Система энергоснабжения электрических железных дорог переменного тока

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 516551

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22} Заявлено 27. 12. 73 (21) 1979639/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.76,Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 22.09.76 (51) М. Кл. В 60М 3/00

Государственный комитет

Савета Министров СССР по делам изабретений и открытий (53) УДК с., 1 332 21 (0ee. Å) Ю. А. Чернов (72) Автор изобретения (71) Заявитель Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженер ов железн од эр эжн эг о трансп орта (54} СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО ЯКА

Изобретение относится к электрификации железных дорог может быть использовано для усиления системы энергоснабжения дорог переменного тока.

Известна система энергоснабжения, содержащая трансформаторы, контактную сеть и рельсы, Трансформаторы понижают напряжение сети первичного энергоснабжения до напряжения подвижного состава. Через контактную сеть и рельсы энергия передается элект-о роподвижному составу при его напряжении.

При комплексной электрификации железных дорог и прилегающих районов в СССР на каждой тяговой подстанции, как правило, устанавливают два трехфазных трехэбмоточных трансформатора. В период малых нагрузок питание подается от одного трансформатора, при больших нагрузках параллельно вклю- ается второй трансформатор. Удаленные районные потребители питаются от третьих эо обмоток трансформаторов подстанций. Потребители, расположенные вдоль пути, питаются по системе„два провода-рельс

Сравнительно низкое напряжение электрэнэдвижнэго состава ограничивает район g5

;действия такой системы. При возможности иметь на подстанциях практически неограниченную мощность существующая система ограничивает расстояние между подстанциями на вновь электрифицируемых линиях изза больших потерь напряжения и энергии в тяговой сети и опасности перегрева проводов. На ранее электрифицированных линиях наличии резерва трансформаторной мощности с ростом интенсивности движения и веса поездов эти причины ограничивают про пускную и провозную способность линий, что

-приводит к необходимости в усилении су шествующей системы энерг оснабжения.

Усиление существующей системы энерго,снабжения с помощью усиливающего фидера, включенного параллельно контактной подвеске, даже при пэлном использовании активного материала проводов снижает сопротивление тягэвой сети IlpHivfepHo на 20%. Поэтому эффективность такого способа невелика и он не нашел практического применения.

1(ель изобретения — усиление системы энергоснабжения путем передачи энергии

5) ;с-г;1

20

pму нагрузки сети эд«н трянсСОЕЛИНЕИий

f!> — 11> Q

Кяк Видно из векторной диаграммы 1 иг. 3), последовательное включение двух вторичных обмоток трансформаторов с группами соединения обмоток r/Ë -11 и ф1 позволяет получить удвоенное напряжение

ДВУХ фаЗ, Пита1О1ЦИХ ТЯГОВУЮ СЕТЬ ПО РаЗНЫЕ стороны DT подстанции. Распределение тока по фазам трехфазных трансформаторов при этом такое же, как и при двух параллельн о включенных трансформаторах.

При той же мощности тяговой нагрузки из-зе бэльшего в два раза напряжения

-тэк плеча питания в два раза меньше суммы токов электрических локомотивов. Следовательно, при том же распределении наг- рузки подстанции по фазам высоковольтной линии, что и при существующей системе, на стороне 27, 5 кв каждого тра»сфсрматсря, а потому и на третьей обмотке районных потребителей при последовательном соединении двух обмоток трехфазных трансформаторов практически та же несимметрил напряжений, что и при пералчельной рабс ге трансформаторов в обы гной системе, На фиг. 3 показано, что мощность передается к автотрансформатэрям, между

KDT0pbIMH нахэдится электрический локомс тив 11, напряжением 50 кв. Автотрансформа-. орами удвэенное напряжение снижается дэ напри>кения локомотивов 25 кв.

Рассмотрим работу предложенной системы в вынужденных режимах. При выпадании пэдстанции происходит однэстэроннее питание удаленной фидерной зоны повышенным напряжением от соседних 110gcTQHII«H.

В этом случае по загрузке проводов и по режиму напряжения в контактной сети предлагаемая система значительно выгоднее существующей, так как мощность к подвижному составу подается при удвоенном напряжении, При отключении на подстанции трансформатора, к которэму присоединены усиливаютцие фидеры (см. например, фиг. 2 - трансформатор 1 на средней подстянцли), будем иметь схему, показанную на фиг, 4, Если поезд находится в районе середины фидернэй зоны (наихудший режим по уровню напряжения в контактной сети), ближайшие к аварийной подстанции автотрансфэрматоры рабэта1от как повышающие. В этом случае система повышенного напряжения сохраняется на больше" части фидернэй зоны.

Напряжения на токоприемниках подвижI0I о состава в районе середины фидернэй з0Hbl выше, чем при существующей систе6

Поскольку сопротивления участков с двумя проводами, прилегаюц1ик.и к аварийной подстанции, больше, чем их же сопротивления в нормальном режиме, большую нагрузку принимают на себя соседние подстанции. Следовательно, по нагрузке аварийной пэдстанции и участка с двумя проводами между аварийной подстанцией и ближайшим K ней автотрансформатором условия лучше, чем при существующей системе.

При отключении не подстанции трансформатора, к которому присоединена контактная сеть (см, например, фиг. 2 — трансформатор 2 на средней подстанции), бли>кайшие к аварийной подстанции явтэтряисфэ зMQT 0pb! >1 с1б Отяют в TpQ1НСф Ор1 IQT0(>H эхl режи» ме. При значительных размерах движен«я или при тяжелых поездах -ни 1101 5"à 11ерегрузитьсл, Пзбеж ать этог о м ож и э двумя путями — и р йти к схеме с отключенной подстанцией «ли пр«вести группу рябэтэспэсэбнэгэ тря«сфэр. етэря B сэ=твэтствие с Групп ОЙ с оедине11«л 00 . Отэк Отклгэченцэгэ трап сф0pMQTDpQ и перейт1 к схех1е, показанной ня фиг. 4. Б послепце1;1 слу1яе необходимо предусмэт еть вэзз10>кнэсть оперативного переключения двух фяз ня п=-.рвичнэй стороне эстяв цегэсл В р;; от=- трянсфэр1тзторя и соединен«>-. шин 0 и 7 (см, фиг, ) ).

I, 1. Система энергэснабженил электрических железп:-.. д:рэг переменного тэка, содержащая двя трехфязных трансформатора с напряжен«ем тлгэвэй Оэмэтки, сэответст вуюшим на«1 яп,е11«!o . 1ел,ду кэ:1тяктным прэ»

В эдом И pt J160 эм, K ОИТЯКТнуlэ СВТ6 уси JIII

Веющий фидер «рельсы, э т л и ч а. ю ш я

Я С 5f ТЕК;, ЧТО, С Ц. IDIO ЕЕ УСИЛЕНИЯ, на пддстенц«и две тлгэвь -::эбмэт1 1 двух трянсформят0p 0 с .едпие«ы Ilоследователь> но и вк.почены ме>кд5 кэптактнь1м проводом и усиливаюш«м ф«д0110..1, на ф«дерной зоне, установлены автэтрапс„",эрмQTDp6!, последэ

Вательные эбмэтк«кэтэрых вк.>.очены ме>кду усиливаю111«: 1 ф«:.Оp 0 . I и рельс Ом, а об щие — между рел1:сэх1 и контактным проВ ОДОМ, 2, Система энсргэснябж нил пэ и. 1, о т л «ч а ю ш а л с я тем, что, с целью с охранения с >111м от:з« "эвани л пер1зичнэго энерг0cнаб;:. .В11«л форметэр гкlIQ÷DH с группой перв11чн и «Tp. 01зэй1 0>.>. Отэк другой -Y - 1.