RU139884U1 - AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM - Google Patents

AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU139884U1
RU139884U1 RU2013152284/07U RU2013152284U RU139884U1 RU 139884 U1 RU139884 U1 RU 139884U1 RU 2013152284/07 U RU2013152284/07 U RU 2013152284/07U RU 2013152284 U RU2013152284 U RU 2013152284U RU 139884 U1 RU139884 U1 RU 139884U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
windings
traction
transformer
scott
Prior art date
Application number
RU2013152284/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Зиновьевич Манусов
Павел Владимирович Морозов
Юрий Владимирович Морозов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority to RU2013152284/07U priority Critical patent/RU139884U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU139884U1 publication Critical patent/RU139884U1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Abstract

Система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока, состоящая из трехфазно-двухфазных трансформаторов, первичные обмотки которых соединены по схеме Скотта, а вторичные обмотки изолированы друг от друга, продольный питающий провод каждой фидерной зоны изолирован от продольных проводов соседних фидерных зон и подключен концами к первым выводам вторичных обмоток трехфазно-двухфазных трансформаторов соседних тяговых подстанций с одинаковым коэффициентом трансформации, вторые выводы которых подключены к контактной сети этой же фидерной зоны, отличающаяся тем, что в нее введен блок выравнивания мощности, который содержит конденсаторную батарею, соединенную с согласующими трансформаторами посредством тиристорных мостов, при этом блок выравнивания мощности подключен к вторичным обмоткам трансформаторного преобразователя на основе схемы Скотта.The traction power supply system of the AC railway section, consisting of three-phase-two-phase transformers, the primary windings of which are connected according to the Scott scheme, and the secondary windings are isolated from each other, the longitudinal supply wire of each feeder zone is isolated from the longitudinal wires of adjacent feeder zones and connected to the first the conclusions of the secondary windings of three-phase-two-phase transformers of adjacent traction substations with the same transformation ratio, the second conclusions of which are connected to the contact A network of the same feeder zone, characterized in that a power equalization unit is introduced into it, which contains a capacitor bank connected to matching transformers via thyristor bridges, while the power equalization unit is connected to the secondary windings of the transformer transformer based on the Scott circuit.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к высоковольтным системам электроснабжения скоростных железных дорог переменного тока и может быть использована для выравнивания мощности на шинах тяговых подстанций железных дорог, электрифицированных на переменном токе 50 Гц и с напряжениями 2×25 кВ, питающихся от трансформаторов Скотта, чтобы обеспечить основное преимущество схемы Скотта - способность симметрирования токов в трехфазной системе.The proposed utility model relates to the field of electrical engineering and the electric power industry, in particular, to high-voltage power supply systems of high-speed AC railways and can be used to equalize the power on the tires of traction substations of railways, electrified with alternating current of 50 Hz and with voltage of 2 × 25 kV, powered from Scott transformers to provide the main advantage of Scott's circuitry is the ability to balance currents in a three-phase system.

Известна система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока, содержащая контактный провод, рельсы, автотрансформаторы, коаксиальный трехпроводный кабель, наружная оболочка которого является питающим проводом, внутренняя оболочка соединена с рельсами, а жила - с контактным проводом [А.с. SU №1532361 A1 СССР, МКИ B60M /00 Тяговая сеть переменного тока/ Семчук В.П., Бадер М.П., Просецкий А.П. - 4408400/27 - 11; заявл. 11.04.88; опубл. 20.12.89, Бюл. №48. - 2 с: ил.]. К последнему подключена тяговая нагрузка.A known system of traction power supply of an AC railway section containing a contact wire, rails, autotransformers, a three-wire coaxial cable, the outer sheath of which is the supply wire, the inner sheath is connected to the rails, and the core is a contact wire [A.S. SU No. 1532361 A1 USSR, MKI B60M / 00 AC traction network / Semchuk V.P., Bader M.P., Proetskiy A.P. - 4408400/27 - 11; declared 04/11/88; publ. 12/20/89, Bull. No. 48. - 2 s: ill.]. Traction load is connected to the latter.

Однако указанная система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока не обеспечивает симметрию в трехфазной сети.However, this traction power supply system of the AC railway section does not provide symmetry in a three-phase network.

Известна система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока, содержащая однофазные понизительные трансформаторы, первичные и вторичные обмотки которых соединены по схеме открытого треугольника [А.с. SU 1273276 A1 СССР, МКИ B60M 3/00 Устройство для электроснабжения тяговой сети переменного тока/ Чернов Ю.Д., Черноусов Л.А., Соколов С.Д., Борю Ю.И., Щепкин В.Л. - 3905520/27-11; заявл. 04.06.85; опубл. 30.11.86. Бюл. №44. - 3 с: ил]. Первичные обмотки подключены к питающей сети. Обмотка первого трансформатора подключена к тяговой сети, состоящей из контактной сети и рельсов одной фидерной зоны. Дополнительный трансформатор одним выводом первичной обмотки присоединен к среднему выводу обмотки первого трансформатора, а вторым выводом первичной обмотки - к другому выводу обмотки второго трансформатора. Вторичная сторона дополнительного трансформатора подключена к тяговой сети, состоящей из контактной сети и рельсов другой фидерной зоны. Специфичным для системы 2×25 кВ является то, что рельсы присоединены к среднему выводу обмотки первого трансформатора и к среднему выводу вторичной обмотки дополнительного трансформатора. Крайние обмотки первого трансформатора подключены к тяговой сети, состоящей из контактной сети и питающего провода фидерной зоны, а крайние выводы вторичной обмотки дополнительного трансформатора - к тяговой сети, состоящей из контактной сети и питающего провода другой фидерной зоны.A known system of traction power supply of the railway section of alternating current, containing single-phase step-down transformers, the primary and secondary windings of which are connected according to the open triangle [A. SU 1273276 A1 USSR, MKI B60M 3/00 Device for power supply of a traction AC network / Chernov Yu.D., Chernousov L.A., Sokolov S.D., Boryu Yu.I., Schepkin V.L. - 3905520 / 27-11; declared 06/04/85; publ. 11/30/86. Bull. No. 44. - 3 s: silt]. The primary windings are connected to the mains. The winding of the first transformer is connected to a traction network consisting of a contact network and rails of one feeder zone. An additional transformer is connected to the middle terminal of the winding of the first transformer by one terminal of the primary winding, and by the second terminal of the primary winding to the other terminal of the winding of the second transformer. The secondary side of the additional transformer is connected to a traction network consisting of a contact network and rails of another feeder zone. Specific to the 2 × 25 kV system is that the rails are connected to the middle terminal of the winding of the first transformer and to the middle terminal of the secondary winding of the additional transformer. The extreme windings of the first transformer are connected to the traction network, consisting of a contact network and the supply wire of the feeder zone, and the extreme terminals of the secondary winding of the additional transformer are connected to the traction network, consisting of the contact network and the supply wire of another feeder zone.

Однако указанная система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока не обеспечивает симметрию в трехфазной сети.However, this traction power supply system of the AC railway section does not provide symmetry in a three-phase network.

Кроме того, известна система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока [А.с. SU №1689143 A1 СССР, МКИ B60M 3/00 Система тягового электроснабжения участка переменного тока / Асанов Т.К., Косарев Б.И., Караев Р.И., С.Ю. Петухов. - №4674806/11; завл. 07.04.89; опубл. 07.11.91, Бюл. №41. - 3 с.: ил.], являющаяся прототипом предлагаемого изобретения. В этой системе трансформаторы тяговых подстанций выполнены трехфазно-двухфазными с базисной и высотной частями, первичные обмотки которых соединены по схеме Скотта, а вторичные обмотки изолированы друг от друга, продольный питающий провод каждой фидерной зоны изолирован от продольных проводов соседних фидерных зон и подключен концами к первым выводам вторичных обмоток трехфазно-двухфазных трансформаторов соседних тяговых подстанций с одинаковым коэффициентом трансформации, вторые выводы которых подключены к контактной сети этой же фидерной зоны.In addition, the known traction power supply system of the railway section of alternating current [A.S. SU No. 1689143 A1 USSR, MKI B60M 3/00 Traction power supply system for an alternating current section / Asanov TK, Kosarev B.I., Karaev R.I., S.Yu. Roosters. - No. 4674806/11; capt. 04/07/89; publ. 11/07/91, Bull. No. 41. - 3 p.: Ill.], Which is the prototype of the invention. In this system, traction substation transformers are made of three-phase-two-phase with a base and high-altitude parts, the primary windings of which are connected according to the Scott scheme, and the secondary windings are isolated from each other, the longitudinal feed wire of each feeder zone is isolated from the longitudinal wires of adjacent feeder zones and connected to the first the conclusions of the secondary windings of three-phase-two-phase transformers of adjacent traction substations with the same transformation ratio, the second conclusions of which are connected to the contact network of this feeder zone.

Базисная (первая) часть первичной обмотки подсоединена к двум фазам линии электропередачи, один вывод высотной (второй) части первичной обмотки подключен к третьей фазе линии электропередачи, а второй ее вывод - к выводу со средней точки базисной (первой) части первичной обмотки, причем вторичная обмотка базисной (первой) части подсоединена между контактными подвесками и продольными питающими проводами, а вторичная обмотка высотной (второй) части подсоединена между контактной подвеской и продольным питающим проводом центральной фидерной зоны. Специальные выводы с вторичных обмоток обеих частей трехфазно-двухфазных трансформаторов с помощью отсасывающих линий подсоединены к рельсам в начале своих фидерных зон. Четыре автотрансформаторных пункта с автотрансформаторами своими входами соединены между контактной подвеской и продольным питающим проводом, а выходом - между контактной подвеской и рельсами. Автотрансформаторы расположены вдоль тяговой сети на одинаковом расстоянии друг от друга. В зоне расположены тяговые нагрузки, подключенные между контактной подвеской и рельсами.The base (first) part of the primary winding is connected to two phases of the power line, one terminal of the high-rise (second) part of the primary winding is connected to the third phase of the power line, and its second output is connected to the output from the midpoint of the base (first) part of the primary winding, and the secondary the winding of the base (first) part is connected between the contact pendants and the longitudinal supply wires, and the secondary winding of the high (second) part is connected between the contact pendant and the longitudinal supply wire of the central feeder zone. Special conclusions from the secondary windings of both parts of the three-phase-two-phase transformers are connected to the rails at the beginning of their feeder zones using suction lines. Four autotransformer points with autotransformers with their inputs are connected between the contact suspension and the longitudinal supply wire, and the output is between the contact suspension and the rails. Autotransformers are located along the traction network at the same distance from each other. In the zone are traction loads connected between the contact suspension and the rails.

Однако указанная система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока не позволяет симметрировать токи в фазах питающей трехфазной линии электропередачи при резко изменяющейся нагрузке тяговых плеч. В связи с этим нагрузка на плечи трансформаторов Скотта становится неравномерной и динамически изменяющейся во времени, что приводит к тому, что даже применение трансформаторов Скотта не позволяет обеспечить симметрию в питающих линиях трехфазной сети.However, the indicated traction power supply system of the AC railway section does not allow balancing the currents in the phases of the supplying three-phase power line with a sharply changing load of the traction arms. In this regard, the load on the shoulders of Scott transformers becomes uneven and dynamically changing in time, which leads to the fact that even the use of Scott transformers does not allow symmetry in the supply lines of a three-phase network.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение симметрии в питающих линиях трехфазной сети при любых неравномерных нагрузках тяговых плеч.The objective of the proposed utility model is to ensure symmetry in the supply lines of a three-phase network for any uneven loads of traction arms.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в систему электроснабжения участка железной дороги переменного тока, содержащую трехфазно-двухфазные трансформаторы, первичные обмотки которых соединены по схеме Скотта, а вторичные обмотки изолированы друг от друга, продольный питающий провод каждой фидерной зоны изолирован от продольных проводов соседних фидерных зон и подключен концами к первым выводам вторичных обмоток трехфазно-двухфазных трансформаторов соседних тяговых подстанций с одинаковым коэффициентом трансформации, вторые выводы которых подключены к контактной сети этой же фидерной зоны, введен блок выравнивания мощности (БВМ), который содержит конденсаторную батарею, соединенную с согласующими трансформаторами посредством тиристорных мостов, при этом блок выравнивания мощности подключен к вторичным обмоткам трансформаторного преобразователя на основе схемы Скотта.The solution to this problem is achieved by the fact that in the power supply system of the AC railway section, containing three-phase-two-phase transformers, the primary windings of which are connected according to Scott's circuit, and the secondary windings are isolated from each other, the longitudinal supply wire of each feeder zone is isolated from the longitudinal wires of adjacent feeder zones and connected by ends to the first terminals of the secondary windings of three-phase-two-phase transformers of adjacent traction substations with the same transformation ratio, watts rye terminals which are connected to the same catenary feeder zone entered power leveling unit (BVM) which comprises a capacitor coupled to the matching transformer by thyristor bridges, the power equalizing unit is connected to the secondary windings of transformer based converter circuits Scott.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемой системы тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока, на фиг. 2 приведена принципиальная схема подключения БВМ к трансформатору Скотта, на фиг. 3 приведена блок-схема алгоритма функционирования БВМ, на фиг. 4 приведена схема управления БВМ.In FIG. 1 is a schematic diagram of the proposed traction power supply system for the AC railway section, FIG. 2 is a schematic diagram of a BVM connected to a Scott transformer; FIG. 3 shows a block diagram of the algorithm for the operation of the computer; in FIG. 4 shows the control circuit of the computer.

Фиг. 1 содержит два трехфазно-двухфазных трансформатора 1 с обмотками, соединенными по схеме Скотта. Первая (базисная) часть первичной обмотки присоединена к двум фазам В и С линии электропередачи 2, один вывод второй (высотной) части первичной обмотки подключен к третьей фазе А линии электропередачи 2, а второй ее вывод - к выводу со средней точки О первой части первичной обмотки, причем вторичная обмотка первой части подсоединена между контактными подвесками 3 и 4 и продольными питающими проводами 5 и 6, а вторичная обмотка второй части подсоединена между контактной подвеской 7 и продольным питающим проводом 8 центральной фидерной зоны. Специальные выводы с вторичных обмоток обеих частей трехфазно-двухфазных трансформаторов с помощью отсасывающих линий 9-12 подсоединены к рельсам 13 в начале своих фидерных зон. Четыре трансформаторных пункта с автотрансформаторами 14 входами подсоединены между контактной подвеской 7 и продольным питающим проводом 8, а выходом - между контактной подвеской 7 и рельсами 13. Автотрансформаторы 14 расположены вдоль тяговой сети на одинаковом расстоянии друг от друга. Тяговые нагрузки 15 подключены между контактной подвеской 7 и рельсами 13. Блоки выравнивания мощности 16 подключены своими входами параллельно вторичным обмоткам трехфазно-двухфазных трансформаторов 1. Каждый блок выравнивания мощности 16 содержит конденсаторную батарею 21, соединенную с согласующим трансформатором 17 с помощью тиристорного моста 19 и с согласующим трансформатором 18 с помощью тиристорного моста 20. Согласующий трансформатор 17 подключен параллельно вторичной обмотке первой части, а согласующий трансформатор 18 параллельно вторичной обмотке второй части.FIG. 1 contains two three-phase-two-phase transformers 1 with windings connected according to the Scott scheme. The first (basic) part of the primary winding is connected to two phases B and C of the power line 2, one terminal of the second (high-altitude) part of the primary winding is connected to the third phase A of the power line 2, and its second output is connected to the terminal from the midpoint About the first part of the primary windings, and the secondary winding of the first part is connected between the contact pendants 3 and 4 and the longitudinal supply wires 5 and 6, and the secondary winding of the second part is connected between the contact pendant 7 and the longitudinal supply wire 8 of the central feeder zone. Special conclusions from the secondary windings of both parts of the three-phase-two-phase transformers using suction lines 9-12 are connected to the rails 13 at the beginning of their feeder zones. Four transformer stations with autotransformers 14 inputs are connected between the contact suspension 7 and the longitudinal supply wire 8, and the output is between the contact suspension 7 and the rails 13. Autotransformers 14 are located along the traction network at the same distance from each other. Traction loads 15 are connected between the contact suspension 7 and the rails 13. Power equalization blocks 16 are connected by their inputs parallel to the secondary windings of three-phase-two-phase transformers 1. Each power equalization block 16 contains a capacitor bank 21 connected to a matching transformer 17 using a thyristor bridge 19 and with matching transformer 18 using a thyristor bridge 20. Matching transformer 17 is connected in parallel to the secondary winding of the first part, and matching transformer 18 is parallel to orichnoy second winding portion.

На фиг. 2 приведена эквивалентная схема замещения вторичных обмоток трансформатора Скотта с тяговыми нагрузками и блоком выравнивания мощностей 16, где вторичным обмоткам трансформатора Скотта соответствуют эквивалентные источники ЭДС 23 и 24, а тяговым нагрузкам, которые подключаются к вторичным обмоткам трансформатора Скотта - эквивалентные активно-индуктивные нагрузки 22 и 25.In FIG. Figure 2 shows the equivalent circuit of the secondary windings of the Scott transformer with traction loads and power equalization block 16, where the secondary windings of the Scott transformer correspond to the equivalent EMF sources 23 and 24, and the traction loads that are connected to the secondary windings of the Scott transformer correspond to the equivalent active inductive loads 22 and 25.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема моста 19. Назначение элементов на фиг. 3: блоки 26-33 - коммутационные элементы (тиристоры с встречно-параллельными диодами).In FIG. 3 is a schematic diagram of a bridge 19. The purpose of the elements in FIG. 3: blocks 26-33 - switching elements (thyristors with counter-parallel diodes).

На фиг. 4 приведена схема системы управления мостом 19. Схема системы управления содержит: блоки 34, 37, 38 - вычитатели; блок 36 - умножитель; блок 40 - генератор единичной синусоиды; блок 41 - генератор треугольных импульсов; блок 42-44 - блоки сдвига фаз на 90 градусов; блоки 45-48 - сравнивающие устройства; блок 49 - сумматор; блок 50 - поисковая таблица; блоки 51-54 - элементы логического отрицания.In FIG. 4 shows a diagram of a bridge control system 19. A control system diagram contains: blocks 34, 37, 38 — subtractors; block 36 is a multiplier; block 40 - generator of a single sinusoid; block 41 - a generator of triangular pulses; block 42-44 - blocks phase shift by 90 degrees; blocks 45-48 - comparing devices; block 49 is an adder; block 50 - search table; blocks 51-54 are elements of logical negation.

Принципиальная схема и схема управления для моста 20 аналогичны принципиальной схеме и схеме управления для моста 19.The circuit diagram and control circuit for the bridge 20 are similar to the circuit diagram and control circuit for the bridge 19.

Предлагаемая система электроснабжения участка железной дороги переменного тока (фиг. 1) содержит два трехфазно-двухфазных трансформатора 1 с обмотками, соединенными по схеме Скотта. Первая (базисная) часть первичной обмотки присоединена к двум фазам В и С линии электропередачи 2, один вывод второй (высотной) части первичной обмотки подключен к третьей фазе А линии электропередачи 2, а второй ее вывод - к выводу со средней точки О первой части первичной обмотки, причем вторичная обмотка первой части подсоединена между контактными подвесками 3 и 4 и продольными питающими проводами 5 и 6, а вторичная обмотка второй части подсоединена между контактной подвеской 7 и продольным питающим проводом 8 центральной фидерной зоны. Специальные выводы с вторичных обмоток обеих частей трехфазно-двухфазных трансформаторов с помощью отсасывающих линий 9-12 подсоединены к рельсам 13 в начале своих фидерных зон. Четыре трансформаторных пункта с автотрансформаторами 14 входами подсоединены между контактной подвеской 7 и продольным питающим проводом, а выходом - между контактной подвеской 7 и рельсами 13. Автотрансформаторы 14 расположены вдоль тяговой сети на одинаковом расстоянии друг от друга. Тяговые нагрузки 15 подключены между контактной подвеской 7 и рельсами 13. Блоки выравнивания мощности 16 подключены своими входами параллельно вторичным обмоткам трехфазно-двухфазных трансформаторов 1. Каждый блок выравнивания мощности 16 содержит конденсаторную батарею 21 (фиг. 1), соединенную с согласующим трансформатором 17 с помощью тиристорного моста 19 и с согласующим трансформатором 18 с помощью тиристорного моста 20. Согласующий трансформатор 17 подключен параллельно вторичной обмотке первой части, а согласующий трансформатор 18 параллельно вторичной обмотке второй части.The proposed power supply system of the AC railway section (Fig. 1) contains two three-phase-two-phase transformers 1 with windings connected according to the Scott scheme. The first (basic) part of the primary winding is connected to two phases B and C of the power line 2, one terminal of the second (high-altitude) part of the primary winding is connected to the third phase A of the power line 2, and its second output is connected to the terminal from the midpoint About the first part of the primary windings, and the secondary winding of the first part is connected between the contact pendants 3 and 4 and the longitudinal supply wires 5 and 6, and the secondary winding of the second part is connected between the contact pendant 7 and the longitudinal supply wire 8 of the central feeder zone. Special conclusions from the secondary windings of both parts of the three-phase-two-phase transformers using suction lines 9-12 are connected to the rails 13 at the beginning of their feeder zones. Four transformer points with autotransformers 14 inputs are connected between the contact suspension 7 and the longitudinal supply wire, and the output is between the contact suspension 7 and the rails 13. Autotransformers 14 are located along the traction network at the same distance from each other. Traction loads 15 are connected between the contact suspension 7 and the rails 13. Power equalization blocks 16 are connected by their inputs parallel to the secondary windings of three-phase-two-phase transformers 1. Each power equalization block 16 contains a capacitor bank 21 (Fig. 1) connected to a matching transformer 17 using a thyristor bridge 19 and with a matching transformer 18 using a thyristor bridge 20. The matching transformer 17 is connected in parallel with the secondary winding of the first part, and the matching transformer 18 is parallel flax the secondary winding of the second part.

На фиг. 2 приведена эквивалентная схема замещения вторичных обмоток трансформатора Скотта с тяговыми нагрузками и блоком выравнивания мощностей 16, где вторичным обмоткам трансформатора Скотта соответствуют эквивалентные источники ЭДС 23 и 24, а тяговым нагрузкам, которые подключаются к вторичным обмоткам трансформатора Скотта - эквивалентные активно-индуктивные нагрузки 22 и 25.In FIG. Figure 2 shows the equivalent circuit of the secondary windings of the Scott transformer with traction loads and power equalization block 16, where the secondary windings of the Scott transformer correspond to the equivalent EMF sources 23 and 24, and the traction loads that are connected to the secondary windings of the Scott transformer correspond to the equivalent active inductive loads 22 and 25.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Если мощность одной из тяговых нагрузок, например, 22, больше мощности нагрузки 25 (фиг. 2), БВМ передает избыток мощности из нагрузки 22 в нагрузку 25. Для нагрузок 22 и 25 и БВМ должно выполняться условие:If the power of one of the traction loads, for example, 22, is greater than the power of the load 25 (Fig. 2), the BVM transfers the excess power from the load 22 to the load 25. For loads 22 and 25 and the BVM,

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где РБ - мощность БВМ;where R B - power BVM;

Р22 и Р25 - соответственно мощности нагрузок 22 и 25.P 22 and P 25 - respectively, power loads 22 and 25.

Выполнение данного условия обеспечивает равенство уровней токов на тяговых шинах трансформатора Скотта и фазовый сдвиг между ними 90°, что, в свою очередь обеспечивает симметрию токов первичной трехфазной сети. Токи на тяговых шинах трансформатора Скотта поддерживаются равными со сдвигом друг относительно друга 90° за счет поддержания постоянного напряжения на конденсаторной батарее 21 (фиг. 1) путем подачи ШИМ-сигналов на управляющие входы тиристоров 26-33 (фиг. 3).The fulfillment of this condition ensures the equality of current levels on the traction tires of the Scott transformer and a phase shift between them of 90 °, which, in turn, ensures the symmetry of the currents of the primary three-phase network. The currents on the traction tires of the Scott transformer are maintained equal to a 90 ° offset relative to each other by maintaining a constant voltage on the capacitor bank 21 (Fig. 1) by supplying PWM signals to the control inputs of the thyristors 26-33 (Fig. 3).

Формирование ШИМ-сигналов на управляющих входах тиристоров осуществляет схема управления.The PWM signals are generated at the control inputs of the thyristors by a control circuit.

Управление БВМ осуществляется путем подачи на управляющие входы полностью управляемых коммутирующих элементов (тиристоров) ШИМ-сигналов, формируемых на основании результатов измерения мощностей нагрузок, БВМ, вторичных обмоток трансформатора Скотта.The BVM is controlled by supplying to the control inputs of the fully controlled switching elements (thyristors) PWM signals generated on the basis of the measurement results of the load powers, the BVM, and the secondary windings of the Scott transformer.

В качестве сигнала ошибки принимается разность измеренного и заданного напряжений на конденсаторной батарее на выходе вычитателя 34 (фиг. 4). На конденсаторной батарее поддерживается постоянное напряжение, которое в два раза превышает амплитуду напряжения на вторичной обмотке трансформатора Скотта. Этот сигнал ошибки поступает на вход пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора 35, на выходе которого формируется требуемое значение тока во вторичной обмотке трансформатора Скотта. С помощью умножителя 36 это значение умножается на единичную синусоиду 40 и результат подается на блок вычитания 37, который из тока в вторичной обмотке трансформатора Скотта вычитает ток в нагрузке, чтобы получить требуемое значение тока, формируемого БВМ. Блок вычитания 38 вычисляет разницу между требуемым и измеренным значением тока, формируемого БВМ, в качестве ошибки по току, которая подается на ПИ регулятор 39, с выхода которого сигнал поступает на один из входов каждого из сравнивающих устройств 45-48. На вторые входы сравнивающих устройств поступают последовательности треугольных импульсов, частота которых в 20-50 раз превышает частоту токов и напряжений в обмотках трансформатора Скотта. Эти последовательности формируются с помощью генератора треугольных импульсов 41 и блоков сдвига фазы на 90° 42-44. Если сигнал ошибки превышает треугольный сигнал, на выходе соответствующего сравнивающего устройства формируется логическая '1', а в противном случае - логический '0'. Результаты сравнения сигнала ошибки по току с каждой из этих последовательностей суммируются с помощью сумматора 49 и поступают на вход поисковой таблицы 50 соответствия между количеством логических единиц на выходах сравнивающих устройств и комбинацией сигналов на управляющих входах тиристоров. На управляющие входы тиристоров 26, 27, 30, 31 поступают сигналы непосредственно с выходов поисковой таблицы, а на входы тиристоров 28, 29, 32, 33 - сигналы с выходов блоков логического отрицания НЕ 51-54.The error signal is the difference between the measured and predetermined voltages on the capacitor bank at the output of the subtractor 34 (Fig. 4). A constant voltage is maintained on the capacitor bank, which is twice the voltage amplitude on the secondary winding of the Scott transformer. This error signal is fed to the input of the proportional-integral (PI) controller 35, at the output of which the required current value is generated in the secondary winding of the Scott transformer. Using a multiplier 36, this value is multiplied by a single sinusoid 40 and the result is fed to a subtraction unit 37, which subtracts the current in the load from the current in the secondary winding of the Scott transformer to obtain the required current value generated by the computer. The subtraction unit 38 calculates the difference between the required and the measured value of the current generated by the computer, as a current error, which is fed to the PI controller 39, the output of which is fed to one of the inputs of each of the comparison devices 45-48. The second inputs of the comparing devices receive sequences of triangular pulses, the frequency of which is 20-50 times higher than the frequency of currents and voltages in the windings of the Scott transformer. These sequences are formed using a generator of triangular pulses 41 and blocks phase shift by 90 ° 42-44. If the error signal exceeds the triangular signal, a logical '1' is generated at the output of the corresponding comparison device, and otherwise a logical '0' is generated. The results of comparing the current error signal with each of these sequences are summed using an adder 49 and fed to the input of the lookup table 50 between the number of logical units at the outputs of the comparing devices and the combination of signals at the control inputs of the thyristors. The control inputs of thyristors 26, 27, 30, 31 receive signals directly from the outputs of the search table, and the inputs from thyristors 28, 29, 32, 33 receive signals from the outputs of logical negation blocks NOT 51-54.

Таким образом, предлагаемая система электроснабжения участка железной дороги переменного тока, по сравнению с прототипом, обеспечивает симметрию токов в питающих линиях трехфазной сети при резко изменяющейся нагрузке тяговых плеч за счет введения блока выравнивания мощности, который содержит конденсаторную батарею, соединенную с согласующими трансформаторами посредством тиристорных мостов, при этом блок выравнивания мощности подключен к вторичным обмоткам трансформаторного преобразователя на основе схемы Скотта.Thus, the proposed power supply system of the AC railway section, in comparison with the prototype, provides symmetry of the currents in the supply lines of the three-phase network with a sharply changing load of the traction arms due to the introduction of a power equalization unit, which contains a capacitor bank connected to matching transformers via thyristor bridges while the power equalization unit is connected to the secondary windings of the transformer transformer based on the Scott circuit.

Claims (1)

Система тягового электроснабжения участка железной дороги переменного тока, состоящая из трехфазно-двухфазных трансформаторов, первичные обмотки которых соединены по схеме Скотта, а вторичные обмотки изолированы друг от друга, продольный питающий провод каждой фидерной зоны изолирован от продольных проводов соседних фидерных зон и подключен концами к первым выводам вторичных обмоток трехфазно-двухфазных трансформаторов соседних тяговых подстанций с одинаковым коэффициентом трансформации, вторые выводы которых подключены к контактной сети этой же фидерной зоны, отличающаяся тем, что в нее введен блок выравнивания мощности, который содержит конденсаторную батарею, соединенную с согласующими трансформаторами посредством тиристорных мостов, при этом блок выравнивания мощности подключен к вторичным обмоткам трансформаторного преобразователя на основе схемы Скотта.
Figure 00000001
The traction power supply system of the AC railway section, consisting of three-phase-two-phase transformers, the primary windings of which are connected according to the Scott scheme, and the secondary windings are isolated from each other, the longitudinal supply wire of each feeder zone is isolated from the longitudinal wires of adjacent feeder zones and connected to the first the conclusions of the secondary windings of three-phase-two-phase transformers of adjacent traction substations with the same transformation ratio, the second conclusions of which are connected to the contact A network of the same feeder zone, characterized in that a power equalization unit is introduced into it, which contains a capacitor bank connected to matching transformers via thyristor bridges, while the power equalization unit is connected to the secondary windings of the transformer transformer based on the Scott circuit.
Figure 00000001
RU2013152284/07U 2013-11-25 2013-11-25 AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM RU139884U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152284/07U RU139884U1 (en) 2013-11-25 2013-11-25 AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152284/07U RU139884U1 (en) 2013-11-25 2013-11-25 AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU139884U1 true RU139884U1 (en) 2014-04-27

Family

ID=50515899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013152284/07U RU139884U1 (en) 2013-11-25 2013-11-25 AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU139884U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687335C1 (en) * 2018-03-26 2019-05-13 Валерий Васильевич Андреев Method for amplification of power supply system of double-track section of traction ac network
RU2688194C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-21 Борис Алексеевич Аржанников Traction power supply system of ac railways

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687335C1 (en) * 2018-03-26 2019-05-13 Валерий Васильевич Андреев Method for amplification of power supply system of double-track section of traction ac network
RU2688194C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-21 Борис Алексеевич Аржанников Traction power supply system of ac railways

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2459340C2 (en) Method and device for transmission of power
RU2664387C2 (en) Steplessly variable saturation compensation choke
KR100275221B1 (en) Controlled power supply
RU139884U1 (en) AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM
Cui et al. High-frequency resonance suppression of high-speed railways in China
RU2396663C1 (en) Device for balancing and increasing capacity factor of electric traction load
RU2658675C1 (en) Method and three-wire dc power supply system (options)
RU2703925C1 (en) Method of amplification of alternating current traction power supply system
RU148425U1 (en) AC TRACTION ELECTRICITY DEVICE WITH MULTIFUNCTIONAL VOLTOBOOZVICHNY TRANSFORMER
CN108092505B (en) Electric multi-system for railway vehicle
Cui et al. Resonant harmonic elimination PWM based high-risk harmonic resonance suppression in autotransformer fed electrified railway
RU2489277C1 (en) Double-track section ac power supply
RU2657474C1 (en) Reactor-transformer var compensator (options)
RU2645752C1 (en) Shunting reactor with compensation-control winding
RU2410786C1 (en) Source of reactive power
RU2416866C1 (en) Converter of three-phase alternating voltage
SU1377930A1 (en) Tractive transformer for a.c. electrified railroad
RU157607U1 (en) AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM
Belany et al. Design of a Filter Compensation Device for Traction Systems Support
RU2714196C1 (en) Device for limitation of equalizing current in alternating current contact network
SU787210A1 (en) A.c. traction substation
RU2669770C1 (en) Method of joint partial compensation of reactive power, suppression of harmonic currents and balancing of the railroad traction load currents
RU2668086C2 (en) Three-phase single-phase transformer
RU2295793C2 (en) Adjustable-voltage transformer unit for ac electrified railway transport
SU1737616A1 (en) Installation to supply dc power for railway roads from regional non-traction loads

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20171126