Абсолютная тяговая сеть линий метрополитена с непрерывным питанием вагонов

Изобретение относится к электрическим контактным сетям. Абсолютная тяговая сеть линий метрополитена с непрерывным питанием вагонов содержит изолирующий стык контактного рельса (КР) и активные узлы секционирования (АУС). При этом абсолютная тяговая сеть линий метрополитена сохраняет традиционную схему управления разъединителями за счет применения двухполюсных разъединителей и допускает секционирование КР в любом месте. При этом абсолютная тяговая сеть, то есть неусиливаемая за счет использования максимального количества кабелей в питающих линиях и независимая от типов вагонов. При этом линейные и резервные разъединители могут устанавливаться как в тоннеле возле КР, так и на тяговых понизительных подстанциях, а линейные могут устанавливаться прямо в ячейки РУ-825. Технический результат заключается в обеспечении непрерывного электропитания вагонов. 5 ил.

 

Использование: энергоснабжение тяговой сети линий метрополитена.

Сущность изобретения: тяговая сеть состоит из контактной сети, включающей контактный рельс (КР) и подводящие кабели, и отсасывающей сети с ходовыми рельсами и отсасывающими кабелями. Секционирование осуществляется при помощи активных узлов секционирования (АУС). Такое секционирование позволяет непрерывно питать вагоны (неперекрываемых воздушных промежутков контактного рельса (ВПКР) попросту нет!) в штатных ситуациях и избежать передачи напряжения между смежными секциями КР через токоприемники вагона при отключениях хоть одной из секций. АУС позволяет секционировать КР в любом месте, следовательно, возможно, а даже нужно, выбирать место с минимизацией длин питающих кабелей. Количество кабелей в линии берем максимальное по токам, тогда контактная сеть становится абсолютной. Улучшить проводящие характеристики невозможно, препятствием становится КР, а КР не рассчитывается и задан.

По сути удалось ослабить требование: «при движении поезда не замыкать через токоприемники вагона разделенные секции», [3, стр. 32] следующим «при движении поезда не замыкать через токоприемники вагона разделенные секции при отключении одной из них», так как при включенных секциях они всегда замкнуты через шину 825+ на тяговой подстанции (ТП).

Уровень техники. В настоящее время на всех отечественных метрополитенах применяется система электроснабжения тяговой сети от подстанций с секционированием контактного рельса неперекрываемыми (>=14 м) ВПКР по каждому главному пути на участках перед пассажирскими станциями (не далее 50 метров от края платформы), где поезд, как правило, движется в режиме выбега или торможения. В известной из патента SU 1771451 A3 1992 г., Бюл. №39 схеме питания делалась попытка обеспечить непрерывную передачу энергии рекуперации, но при этом увеличивалось количество разъединителей и усложнялась схема управления разъединителями, особенно при поперечном транзите электроэнергии. Поэтому за 25 лет эта схема не применялась и осталась без дальнейшего развития.

На Рис. 1 представлена принципиальная схема питания контактной сети главных путей метрополитена от АО «Моспромпроект». Назовем ее МПП-схема. Схема универсальна, т.к. обозначена только необходимость секционирования при децентрализованном питании секций, а выбор способа секционирования отложен. Если в качестве узла секционирования взять неперекрываемый ВПКР, то получится классическая принципиальная схема от Метрогипротранса.

В дальнейшем на всех рисунках сквозная система условных обозначений:

1 - контактный рельс

2 - нейтральная вставка

3 - отвод контактного рельса

4 - изолирующий стык

5 - шкаф подключения тяговой сети (ШПТС) с двухполюсным разъединителем

6 - двухполюсный разъединитель ручной

7 - ячейка РУ-825 В с ВАБ и трехполюсным разъединителем

8 - кабели подключения питания

9 - медная шина 2×(120×10 мм) с компенсатором

10 - медная шина 60×10 мм с компенсатором

11 - медная шина 2×(120×10 мм)

12 - медная шина 60×10 мм

КР претерпевает конструктивные разрывы (переход КР с одной стороны тоннеля на другую, входы в притоннельные помещения, съезды на стрелочных переводах, съезды в депо и другие линии). Электрических разрывов в этих местах быть не должно. Эти разрывы обеспечиваются воздушными промежутками КР (ВПКР) с концевыми отводами (длина <=10 м; расстояние между токоприемниками (по 2 шт на каждой стороне вагона) ровно 12,6 м), а электрический разрыв восстанавливается кабельными перемычками.

Секционирование контактного рельса необходимо, чтобы была возможность отключать только участки контактной сети, не отключая всю сеть целиком и защищать контактную сеть от к.з. и перегрузок.

Рассмотрим вспомогательные неортодоксальные промежутки КР.

В начале своей истории КР - это просто приподнятый ходовой рельс. Обслуживание, а затем и монтаж КР были переданы от службы электроснабжения службе пути и КР стал составной частью верхнего строения пути, [4, стр. 9]. За прошедшие более полувека ходовой рельс обогатился изолирующими стыками, а с КР этого не случилось.

Деление контактной сети на участки (секции) осуществляется в местах присоединения питающих линий к КР. Разрывы КР в этих местах называем токоразделами. Физический разрыв КР в месте токораздела вовсе необязателен, достаточно электрического разрыва. Для этой цели подходит воздушный промежуток КР шириной >=3 мм (обеспечивает изоляцию для напряжения до 3000 В). Для преодоления почти предельного консерватизма службы пути заменим нормальные стыки с обеих сторон перекрываемого ВПКР температурными стыками с зазором 38 мм, а металлические накладки заменим изолирующими с полным натяжением болтов с крутящим моментом 60-80 Н-м, Рис. 2а; на самом деле получились классические клееболтовые изолирующие стыки, но для КР, [4, стр. 53]. Второй промежуток - это конструкция из 4-х кусков КР с длинами 6, 5, 5 и 6 метров, соединенными теми же клееболтовыми изолирующими стыками, Рис. 2б. Проведенные действия допустимы по СП Метрополитены.

Оба промежутка КР (ПКР) эквивалентны неперекрываемому ВПКР, а концевые отводы в первом и короткие отрезки КР во втором служат нейтральными вставками (т.е. не запитываются), показаны незакрашенными под цифрой 2. Идея нейтральных вставок не нова, применяется в метрополитене на контактном шинопроводе в ОРК (в депо), там же применяется изолирующий промежуток шинопровода, [4, стр. 87 и рис. 4.10].

Применение МПП-схемы питания главных путей

Для секционирования КР в качестве узла секционирования (УС) применим активный узел секционирования, Рис. 3. Здесь синхронное включение-отключение секций обеспечивается двухполюсным разъединителем.

На Рис. 4 показана схема секционирования КР в местах, где поезд идет в режиме тяги: при включении двухполюсного разъединителя обеспечивается перекрываемый ПКР, а при отключении - ПКР становится неперекрываемым, Рис. 4а.

В местах съездов в депо и на соединительных ветках поступаем аналогичным образом, Рис. 4б.

Таким образом искореняются все неперекрываемые ПКР, точнее говоря, при включенных секциях неперекрываемых ПКР нет, но они немедля появляются при отключениях.

По своей конструкции активный узел секционирования толерантен к режиму (тяга, выбег, торможение) движения поезда. Выберем место для УС максимально близко к тяговой подстанции (ТП). Суммарная длина кабелей подводящих питание к линейным разъединителям - минимальна, поэтому можно обеспечить максимально необходимое количество кабелей для питающих линий независимо от типа вагонов. Достаточно 4-х кабелей марки ПвБПнг(А)-НР 1x500-3. После этого тяговая сеть становится абсолютной, т.к. дальнейшее усиление ограничивается электротехническими характеристиками КР, а КР не рассчитывается по определению.

Ничто не препятствует перемещению шкафа подключения тяговой сети (ШПТС) на ТП при помощи шин или шинопроводов. Как предельный вариант возможно перемещение моторного двухполюсного разъединителя прямо в ячейку РУ-825, к нему присоединяется имеющийся разъединитель и он становится трехполюсным, при этом ручной ремонтный двухполюсный разъединитель оставляем для подстраховки, Рис. 5.

Путем незапрещенных нормативными документами действий выстроена схема питания контактной сети главных путей со свойствами:

- Во включенном состоянии прерывания питания вагонов нет.

- Все разъединители сосредоточены на ТП.

- Питающие кабели отсутствуют.

Основные идеи изобретения опубликованы в [1 и 2] и приложены к заявке.

Список литературы

1. Куровский А.Б. Применение активного узла секционирования для схемы питания контактной сети метрополитена // Метро и тоннели. - №3-4. - 2017. С. 8-9.

2. Меркулова А.Д., Куровский А.Б., Поляков Б.Ю., Чумаков Е.Ф. Секционирование контактной сети метрополитена. Неперекрываемые воздушные промежутки контактного рельса, прощайте? // Метро и тоннели. - №5. - 2016. С. 16-17.

3. Электроснабжение метрополитенов, под ред. В.А. Туманова, Москва, 1957.

4. Электроснабжение метрополитенов, под ред. Е.И. Быкова, Москва, 1977.

5. Тяговые сети метрополитенов, Е.И. Быков, Б.В. Панин, В.Н. Пупынин, Москва, 1987.

6. Правила технической эксплуатации метрополитенов Российской Федерации, Москва, 2003.

7. Инструкция по текущему содержанию пути и контактного рельса метрополитенов, Москва, 2005.

Абсолютная тяговая сеть линий метрополитена с непрерывным питанием вагонов, отличающаяся тем, что существенно используется изолирующий стык контактного рельса (КР) и активные узлы секционирования (АУС), сохраняющая традиционную схему управления разъединителями за счет применения двухполюсных разъединителей и допускающая секционирование КР в любом месте; абсолютная, т.е. неусиливаемая за счет использования максимального количества кабелей в питающих линиях и независимая от типов вагонов, при этом линейные и резервные разъединители могут устанавливаться, как в тоннеле возле КР, так и на ТПП, а линейные могут устанавливаться прямо в ячейки РУ-825.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к линиям электроснабжения для транспортных средств. Наземная система электроснабжения для ненаправляемого электрического транспортного средства содержит контактную токопроводящую дорожку, способную подводить напряжение, нулевую токопроводящую дорожку, предназначенную для возврата тока, первый и второй источники напряжения и средство измерения скорости транспортного средства.

Группа изобретений относится к дорожному покрытию, обеспечивающему электроснабжение транспортных средств. Блок (1) плиты дорожного покрытия частично состоит из материала (3) дорожного покрытия.

Дорога для транспортных средств и способ строительства дороги. Изобретение относится к дороге (19a) для транспортных средств, движущихся по поверхности дороги (1), прежде всего для дорожных автомобилей.

Изобретение относится к приему и передаче электрической мощности на транспортное средство. Устройство приема электрической мощности для транспортного средства содержит модуль приема электрической мощности, принимающий электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности бесконтактным способом; узел связи, который передает информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности в устройство передачи электрической мощности.

Изобретение относится к бесконтактной подаче электрической мощности к транспортному средству. Система бесконтактной подачи электричества посредством магнитной связи между катушкой в транспортном средстве и катушкой в устройстве подачи электричества содержит средство беспроводной связи между транспортным средством и устройством подачи электричества на первой частоте; средство беспроводной связи между транспортным средством и устройством подачи электричества на второй частоте, которая отличается от первой частоты.

Изобретение относится к бесконтактному зарядному устройству. Бесконтактное зарядное устройство содержит устройство приема мощности, содержащее катушку; аккумулятор; модуль определения состояния заряда аккумулятора; модуль задания допустимого диапазона для процесса заряда; модуль управления зарядом для управления мощностью процесса заряда для аккумулятора и дисплей для отображения допустимого диапазона для процесса заряда.

Изобретение относится к двухсторонней тяговой электрофикации постоянным током с напряжением 3 кВ автоматических и пилотируемых грузовых сельскохозяйственных устойчиво планирующих электролетов с винтовыми движителями, приспособленных для безперевалочной транспортировки скоропортящихся продуктов растениеводства, животноводства, рыбоводства по конвейеру производство-потребитель.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к подвижным потребителям электроэнергии, преимущественно с троллейными токопроводами во многих отраслях и производствах, например в металлургической, химической, горнодобывающей, машиностроительной и др.

Изобретение относится к малогабаритным двигательным приводам. Привод содержит корпус, в котором размещены подключенный к выходному валу двигателя своим входным валом мотор-редуктор в виде червячно-цилиндрической передачи, вал колеса которой является выходным валом привода, вал червяка расположен параллельно выходному валу двигателя и связан с ним двухступенчатой зубчатой передачей.

Изобретение относится к электроснабжению контактной сети. Устройство автоматизации электроснабжения тяговой сети переменного тока межподстанционной зоны содержит выключатели питающих линий контактной сети тяговых подстанций и поста секционирования, оборудованные устройствами АПВ.

Группа изобретений относится к линиям электроснабжения для транспортных средств. Наземная система электроснабжения для ненаправляемого электрического транспортного средства содержит контактную токопроводящую дорожку, способную подводить напряжение, нулевую токопроводящую дорожку, предназначенную для возврата тока, первый и второй источники напряжения и средство измерения скорости транспортного средства.

Изобретение относится к распределенной системе защиты для сегментированной сети питания на электрифицированной железной дороге. Воздушная контактная система тяговой сети разделена на несколько сегментов, соответствующих железнодорожным перегонам, при этом добавлены перегонные разделители воздушной контактной системы и субперегонные посты между сегментами.

Изобретение относится к устройствам для включения и выключения питания отдельных участков рельсового пути. Привод двигательный малогабаритный содержит корпус, в котором размещены мотор-редуктор, подключенный к выходному валу двигателя своим входным валом, а выходным валом - к приводному элементу разъединителя контактных сетей, и переключатель направления вращения привода.

Изобретение относится к устройствам электроснабжения железных дорог, электрифицированных на однофазном переменном токе напряжением 27,5 кВ частотой 50 Гц, и может быть использовано на тяговых подстанциях для симметрирования и повышения коэффициента мощности электротяговой нагрузки.

Изобретение относится к системам электроснабжения железных дорог на переменном токе 27,5 кВ. .

Изобретение относится к технике подачи электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. .

Изобретение относится к коммутационным аппаратам, применяемым в системе тягового электроснабжения электрических железных дорог переменного тока и предназначен для ускоренного отключения токов короткого замыкания и токов перегрузки электротяговой сети переменного тока.

Изобретение относится к электрофицировэнным железным дорогам и может быть использовано в системе тягового электроснабжения переменного тока. .

Группа изобретений относится к линиям электроснабжения для транспортных средств. Наземная система электроснабжения для ненаправляемого электрического транспортного средства содержит контактную токопроводящую дорожку, способную подводить напряжение, нулевую токопроводящую дорожку, предназначенную для возврата тока, первый и второй источники напряжения и средство измерения скорости транспортного средства.

Изобретение относится к электрическим контактным сетям. Абсолютная тяговая сеть линий метрополитена с непрерывным питанием вагонов содержит изолирующий стык контактного рельса и активные узлы секционирования. При этом абсолютная тяговая сеть линий метрополитена сохраняет традиционную схему управления разъединителями за счет применения двухполюсных разъединителей и допускает секционирование КР в любом месте. При этом абсолютная тяговая сеть, то есть неусиливаемая за счет использования максимального количества кабелей в питающих линиях и независимая от типов вагонов. При этом линейные и резервные разъединители могут устанавливаться как в тоннеле возле КР, так и на тяговых понизительных подстанциях, а линейные могут устанавливаться прямо в ячейки РУ-825. Технический результат заключается в обеспечении непрерывного электропитания вагонов. 5 ил.

Наверх