Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока

Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту и предназначено для питания электротяговых сетей переменного тока, как системы 25 кВ, так и системы 2X25 кВ.

Целью изобретения является снижение потерь энергии путем симметрирования нагрузки трансформатора и питающей сети.

На фиг. 1 показана электрическая принципиальная схема устройства, применяемая в системе электроснабжения 25 кВ; на фиг. 2 - то же, в системе электроснабжения 2X25 кВ; на фиг. 3 - то же, с блоком перераспределения токов нагрузки, выполненным в виде автотрансформатора.

Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока содержит трехфазный трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого соединена в звезду и подключена к питающей сети (не показана), а вторичная обмотка 3 - в треугольник, два вывода одной фазы 4 соединены с контактной сетью 5 и рельсом 6 одной фидерной зоны 7 и блок 8 перераспределения токов нагрузки, входы которого подключены к средней точке фазы 4 и выводу 9 вторичной обмотки 3 трансформатора 1, а выходы соединены соответственно с рельсом 10 и контактной сетью И другой фидерной зоны 12, причем блок 8 выполнен в виде однофазного трансформатора (фиг. 1) или однофазного трансформатора со средней точкой на вторичной его обмотке (фиг. 2), которая подключена к рельсу 10, а другие ее выводы, подключены к контактной сети 11 и питающему проводу 13 другой фидерной зоны 12. Кроме того, к устройству через питающие провода 13, рельсы 6 и 10 и контактную сеть 5 и 11 подключены автотрансформаторы 14, а также ко вторичной обмотке 3 трехфазного трансформатора 1 подключены провода 15 и 16, которые совместно с рельсами 6 и 10 используются для питания нетяговых железнодорожных потребителей, а для питания , например, сельскохозяйственных потребителей применяется третья обмотка 17 трансформатора 1.

Устройство работает следующим образом .

При принятом на фиг. 1 положительном направлении токов фидерных зон 15 и Тц нагрузка полуобмоток фазы 4, между ее выводами с учетом коэффициента трансформации блока 8 равна 2/3xi5 + ,1, а между другими выводами составляет 2- -3XJ5 -l//3 xiii. В этом случае, например, при коэффициенте трансформации трансформатора 1, равном 1, нагрузка первичной обмотки фазы 4 равна 2/3 If. Нагрузки, других фаз соответственно равны l/VS xbi - - 1/Зх15И.- .iii 1/3x15- Поскольку токи Ij и iji сдвинуты на 90°, так как на этот угол сдвинуты напряжения фидерных зон 7 и 12, то при равенстве токов плеч

питания фидерных зон 7 и 12 (Ij 1) имеем симметричную нагрузку фаз первичной и вторичной обмоток 2 и 3 трансформатора 1, равную 2/31. В результате получается симметричная нагрузка первичной сети и

симметричное напряжение на фазах обмотки 17 трансформатора I.

Устройство, показанное на фиг. 2 и 3, |);)Гютает аналогично.

Элсжтроэнергия к электроподвижному

0 составу на фидерных зонах 7 и 12 подводится до ближайших автотрансформаторов 14 по к итактной сети 5 и 11 и питающему проводу 13 на повыщенном напряжении. Автотрансформаторы 14 понижают повыщенное ннпряжение до напряжения электроподвижного состава.

, Напряжение между выводами и средней точкой фазы 4 обмотки 3 трансформатора 1, к которым присоединена контактная сеть 5, рельсы 6, питающий провод 13

0 фидерной зоны 7, сдвинуто на 90° по сравнению с напряжением первичной обмотки блока 8. В этом случае при равенстве токов плеч питания фидерных зон 7 и 12 имеем одинаковую нагрузку фаз первичной обмот- ки трансформатора 1 и питающей сети. В результате получим симметричное напряжение на щинах обмотки 17.

Из-за неодинак:овых сопротивлений контуров тяговой сети «контактная сеть-рель- сы и «питающий провод - рельсы нагрузки полуобмоток фазы 4 будут различными . В этом случае для симметрирования напряжения на щинах, от которых питаются нетяговые потребители по системе два провода 15 и 16 - рельсы 6, необходимо так расположить обмотки трансформатора 1, чтобы индуктивное сопротивление обмотки 3 было минимальным.

В реальном диапазоне изменения соотношения нагрузок плеч питания фи- дерных зон 7 к 12 несимметрия токов в фазах первичной обмотки 2 и питающей сети, а следовательно, и нессиметрия напряжений на вторичных обмотках 3 и 17 трансформатора I снижаются в несколько раз.

Формула изобретения

1. Устройство для электроснабжения железных дорог переменного тока, содержа- щее трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду и подключена к питающей сети, а вторичная - в треугольник, выводы одной фазы последней соединены с тяговой сетью одной фидерной зоны, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь энергии путем симметрирования нагрузки трансформатора и питающей сети, оно снабжено блоком пе

рераспределения токов нагрузки, входы которого подключены к средней точке упомянутой фазы и к выводу, образованному другими фазами вторичной обмотки трансформатора , а выходы соединены соответственно с рельсом и контактной сетью.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок перераспределения токов нагрузки выполнен в виде однофазного трансформатора .

3. Устройство по п. I, отличающееся тем, что блок перераспределения токов нагрузки выполнен в виде трансформатора, вторичная обмотка которого выполнена со средней точкой, подключенной к рельсу, а другие ее выводы - к контактной сети и питающему проводу.

IPU2.2

(Ри.1.

Составитель В. Кочетков

Техред И. ВересКорректор М. Максимишннец

Тираж 597Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор К. Волошук Заказ 7350/16