RU2128120C1 - Способ определения уравнительного тока на двухпутном участке тяговой сети переменного тока - Google Patents
Способ определения уравнительного тока на двухпутном участке тяговой сети переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128120C1 RU2128120C1 RU97115087A RU97115087A RU2128120C1 RU 2128120 C1 RU2128120 C1 RU 2128120C1 RU 97115087 A RU97115087 A RU 97115087A RU 97115087 A RU97115087 A RU 97115087A RU 2128120 C1 RU2128120 C1 RU 2128120C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- traction
- current
- substation
- ratio
- currents
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту. Предложенный способ основан на определении суммарного интервала времени отсутствия тяговой нагрузки в течение установленного времени путем фиксации интервалов времени, в течение которых отношение токов путей между шинами подстанций обратно пропорционально отношению их сопротивлений. По сформированному интервалу времени и значениям токов нечетного и четного путей вычисляют, среднее квадратическое значение уравнительного тока. Способ реализуется простыми средствами и обеспечивает повышенную точность. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту, в частности к способам определения уравнительного тока в тяговой сети переменного тока.
Уравнительный ток - это ток, определяемый параметрами и режимом работы систем внешнего и тягового электроснабжения. Тяговая сеть между двумя соседними тяговыми подстанциями по своей электротехнической сущности представляет собой токопровод малого сопротивления, подключенный параллельно линии электропередач системы внешнего электроснабжения на больших расстояниях. В соответствии с первым законом Кирхгофа в тяговую сеть (систему параллельных проводов) ответвляется часть тока нагрузки, протекающего по линиям электропередач системы внешнего электроснабжения. Для тяговой сети это вредный ток, вызывающий дополнительные потери электрической энергии, нагрев проводов, снижающий пропускную способность поездов по данной межподстанционной зоне. Наличие транзита электрической энергии по тяговой сети усложняет систему учета электроэнергии на тягу поездов.
На железных дорогах стремятся снизить величину уравнительного тока. Поэтому остро стоит задача его определения с целью последующей минимизации.
Известен способ определения уравнительного тока на участке тяговой сети переменного тока при двустороннем питании, основанный на измерении питающих напряжений как по модулю, так и по фазе. Знание этих величин при известных электрических параметрах тяговой сети позволяет определить уравнительный ток. При этом значительные расстояния между тяговыми подстанциями и отсутствие возможности непосредственного измерения разности фаз напряжений подстанций, питающих межподстанционную зону, вызывают необходимость использования радиосигналов, например сигналов точного времени, передаваемых по программе "Маяк". Радиосигнал через блок приема радиосигналов записывается шлейфовыми осциллографами, установленными на подстанциях, питающих данную зону. Одновременно с записью радиосигналов ведется запись напряжений. По осциллограммам определяют действующие значения напряжений и их фазовые сдвиги относительно радиосигнала. По фазовым сдвигам относительно радиосигнала вычисляется фазовый сдвиг между напряжениями. По найденным величинам вычисляется уравнительный ток (см., например, Вопросы повышения эффективности электроподвижного состава и устройств тягового электроснабжения в условиях дальнего востока и БАМ : Межвузовский сборник научных трудов. Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта. - Хабаровск, 1986г. - с.11-14)
Способ трудоемкий и его реализация требует применения дорогостоящего оборудования и привлечения квалифицированного персонала. Способ относится к косвенным методам измерения, так как различия напряжений по модулю и фазе, найденное прямыми измерениями, позволяют вычислить однократное наблюдение уравнительного тока.
Способ трудоемкий и его реализация требует применения дорогостоящего оборудования и привлечения квалифицированного персонала. Способ относится к косвенным методам измерения, так как различия напряжений по модулю и фазе, найденное прямыми измерениями, позволяют вычислить однократное наблюдение уравнительного тока.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу измерения уравнительных токов является способ определения уравнительного тока, требующий предварительного определения гармонического состава тягового тока и напряжения тяговой подстанции в двух режимах: при двустороннем питании и отключенной второй тяговой подстанции (см. авт. св. СССР N 1643228 A1, кл.B 60 M 3/02, 1991). Уравнительный ток определяют по аналитическому выражению, содержащему действующие значения высших гармонических составляющих тягового тока при двустороннем питании и при отключенной второй подстанции, а также значениях сдвига фаз между первыми гармониками тока и напряжения в обоих режимах. Выражение получено при условии равенства коэффициентов гармоник тягового тока на шинах первой подстанции при двустороннем и консольном питаниях. Способ упрощает определение уравнительного тока по сравнению с вышеописанным за счет измерений лишь на одной из тяговых подстанций.
Однако применяемый способ обладает рядом недостатков:
- для определения каждого наблюдения уравнительного тока требуется всякий раз нарушение заданного режима функционирования системы тягового электроснабжения, которое заключается в вынужденном выполнении коммутационных переключений с двустороннего на одностороннее питание участка тяговой сети;
- принятое условие практического равенства коэффициента несинусоидальности при двустороннем питании и отключенной второй тяговой подстанции многочисленными экспериментальными исследованиями не подтверждается;
- объем статистических данных ограничен.
- для определения каждого наблюдения уравнительного тока требуется всякий раз нарушение заданного режима функционирования системы тягового электроснабжения, которое заключается в вынужденном выполнении коммутационных переключений с двустороннего на одностороннее питание участка тяговой сети;
- принятое условие практического равенства коэффициента несинусоидальности при двустороннем питании и отключенной второй тяговой подстанции многочисленными экспериментальными исследованиями не подтверждается;
- объем статистических данных ограничен.
Все известные способы не ставили задачу определения среднего квадратического значения тока, а ограничивались определением одного или нескольких наблюдений. Это в значительной степени снижало достоверность результатов вычислений потерь электрической энергии от уравнительного тока в тяговой сети.
Цель настоящего изобретения - упрощение и повышение точности определения среднего квадратического значения уравнительного тока в межподстанционной зоне.
Поставленная цель достигается тем, что определяют отношения сопротивлений и соответствующих им токов тяговой сети нечетного и четного путей между шинами подстанций, фиксируют интервалы времени, в течение которых отношение токов путей обратно пропорционально отношению их сопротивлений, полученные интервалы используют для формирования суммарного интервала времени отсутствия тяговой нагрузки в течение установленного времени, и значения указанных токов и сформированный интервал времени используют для определения среднего квадратического значения уравнительного тока.
Установленный интервал времени определения уравнительного тока ограничивают снизу законченным циклом графика нагрузок (как правило, одни сутки) электроэнергетической системы. Суммарное время протекания уравнительного тока в межподстанционной зоне зависит от размеров движения поездов на исследуемом участке. При низких размерах движения суммарное время соизмеримо с установленным интервалом времени определения уравнительного тока. При высоких размерах движения суммарное время складывается в основном из интервалов времени отсутствия поездов на участке.
На фиг. 1 и 2 представлены соответственно схема электроснабжения межподстанционной зоны тяговой сети двухпутного участка, поясняющая способ определения уравнительного тока, и функциональная схема устройства измерения уравнительного тока на межподстанционной зоне тяговой сети двухпутного участка.
Схема (фиг. 1) состоит из понизительных трансформаторов 1, 2, смежных тяговых подстанций, сборных шин 3, 4, фидеров контактной сети 5 - 8, контактной сети 9, 10 соответственно нечетного и четного путей, рельсовой цепи 11 и тяговой нагрузки 12.
В этой схеме при отсутствии тяговой нагрузки токи нечетного четного путей являются уравнительными и распределяются обратно пропорционально сопротивлениям участков тяговой сети этих путей между шинами подстанций
где сопротивления фидерных линий;
сопротивления контактной сети соответственно нечетного и четного путей.
где сопротивления фидерных линий;
сопротивления контактной сети соответственно нечетного и четного путей.
При появлении на межподстанционной зоне тяговой нагрузки 12 соотношение (1) нарушается. Например, отношение токов нагрузки фидеров подстанции при расположении нагрузки у смежной подстанции принимает вид
По мере движения нагрузки к подстанции, на которой фиксируют токи, это отношение будет отличаться от (1) еще более.
По мере движения нагрузки к подстанции, на которой фиксируют токи, это отношение будет отличаться от (1) еще более.
В состав функциональной схемы (фиг. 2) входят промежуточные преобразователи токов в напряжения 15, 16 соответственно первого и второго путей; масштабные усилители с регулируемыми коэффициентами усиления 17, 18; выпрямитель 19; нуль-орган 20; интегратор квадрата суммы токов четного и нечетного путей (в дальнейшем фидеров) по времени 21; таймер 22 и блок вычисления среднего квадратического значения тока 23.
На первой тяговой подстанции в режиме двустороннего питания ток с измерительных трансформаторов тока 13, 14 фидеров 5, 6 подается на преобразователи 15, 16 и интегратор 21. Напряжения с преобразователей подаются на масштабные усилители 17, 18, соотношения коэффициентов усиления которых выбираются экспериментально таким образом, чтобы в режиме протекания уравнительных токов соблюдалось равенство напряжений на их выходе U17 = U18.
Разность напряжений с выходов масштабных усилителей подается на выпрямитель 19, а с выпрямителя - на нуль-орган 20. При соблюдении условия (1) сигнал с выхода нуль-органа одновременно запускает интегратор 21 и таймер 22. При появлении тяговой нагрузки условие (1) нарушается, а работа интегратора 21 и таймера 22 блокируется. По завершении установленного интервала времени, по отношению показаний интегратора 21 и таймера 22, соответствующих суммарному времени протекания уравнительного тока в межподстанционной зоне за периоды отсутствия тяговой нагрузки блоком 23, вычисляется среднее квадратическое значение уравнительного тока.
Предложенный способ определения уравнительного тока позволяет производить измерения без ограничения размеров движения поездов, не требует привлечения персонала высокой квалификации, так как измерения могут быть выполнены оперативным персоналом, точность измерения по данному способу выше известных за счет исключения при измерениях нагрузочных токов поездов и определения среднего квадратического значения тока. Снижение потерь от минимизации уравнительных токов на двухпутных участках в межподстанционных зонах длиной 50 км при и контактной подвеске - ПБСМ-95 + МФ-100 при уравнительном токе 50 А - составляет до 216 тыс. кВт ч, 100 А - до 864 тыс кВт ч, 200 А - до 3480 кВт ч в год.
Claims (1)
- Способ определения уравнительного тока на межподстанционной зоне двухпутного участка тяговой сети переменного тока, заключающийся в том, что на одной тяговой подстанции формируют временные интервалы, в течение которых регистрируют изменения токов во времени, и на их основе определяют уравнительный ток, отличающийся тем, что определяют отношение сопротивлений и соответствующих им токов тяговой сети нечетного и четного путей между шинами подстанций, фиксируют интервалы времени, в течение которых отношение токов путей обратно пропорционально отношению их сопротивлений, полученные интервалы используют для формирования суммарного интервала времени отсутствия тяговой нагрузки в течение установленного времени и значения указанных токов и сформированный интервал времени используют для определения среднего квадратического значения уравнительного тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97115087A RU2128120C1 (ru) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Способ определения уравнительного тока на двухпутном участке тяговой сети переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97115087A RU2128120C1 (ru) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Способ определения уравнительного тока на двухпутном участке тяговой сети переменного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2128120C1 true RU2128120C1 (ru) | 1999-03-27 |
Family
ID=20197000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97115087A RU2128120C1 (ru) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Способ определения уравнительного тока на двухпутном участке тяговой сети переменного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2128120C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573098C2 (ru) * | 2014-03-19 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) | Способ определения технологических потерь электроэнергии на тягу на тяговых подстанциях постоянного тока железнодорожного транспорта |
-
1997
- 1997-09-05 RU RU97115087A patent/RU2128120C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Вопросы повышения эффективности электроподвижного состава и устройств тягового электроснабжения в условиях дальнего востока и БАМ: Межвузовский сборник научных трудов. Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта. - Хабаровск, 1986, с.11-14. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573098C2 (ru) * | 2014-03-19 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) | Способ определения технологических потерь электроэнергии на тягу на тяговых подстанциях постоянного тока железнодорожного транспорта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Milešević et al. | Power quality analysis in electric traction system with three-phase induction motors | |
Aoki et al. | Power interchange system for reuse of regenerative electric power | |
RU173198U1 (ru) | Устройство для снижения уравнительного тока в тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока | |
RU2128120C1 (ru) | Способ определения уравнительного тока на двухпутном участке тяговой сети переменного тока | |
Worku et al. | Autotransformer fed traction power supply system: analysis, modeling and simulation | |
RU2485656C1 (ru) | Способ подогрева проводов контактной подвески | |
RU2658675C1 (ru) | Способ и трехпроводная система электроснабжения постоянного тока (варианты) | |
RU2267410C1 (ru) | Способ определения технологических потерь электроэнергии в тяговой сети переменного тока | |
Natarajan et al. | Analysis of grounding systems for electric traction | |
Ito et al. | Application of Environmental Energy as Power Supply of Wireless Sensor along DC Electric Railway. | |
RU2703925C1 (ru) | Способ усиления системы тягового электроснабжения переменного тока | |
Sandidzadeh et al. | Controlling and simulation of stray currents in DC railway by considering the effects of collection mats | |
EP3575805B1 (en) | Dc substation and method for detecting an electrical energy flow in said substation | |
RU102565U1 (ru) | Информационная система для определения уравнительного тока на участке тяговой сети переменного тока | |
CN212570694U (zh) | 一种轨道同向电流差值互感器 | |
RU2788303C1 (ru) | Способ определения мест повреждения (ОМП) межподстанционной зоны тягового электроснабжения 2х25 кВ | |
CN115840086B (zh) | 一种城市轨道交通钢轨绝缘性能监测系统 | |
Jones et al. | Experimental evaluation of power-line carrier propagation on a 500-Kv line | |
Theethayi et al. | Experimental investigation of lightning transients entering a Swedish railway facility | |
JPS61278435A (ja) | 電車への直流き電システム | |
Hanrob et al. | Evaluation of rail potential and stray current reduction by using NEG-ETP in DC railway system | |
RU2116206C1 (ru) | Способ определения уравнительного тока на участке тяговой сети переменного тока при двухстороннем питании | |
RU116243U1 (ru) | Устройство определения расстояния до места короткого замыкания на землю проводов воздушных линий напряжением свыше 1000 в, расположенных на опорах контактной сети переменного тока | |
Milesevic et al. | Inductive influence of 25 kV, 50 Hz electrified single rail traction system | |
Sopov et al. | Traction network currents distribution under different power supply voltage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080906 |