Устройство снижения уравнительных токов в тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока

(51 4 В 60 М 1/00 КЕЮЮРМ 13П.А:.;";ф БИБДИОТЩА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта и УправлениеСеверо-Кавказской железной дороги(56) Исследования, расчеты и совершенствование элементов систем энергоснабжения электрических железных дорог. ТрудыМИИТ238, М.: Транспорт, 1967, с. 46 - 49.(54) УСТРОЙСТВО СНИЖЕНИЯ УРАВНИТЕЛЬНЫХ ТОКОВ В ТЯГОВОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электроснабжению электрифицированных железных дорог переменного тока и обеспечивает снижение потерь энергии. Устройство содержит датчики тока и напряжения, связанные с тяговой сетью и установленные на смежных тяговых подстанциях. Выходы датчиков подключены к датчику угла сдвига между током и напряжением и через канал связи к блоку сравнения модулей напряжения, связанному с блоком регулирования напряжения под нагрузкой понижающих трансформаторов, установленных на смежных подстанциях. Устройство содержит вольтодобавочный трансформатор, подключенный вторичной обмоткой в контактную сеть, а первичной - к источнику напряжения, напряжение которого сдвинуто на +-90 эл.град, по отношению к рабочему напряжению. 2 ил.Изобретение относится к электроснабжению электрифицированных железных дорог переменного тока и может быть использовано для обнаружения и снижения уравнительных токов в электротяговой сети.Целью изобретения является снижение потерь энергии.На фиг, 1 показана электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 2 (а, б) - векторные диаграммы, поясняющие влияние уравнительного тока на результирующий фазовый угол тяговых подстанций.Устройство содержит датчики 1 и 2 тока и напряжения, входы которых через трансформаторы 3 и 4 тока и напряжения связаны с тяговой сетью и установлены на смежных тяговых подстанциях, а выходы датчиков 1 тока и одни выходы датчика 2 напряжения подключены к датчику 5 угла сдвига и между током и напряжением, а другие выходы датчиков 2 напряжения через один канал 6 связи подключены к блоку 7 сравнения модулей напряжения, связанному с блоком 8 регулирования напряжения под нагрузкой понижающих трансформаторов 9, установленных на смежных подстанциях, вольтодобавочный трансформатор 10, блок 11 сравнения фаз напряжения, блок 12 регулирования напряжения по фазе и блок 13 управления вольтодобавочным трансформатором 10, который вторичной обмоткой включен в контактную сеть 14, а первичной к источнику напряжения, сдвинутого на +90 эл.град, по отношению к рабочему напряжению. Понижающие трансформаторы 9 связаны с рельсовой цепью 15.Устройство работает следующим образом.С измерительных трансформаторов 4 напряжения обеих подстанций сигналы поступают на входы датчиков .2 напряжения, где сравниваются с заданным уровнем напряжения. Сигналы с датчика 2 напряжения тяговой подстанции Б через канал 6 связи поступает на один из входов блока 7 сравнения модулей напряжения, На другой вход блока 7 поступает сигнал с датчика 1 напряжения тяговой подстанции А. В случае неравенства уровней напряжения на шинах тяговой сети подстанций А и Б на выходе блока 7 сравнения модулей напряжения появляется сигнал, который поступает на вход блока 8 регулирования напряжения трансформатора, с помощью которого регулируется абсолютная величина напряжения на шинах подстанции А.При достижении равенства модулей напряжения на тяговых подстанциях производится сравнение фаз напряжений тяговых подстанций А и Б и в случае необходимости - регулирование напряжений по фазе, Для этого сигналы с измерительных трансформаторов 3 тока поступают на входы датчиков 1 тока, соответственно на подстанции А и Б, с выходов которых они подаются на один из входов датчиков 5 фазы.5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 На другой вход датчиков 5 фазы подаются сигналы от соответствующих датчиков 2 напряжения. Сигнал с выхода датчика 5 фазы подстанции Б через канал 6 связи поступает на блок 11 сравнения фаз, установленный на тяговой подстанции А, С выхода блока 11 на вход блока 12 регулирования напряжения по фазе в случае отличия напряжений подстанций А и Б по фазе. поступает сигнал о необходимости регулирования. Регулирование напряжения по фазе производится вольтодобавочным трансформатором 10, в качестве которого может быть использован отсасывающий трансформатор. Если к низковольтной обмотке такого трансформатора подключить напряжение 0,4 кВ от трансформатора собственных нужд подстанции, то в зависимости от его фазы обеспечивается регулирование фазы напряжения в тяговой сети 27,5 кВ на 1 - 2 эл.град. Решение задачи точного определения фазы напряжения на смежных тяговых подстанциях путем непосредственного измерения величины фазовых углов представляет собой существенные трудности, так как здесь необходимо измерять фазовые углы, отличающиеся на 0,5 - 2 эл.град, что требует применения высокоточной телеизмерительной системы с очень высокой разрешающей способностью и, как следствие, передачи очень большого объема телеизмерительной информации. Необходима также разработка системы опорных сигналов для сравнения фаз, что представляет собой весьма сложную задачу вследствие временного запаздывания, а также несинусоидальности напряжений. Решение этой задачи существенно упростится, если в качестве датчиков 5 несовпадения фазы напряжения смежных подстанций А и Б использовать датчики коэффициентов мощности тяговых подстанций, Это решение принято на основании того, что уравнительный ток при равенстве напряжений на подстанциях по модулю приводит к значительному изменению коэффициентов мощности тяговых подстанций, причем на одной из смежных подстанций он снижается, а на другой подстанции повышается. Это обстоятельство поясняется векторными диаграммами фиг. 2 (а,б), иллюстрирующими влияние одного и того же уравнительного тока на результирующий фазовый угол тяговых подстанций. На фиг. 2 (а и б) приняты следующие обозначения: 1 х и 1 - напряжения на шинах смежныхподстанций А и Б;1 - уравнительный ток в тяговой сети,вызванный неравенством фаз напряжений смеживх подстанций;1 А и нь - величины токов нагрузки подстанций А и Б;1 А и 1 ь - реальные токи подстанций, рх и рг результирующие фазовые углытяговых подстанций.1355514 Состави Техред И Тираж 59 ного комитета С осква, Ж - 35, рафическое пре ль В. КочеткоВерес Редактор А. ДолиничЗаказ 5466/19ВНИИПИ Государствен113035, МПроизводственно-поли ректор О. Кравцов писноеетений и открытий СР по делам изо Раушская наб., риятие, г. Ужго д. 4/5 род, ул. ПроектнаРазличие фаз напряжений всего на 1 эл, град вызывает несовпадение фазовых углов между током и напряжением не менее, чем на 10 - 15 эл.град. Это позволяет резко повысить чувствительность устройства к наличию разности фаз напряжений смежных тяговых подстанций и избежать тем самым необходимости разработки и применения высокоточных телеизмерительных систем. В результате оказывается возможным использование для этой цели обычных систем телемеханики, применяемых на электрифицированных железных дорогах, например систему телемеханики Лисна. Формула изобретения15Устройство снижения уравнительных токов в тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащее датчики тока и напряжения, входы которых через трансформаторы тока и напряжения связаны с тяговой сетью и установлены 20 на смежных тяговых подстанциях, а выходы датчиков тока и одни выходы датчика напряжения подключены к датчику угла сдвига между током и напряжением, а другие выходы датчиков напряжения - через один канал связи подключены к блоку сравнения модулей напряжения, связанному с блоками регулирования напряжения под нагрузкой понижающих трансформаторов, установленных на смежных подстанциях, вольтодобавочный трансформатор, одна обмотка которого включена в контактную сеть тяговой сети одной из подстанций, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью снижения потерь энергии, оно снабжено блоком сравнения фаз напряжений смежных подстанций, блоком регулирования напряжения по фазе и блоком управления вольтодобавочного трансформатора, подключенным выходами к другой обмотке указанного трансформатора, а входом - через блок регулирования напряжения по фазе к выходу блока сравнения фаз напряжений смежных подстанций, входы которого связаны через другой канал связи с выходами датчиков угла сдвига фаз между током и напряжением.