Устройство для энергоснабжения районной и тяговой сетей
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ 691996
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.06.77 (21) 2497828/24-07 (5!) М. Кл
H 02ХЗ/00
В 60М 3/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
Госудорстоонньй коинтет
СССР оо делам нзобретоннй н открытой
Опубликовано !5.10.79. Бюллетень № 38
Дата опубликования описания 25.10.79 (53) УДК 62! .316. .! !74:625.! (088.8) (72) Автор изобретения
В. С. Синев (7!) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
РАЙОННОЙ И ТЯГОВОЙ СЕТЕЙ
Система относится к области схем энергоснабжения .электрических железных дорог однофазного тока и районных промышленных и сельскохозяйственных потребителей, и может быть применена на тяговых подстанциях, которые оборудованы однофазными понизительными трансформаторами, соединенными по схеме открытого треугольника, Известна система энергоснабжения электрической тяги на переменном токе с однофазными тяговыми трансформаторами, вторичные обмотки которых выполнены на двойное напряжение тяговой сети и имеют заземленную среднюю точку, к которой подключена рельсовая цепь (отсасывающий провод) (it. При этой системе фидерная зона между подстанциями ймеет. дополнительный питающий провод, потенциал которого обратен по знаку потенциалу .контактного провоча, и на определенном расстоян1т!г друг от друга — автотрансформаторы
Г /25 кВ, выводы которых подключены соот..етственно к контактному проводу, рельсу и питающему проводу, что дает воэможность устранить или снизить ток в рельсовой цепи.
Кроме того, эта система, называемая системой 2 Х 25, в указанном аналоге дополнена продольными компенсирующими конденсаторамй и связывающими вольтодобавочными
5 трансформаторами. Цлисанная система обладает двумя сущесфбнными недостатками: 1. Система. не позволяет осуществлять питание районной трехфазной нагрузки, т. е. промышленных и сельскохозяйственных потребителей, ввиду значительной несимметрии трехфазного напряжения, вызываемой как несимметрией тяговой нагрузки, так и несимметрией самой питающей системы. Поэтому в условиях СССР, когда ставится задача о комплексной электрификации, на тяговых подстанциях требуется установка дополнительных понизительных трехфазных трансформаторов для районной нагрузки.
2. Система практически не снижает потери энергии в тяговой сети, так как сумма токов питающего и контактного проводов остается такой же, как в том случае,.если они имеют одинаковый потейциал, т. е. при отсутствии автотрансформаторов. Положи691996 тельный эффект системы 2 Х 25 — снижение потерь напряжения за счет уменьшения приведенного индуктивного сопротивления тяговой сети — может быть достигнут другим, более экономичным способом: с помощью продольной емкостной компенсации.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для электроснабжения районной и тяговой сетей, содержащее два однофазных понизительных трансформатора, соединенных по схеме открытого треугольника, два конденсатора, подсоединенные ко вторичным обмоткам понизительного трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, одна обмотка которого подсоединена параллельно одному из конденсаторов, а вторая обмотка которого включена последовательно в соответствующую фазу районной сети (21, Недостатком этого устройства является невозможность получения симметричного напряжения при подключении однофазной и трехфазной нагрузок с различными номинальными напряжениями.
Цель изобретения — обеспечение возможности питания однофазных и трехфазных потребителей с различными номиналь" ными напряжениями симметричным напряж гнием.
Указанная цель достигается благодаря, тому, что устройство для электроснабжения районной и тяговой сетей, содержащее два однофазных понизительных трансформатора, соедйненных по схеме открытого треугольника, два конденсатора, подсоединенные ко вторичным обмоткам понизительного трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, одна обмотка которого подсоединена параллельно одному из конденсаторов, а вторая обмотка которого включена последовательно в соответствующую фазу районной сети, дополнительно снабжено вольтодобавочным трансформатором, одна обмотка которого подключена параллельно второму конденсатору, вторичная обмотка которого включена в районную сеть, а вторичные обмотки понизительных трансформаторов снабжены дополнительными выводами.
Кроме того, с целью уменьшения потерь эйергии - и увеличения расстояния между тяговыми подстанциями, питающий провод тяговой сети соединен с выводом районной сети и имеет более высокий потенциал по отношению к контактному проводу.
На чертеже приведена принципиальная схема устройства, где: 1 и 2 — понизительные тяговые трансформаторы двух фаз тягрвой подстанции, включенные по схеме открытого треугольника; 3 и 4 — батареи конденсаторов продольной компенсации соответствующих фаз; 5 и 6 — связывающие вольтодобавочные трансформаторы соответствуюших фаз. На схеме не показаны автотрансформаторы фидерных зон тяговой сети, так как способ их подключения очевиден и вытекает из указанной на схеме маркировки выводов тяговых трансформаторов.
К выводам 38,5 кВ подключается сеть районной нагрузки и питающие провода-фидер» ных зон тяговой сети соответствующих фаз, к выводам 27,5 к — - контактные провода соответствующих фидерных зон.
Связывающие вольтодобавочные трансформаторы предназначены для трансформации тока районной нагрузки в соответствующие конденсаторы, по которым в результате протекает суммарный ток тяговой и районной нагрузки, на конденсаторах создается падение напряжения, находящееся в противофазе с падением напряжения на индуктивном сопротивлении понизительного трансформатора и питающей линии. С помощью связывающего трансформатора компенсирующее падение напряжения передается в соответствующий провод сети районной нагрузки. Коэффициент трансформации связывающего трансформатора завист от номинальных напряжений тяговой и районной
?5 наг узки. положительным свойствам предлагае-. мой системы, кроме сказанного, относится способность ограничений токов короткого замыкания в сети районной нагрузки: контур 385 кВ содержит в 1,4 раза больше витков связывающего трансформатора, чем контур 27,5 кВ, и поэтому насыщается при соответственно меньшем токе; насыщение связывающего трансформатора ведет к тому, что результирующее сопротивление цепи, 35 состоящей из емкости и индуктивности, становится индуктивным. По этой же причине более надежной становится защита и тяговой, и районной сети. Становится возможным питание районной нагрузки по системе
«два провода — земля». Класс изоляции питающего фидера тяговой сети остается соответствующим стандартному напряжению
25 кВ.
Экономический эффект предлагаемой системы складывается из следующих фак45 торов
1. Снижение капитальных затрат при комплексной электрификации железных дорог за счет замены отдельных мощных понизительных районных трансформаторов небольшими связывающими трансформато50 рами.
2. Снижение капитальных затрат при электрификации железных дорог за счет увеличения допустимого. расстояния между тяговыми подстанциями благодаря повыше55 "йию питающего провода относительно земли
3. Снижение стоимости распределительных районных сетей благодаря возможности питания по системе «два провода — - земля».
691996 б сформатора и вольтодобавочный трансформатор, одна обмотка которого подсоединена параллельно одному чз конденсаторов, а вторая обмотка которого включена последовательно в соответствующую фазу районной сети, отличающееся тем, что, с целью
6беспечения возможности питания однофазных и трехфазных потребителей с различными номинальными напряжениями симметричным напряжением, оно снабжено дополнительным вольтодобавочным трансформатором, одна обмотка которого подключена параллельно второму конденсатору, вторичная обмотка которого включена в районную сеть, а вторичные обмотки понизительных трансформаторов снабжены дополнительными выводами для подключения контактных
13 проводов фидерных зон.
2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии и увеличения расстояния между тяговыми подстанциями, питающий провод тяговой 6 сети соединен с выводом районной сети и имеет более высокий потенциал по отношени1о к контактному проводу.
Формула изобретения
1. Устройство для энергоснабжения районной и тяговой сетей, содержащее два однофазных понизительных трансформатора, соединенных по схеме открытого треугольника, два конденсатора, подсоединенные ко вторичным обмоткам понизительного транггп
1Ы К
Составитель Л. Дементьева .
Техред О. Луговая Корректор М. Шарошн
Тираж 857 Подписное
@НИ И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий . 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал П П П к П атентв, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор Д. Мепуришвили
Заказ 6233 47
Снижение эксплуатационных затрат за счет: а) снижения потерь энергии благодаря повышению напряжения передачи относительно земли в тяговой сети; б) снижения потерь энергии благодаря симметрированию напряжения в сетях и потребителях районной нагрузки; в) снижения потерь энергии благодаря продольной емкостной компенсации реактивной мощности; г) снижения потерь энергии благодаря повышению минимального уровня и стабилизации напряжения в тяговой сети; д) большей надежности продольных конденсаторов, включаемых совместно с вольтодобавочными связывающими трансформаторами, по сравнению, например, с регулированием напряжения под нагрузкой.
5. Повышение производительности электроподвижного состава за счет стабилизации напряжения на токоприемнике.
Источники информации, принятые во внима11ие при экспертизе
1. Патент Японии № 50-15,24,,кл. 78 Е 101, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР № 628581, кл. Н 02 1 3/26, 1978 (прототип) .