Устройство для автоматического включения и выключения тяговой подстанции

 

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3арегистрфоваио е Бюро изобретений Госплана СССР

Д. В. Козьминых

Устройство для автоматического включения и выключения тяговой подстанции

Заявлено 11 мая 1939 года в Народный комиссариат путей сообщения СССР за № 2123 (343229) Опубликовано 30 июня 1947 года

Предлагаемое устройство предназиачено для автоматического включеиич тяговой подстанции при входе электровоза на питаемый ею участок контактной линии и для выключения подстанции при выходе электровоза с этого участка.

От известных устройств, предназначенных для этой же цели, оно принципиально отличается тем, что базируется на использовании явления резонанса напряжений в цепи реле управления, благодаря чему исключается возможность ложных включений при коротких замыканиях контактной сети.

Устройство содержит реле, управляющее автоматическим выключателем и включенное между контактным проводом и рельсами последовательно с блокировочным конденсатором и вспомогательным трансформатором, служащим для подачи напряжения в контрольную цепь, замыкаемую специальной цепью на электровозе. Последняя включается параллельно силовой установке электровоза и содержит конденсатор и катушку индуктивности, соединенные между собой последовательно и соразмеренные так, что они с находящимися на подстанции элементами контрольной цепи образуют резонансный контур.

В фидер, питающий контролируемый участок линии, включается вспомогательный трансформатор (или дрос с ель), обеспечивающий своевременное выключение данного фидера.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства для подстанции с одним генератором и одним фидером.

Между положительной и отрицательной шинами имеются четыре цепи:

Цепь 1, составленная из блок-конденсатора БК (он же является рабочей емкостью), токового реле Р и питающего трансформатора ПТ, дающего напряжение, равное 3 — 7,„от напряжения постоянного тока на шинах подстанции.

Цепь 11, образующая вторую половину резонансного контура (1 †1, находящуюся на электровозе, и называемая цепью машиниста. Эта цеп состоит из блок-конденсатора ЗБЬ

79 и индуктивности КС для компенсации емкостных сопротивлений блок-конденсаторов (БК вЂ” ЗБК). Кроме того здесь должен быть предусмотрен выключатель, в качестве которого может быть использован автомат А электровоза или линейный контактор.

Цепь IП генератора подстанции, состоящая из генератора Г, генераторного контактора К1 (или быстродействующего автомата) и блокирующего трансформатора БТ. Напряжение этого трансформатора несколько .меньше напряжения питающего трансформатора, и он включается так, чтобы в контуре 1 — 11! имелась некоторая разность напряжений этих .трансформаторов (встречное включение). Это необходимо для того, чтобы ограничить ток управления, протекающий через генератор.

Цепь IV электровозных двигателей, состоящая из самих двигателей Д и пусковых аппаратов (контроллер КЗ). ! абота схемы протекает следующ.: .1 образом.

Допустим, что в районе дейстьия данной подстанции электровозов не было и подстанция была выключена.

При входе электровоза в район данной подстанции машинист выкл1очает двигатели Д электровоза (прн замкт, том автомате А). Тогда v, замкнутом контуре 1 — 11 будет наблодаться явление резонанса напряженийй, так как сопротивление цепи 1 в целом емкостное, а цепи машиниста индуктивное (сопротивление катушки индуктивности больше сопротивления блок-конденсатора), причем по величине они близки одно к другому.

При резонансе ток цепи управления будет относительно велик, благодаря чему реле P сработает и включит преобразовательный агрегат как со стороны переменного, так и с< стороны посто нного тока.

При подключении агрегата цепь 1 "дет замыкатьс 1 через две паралл льно включенные цепи П и Ill, вричем индуктивное сопротиьление в контуре уменьшится, резонанс расстроится, и сила тока упадет. Но реле Всс же не выклюп|тс, так как берется с н;,зк >v коз ;нн ентом

1о возврат». Таким о оразом, агрегат остается включенным.

После этого машинист электровоза включает электровозные двигатели.

При этом к цепям II и IП параллель о подключается цепь IV. Сила переменного тока в данном случае изменяется незначительно и притом повышается. Следовательно, и в этом случае реле Р, а вместе с ним и генератор Г, будут оставаться включенными.

Если же электровоз выйдет из района действия подстанции или автомат электровоза будет выключен, то в работе останется один контур I — 111.

Ь этом контуре э. д. с. будет весьма невелика (разность напряжений питающего и блок-трансформаторов), и ток в контуре будет весьма мал.

Реле Р при этом выключится и выключит агрегат.

Даже если при выключенном агрегате замкнуть накоротко контактный провод на реле, то будет иметься контур, состоящий из одной цепи I.

Так как здесь резонанса напряжений не будет, то сила тока будет значительно меньше, чем в том случае, когда электровоз находится в районе подстанции, и реле Р пе сработает.

Если после этого на участок войдет электровоз и машинист попытается включить агрегат, замкнув цепь 11, то включения не произойдет, так как резонанса не будет.

При установке на подстанции ртутных выпрямителей появляется дополнительное обстоятельство: более или менее значительная пульсация (в основном первая гармоника пульсации) будет проникать в цепь реле и подмагничнвать его. Чтобы подмагничивание не было слишком болыним (небольшое под агничивание полезно, так как снижает коэфициент возврата реле), когда реле P не будет выключаться при размыкании цепей

11 и IV, необходимо ограничить токи гармоник в цепи реле P. Так как первая гармоника пульсации при шсстифазпом ртутном выпрямителе будет шестой по отношению к основной частоте тока в цепи управления (50 гф, то, подбира.. соответствующим образом велпчгяы индуктивного

М2 {)ббд9

Р IV

-и емкостног< сопротивлений в цепи реле, можно дл» ушестеренной частоть{ создать очень большое сопротивление (в 4 — 5 раз большее, чем

:{ля основного тока управления).

1 ретья гармоника пульсации по от,; .шени.о к о нонн;ю токч б, дет уж, восемнадцатой и никакого влилнпя практически оказывать не будет.

Б:гагодаря частичному подмагничиван.ю с здаетс> . естественное снижен.: ко фициcнта возврата реле, чт будет треоовать меньшего искусственного снижения его.

Пр длагаемое устройство предназначается главным образом для промышленных электрифицированных пугей и, в частности, подземных руди {чных, где количество работающих электровозов незначительно (часто

1 — 2), так что в этих условиях очень часто значительные участки контактной сети могут быть длительно отключенными.

Изобретатель отмечает следующие достоинства предлагаемого устройства: 1) постоянная готовность к работе, 2) включение электровоза по воле машиниста, т. е. когда это требует потребитель, и моментальное выключение подстанции по окончании надобности, 3) невозможность включения подстанции на аварийный рея;им, н;.{пример, на короткое замыкание, 4) отсутствие необходимости иметь реле повторных включений и . х ограничение и, наконец, 5) возЭтн. Реаантоп М. M. AHHUIHH

С:оа в. 6. можпосль выполнения схемы с нап{ ., ее простыми стандартными сильноточными реле.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического включения тяговой подстанции при входе алек-.ровоза на питаемый ею участок контактной линии и для выключени:: подстанции при выходе электровоза с этого участка, состо Iщее из автоматического фидерного выключателя, управляемого реле, включенным между контактным проводом и землей последовательно со вспомогательным трансформатором, служащим для подачи напряжения в контрольную цепь, замыкаемую установкой электровоза, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью предотвращения ложного действия реле при коротких замыканиях контактной линии последовательно с реле и трансформатором включен блокировочный конденсатор, а параллельно силовой установке электровоза включенацепь, содержащая конденсатор и катушку индуктивности, соединенные между собой последовательно и соразмеренные так, что они образуют с остальными элементами контрольной цепи резонансный контур.

2. В устройстве по п. 1 применение вспомогательного трансформатора, включенного в фидер, питающий контролируемый участок линии.

Рвлактор П. П. Гурьянов