Система электроснабжения нетяговых потребителей на электрифицированных участках железных дорог

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электроснабжению нетяговых потребителей на электрифицированных участках переменного тока. Сущность полезной модели заключается в следующем: в известную систему электроснабжения нетяговых потребителей для показателей качества электрической энергии, состоящей из тягового трансформатора, двух воздушных проводов и комплектных трансформаторных подстанций (КТП), фазы с которых соединяются с искусственным заземлителем, дополнительно в цепь фаза с КТП и искусственный заземлитель включается индуктивность, величина которой определяется, как произведение двух сомножителей, один из которых есть разность между индуктивностью провода и удвоенным значением взаимной индуктивности между проводами, второй сомножитель - расстояние от тяговой подстанции до КТП. Предлагаемая система электроснабжения существенно увеличивает показатели качества электрической энергии.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электроснабжению нетяговых потребителей на электрифицированных магистральных железных дорогах переменного тока.

Известны технические решения по электроснабжению нетяговых потребителей на электрифицированных участках магистральных железных дорог [1]. Наибольшее распространение получила система два провода - рельсы (система ДПР). Система электроснабжения ДПР получает энергию от тяговой подстанции по двум воздушным проводам фаз тягового трансформатора а и б. В качестве третьей фазы с используется рельсовый путь магистральных железных дорог.

Недостатком известной системы электроснабжения нетяговых потребителей системы ДПР [1] является существенная зависимость напряжения на первичной стороне трансформатора комплектной трансформаторной подстанции (КТП) от токов электровозов, протекающих по рельсовому пути, от магнитного влияния тяговых сетей переменного тока на воздушные провода системы ДПР. Кроме того, при соединении фазы с трансформатора КТП с рельсовым путем существенно снижается надежность работы рельсовых цепей [1].

Система электроснабжения нетяговых потребителей, описанное в [2], отличается от системы ДПР тем, что фаза с комплектной трансформаторной подстанции отключена от рельсового пути и соединяется с искусственным заземлителем, сопротивление которого R. В этой системе, напряжение на первичной стороне трансформатора КТП практически не зависит от тока в рельсовом пути. Кроме того, в связи с отсутствием соединения фазы с с рельсовым путем не нарушается работа рельсовых цепей, что приводит к повышению безопасности движения поездов на магистральных железных дорогах.

Система электроснабжения нетяговых потребителей, описанная в [2], наиболее близка по технической сущности к предлагаемой системе. Она и принята за прототип.

Известная система электроснабжения нетяговых потребителей (фиг.1) состоит из трансформатора тяговой подстанции (1), питающего по воздушным проводам (2, 3) фаз а и б тягового трансформатора. Фаза с тягового трансформатора соединяется с контурным заземлителем (4) тяговой подстанции. К фазам а и б воздушных проводов подключены входные зажимы двух первичных обмоток (5, 6) трансформатора комплектной трансформаторной подстанции (7). Входной зажим фазы с (8) трансформатора (комплектной трансформаторной подстанции (7) соединяется с искусственным заземлителем (9), сопротивление которого R. Выходные зажимы обмоток трансформатора комплектной трансформаторной подстанции объединяются между собой.

Недостатком известной системы электроснабжения нетяговых потребителей - прототип является то, что полное сопротивление воздушных проводов фаз а и б носит активно - индуктивный характер, а фаза с носит чисто активный характер. Таким образом, сопротивления фаз питающей линии отличаются друг от друга. Это, в свою очередь, приводит к появлению несимметрии напряжения на нагрузке нетяговых потребителей [2], что согласно действующим нормативным документам недопустимо.

Техническим результатом предлагаемой системы электроснабжения нетяговых потребителей является повышение показателей качества электрической энергии до допустимых уровней, в частности снижения коэффициента несимметрии по напряжению и току на нагрузке нетяговых потребителей, т.е. на первичной стороне трансформатора комплектной трансформаторной подстанции.

Сущность полезной модели заключается в следующем. В известную систему для электроснабжения нетяговых потребителей (см. фиг.1), состоящего из тягового трансформатора, выходные зажимы фаз а и б которого соединяются с воздушными линиями, а выходной зажим соединен с контурным заземлителем тяговой подстанции. При этом фазы а и б трансформатора комплектной трансформаторной подстанции (КТП) соединяются с воздушными проводами, а фаза с трансформатора КТП подключена к сопротивлению R через регулируемую индуктивность L_p, величина которой определяется из соотношения L_p=(L-2M)l,

М - взаимная индуктивность 1 км между контурами: воздушный провод фазы а - земля и провод фазы б - земля;

l - расстояние от тяговой подстанции до места подключения комплектной трансформаторной подстанции к воздушным проводам.

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, представленным на фиг.2. На фиг.2 обозначено: 1 - трансформатор тяговой подстанции; 2, 3 - воздушные провода фаз а и б тягового трансформатора. 4 - контурный заземлитель тяговой подстанции; 5, 6 - входные зажимы первичных обмоток фаз а и б трансформатора комплектной трансформаторной подстанции (7), 8 - выходной зажим обмотки фазы с трансформатора КТП; 9 - искусственный заземлитель; 10 - сосредоточенная индуктивность реактора.

Система электроснабжения нетяговых потребителей работает следующим образом. При включении расчетной индуктивности реактора, соединяющего фазу с трансформатора комплектной трансформаторной подстанции и искусственного заземлителя с сопротивлением R, полные сопротивления фаз а, б и с отличаются незначительно. Тем самым падение напряжения в питающих воздушных проводах, а также на сопротивлении искусственного заземлителя и индуктивности реактора по величине практически равны и сдвинуты друг относительно друга на 120°. Это, в свою очередь, приводит к снижению до допустимого уровня коэффициента несимметрии по току и напряжению на шинах комплектной трансформаторной подстанции.

Таким образом, предлагаемая система электроснабжения нетяговых потребителей позволяет обеспечить необходимые показатели качества электрической энергии, соответствующие требованиям нормативных документов.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания.

1. Косарев Б.И. Электробезопасность в тяговых сетях переменного тока. М.: Транспорт. 1988. - 216 с.

2. Косарев Б.И., Журавлев А.Н. Система «два провода - земля» электрифицированных участков переменного тока для питания нетяговых потребителей. М.: Транспорт (Научный информационный сборник, №5), 2000.

Система электроснабжения нетяговых потребителей на электрифицированных участках железных дорог переменного тока, состоящая из тягового трансформатора тяговой подстанции, выходные зажимы фаз а и б которого соединяют с воздушными проводами, а выходной зажим фазы с тягового трансформатора подключают к контурному заземлителю тяговой подстанции; к воздушным проводам фаз а и б подключают первичные зажимы обмоток трансформатора комплектной трансформаторной подстанции, фазу с которого соединяют с искусственным заземлителем, вторичные зажимы обмоток фаз а, б и с трансформатора комплектной трансформаторной подстанции объединяют, отличающаяся тем, что между входным зажимом обмотки фазы с трансформатора комплектной трансформаторной подстанции и искусственным заземлителем включают регулируемую индуктивность, величину которой определяют произведением двух сомножителей, один из которых есть разность между индуктивностью 1 км контура воздушный провод - земля и удвоенным значением 1 км взаимной индуктивностью между воздушными проводами, второй из сомножителей - расстояние от тяговой подстанции до места расположения комплектной трансформаторной подстанции.