Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока и районных нетяговых потребителей

Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока и районных нетяговых потребителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: на электрофицированных Б ЬГЩИ... 53ЬОК & ® JS4..i..- железных дорогах, а конкретно в устройствах электроснабжения переменного тока с тяговой сетью 2x25 кВ. Цель - упрощение конструкции трансформатора и снижение его материалоемкости. Устройство состоит из трехфазного трехобмоточного трансформатора . Первичная обмотка соединена звездой и присоединена к питающей сети, обе вторичные обмотки также соединены звездой по схемам звезда-12 и звезда-б, присоединены одна к другой вторыми фазами, имеющими уменьшенное число витков с коэффициентом 0,594, при этом от второй фазы первой вторичной обмотки сделан дополнительный отвод с коэффициентом 0,188, общая точка вторичных обмоток присоединена к рельсу. Две секции контактной сети присоединены к первой и третьей фазам первой вторичной обмотки, две секции питающих проводов - к первой и третьей фазам второй вторичной обмотки. Трехфазная районная нетяговая нагрузка присоединена к первой и третьей фазам второй вторичной обмотки и к дополнительному отводу от второй фазы первой вторичной обмотки. 3 ил. (Л С VI со vi О

(I9) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 J 3/00, В 60 M 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

°

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4862231/07 (22) 27.08,90 (46) 30.05.92. Бюл. М 20 (71) Московский институт инженеров желез нодорожного транспорта (72) В.С. Воротников (53) 621 .316.925(088.8) (56) Марквардт К.Г. Электроснабжение электрофицированных железных дорог.—

М;; Транспорт, 1982, с.43-50.

Мамошин Р.P. и др. Трансформаторы тяговых подстанций с повышенным симметрирующим эффектом. — Вестник ВНИИЖТ, 1989, hh .1, с.22-24.

Авторское свидетельство СССР

N. 1377930, кл, Н 02 J 3/00, 1985. . Авторское свидетельство СССР

М 1621092, кл. Н 01 F 33/00, 28.07.89.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1414680, кл. B 60 М 3/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛ ЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА И РАЙОННЫХ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ (57) Использование: на электрофицированных

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока с тяговой сетью 2х25 кВ, а именно к устройствам электроснабжения.

Известны устройства для электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока с тяговой сетью 2х25 кВ и районных нетяговых потребителей, представляющие собой тяговые трансформаторные подстанции, оборудованные двумя однофазными .трансфор латорами, первичные и вторичные обмотки которых соединежелезных дорогах, а конкретно в устройствах электроснабжения переменного тока с тяговой сетью 2х25 кВ..Цель — упрощение конструкции трансформатора и снижение его материалоемкости. Устройство состоит из трехфазного трехобмоточного трансформатора. Первичная обмотка соединена звездой и присоединена к питающей сети, обе вторичные обмотки также соединены звездой по схемам звезда-12 и звезда-6, присоединены одна к другой вторыми фазами, имеющими уменьшенное число витков с коэффициентом 0,594, при этом от второй фазы первой вторичной обмотки сделан дополнительный отвод с коэффициентом

0,188, общая точка вторичных обмоток присоединена к рельсу. Две секции контактной сети присоединены к первой и третьей фазам первой вторичной обмотки, две секции питающих проводов — к первой и третьей фазам второй вторичной обмотки. Трехфазная районная нетяговая нагрузка присоединена к первой и третьей фазам второй вторичной обмотки и к дополнительному отводу от второй фазы первой вторичной обмотки. 3 ил. ны по схеме открытого треугольника. Трансформаторы Скотта, Вудбриджа и аналогичные им пригодны для.электроснабжения электрифицированных железных дорог, но не могут одновременно обеспечивать нетяговое электроснабжение трехфазным током. Трансформатор для железнодорожных нагрузок не обеспечивает питание тяговых сетей 2х25 кВ.

Наиболее близким к рассматриваемому является устройство для электроснабжения электрифицированных железных дорог пе1737616 ременного тока, представляющее тяговый трансформатор, .выполненный с обмоткой высшего напряжения, обмоткой районных потребителей, двумя основными тяговыми обмотками и двумя неполными тяговыми обмотками. При этом обмотки высшего напряжения и районных нагрузок соединены звездой, основные тяговые обмотки — треугольником, а неполные тяговые обмотки — в неполную звезду;

Недостатком известного устройства является большое количество его обмоток— . трансформатор является шестиобмоточным, из-за чего усложнена его конструкция и увеличена материалоемкость.

Цель изобретения — упрощение конструкции трансформатора и снижение его материалоемкости.

Сущность изобретения заключается в том, что трехфазный, трехобмоточный тяговый трансформатор, содержащий первичную симметричную обмотку и две несимметричные вторичные обмотки, каждая — с одной укороченной фазой. Все обмотки соединены по схеме звезда, при этом вторичные обмотки соединены по схемам звезда-12 и звезда-6 и присоединены одна к другой укороченными фазами. От одной укороченной фазы вторичной обмотки сделан дополнительный отвод.

На фиг,1 приведена электрическая схе. ма устройства для электроснабжения железных дорог переменного тока и районных нетяговых потребителей; на фиг.2 — векторные диаграммы. напряжений; на фиг.3 — конструктивная схема трансформатора.

Устройство содержит трансформатор 1, первичную обмотку 2, вторичные обмотки 3 и 4, питающую линию 5, секции 6 и 7 контактной сети, секции 8 и 9 питающих проводов, тяговый рельс 10, трехфазную районную нагрузку 11, смежную подстанцию 12, нейтральную вставку 13.

Устройство работает следующим образом.

Первичная обмотка 2 трансформатора 1 (фиг.1) является симметричной и присоединена к питающей трехфазной высоковольтной линии 5. Вторичные обмотки 3 и 4 являются несимметричными, так как имеют по одной укороченной фазе (вторые фазы выполнены .с коэффициентом укорочения

0,594), соединены звездой с изолированной нейтралью и присоединены одна к другой вторыми укороченными фазами, Схемы соединения вторичных обмоток представляют звезду-12 и звезду-6.

На векторной диаграмме напряжений (фиг.2) показаны напряжения контактной сети, питающих проводов и районной нагруэки. Фазные напряжения полных фаз вторичных обмоток выбраны рав; ными Uo = 20,2 кВ из условия стандартного напряжения районных нагрузок U 35 кВ

Ue - Д» + 20,2 кВ.

U 3

Фазное напряжение укороченной фазы вто10 ричных обмоток будет составлять

U ф - 0,5940ф 0,594 20,2 = 12 кВ.

Напряжения, питающие секции контактной

15 сети, складываются из двух фаэных напряжений. Для левого плеча 6 это напряжение о

Uàb= U>- Ub=20,2-12е -28,185e " кВ, 20 а для правого плеча 7 ф 0 о

0сь-Ос-0ь=202е -12e =28,185eÐ кВ.

По модулю эти напряжения равны

0аь = Ось = 28,2 к В.

Аналогично рассчитываются напряжения секций питающих проводов для левого пле30 ча8

° Ф е о

0xó"=-Ua+Ub=-202+12e =28,185e кВ и правого плеча 9

0 у=-0 +0ь=-202е +12е =28,185е@ . @ кВ, которые имеют модули, также равные 28,2 кВ. Углы сдвига фаз между напряжениями

40 левой секции контактной сети и левой секции питающего провода составляют

21О38 - (-158О22 ) - 180О, 45 аналогично для правых секций

98О22 - (-81о38 ) 180о что соответствует условиям тягового элект50 роснабжения 2х25 кВ. Модули напряжений, равные 28,2 кВ, мало отличаются от напря- жений шин тяговых подстанций, равных

27,5 кВ (превышение составляет 2,5$, что ниже допустимого колебания напряжений в

55 сети). При повышенных токовых нагрузках. вызванных увеличением весов поездов, напряжения на шинах тяговых подстанций увеличивают до 28-30 кВ и даже больше (при линейных напряжениях районных нагрузок, равных 38 кВ, напряжения на шинах

1737616 тяговых подстанций увеличатся до 30 кВ). . При равенстве токов при указанном укорочении одной фазы трансформатор обладает симметрирующим эффектом. Питание рай-. онных потребителей трехфазным током осу- 5 ществляется от двух полных фаз второй вторичной обмотки и отвода от 0,188 части витков катушки укороченной фазы первой вторичной обмотки. Напряжение между нейтральными точками двух вторичных об- 10 моток устройства будет равно

Uyb = 0,594Ue +0,594Ue = 1,188 Ue, поэтому для получения трех симметричных 15 напряжений районного электроснабжения необходимо иметь для второй фазы полное фазное напряжение Ue. Для этого служит отвод от указанной части витков катушки Ь

Uyb = 1,1880ф,-Ug 0,1880ф.

Общая заземленная точка 10 (тяговый рельс) двух вторичных обмоток трансформатора не вносит в схему электроснабжения 25 никаких нежелательных явлений и не нарушает токораспределение между обмотками трансформатора и нагрузками, так как районные,ЛЗП 35 работают без заземленной нейтрвли. Кроме того, провода ЛЭП-35 мо- 30 гут быть использованы в качестве усиливающих проводов тяговой сети, если ЛЭП-35 проложены параллельно железной дороге и находятся близко от них.

Предлагаемое устройство позволяет 35 проводить электроснабжение железных дорог переменного тока со схемой тягового электроснабжения 2х25 кВ и районных потребителей трехфазным током при напряжении 35 кВ от двух вторичных обмоток одного трехобмоточного трансформатора, Формула изобретения

Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока и районных нетяговых потребителей, содержащее трехфазный трехобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого соединена по схеме "звезда" и присоединена к питающей трехфазной линии, две вторичные обмотки, также соединенные звездой, причем первая вторичная обмотка соединена по схеме звезда-12, а вторая — по схеме звезда-6. обе вторичные обмотки присоединены друг к другу вторыми фазами; их общая точка присоединена к тяговому рельсу, первая фаза первой вторичной обмотки присоединена к одной секции контактной сети, третья фаза — к другой секции контактной сети, первая фаза второй вторичной обмотки присоединена к одной секции питающих проводов, третья фаза — к другой секции питающих проводов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции трансформатора и снижения его материалоемкости; вторые фазы обеих вторичных обмоток выполнены укороченными с коэффициентом укорочения 0.594 и с цополнительным отводом от 0,188 части витков второй фазы первой вторичной обмотки, при этом трехфазная районная (нетяговая) нагрузка присоединена к первой и третьей фазам второй вторичной обмотки и к дополнительному отводу от второй фазы первой вторичной обмотки.

1737616

Составитель В.Воротников

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 1901 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101