RU124070U1

RU124070U1 - DEVICE FOR LONGITUDINAL CAPACITY COMPENSATION OF AC TRACING SUBSTATION

Info

Publication number: RU124070U1
Application number: RU2012115865/07U
Authority: RU
Inventors: Леонид Абрамович Герман; Александр Сергеевич Серебряков; Владимир Павлович Гончаренко; Александр Витальевич Мизинцев
Original assignee: Леонид Абрамович Герман; Александр Сергеевич Серебряков; Владимир Павлович Гончаренко; Александр Витальевич Мизинцев
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-01-10

Abstract

Устройство продольной емкостной компенсации тяговой подстанции переменного тока, содержащее два силовых трехфазных трансформатора, первичная обмотка которых через выключатели с блок-контактами соединена с шинами 110(220) кВ, а вторичная обмотка этих трансформаторов соединена с шинами 27,5 кВ контактной сети и отсасывающей линии, которая через трансформатор тока соединена с рельсами двумя параллельно соединенными цепями, состоящими из первой секции конденсаторной батареи и второй секции конденсаторной батареи с последовательно соединенным первым выключателем продольной емкостной компенсации с приводом, подключенным к оперативному напряжению 220 В через кнопки дистанционного включения и отключения, а между отсасывающей линией и рельсами подключены параллельно соединенные первичная обмотка трансформатора напряжения и второй выключатель продольной емкостной компенсации, отличающееся тем, что вводится тиристорный ключ с блоком включения-отключения, токовое реле трансформатора тока с замыкающим и размыкающим контактами, блок контроля перехода кривой напряжения через нуль, соединяющий вторичную обмотку трансформатора напряжения с блоком включения-отключения тиристорного ключа, блок автоматического управления тиристорным ключом и первым выключателем продольной емкостной компенсации с промежуточными реле автоматического включения и отключения и реле времени, причем в этом блоке катушка промежуточного реле автоматического включения подключается к оперативному напряжению 220 В через замыкающий контакт реле тока, параллельному которому включена цепь из последовательно соединенных замыкающих блок-кA device for longitudinal capacitive compensation of an alternating current traction substation containing two power three-phase transformers, the primary winding of which is connected to 110 (220) kV buses through circuit breakers with block contacts, and the secondary winding of these transformers is connected to 27.5 kV buses of the contact network and the suction line which through a current transformer is connected to the rails by two parallel-connected circuits consisting of a first section of a capacitor bank and a second section of a capacitor bank connected in series the first longitudinal capacitive compensation switch with a drive connected to an operating voltage of 220 V via the remote on and off buttons, and the primary winding of the voltage transformer and the second longitudinal capacitive compensation switch connected in parallel with the suction line and the rails, characterized in that a thyristor switch with on-off unit, current relay of the current transformer with make and break contacts, control unit for the transition of the voltage curve through an ul connecting the secondary winding of the voltage transformer with the thyristor key on-off unit, the thyristor key automatic control unit and the first longitudinal capacitive compensation switch with intermediate automatic on and off relays and a time relay, and in this block the coil of the intermediate automatic relay is connected to the operating voltage 220 V through the closing contact of the current relay, parallel to which a circuit is connected from the series-connected closing blocks to

Description

Полезная модель относится к электроэнергетике, в частности, к устройствам автоматизации установок продольной емкостной компенсации систем 25 и 2×25 кВ тягового электроснабжения железных дорог.The utility model relates to the electric power industry, in particular, to automation devices for longitudinal capacitive compensation systems for 25 and 2 × 25 kV traction power supply systems for railways.

Известно устройство продольной емкостной компенсации тяговой подстанции переменного тока (УПК) [1, рис.16, а], состоящее из двух секций, вторая из которых подключается через коммутационный аппарат при включении второго силового трансформатора. Как правило, УПК включают в отсасывающую линию тяговой подстанции [2].A device for longitudinal capacitive compensation of traction alternating current substation (AC) [1, Fig. 16, a], consisting of two sections, the second of which is connected through a switching device when you turn on the second power transformer. As a rule, the CPC is included in the suction line of the traction substation [2].

Недостаток прототипа: включение (отключение) очередной секции происходит при шунтировании УПК путем дистанционного включения коммутационного аппарата.The disadvantage of the prototype: the inclusion (shutdown) of the next section occurs when bypassing the CPC by remotely turning on the switching device.

При включении и отключении емкостного тока коммутационным аппаратом (например, выключателем) происходят броски тока и напряжения, и поэтому в настоящее время шунтирование УПК выполнено для исключения опасных токов и напряжений при работе конденсаторов. Кроме того, схема не контролирует режим по току УПК. Для переключения УПК требуется оперативный персонал. Таким образом, существующая схема УПК затрудняет ее автоматизацию.When the capacitive current is switched on and off by a switching device (for example, a switch), current and voltage surges occur, and therefore, bypassing the control transformer is performed to eliminate dangerous currents and voltages during operation of capacitors. In addition, the circuit does not control the current mode of the CCP. To switch the CPC requires operational staff. Thus, the existing CPC scheme complicates its automation.

Цель полезной модели - автоматизировать процесс регулирования параметров УПК путем надежного подключения (отключения) секции конденсаторной батареи в зависимости от режима работы системы тягового электроснабжения.The purpose of the utility model is to automate the process of regulating the UPC parameters by reliably connecting (disconnecting) the capacitor bank section, depending on the operating mode of the traction power supply system.

Указанный режим определяется двумя характеристиками: значением тока нагрузки тяговой подстанции, то есть током, протекающем по отсасывающей линии. В настоящее время принято включать УПК в отсасывающую линию тяговой подстанции, поэтому ток УПК равен току отсасывающей линии.The specified mode is determined by two characteristics: the value of the load current of the traction substation, that is, the current flowing along the suction line. Currently, it is customary to include a CCP in the suction line of a traction substation, so the current of the CCP is equal to the current of the suction line.

При увеличении тока сверх номинального для силового трансформатора или при включении второго силового трансформатора, когда уменьшается индуктивное сопротивление подстанции, необходимо подключить вторую секцию УПК. В результате номинальный ток УПК увеличится, а номинальное сопротивление УПК уменьшится и станет соответствовать сопротивлению подстанции.If the current increases above the nominal value for the power transformer or when the second power transformer is turned on, when the inductive resistance of the substation decreases, it is necessary to connect the second section of the control device. As a result, the rated current of the UPC will increase, and the nominal resistance of the UPC will decrease and will correspond to the resistance of the substation.

Итак, при регулировании мощности УПК следует выполнить надежным процесс включения (отключения) УПК и выбрать параметры регулирования мощности УПК.So, when regulating the power of the CPC, the process of turning on (off) the CPC should be reliable and the parameters for controlling the power of the CPC should be selected.

В соответствии с прототипом [1, рис.16, а] рассматривается устройство продольной емкостной компенсации тяговой подстанции переменного тока, содержащее два силовых трехфазных трансформатора, первичная обмотка которых через выключатели с блок - контактами соединена с шинами 110(220) кВ, а вторичная обмотка этих трансформаторов соединена с шинами 27,5 кВ контактной сети и отсасывающей линии, которая через трансформатор тока соединена с рельсами двумя параллельно соединенными цепями, состоящими из первой секции конденсаторной батареи и второй секции конденсаторной батареи с последовательно соединенным первым выключателем продольной емкостной компенсации с приводом, подключенным к оперативному напряжению 220 В через кнопки дистанционного включения и отключения, а между отсасывающей линией и рельсами подключены параллельно соединенные первичная обмотка трансформатора напряжения и второй выключатель продольной емкостной компенсации,In accordance with the prototype [1, Fig. 16, a], a device for longitudinal capacitive compensation of an alternating current traction substation is considered, containing two three-phase power transformers, the primary winding of which is connected to 110 (220) kV buses through switches with block contacts, and the secondary winding of these transformers is connected to the buses of the 27.5 kV contact network and the suction line, which through the current transformer is connected to the rails by two parallel-connected circuits consisting of the first section of the capacitor bank and the second tion capacitor bank connected in series with the first switch longitudinal capacitive compensation with a drive connected to the operational voltage 220 via the remote enable and disable buttons, and between the suction line and the rails are connected in parallel coupled voltage transformer primary winding and a second switch longitudinal capacitive compensation,

Для реализации цели полезной модели в устройство вводится тиристорный ключ с блоком включения-отключения, токовое реле трансформатора тока с замыкающим и размыкающим контактами, блок контроля перехода кривой напряжения через нуль, соединяющий вторичную обмотку трансформатора напряжения с блоком включения-отключения тиристорного ключа, блок автоматического управления тиристорным ключом и первым выключателем продольной емкостной компенсации с промежуточными реле автоматического включения и отключения и реле времени, причем в этом блоке промежуточное реле автоматического включения подключается к оперативному напряжению 220 В через замыкающий контакт реле тока, параллельному которому включена цепь из последовательно соединенных замыкающих блок-контактов выключателей первого и второго силовых трансформаторов, а промежуточное реле автоматического отключения подключено к оперативному напряжению через последовательно соединенные размыкающие контакты реле тока и параллельно включенные размыкающие блок-контакты выключателей первого и второго силового трансформаторов, ко входу блока включения-отключения тиристорного ключа на его включение и на включение первого выключателя продольной емкостной компенсации подключено оперативное напряжение через замыкающий контакт промежуточного реле автоматического включения, а через замыкающий контакт промежуточного реле автоматического отключения подключено оперативное напряжение к приводу первого выключателя продольной емкостной компенсации на его отключение и на катушку реле времени, при этом его замыкающим контактом подключено оперативное напряжение 220 В к входу блока включения-отключения тиристорного ключа на его отключение.To achieve the goal of the utility model, a thyristor key with an on-off block, a current transformer relay with make and break contacts, a zero voltage curve transition control unit connecting the secondary winding of the voltage transformer with a thyristor key on-off block, an automatic control unit are introduced into the device thyristor key and the first switch of longitudinal capacitive compensation with intermediate relays for automatic on and off and time relays, and in this case An intermediate automatic relay is connected to an operating voltage of 220 V through the make contact of the current relay, parallel to which a circuit is connected from the series-connected closing block contacts of the switches of the first and second power transformers, and the intermediate automatic relay is connected to the operational voltage through the series-connected disconnect contacts of the relay current and parallel connected disconnecting block contacts of the switches of the first and second power transform torus, operating voltage is connected to the input of the thyristor switch on-off block for its inclusion and for switching on the first longitudinal capacitive compensation switch via the make contact of the intermediate automatic relay, and the operating voltage is connected to the drive of the first longitudinal capacitive compensation switch through the make contact of the intermediate automatic shutdown relay to turn it off and to the coil of the time relay, while its operating contact is connected to the operational voltage of 220 to input his trip unit on-off thyristor key.

На рис.1 представлена схема устройства продольной емкостной компенсации (УПК) тяговой подстанции системы 25 кВFigure 1 shows a diagram of a device for longitudinal capacitive compensation (UPC) of a traction substation of a 25 kV system

1 - Шины 110(220) кВ тяговой подстанции.1 - Tires 110 (220) kV traction substation.

2 и 3 - выключатели первого и второго силовых трехфазных трансформаторов.2 and 3 - switches of the first and second power three-phase transformers.

4 и 5 - первый и второй силовые трехфазные трансформаторы.4 and 5 - the first and second power three-phase transformers.

6 - отсасывающая линия.6 - suction line.

7- шины 27,5 кВ контактной сети.7- bus 27.5 kV contact network.

8 - второй выключатель УПК.8 - the second switch of the CPC.

9 - первая секция конденсаторной батареи.9 - the first section of a capacitor bank.

10 - вторая секция конденсаторной батареи.10 - the second section of the capacitor bank.

11 - первый выключатель УПК.11 - the first switch of the CPC.

12 - трансформатор тока.12 - current transformer.

13 - реле тока.13 - current relay.

14 - тиристорный ключ.14 - thyristor key.

15 - блок включения-отключения тиристорного ключа.15 - block on-off thyristor key.

16, 17 - замыкающий и размыкающий контакты реле тока.16, 17 - closing and opening contacts of the current relay.

18 и 19 - замыкающие блок-контакты выключателей первого и второго силовых трехфазных трансформаторов.18 and 19 are the closing block contacts of the switches of the first and second power three-phase transformers.

20 - рельсы.20 - rails.

21 и 22 - кнопки дистанционного включения и отключения первого выключателя УПК.21 and 22 - buttons for remote on and off of the first switch of the CPC.

23 и 24 - размыкающие блок-контакты выключателей первого и второго силовых трехфазных трансформаторов.23 and 24 - opening block contacts of the switches of the first and second power three-phase transformers.

25 и 26 - промежуточные реле автоматического включения и отключения тиристорного ключа и первого выключателя УПК.25 and 26 are intermediate relays for automatically turning on and off the thyristor switch and the first circuit breaker switch.

27 и 28 - замыкающие контакты промежуточных реле 25 и 26 автоматического включения и отключения блока автоматического управления 29.27 and 28 are the closing contacts of the intermediate relays 25 and 26 of the automatic switching on and off of the automatic control unit 29.

29 - блок автоматического управления тиристорным ключом и первым выключателем УПК.29 - block automatic control thyristor key and the first switch of the CPC.

30 - блок контроля перехода кривой напряжения через нуль.30 - block control transition of the voltage curve through zero.

31 - трансформатор напряжения.31 - voltage transformer.

32 - реле времени.32 - time relay.

33 - замыкающий контакт реле времени 32.33 - make contact of the timer 32.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Исходное состояние УПК: первая секция 9 включена, вторая секция 10 - отключена. Силовой трехфазный трансформатор 4 включен (включен выключатель 2), силовой трехфазный трансформатор 5 отключен (отключен выключатель 3).The initial state of the CPC: the first section 9 is on, the second section 10 is off. The three-phase power transformer 4 is turned on (switch 2 is on), the three-phase power transformer 5 is turned off (switch 3 is off).

Рассмотрим процесс автоматического включения второй секции 10 конденсаторной батареи УПК.Consider the process of automatically turning on the second section 10 of the CPC capacitor bank.

При повышении тока в трансформаторе тока 12 отсасывающей линии 6 срабатывает реле тока 13, подключенное к трансформатору тока 12, и замыкающие контакты 16 реле тока 13 подают команду на включение промежуточного реле 25, замыкающий контакт 27 которого подает команду включения на вход блока 15 включения-отключения тиристорного ключа 14 и одновременно на включение первого выключателя 11. Блок автоматического управления 29 работает от оперативного напряжения 220 В переменного тока.When the current increases in the current transformer 12 of the suction line 6, the current relay 13 is connected, connected to the current transformer 12, and the make contacts 16 of the current relays 13 give a command to turn on the intermediate relay 25, the make contact 27 of which gives an enable command to the input of the on-off unit 15 thyristor key 14 and at the same time to turn on the first switch 11. The automatic control unit 29 operates from an operating voltage of 220 V AC.

Блок 15 даст команду включения тиристорного ключа 14 только с разрешения блока 30 при прохождении кривой напряжения от трансформатора напряжения 31 через нуль. Тем самым происходит подключение второй секции 10 конденсаторной батареи к первой секции 9 без бросков тока и напряжения. Далее включается второй выключатель 11 УПК, шунтируя тиристорный ключ 14. Так как время включения второго выключателя 11 УПК на несколько порядков больше времени включения тиристорного ключа 14, то второй выключатель УПК будет всегда включаться после включения тиристорного ключа 14.Block 15 will give the command to turn on the thyristor switch 14 only with the permission of block 30 when passing the voltage curve from the voltage transformer 31 through zero. Thereby, the second section 10 of the capacitor bank is connected to the first section 9 without inrush current and voltage. Next, the second switch 11 of the control switch is turned on, bypassing the thyristor switch 14. Since the turn-on time of the second switch 11 of the control switch is several orders of magnitude longer than the turn-on time of the thyristor switch 14, the second switch of the control switch will always turn on after turning on the thyristor switch 14.

Блок 30 действует только на включение тиристорного ключа 14.Block 30 acts only on the inclusion of thyristor key 14.

Аналогичный процесс включения второй секции 10 конденсаторной батареи произойдет при включении второго силового трехфазного трансформатора 5. В этом случае будут замкнуты замыкающие блок-контакты 18 и 19, которые подают команду на включение промежуточного реле автоматического включения 25.A similar process of turning on the second section 10 of the capacitor bank will occur when the second three-phase power transformer 5 is turned on. In this case, the closing block contacts 18 and 19 will be closed, which give the command to turn on the intermediate automatic switch 25.

При необходимости дистанционного включения секции 10 используют кнопку 21 дистанционного включения.If it is necessary to remotely turn on the section 10, use the button 21 remote enable.

Процесс автоматического отключения второй секции 10 будет следующий при исходном состоянии УПК: первая и вторая секция включены, первый силовой трехфазный трансформатор 4 включен, а второй силовой трехфазный трансформатор 5 отключается (то есть отключается выключатель 3 и замыкается его размыкающий блок-контакт 24). Если нагрузка отсасывающей линии сравнительно небольшая, то размыкающий контакт 17 реле тока 13 остается в замкнутом состоянии и поэтому включается промежуточное реле автоматического отключения 26 и дает команду отключения на второй выключатель УПК 11 и одновременно срабатывает реле времени 32. Затем замыкающий контакт 33 реле времени подает оперативное напряжение на вход блока включения-отключения 15 тиристорного ключа 14 на его отключение. С учетом выдержки времени реле 32 тиристорный ключ 14 отключит емкостной ток после отключения второго выключателя 11 УПК. Отключение емкостного тока тиристорным ключом 14 будет происходить всегда в нуль тока, что и требуется для исключения бросков тока и напряженияThe process of automatically disconnecting the second section 10 will be as follows in the initial state of the CPC: the first and second sections are turned on, the first three-phase power transformer 4 is turned on, and the second three-phase power transformer 5 is turned off (that is, the switch 3 is turned off and its opening block contact 24 closes). If the suction line load is relatively small, the opening contact 17 of the current relay 13 remains closed and therefore the intermediate automatic shutdown relay 26 is turned on and gives a trip command to the second switch of the CPC 11 and the time relay 32 is simultaneously triggered. Then, the closing contact 33 of the time relay gives an operational voltage to the input of the on-off unit 15 of the thyristor switch 14 to turn it off. Given the time delay of the relay 32, the thyristor switch 14 will turn off the capacitive current after turning off the second switch 11 of the CPC. The disconnection of the capacitive current by the thyristor switch 14 will always occur at zero current, which is required to eliminate inrush current and voltage

Аналогичный процесс отключения будет и при дистанционном отключении секции 10 кнопкой 22.A similar shutdown process will be with remote shutdown of section 10 with button 22.

Технико-экономический эффект проявляется в том, что за счет автоматизации УПК улучшается режим напряжения в тяговой сети и надежность электроснабжения.The technical and economic effect is manifested in the fact that due to automation of the CPC, the voltage regime in the traction network and the reliability of power supply are improved.

ЛитератураLiterature

1. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983. - 183 с.1. Borodulin B.M., German L.A., Nikolaev G.A. Condenser installations of electrified railways. M .: Transport, 1983.- 183 p.

2. Герман Л.А. Эффективность продольной емкостной компенсации повышена. Локомотив №4 - 2009, с.43-44.2. German L.A. The efficiency of longitudinal capacitive compensation is increased. Locomotive No. 4 - 2009, p. 43-44.

Claims

A device for longitudinal capacitive compensation of an alternating current traction substation containing two power three-phase transformers, the primary winding of which is connected to 110 (220) kV buses through circuit breakers with block contacts, and the secondary winding of these transformers is connected to 27.5 kV buses of the contact network and the suction line which through a current transformer is connected to the rails by two parallel-connected circuits consisting of a first section of a capacitor bank and a second section of a capacitor bank connected in series the first longitudinal capacitive compensation switch with a drive connected to an operating voltage of 220 V via the remote on and off buttons, and the primary winding of the voltage transformer and the second longitudinal capacitive compensation switch connected in parallel with the suction line and the rails, characterized in that a thyristor switch with on-off unit, current relay of the current transformer with closing and opening contacts, control unit for the transition of the voltage curve through an ul connecting the secondary winding of the voltage transformer with the thyristor key on-off unit, the thyristor key automatic control unit and the first longitudinal capacitive compensation switch with intermediate automatic on and off relays and a time relay, and in this block the coil of the intermediate automatic relay is connected to the operating voltage 220 V through the closing contact of the current relay, parallel to which a circuit is connected from the series-connected closing blocks to ontacts of circuit breakers of the first and second power three-phase transformers, and the coil of the intermediate automatic shutdown relay is connected to an operating voltage of 220 V through series-connected opening contacts of the current relay and parallel-connected opening block contacts of the switches of the first and second power three-phase transformers, to the input of the thyristor on-off unit key to turn it on and to turn on the first switch longitudinal capacitive compensation connected operational voltage 220 V through the make contact of the intermediate automatic relay, and through the make contact of the intermediate automatic disconnect relay, the operational voltage is connected to the drive of the first longitudinal capacitive compensation switch to turn it off and to the time relay coil, while the operating voltage of 220 V is connected to the input of the unit with its make contact turn on / off the thyristor key to turn it off.