RU2351487C1 - METHOD OF CHANGING 3,3 kV DC ELECTRIFIED TRACT SECTION OVER TO SINGLE-PHASE 25,5 kV AC AND DEVICE TO THIS END - Google Patents
METHOD OF CHANGING 3,3 kV DC ELECTRIFIED TRACT SECTION OVER TO SINGLE-PHASE 25,5 kV AC AND DEVICE TO THIS END Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351487C1 RU2351487C1 RU2008110559/09A RU2008110559A RU2351487C1 RU 2351487 C1 RU2351487 C1 RU 2351487C1 RU 2008110559/09 A RU2008110559/09 A RU 2008110559/09A RU 2008110559 A RU2008110559 A RU 2008110559A RU 2351487 C1 RU2351487 C1 RU 2351487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- traction
- sections
- alternating current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам перевода участков железных дорог, электрифицированных на постоянном токе 3,3 кВ, на переменный ток 25 кВ и может быть использовано при переводе всех существующих участков ж.д. постоянного тока, и прежде всего магистральных участков, где предполагается организовать скоростное движение.The invention relates to methods for transferring sections of railways electrified with a direct current of 3.3 kV to alternating current of 25 kV and can be used to transfer all existing sections of railway direct current, and especially the main sections where it is supposed to organize high-speed movement.
Существуют три известных альтернативных способа перевода участков ж.д. с постоянного на переменный ток.There are three well-known alternative ways of transferring railway sections. from direct to alternating current.
При первом из них [1] заново (с нуля) сооружают более мощные, но более редко расположенные (на расстоянии 40-50 км друг от друга) тяговые подстанции переменного тока 25 кВ, а действующие подстанции постоянного тока демонтируются.At the first of them [1], more powerful, but more rarely located (at a distance of 40-50 km from each other), traction substations of alternating current 25 kV are constructed, and the existing substations of direct current are dismantled.
При втором [2], еще только разрабатываемом и предложенном к использованию в основном на вновь электрифицируемых участках ж. д., на расстоянии 150-200 км друг от друга сооружают мощные опорные тяговые подстанции с симметрирующими трансформаторами, с напряжением на вторичной стороне 94 кВ, при этом между опорными подстанциями прокладывается продольная двухфазная линия 94 кВ, питающая ряд типовых стандартных подстанций, питающих в свою очередь контактную сеть 25 кВ.In the second [2], which is still being developed and proposed for use mainly in newly electrified areas. etc., at a distance of 150-200 km from each other, powerful support traction substations with balancing transformers are built, with a voltage on the secondary side of 94 kV, while a 94 kV longitudinal two-phase line is laid between the support substations, supplying a number of typical standard substations, feeding their own turn contact network 25 kV.
При третьем [3] способе, также еще только разрабатываемом и также рекомендуемом к использованию на вновь электрифицируемых участках ж.д., предлагается соорудить мощные опорные подстанции, но осуществляющие выпрямительно-инверторное преобразование переменного трехфазного тока в однофазный напряжением 110 кВ, прокладку двухфазной линии электропередачи 110 кВ между опорными подстанциями и на консольных участках от них, от которой питаются типовые стандартные подстанции вдоль ж.д. линии, которые в свою очередь питают контактную сеть 25 кВ.In the third [3] method, which is also just being developed and also recommended for use in newly electrified railway sections, it is proposed to build powerful support substations, but carrying out rectifier-inverter conversion of an alternating three-phase current to a single-phase voltage of 110 kV, laying a two-phase power line 110 kV between reference substations and on console sections from them, from which typical standard substations are fed along the railway lines, which in turn feed a 25 kV contact network.
Последний способ наиболее близок к предложенному, поэтому он и взят за прототип.The latter method is closest to the proposed one, which is why it is taken as a prototype.
Техническим результатом применения устройства являются: снижение приведенных расходов на перевод участков на переменный ток за счет отсутствия необходимости в демонтаже существующих тяговых подстанций постоянного тока и последующем строительстве новых; исключения необходимости сооружения нейтральных вставок в контактной сети; достижения полной симметрии загрузок фаз линий внешнего электроснабжения на всем их протяжении, снижения потерь энергии в системе внешнего электроснабжения и на электростанциях; снижения потерь энергии в контактной сети за счет уменьшения длин межподстанционных зон по сравнению с длинами межподстанционных зон на типовых участках переменного тока 25 кВ.The technical result of the use of the device is: reduction of reduced costs for converting sections to alternating current due to the lack of need for dismantling of existing DC traction substations and the subsequent construction of new ones; eliminating the need for the construction of neutral inserts in the contact network; achieving full symmetry of the phase loadings of external power supply lines along their entire length, reducing energy losses in the external power supply system and at power plants; reduction of energy losses in the contact network due to the reduction of the lengths of inter-substation zones compared to the lengths of inter-substation zones in typical sections of alternating current 25 kV.
Перевод участков постоянного тока на переменный ток по всем указанным выше способам требует полного демонтажа существующих подстанций постоянного тока, колоссальных затрат на сооружение мощных тяговых подстанций переменного тока, а при втором и третьем способах еще и сооружения продольных двухфазных ЛЭП 94-110 кВ, а также решения проблемы питания нетяговых нежелезнодорожных потребителей трехфазным током.The conversion of direct current sections to alternating current according to all the above methods requires the complete dismantling of existing DC substations, enormous expenses for the construction of powerful traction AC substations, and in the second and third methods the construction of longitudinal two-phase power lines of 94-110 kV, as well as solutions power problems of non-traction non-rail consumers with three-phase current.
Существенным недостатком всех указанных способов перевода участков, электрифицированных на постоянном токе, на переменный ток является необходимость перевода на переменный ток и всех пригородных участков ж.д., примыкающих к большим узловым станциям, в то время как энергетической необходимости в этом нет, т.к. режим движения на них полностью обеспечивается от контактной сети 3,3 кВ постоянного тока.A significant drawback of all these methods of converting sections electrified with direct current to alternating current is the need to switch to alternating current and all suburban sections of railways adjacent to large junction stations, while there is no energy need for this, because . the mode of movement on them is fully ensured from the contact network of 3.3 kV DC.
Перевод на переменный ток становится менее затратным, а полученный эффект более значимым, если его осуществлять нижеприведенным способом, при котором сохраняется вся инфраструктура и структура действующих тяговых подстанций постоянного тока 3,3 кВ, дополняемая блоками автономных инверторов напряжения, повышающими выходными однофазными трансформаторами и ЗРУ - 25 кВ. При этом сохраняется возможность питания всех нетяговых потребителей трехфазным переменным током.Switching to alternating current becomes less costly, and the effect is more significant if it is carried out in the following way, which preserves the entire infrastructure and structure of existing traction substations of direct current 3.3 kV, supplemented by blocks of autonomous voltage inverters that increase output single-phase transformers and switchgear - 25 kV. At the same time, it remains possible to supply all non-traction consumers with three-phase alternating current.
Заявляемое изобретение иллюстрируется на чертеже, где в качестве примера приведена принципиальная схема устройства - промежуточной тяговой подстанции на отпайках и где:The invention is illustrated in the drawing, where, as an example, is a schematic diagram of a device - an intermediate traction substation on the seals and where:
I - сохраняемая существующая инфраструктура и структура тяговой подстанцииI - maintained existing infrastructure and structure of traction substation
II - дополнение структуры тяговой подстанцииII - addition of the traction substation structure
1 - трехфазные ЛЭП 110 (220) кВ внешнего питающего напряжения1 - three-phase power lines 110 (220) kV external supply voltage
2 - открытое распределительное устройство (ОРУ) 110 (220) кВ 2 - open switchgear (switchgear) 110 (220) kV
3 - понижающие трансформаторы 110 (220)/35/10 кВ3 - step-down transformers 110 (220) / 35/10 kV
4 - РУ питания нетяговых потребителей 35 (10) кВ4 - power supply for non-traction consumers 35 (10) kV
5 - РУ питания устройств тяги и нетяговых потребителей 10 (35) кВ5 - power supply for traction devices and non-traction consumers 10 (35) kV
6 - трансформаторы преобразовательных агрегатов6 - transformers of converting units
7 - выпрямители преобразовательных агрегатов7 - rectifiers of converting units
8 - шины 3,3 кВ8 - 3.3 kV bus
9 - реактор сглаживающего устройства9 - reactor smoothing device
10 - фильтр сглаживающего устройства10 - filter smoothing device
11 - фидеры, питающие контактную сеть 3,3 кВ (коммутационные аппараты 3,3 кВ не показаны)11 - feeders supplying a 3.3 kV contact network (3.3 kV switching devices are not shown)
12 - рельсовый фидер 3,3 кВ12 - 3.3 kV rail feeder
13 - контактная сеть участков постоянного тока 3,3 кВ13 - contact network of DC sections 3.3 kV
14 - рельсы участков постоянного тока14 - rails sections DC
15 - блоки автономных инверторов напряжения с фильтр-устройствами на выходе15 - blocks of autonomous voltage inverters with filter devices at the output
16 - повышающие сверхпроводниковые однофазные трансформаторы 16 - step-up superconducting single-phase transformers
17 - ЗРУ 25 кВ17 - 25 kV indoor switchgear
18 - рельсовый фидер 25 кВ18 - rail feeder 25 kV
19 - фидеры, питающие контактную сеть 25 кВ (коммутационные аппараты не показаны)19 - feeders feeding a contact network of 25 kV (switching devices are not shown)
20 - контактная сеть участков переменного тока 25 кВ20 - contact network of sections of alternating current 25 kV
21 - рельсы участков переменного тока21 - rails sections AC
Сущность изобретения заключается в том, что предварительно осуществляют выпрямительно-инверторное преобразование переменного трехфазного тока в переменный однофазный ток. Для этой цели не сооружают специальных мощных выпрямительно-инверторных подстанций, а используют всю существующую инфраструктуру подстанций постоянного тока, начиная от вводов первичного питающего напряжения и до шин постоянного тока 3,3 кВ включительно.The essence of the invention lies in the fact that preliminary carry out rectifier-inverter conversion of an alternating three-phase current into alternating single-phase current. For this purpose, they do not build special powerful rectifier-inverter substations, but use the entire existing infrastructure of DC substations, from the inputs of the primary supply voltage to DC buses of 3.3 kV inclusive.
Устройство работает следующим образом: от ОРУ - 110 (220) кВ 2 напряжение поступает на вводы понижающих трансформаторов 3, где оно понижается до 10 (35) кВ, полученное напряжение поступает на вводы РУ 10 (35) кВ 5, от которого в свою очередь питаются преобразовательные трансформаторы 6, в которых напряжение понижается до 3,3 кВ и поступает на выпрямители преобразовательных агрегатов 7, где оно преобразуется в постоянное напряжение 3,3 кВ; полученное выпрямленное напряжение через шины 3,3 кВ 8, а также параллельно подключенные реактор 9 и фильтр 10 сглаживающего устройства поступает на вводы автономных инверторов напряжения 15, преобразующих постоянное напряжение 3,3 кВ в переменное однофазное напряжение , которое поступает на вводы однофазных повышающих трансформаторов 16, где оно повышается до 27,5 кВ, а затем поступает на вводы ЗРУ 25 кВ 17, от которого в свою очередь через фидеры контактной сети 19 и рельсовый 18 фидер питаются участки тяговой сети однофазного переменного тока 25 кВ; кроме того, к шинам 3,3 кВ подключены фидеры контактной сети 3,3 кВ 11, а к общей точке реактора и фильтра сглаживающего устройства рельсовый фидер 12, питающие участки тяговой сети постоянного тока 3,3 кВ. При этом, как видно из чертежа, сглаживающее устройство исходной тяговой подстанции постоянного тока (реактор и фильтр-устройство) одновременно выполняет роль входного фильтра инверторных блоков.The device operates as follows: from the switchgear - 110 (220) kV 2, the voltage is supplied to the inputs of the step-down transformers 3, where it drops to 10 (35) kV, the received voltage is supplied to the inputs of the switchgear 10 (35) kV 5, from which in turn converter transformers 6 are fed, in which the voltage drops to 3.3 kV and is supplied to the rectifiers of the converter units 7, where it is converted to a constant voltage of 3.3 kV; the resulting rectified voltage through the 3.3 kV bus 8, as well as the parallel connected reactor 9 and the filter 10 of the smoothing device, is fed to the inputs of the autonomous voltage inverters 15, which convert the 3.3 kV DC voltage to an alternating single-phase voltage that goes to the inputs of single-phase boost transformers 16, where it rises to 27.5 kV, and then enters the inputs of the switchgear 25 kV 17, from which, in turn, through the feeders of the contact network 19 and the rail 18 feeder, sections of the traction network of a single-phase alternating current 25 kV are fed; in addition, 3.3 kV 11 contact network feeders are connected to 3.3 kV buses, and a rail feeder 12 is connected to the common point of the reactor and filter of the smoothing device, which feed sections of the 3.3 kV DC traction network. Moreover, as can be seen from the drawing, the smoothing device of the initial DC traction substation (reactor and filter device) simultaneously acts as an input filter of inverter units.
Устройство может быть выполнено с трансформацией трехфазного первичного напряжения внешней питающей сети в две ступени, как это показано на чертеже, так и в одну. Причем схема ОРУ 110 (220) кВ 2 тяговой подстанции может быть выполнена на отпайках, как на чертеже, транзитной или опорной, в зависимости от схемы существующей подстанции постоянного тока.The device can be performed with the transformation of the three-phase primary voltage of the external supply network in two stages, as shown in the drawing, and in one. Moreover, the circuit of outdoor switchgear 110 (220) kV 2 of the traction substation can be performed on the seals, as in the drawing, transit or reference, depending on the scheme of the existing DC substation.
Источники информацииInformation sources
1. Фукс Н.Л. Перевод электротяги магистрального участка Зима - Слюдянка с постоянного тока 3,3 кВ на переменный 25 кВ. Железные дороги мира, 1997. - №2. - С.3-13.1. Fuchs N.L. Transfer of electric traction of the main section Winter - Slyudyanka from direct current 3.3 kV to alternating 25 kV. Railways of the world, 1997. - No. 2. - S.3-13.
2. А.М.Василянский, Р.Р.Мамошин, Г.Б.Якимов. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 25 кВ, 50 Гц / Железные дороги мира, 2002. - №8 - С.40-45.2. A.M. Vasilyansky, R.R. Mamoshin, G. B. Yakimov. Improving the traction power supply system for railways electrified with alternating current 25 kV, 50 Hz / World Railways, 2002. - No. 8 - P.40-45.
3. Бурков А.Т., Гришин Я.С. Симметрирующий трехфазно-однофазный преобразователь системы тягового электроснабжения переменного тока / Международное транспортное обозрение. Транс. Евразия, февраль 2001. - 7-8 С.3. Burkov A.T., Grishin Ya.S. Symmetric three-phase-single-phase converter of traction power supply system for alternating current / International Transport Review. Trance. Eurasia, February 2001 .-- 7-8 pp.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110559/09A RU2351487C1 (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | METHOD OF CHANGING 3,3 kV DC ELECTRIFIED TRACT SECTION OVER TO SINGLE-PHASE 25,5 kV AC AND DEVICE TO THIS END |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110559/09A RU2351487C1 (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | METHOD OF CHANGING 3,3 kV DC ELECTRIFIED TRACT SECTION OVER TO SINGLE-PHASE 25,5 kV AC AND DEVICE TO THIS END |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2351487C1 true RU2351487C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008110559/09A RU2351487C1 (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | METHOD OF CHANGING 3,3 kV DC ELECTRIFIED TRACT SECTION OVER TO SINGLE-PHASE 25,5 kV AC AND DEVICE TO THIS END |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2351487C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107962982A (en) * | 2017-12-05 | 2018-04-27 | 西南交通大学 | A kind of three-phase traction electric power system |
-
2008
- 2008-03-21 RU RU2008110559/09A patent/RU2351487C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107962982A (en) * | 2017-12-05 | 2018-04-27 | 西南交通大学 | A kind of three-phase traction electric power system |
CN107962982B (en) * | 2017-12-05 | 2023-10-13 | 西南交通大学 | Three-phase traction power supply system and vehicle-mounted power supply system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101746283B (en) | Electrified railroad homo-phase traction power supply system | |
CN103269083B (en) | Multi-terminal high-voltage direct-current power transmission system | |
CN102328601A (en) | Energy-feedback tractive power supply system with high power factor and high cost performance | |
CN103516221A (en) | Bi-direction direct-current solid-state transformer with high-frequency alternating-current isolation link | |
CN101746282A (en) | Electrified railroad through power supply system without split phase | |
CN100505499C (en) | A railway engine AC traction in-phase power supply device based on YN,vd wiring transformer | |
CN102963262B (en) | Power supply system for urban transportation vehicle | |
CN104009657A (en) | DC traction power supply device | |
CN213007711U (en) | Double-flow traction power supply system | |
CN104015632A (en) | Power supply system without passing neutral phases in whole journey of high-speed passenger transport line motor train unit | |
CN103241138B (en) | Low-frequency traction power supply system | |
CN106740248B (en) | A kind of tractive power supply system of high-speed magnetic levitation traffic system and its train | |
CN102738820A (en) | Power transmission system for improving transmission capability of alternating-current circuit through using voltage source current converting technology | |
CN103401302A (en) | Vehicle ground charging system | |
RU2351487C1 (en) | METHOD OF CHANGING 3,3 kV DC ELECTRIFIED TRACT SECTION OVER TO SINGLE-PHASE 25,5 kV AC AND DEVICE TO THIS END | |
CN110588449B (en) | Traction substation power supply structure and control method thereof | |
CN102963272B (en) | Through cophase power supply system for alternating-current electrified railway | |
CN205311365U (en) | Device is recycled to undue looks energy of train | |
RU2688194C1 (en) | Traction power supply system of ac railways | |
CN201506271U (en) | Traction in-phase power supply unit of electric locomotive | |
CN202923412U (en) | Urban traffic vehicle power supply system | |
CN201646438U (en) | Same-phase traction power-supply device of electrified railway | |
CN203071823U (en) | A cascaded high-voltage frequency converter formed by power units connected in parallel | |
CN102013819A (en) | Transformer-free DC high-voltage transmission topological structure | |
CN109484199B (en) | Power supply structure and method for regenerating braking energy by utilizing electrified railway |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150322 |