изменяют коэффициенты трансформации главных трансформаторов коммунальных трансформаторных подстанций, причем в начале тяговой сети, где напряжение повышено, устанавливают повышенный коэффициент трансформации, а в конце тяговой сети, где напряжение понижено, устанавливают пониженный коэффициент трансформации. Коэффициенты трансформации остальных коммунальных трансформаторных подстанций равномерно изменяют относительно номинального значения от повышенного до пониженного по мере удаления от начала тяговой сети к концу. Способ позволяет получить технический результат - перераспределять энергию из начала тяговой сети в конец через коммунальные сети, выравнивая напряжение по всей длине тяговой сети с одновременной стабилизацией напряжения на входе коммунальных подстанций. 1 ил.

Наверх