Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к регулированию напряжения и может найти применение в устройствах для автоматического регулирования напряжения в контактной сети на электрифицированном железнодорожном транспорте. Задача полезной модели - создание устройства с высокой эксплуатационной надежностью, обусловленной оперативным в течение минимального времени повышением напряжения при увеличении скорости движения поездов. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети, содержащее два блока выделения предельного значения напряжения в контактной сети, первый их входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного выходом с первым входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, а второй вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня напряжения подстанции, блок перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, а выход введенного блока перегрузки по току подключен к дополнительному входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, выходы обоих блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключены к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести по крайней мере, два блока контроля скорости движущегося объекта, выход каждого из которых соединить с первым входом соответствующего блока выделения скорости движущегося объекта, второй вход каждого из блоков выделения скорости движущегося объекта соединить с выходом задатчика предельного значения скорости движущегося объекта, выход каждого блока выделения предельного значения скорости движущегося объекта соединить с входом блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, выход блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции соединить со вторым входом блока формирования команд трансформатора.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к регулированию напряжения и может найти применение в устройствах для автоматического регулирования напряжения в контактной сети на электрифицированном железнодорожном транспорте.

Известно устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети (SU 1444185, МПК В60М 3/02. - Б.А.Аржанников, Л.А.Фролов, В.И.Сипкин. Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети. - Опубл. 15.12.1988 Бюл. 46), содержащее два блока выделения предельного напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выходы обоих блоков выделения напряжения в контактной сети подключены соответственно к первому и второму входам блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного с выходом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального напряжения в контактной сети, а третий вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня напряжения тяговой подстанции, при этом один из входов одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к выходу дополнительного блока измерения напряжения в контактной сети, соединенного входами с контактной сетью.

Недостатком данного устройства является относительно невысокая эксплуатационная надежность, обусловленная наличием уравнительных токов и невозможностью обеспечения стабильности при работе подвижного состава в режимах рекуперативного торможения.

Известно также устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети (RU 50933, МПК В60М 3/02, Н02М 5/257. А.Б.Аржанников, Л.А.Фролов, В.А.Вербицкий, И.О.Набойченко. Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети. - Опубл. 27.01.2006 Бюл 03), содержащее два блока выделения предельного напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного выходом с входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, а второй вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня напряжения подстанции, блок перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, а выход введенного блока перегрузки по току подключен к третьему входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, выходы обоих блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключены к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает оперативного в течение минимального времени повышения напряжения, обусловленного увеличением скорости движения поездов, а, следовательно, характеризуется недостаточно высокой эксплуатационной надежностью.

Задача полезной модели - создание устройства с высокой эксплуатационной надежностью, обусловленной оперативным в течение минимального времени повышением напряжения при увеличении скорости движения поездов.

Сущность полезной модели заключается в том, что содержит, по крайней мере, два блока контроля скорости движущегося объекта, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока выделения скорости движущегося объекта, второй вход каждого из блоков выделения скорости движущегося объекта соединен с выходом задатчика предельного значения скорости движущегося объекта, выход каждого блока выделения предельного значения скорости движущегося объекта соединен с входом блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, выход блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции соединен со вторым входом блока формирования команд трансформатора.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема заявляемого устройства для автоматического регулирования напряжения в контактной сети.

Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети содержит два блока 1 и 2 выделения предельного значения напряжения в контактной сети, а также два блока 3 и 4 измерения напряжения в контактной сети. Первый вход блока 1 выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к выходу блока 3 измерения напряжения в контактной сети, а первый вход блока 2 выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к выходу блока 4 измерения значения напряжения в контактной сети. Выходы блоков 1 и 2 выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключены к первому входу блока 5 вычисления уровня напряжения на подстанции посредством первого элемента 6 ИЛИ.

Выход блока 5 вычисления уровня напряжения на подстанции соединен с первым входом блока 7 формирования команд трансформатора.

Второй вход каждого из блоков 1 и 2 выделения предельного значения напряжения подключен соответственно к выходу задатчика 8 и 9 минимального значения напряжения в контактной сети. При этом второй вход блока 5 вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика 10 уровня напряжения на подстанции.

Устройство содержит также блок 11 перегрузки по току. Первый вход блока 11 перегрузки по току соединен с блоком 12 перегрузки по току подстанции, второй вход блока 11 перегрузки по току подключен к задатчику 13 максимального тока. Выход блока 11 перегрузки по току подключен к третьему входу блока 5 вычисления уровня напряжения на подстанции.

Другие выходы блоков 3 и 4 измерения напряжения в контактной сети соединены с входами аналогичных блоков 2 и 1 выделения предельного значения напряжения в контактной сети соседних подстанций (на чертеже не показаны).

Кроме того, устройство содержит два блока 14 и 15 контроля скорости движущегося объекта, два блока 16 и 17 выделения предельного значения скорости движущегося объекта, два задатчика 18 и 19 предельного значения скорости движущегося объекта, второй элемент 20 ИЛИ, а также блок 21 формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении на задатчик 10 уровня напряжения на подстанции подается задающее напряжение подстанции, обозначенное на чертеже U_п, подаваемое затем на блок 5 вычисления уровня напряжения на подстанции и блок 7 формирования команд трансформатора, где устанавливается промежуточное значение напряжения подстанции в пределах максимального и минимального напряжения стабилизации или напряжения холостого хода при ступенчатом регулировании напряжения. Блоки 3 и 4 измерения напряжения в контактной сети осуществляют измерение напряжения в контактной сети, например, на постах секционирования или в пунктах параллельного соединения, находящихся слева или справа от конкретной подстанции.

При снижении напряжения в контактной сети ниже U_з заданного задатчиками 8 и 9 минимального значения напряжения в контактной сети, блоки 1 или 2 выделения предельного значения напряжения в контактной сети как раздельно, так и совместно, выдают сигнал через элемент 6 ИЛИ в блок 5 вычисления уровня напряжения на подстанции, формирующий сигнал, передаваемый в блок 7 для повышения напряжения подстанции.

При повышении напряжения в контактной сети выше U_з минимального значения сигналы с выхода блоков 1 и 2 снимаются, и напряжение на подстанции принимает исходное, первоначальное, значение, определяемое U_п.

Если при исходном значении напряжения подстанции или при его повышении по сигналам блоков 1 либо 2 ток подстанции I_п, контролируемый блоком 12 перегрузки по току, превышает максимальное значение I_{п макс}, определяемое задатчиком 13 максимального тока, то блоком 11 перегрузки по току формируется сигнал, поступающий в блок 5 вычисления уровня напряжения на подстанции, на понижение напряжения подстанции, что, в свою очередь, приводит к снижению тока конкретной подстанции и повышению тока соседних подстанций.

При одновременном действии сигналов о понижении напряжения в кон6тактной сети и превышении тока выше максимального значения тока нагрузки подстанции, предпочтение отдается токовому каналу, т.е. напряжение подстанции понижается. Сигналы о понижении напряжения от блоков 3 и 4 измерения напряжения в контактной сети передаются на аналогичные блоки, соответственно 2 и 1 выделения предельного значения напряжения соседних подстанций, напряжение на которых повышается.

В исходном положении на задатчики предельного значения скорости движущегося объекта подается задающее напряжение, обозначенное на чертеже U_зад, подаваемое затем на блоки 16 и 17 выделения предельного значения скорости движущегося объекта. Каждый из блоков 14 и 15 контроля скорости движения устанавливается таким образом, что может осуществлять измерение скорости движущегося объекта (поезда). Кроме того, на блоки 16 и 17 выделения предельного значения скорости движущегося объекта подается сигнал от соответствующего блока 14 и 15 контроля скорости движения.

При повышении скорости движения объекта выше предельного значения скорости движущегося объекта, блоки 14 и 15 контроля скорости движения поездов выдают сигнал через блоки 16 и 17 выделения предельного значения скорости движущегося объекта и элемент 20 ИЛИ и блок 21 формирования максимального уровня стабилизации на подстанции в блок 7 для повышения напряжения на подстанции.

Описанная ситуация имеет место при пропуске скоростных пассажирских поездов.

Реализация заявляемого технического решения обеспечит:

- повышение эффективности работы железнодорожного транспорта;

- увеличение пропускн6ой и провозной способности;

- снижение потерь электроэнергии в контактной сети;

- повышение безопасности движения поездов за счет более надежного рекуперативного торможения;

- повышение эксплуатационной надежности устройства для автоматического регулирования напряжения в контактной сети вследствие оперативного в течение минимального времени повышения напряжения при увеличении скорости движения поездов.

В соответствии с заявляемым решением разработана техническая документация. Изготовлен и испытан опытный образец устройства для автоматического регулирования напряжения в контактной сети. Результаты испытаний подтвердили работоспособность устройства и широкие возможности его практического применения в будущем. В настоящее время осуществляются работы по изготовлению промышленного образца устройства для автоматического регулирования напряжения в контактной сети.

Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети, содержащее два блока выделения предельного значения напряжения в контактной сети, первый из входов каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока измерения напряжения в контактной сети, при этом выход, по крайней мере, одного из блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключен к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного выходом с первым входом блока формирования команд трансформатора, второй вход каждого блока выделения предельного значения напряжения подключен к выходу задатчика минимального значения напряжения в контактной сети, а второй вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня напряжения подстанции, блок перегрузки по току, первый вход которого соединен с блоком перегрузки по току подстанции, второй его вход подключен к выходу задатчика максимального тока, а выход введенного блока перегрузки по току подключен к третьему входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, выходы обоих блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети подключены к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, отличащееся тем, что оно содержит, по крайней мере, два блока контроля скорости движущегося объекта, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока выделения скорости движущегося объекта, второй вход каждого из блоков выделения скорости движущегося объекта соединен с выходом задатчика предельного значения скорости движущегося объекта, выход каждого блока выделения предельного значения скорости движущегося объекта соединен с входом блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции посредством элемента ИЛИ, выход блока формирования максимального уровня стабилизации напряжения на подстанции соединен со вторым входом блока формирования команд трансформатора.