Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЕСКРЕСПУБЛИК 9) 0 А 1 60 М 3 02 РЕТЕН ТЕЛЬСТВ СКОМУ носгоктно та-: па ен- оков чень локя н госуддРственный комитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ(71) Уральский электромеханическийинститУт инженеров железнодорожноготранспорта им. Я.М. Свердлова(54) УСТРОЙСТВО ЦПЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ.регулирования напряжения на электрифицированном железнодорожном трспорте. Цель изобретения - эконэлектроэнергии и повьппение надежти. Устройство для автоматическрегулирования напряжения в контсети содержит блоки 1,2 измеренинапряжения в контактной сети, уновленные на смежных с подстанципостах секционирования и пунктараллепьного соединения и подклюные выходами к одним из входов бл3 и 4 выделения предельного знанапряжения, выходы которых подклк первому и второму входам бопределения уровня напряжениподстанции, 4 ил.Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам регулирования напряжения в контактной сетина электрифицированном железнодорож 5ном транспорте,Цель изобретения - экономия электроэнергии и повышение .надежности.На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства для автоматического Орегулирования напряжения в контактной сети; на фиг. 2 - блоки измерениянапряжения в контактной сети; нафиг, 3 - блоки выделения предельныхзначений напряжения и формированиятактовых импульсов; на фиг. 4 - блокиопРеделения уровня напряжения на подстанции и формирования команд управления трансформатором.Устройство .для автоматического регулировання напряжения в контактнойсети состоит из блоков 1, 2 измерения напряжения в контактной сети,входы первого из которых подсоединенык контактной сети (КС) на двух смежных 25с подстанцией постах секционирования(ПС), а входы второго - на двух смежных с подстанцией пунктах параллель"ного соединения (ППС), блоков 3 и 4выделения предельного значения напряжения, одни из входов которых подключены к выходам соответственно блоков1 и 2 измерения напряжения в контактной сети, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входамиблока 5 вычисления уровня напряженияна подстанции, а выход соединен совходом блока 6 формирования командуправления трансформатором. Сигналс выхода блока 6 поступает в узел( на фиг.1 не показан) управлениятрансформатором подстанции, а следовательно, и уровнем напряжения нашинах тяговой подстанции,Блоки 1 и 2 измерения содержат 45датчики 7-10 напряжения (фиг,2), подключенные выходами к входам передатчиков 11-14 частотно-модулированныхсигналов, выходы которых через линии15-18 связи соединены с входами при -емников 19-22 частотно-модулированного сигнала. Входы датчиков 7-10 и выходы приемников 19-22 являются соответственно входами и одними и други"ми выходами блоков 1 и 2,Датчики 7-10 напряжения представляют собой магнитные мультивибраторы и осуществляют преобразование по.стоянного напряжения в частоту, а. также обеспечивают гальваническую развязку высоковольтных цепей от низковольтных.С выходов приемников 19-22 посту-. пают сигналы, пропорциональные напряжениям, соответственно:Г, - с первого (левого от подстанции) поста секционирования;Р - с второго (правого от подстанции) поста секционирования;Г, - с первого (левого от подстанцйи) пункта параллельного соединения;Ря - с второго (правого от подстанции пункта параллельного соединения.Сигналы (ГР ) с каждого поста секционирования принимают две тяговые подстанции, между которыми находится пост. Каждый из блоков 3 и 4 выделения предельного значения напряжения состоит из двух (фиг.37 подблоков, набранных из элементов И 23, 24, счетчиков 25, 26 частоты с пере менным коэффициентом деления, триггеров 27-30, шифраторов 31, 32, переключателей 33, 34 и элемента ИЛИ 35, Выходы элементов И 23, 24 подключены к первым входам соответственно делителей 25-26, вторые входы которых соединены с выходами шифраторов 31- 32, а выходы - с, одними .из входов триггеров 27 и 29, подключенных выходами с одними из входов триггеров 28 и ЗО, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 35. Один из входов элемента И 23, третий вход де" лителя .25, другие входы триггеров 2, 28 являются первым входом блока 3(4), вторым входом которого являются один из входов элемента И 24, третий вход делителя 26 и другие входы триггеров 29-30, третим входом - другие входы элементов И 23-24, а выходом - выход элемента ИЛИ 35, Первый, второй и третий входы блока 3(4) соеди-нены соответственно с одним и другим выходами блоков 1(2) и одним из выходов блока Зб формирования тактовых импульсов, который состоит из генератора 37 импульсов с частотой Р, и делителя 38 частоты с выходной частотой У , выходы которых являются соответственно одним и другим выходами блока 36.Блок 5 вычисления уровня напряжения на подстанции (фиг, 4) состоит из элементов И-ИЛИ 39, 40, к выходамэ 14которых подключены входы реверсивного счетчика 41, к одним из выходовкоторого подключен одними из входовкомпаратор 42, соединенный другимивходами с выходами шифратора 43, авыходами - с первыми входами элемен.тов И-ИЛИ 39, 40, вторые входы которых соединены с другими выходами реверсивного счетчика 41, Вход шифратора 43 связан с переключателем 44.Третьи, четвертые и пятые входы элементов И-ИЛИ 39-40 являются первым,вторым и третим входами блока 5, споследним иэ которых соединен другойвыход блока 36. Выходы реверсивногосчетчика являются выходом блока 5.Блок 6 формирования команд управления трансформатором выполнен на цифроаналоговом преобразователе 45.Устройство для регулирования напряжения работает следующим образом.В качествепримера рассмотрим работу одного из подблоков в блоке 3,на вход готорого поступают сигналыс частотой Р,С приходом импульса сбрасываетсятриггер 27. На время импульса откры.вается элемент И 23, проходя .черезкоторый импульсы с генератора 37 переключают счетчик 25. Коэффициентделения счетчика 25 устанавливаетшифратор 31. Шифратором 31 управляетпереключатель 33, которым задаетсяуровень наименьшего предельного значения напряжения У на первом ПС. Вслучае, когда напряжение на ПС вышенаименьшего предельного значения напряжения на ПС, длительность импуль.сов сигнала Р, мала, счетчик 25 неуспевает досчитать до позиции, определяемой переключателем 33, и навыходе счетчика 25 сигнала не появляется, возбуждения триггеров 27 и 28не происходит. С приходом паузы сигнала Р ,счетчик 25 сбрасывается исчитывается информация с триггера 27на триггер 28,Если напряжение на ПС опуститсяниже наименьшего предельного значения длительность импульсов сигналаР щс, увеличивается, счетчик 25 успевает досчитать до позиции, определяемой переключателем 33, на выходесчетчика 25 появляется сигнал, воз-;.буждающий триггер 27. С началом паузывозбудится триггер 28. В начале следующего импульса триггер 27 сброситсяТриггер 28 останется возбужденным44185 4 до тех пор, пока напряжение на ПС не поднимется вьпне наименьшего предельного значения,Другой подблок блока 3 работает аналогичным образом,Сигналы с обоих подблоков объединяются элементом ИЛИ 35. На выходе блока 3 присутствует сигнал "Повысить напряжение", если возбужден хотя 10 бы один иэ триггеров 28 или 30, т.е. если хотя бы на одном ПС напряжение опустится ниже наименьшего предельного значения.Оба подблока 4 работают подобным образом. Различие заключается в следующем, Переключателями 33 и 34 этого блока задается уровень наибольшего предельного значения напряжения на первом и втором ППС соответственно. Например, частота Г, подается на первый вход блока 4,Если напряжение на ППС поднимается выше наибольшего предельного зна 15 20 чения, длительность импульсов сигна 25 ла Г, уменьшится, счетчик 25 неуспеет досчитать до позиции, определяемой переключателем 33, на выходесчетчика 25 не появится сигнал, сбрасывающий триггер 27. С началом паузы 30 возбудится триггер 28, который останется возбужденным до тех пор, пока напряжение на ППС не опустится ниженаибольшего предельного значения. Если будет возбужден хотя бы одиниз триггеров 28, 30, т.е, если хотябы на одном ППС напряжение поднимается выше наибольшего предельного значения, на выходе блока 4 присутствуетсигнал "Понизить напряжение".Уровень напряжения на подстанциирегулирует счетчик 41. В случае отсутствия сигналов с блоков 3 и 4 уровень стабилизации напряжения (О )задает переключатель 44 через шифратор 43, Компаратор 42 сравнивает текущий уровень напряжения и задавае.мый переключателем 44. В случае, если зти уровни равны; сигнала рассогласования на выходе компаратора 42нет, элементы 39 и 40 закрыты, пере-,ключения счетчика 4 не происходит.В случае, если напряжение на шинахподстанции меньше заданного, на вы ходе компаратора 42 появится сигналрассогласования (АВ), откроется элемент 39, импульсы с частотой Р переключают счетчик 41 на сложенйе до40 5 1444тех пор, пока действительное напряжение не будет равно заданному,В случае, если действительное напряжение выше заданного, на выходекомпаратора 42 появится сигнал рассогласования (А)В), откроется элемент40, импульсы с частотой Р переключают счетчик 41 на вычитание до техпор, пока действительное напряжениене будет равно заданному,В случае появления сигналов сблоков 3 и 4 элементы 39-40 закрываются для сигналов рассогласования скомпаратора 42. Прн требовании повысить напряжение открывается элемент39 для импульсов с частотой Г, которые переключают счетчик 41 на сложение до тех пор, пока сигнал не бу.дет снят с блока 3.20При требовании понизить напряжение открывается элемент 40 для импульсов с частотой Р , которые переключают счетчик 41 на вычитание дотех пор, пока сигнал не будет снят 25с блока 4.В случае одновременного появлениясигналов с блоков 3 и 4 предпочтение отдается сигналу с блока 3,При снятии требований повысить или 30понизить напряжение элементы 39-40открываются для сигналов рассогласования с компаратора 42, счетчик 41последовательными переключениями ус-.танавливает уровень напряжения наподстанции, задаваемый переключателем 44.Счетчик 38, делящий частоту Р, дочастоты Р , предотвращает раскачку,системы; периодические переходы сповышения напряжения на понижение инаоборот.Блок 6 формирования команд управления трансформатором тяговой подстанции построен на основе цифроаналогового преобразователя 45. Преоб"разователь 45 преобразует цифровойкод со счетчика 41 в аналоговый сигнал П), подаваемый в устройство,)управляющее трансформаторомПредложенное устройство поддержи-,вает напряжение в контактной сети взаданных пределах, позволяет устра"нить уравнительные токи, а следова"тельно, и потери электроэнергии отних, улучшить условия реКуперадии,особенно вблизи тяговых подстанций.1 85 6При переходе электровоза в режим рекуперации тяговая подстанция понижает напряжение, в результате локомотив рекуперирует при более низком напряжении, т.е. для него облегчаются условия рекуперации. Кроме того, при понижении напряжения на подстанции ток рекуперации начинает перетекать на соседнюю межподстанционную зону, что способствует более полному потреблению энергии рекуперации, Улучшение условий рекуперации увеличивает отдачу электроэнергии локомотивами в тяговую сеть,. уменьешает перенапряжения на силовом оборудовании электроподвижного состава, повышает, безопасность движения. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети, содержащее блок выделения предельного значения напряжения в контактной сети, подключенный одними из входов к выходам блока измерения напряжения в контактной сети, а выходом - к первому входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, соединенного выходом с входом блока формирования команд управления трансформатором, о т л и ч а ю щ е ес ятем, что, с целью экономии электроэнергии и повышения надежности, она.снабжено дополнительными блоками измерения и выделения предельного значения напряжения в контактной сети, выход последнего из которых подключен к второму входу блока вычисления уровня напряжения на подстанции, а один из входов - к выходу дополнительного блоха измерения напряжения в контактной сети, соединенного входами с контактной сетью на двух смежных с подстанцией пунктах параллельного соединения, причем другие входы блоков выделения предельного значения напряжения в контактной сети предназначены для подключения выходов задатчиков соответственно минимального и максимального значений напряжения в контактной сети, а третий вход блока вычисления уровня напряжения на подстанции предназначен для подключения к выходу задатчика уровня стабилизируемого напряжения.Редакт Корректор С.Шекма акаэ 6440 писное нного комитета СССений и открытийРаушская наб., д./5 1303 Тираж 569 ПИ Государст делам изобр Москва, Жоиэводственно"полиграфическое иятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4