RU2688194C1 - Traction power supply system of ac railways - Google Patents

Traction power supply system of ac railways Download PDF

Info

Publication number
RU2688194C1
RU2688194C1 RU2018122747A RU2018122747A RU2688194C1 RU 2688194 C1 RU2688194 C1 RU 2688194C1 RU 2018122747 A RU2018122747 A RU 2018122747A RU 2018122747 A RU2018122747 A RU 2018122747A RU 2688194 C1 RU2688194 C1 RU 2688194C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
traction
main
current collection
phase
power supply
Prior art date
Application number
RU2018122747A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Алексеевич Аржанников
Original Assignee
Борис Алексеевич Аржанников
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 Борис Алексеевич Аржанников filed Critical Борис Алексеевич Аржанников
Priority to RU2018122747A priority Critical patent/RU2688194C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2688194C1 publication Critical patent/RU2688194C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/06—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using substantially sinusoidal ac

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in traction power systems of AC railroads for power supply of electrified railways. DC traction power supply system, comprising contact network, including main contact wire, traction substations with three-phase transformers, traction rail connected to one of phases of three-phase transformer, electric vehicle with traction motors, main current collection device, which is connected to main contact wire, is three-phase and is equipped with additional contact wire, at that, wires of two phases of three-phase transformers of traction substation are connected to main and additional contact wires of overhead system; introduced is additional current collection device identical to main current collection device, which is connected with additional contact wire; main and additional current collection devices may contain control units providing connection and disconnection with contact wires.EFFECT: technical result is reduction of specific electric energy consumption for traction of electric rolling stock and, consequently, improvement of technical and economic efficiency of traction power supply.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроснабжению электрифицированных железных дорог, и может найти применение в системах тягового электроснабжения железных дорог переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to the power supply of electrified railways, and may find application in traction power supply systems of AC railways.

Известна система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, выполненная однофазной и содержащая контактную сеть, включающую контактный провод, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, соединенные с трехфазной линией электропередач, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с тяговыми электродвигателями, устройство токосъема, сообщающееся с контактным проводом [Л. 1].The known system of traction power supply of AC railways is single-phase and contains a contact network including a contact wire, traction substations with three-phase transformers, connected to a three-phase power line, a traction rail connected to one of the phases of a three-phase transformer, an electromotive train with a traction motor, a device current collection, communicating with the contact wire [L. one].

Описанная в [Л. 1] система электроснабжения железных дорог переменного тока характеризуется повышенным удельным расходом электрической энергии на тягу электроподвижного состава, и, следовательно, относительно невысокой технико-экономической эффективностью тягового электроснабжения.Described in [L. 1] the power supply system of AC railways is characterized by an increased specific consumption of electric energy for the traction of electric rolling stock, and, consequently, a relatively low technical and economic efficiency of the traction power supply.

Изобретением решается задача создания системы электроснабжения железных дорог переменного тока, лишенной отмеченных выше недостатков и характеризующейся пониженным удельным расходом электрической энергии на тягу электроподвижного состава, и, следовательно, повышенной технико-экономической эффективностью тягового электроснабжения.The invention solves the problem of creating a system of power supply of AC railways, devoid of the above-noted shortcomings and characterized by a reduced specific consumption of electric energy for traction of electric rolling stock, and, consequently, increased technical and economic efficiency of traction power supply.

Для решения поставленной задачи систему тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, содержащую контактную сеть, включающую основной контактный провод, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с тяговыми электродвигателями, основное устройство токосъема, сообщающееся с основным контактным проводом, предложено, согласно настоящему изобретению, выполнить трехфазной и снабдить дополнительным контактным проводом, при этом провода двух фаз трехфазных трансформаторов тяговой подстанции подключить к основному и дополнительному контактным проводам контактной сети; ввести дополнительное устройство токосъема, идентичное основному устройству токосъема, сообщающееся с дополнительным контактным проводом; при этом основное и дополнительное устройства токосъема могут содержать блоки управления, обеспечивающие соединение и разъединение с контактными проводами.To solve this problem, the traction power supply system of the AC railways contains a contact network including a main contact wire, traction substations with three-phase transformers, a traction rail connected to one of the phases of a three-phase transformer, an electric rolling stock with traction motors, the main current collection device communicating with the main contact wire, proposed, according to the present invention, to perform three-phase and provide additional contact wire, this two phase wires of three-phase transformers of the traction substation should be connected to the main and additional contact wires of the contact network; introduce an additional current collection device, identical to the main current collection device, communicating with the additional contact wire; at the same time, the main and auxiliary current collector devices may contain control units that provide connection and disconnection to the contact wires.

Изобретение поясняется на примере выполнения чертежами, на которых представлены: на фиг. 1 - функциональная схема заявляемой системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока; на фиг. 2 - функциональная схема подключения тяговых электродвигателей и блока управления устройством токосъема.The invention is illustrated by the example of the implementation of the drawings, in which: in FIG. 1 is a functional diagram of the inventive traction power supply system for AC railways; in fig. 2 is a functional diagram of the connection of the traction motors and the control unit of the current collection device.

Трехфазная система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока содержит контактную сеть 1, содержащую основной контактный провод 2 и дополнительный контактный провод 3.The three-phase traction power supply system of the AC railways contains a contact network 1 containing a main contact wire 2 and an additional contact wire 3.

Тяговые подстанции 4 содержат трехфазные трансформаторы 5, соединенные с трехфазной линией электропередач 6 и имеющие соответственно три фазы: 7, 8, 9.Traction substations 4 contain three-phase transformers 5 connected to a three-phase power line 6 and having respectively three phases: 7, 8, 9.

Провода одной из фаз 9 трехфазного трансформатора 5 соединены с тяговым рельсом 10, а провода двух других фаз 7 и 8 трехфазного трансформатора 5 подключены соответственно к основному контактному проводу 2 и дополнительному контактному проводу 3 контактной сети 1.The wires of one of the phases 9 of the three-phase transformer 5 are connected to the traction rail 10, and the wires of the other two phases 7 and 8 of the three-phase transformer 5 are connected respectively to the main contact wire 2 and the auxiliary contact wire 3 of the contact network 1.

Система электроснабжения содержит также электроподвижной состав 11 с тяговыми электродвигателями 12 (см. фиг. 2), а также основное устройство токосъема 13 и дополнительное устройство токосъема 14, идентичное основному устройству токосъема 13. При этом основное устройство токосъема 13 связано с основным контактным проводом 2, а дополнительное устройство токосъема 14 связано с дополнительным контактным проводом 3.The power supply system also contains an electric rolling stock 11 with traction motors 12 (see Fig. 2), as well as the main device of current collection 13 and the additional device of current collection 14, identical to the main device of current collection 13. At the same time, the main device of current collection 13 is connected to the main contact wire 2, and the additional device current collection 14 is connected with the additional contact wire 3.

Основное устройство токосъема 13 и дополнительное устройство токосъема 14 содержат блоки управления 15, 16, обеспечивающие подключение этих устройств к контактным проводам 2 и 3 и соответственно, отключение от этих проводов.The main current collection device 13 and the additional current collection device 14 contain control units 15, 16, which provide connection of these devices to the contact wires 2 and 3 and, respectively, disconnection from these wires.

Система электроснабжения железных дорог переменного тока работает следующим образом.The power supply system of railways AC operates as follows.

Трехфазное напряжение переменного тока к нагрузке - электроподвижному составу 11 с тяговыми электродвигателями 12 (см. фиг. 2) переменного тока подается от трехфазной линии электропередачи 6 через трехфазный трансформатор 5, одна фаза 7 трансформатора 5 подключена к основному контактному проводу 2, другая фаза 8 трансформатора 5 подключена к дополнительному контактному проводу 3, а третья фаза 9 трансформатора 5 подключена к тяговому рельсу 10.Three-phase AC voltage to the load - electric rolling stock 11 with traction motors 12 (see Fig. 2) AC is supplied from a three-phase transmission line 6 through a three-phase transformer 5, one phase 7 of the transformer 5 is connected to the main contact wire 2, the other phase 8 of the transformer 5 is connected to an additional contact wire 3, and the third phase 9 of the transformer 5 is connected to the traction rail 10.

В электроподвижном составе 11 трехфазное напряжение фаз 7, 8, 9 трансформатора 5 подается к тяговым трехфазным электродвигателям 12 (см. фиг. 2) через основное устройство токосъема 13 от основного контактного провода 2, через дополнительное устройство токосъема 14 от дополнительного контактного провода 3 и через металлические части электроподвижного состава от тягового рельса 10.In the electric rolling stock 11, the three-phase voltage of the phases 7, 8, 9 of the transformer 5 is supplied to the three-phase traction motors 12 (see FIG. 2) through the main current collection device 13 from the main contact wire 2, through the additional current collection device 14 from the additional contact wire 3 and through metal parts of an electric rolling stock from a traction rail 10.

Пусковой, рабочий и тормозной режимы работы тяговых электродвигателей 12 (см. фиг. 2) электроподвижного состава 11 соответствуют аналогичным, известным из источников технической информации, режимам работы трехфазных электродвигателей переменного тока, при этом блоки управления 15, 16, расположенные в электроподвижном составе 11, удерживают основное устройство токосъема 13 и дополнительное устройство токосъема 14 подключенными, соответственно, к основному контактному проводу 2 и к дополнительному контактному проводу 3, обеспечивая трехфазный режим работы тяговых электродвигателей 12 электроподвижного состава 11.Starting, working and braking modes of operation of the traction motors 12 (see Fig. 2) of the electric rolling stock 11 correspond to similar, known from sources of technical information, operating modes of three-phase AC electric motors, while the control units 15, 16 located in the electric rolling stock 11, keep the main current collection device 13 and the additional current collection device 14 connected, respectively, to the main contact wire 2 and to the additional contact wire 3, providing a three-phase Mode of operation of electric traction motors 12, 11 ended.

Отключение осуществляют блоками управления 15, 16, расположенными в электроподвижном составе 11, одного основного устройства токосъема 13 или одного дополнительного устройства токосъема 14, необходимого во время эксплуатации системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, например при пересечении основного контактного провода 2 и дополнительного контактного провода 3 одной контактной сети 1 с соответствующими контактными проводами: основным 2 и дополнительным 3 другой контактной сети 1, обеспечивая при этом неполнофазный (двухфазный) режим работы тяговых электродвигателей 12 (см. фиг. 2).Disconnection is carried out by control units 15, 16 located in the electric rolling stock 11, one main current collector device 13 or one additional current collector device 14 required during operation of the traction power supply system of the AC railways, for example, when crossing the main contact wire 2 and the additional contact wire 3 one contact network 1 with the corresponding contact wires: the main 2 and an additional 3 other contact network 1, while providing incomplete phase th (two-phase) mode of operation of the traction motors 12 (see Fig. 2).

Отключение блоками управления 15, 16 в электроподвижном составе 11 основного устройства токосъема 13 и дополнительного устройства токосъема 14 вызвано и применяется различными условиями эксплуатации трехфазной системы тягового электроснабжения (например, ремонтом, техническим обслуживанием, стоянками и т.п.).Disconnection by control units 15, 16 in the electric rolling stock 11 of the main device of the current collection 13 and the additional device of the current collection 14 is caused and used by different operating conditions of the three-phase traction power supply system (for example, repair, maintenance, parking, etc.).

Выполнение системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока в соответствии с предлагаемым решением позволит снизить удельный расход электроэнергии на тягу электроподвижного состава, повысив тем самым технико-экономическую эффективность тягового электроснабжения.The implementation of the traction power supply system for AC railways in accordance with the proposed solution will reduce the specific power consumption for the traction of electric rolling stock, thereby increasing the technical and economic efficiency of the traction power supply.

В соответствии с заявляемым решением в ООО НПП «Электромаш» разработана техническая документация системы электроснабжения, изготовлен ее опытный образец.In accordance with the proposed solution, OOO NPP Electromash developed the technical documentation of the power supply system, and produced its prototype.

Испытания опытного образца подтвердили его работоспособность и широкие возможности его практического применения в будущем.Tests of the prototype confirmed its working capacity and wide possibilities of its practical application in the future.

Литература:Literature:

1. Марквардт К.Г. /Электроснабжение электрифицированных железных дорог/, Учебник для ВУЗов, Москва, Транспорт, 1982, с. 10.1. Marquardt K.G. / Power supply of electrified railways /, Textbook for High Schools, Moscow, Transport, 1982, p. ten.

Claims (2)

1. Система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, содержащая контактную сеть, включающую основной контактный провод, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с тяговыми электродвигателями, основное устройство токосъема, сообщающееся с основным контактным проводом, отличающаяся тем, что она выполнена трехфазной и содержит дополнительный контактный провод, размещенный таким образом, что провода двух фаз трехфазных трансформаторов тяговой подстанции подключены к основному и дополнительному контактным проводам контактной сети, и содержит дополнительное устройство токосъема, идентичное основному устройству токосъема, сообщающееся с дополнительным контактным проводом.1. The system of traction power supply of AC railways, containing a contact network including a main contact wire, traction substations with three-phase transformers, a traction rail connected to one of the phases of a three-phase transformer, an electric rolling stock with traction motors, the main current collection device communicating with the main contact wire, characterized in that it is made three-phase and contains an additional contact wire, placed in such a way that the wires of the two phases are three-phase Traction substation transformers are connected to the main and additional contact wires of the contact network, and contains an additional current collection device, identical to the main current collection device, communicating with the additional contact wire. 2. Система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока по п. 1, отличающаяся тем, что основное и дополнительное устройства токосъема содержат блоки управления, обеспечивающие соединение и разъединение с контактными проводами.2. The traction power supply system of the AC railways according to claim 1, characterized in that the main and auxiliary current collection devices include control units that provide connection and disconnection to the contact wires.
RU2018122747A 2018-06-21 2018-06-21 Traction power supply system of ac railways RU2688194C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122747A RU2688194C1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Traction power supply system of ac railways

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122747A RU2688194C1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Traction power supply system of ac railways

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688194C1 true RU2688194C1 (en) 2019-05-21

Family

ID=66636495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122747A RU2688194C1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Traction power supply system of ac railways

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688194C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110208653A (en) * 2019-06-20 2019-09-06 西南交通大学 A kind of electric railway perforation tractive power supply system and its fault section recognition methods
RU2729869C1 (en) * 2019-07-01 2020-08-12 Борис Алексеевич Аржанников Traction power system of ac railroads
RU2817226C1 (en) * 2023-08-15 2024-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" Railway electric traction system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1737616A1 (en) * 1990-08-27 1992-05-30 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Installation to supply dc power for railway roads from regional non-traction loads
RU2026210C1 (en) * 1992-02-19 1995-01-09 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Power supply device for ac railways and regional non-traction consumers
WO2002042112A1 (en) * 2000-11-27 2002-05-30 Balfour Beatty Plc. A traction power supply system
RU2489277C1 (en) * 2012-04-16 2013-08-10 Станислав Дмитриевич Мрыхин Double-track section ac power supply
EP2093853B1 (en) * 2008-02-22 2013-11-06 Balfour Beatty PLC A method and an apparatus for reducing inrush currents for railways
RU139884U1 (en) * 2013-11-25 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM
CN103849450A (en) * 2014-02-24 2014-06-11 昆明理工大学 Water-based nanometer carbide fluid and preparation method thereof
US8872377B2 (en) * 2009-04-16 2014-10-28 Zhaorong Industry Development (Shanghai) Co., Ltd. Autotransformer traction power supply system equipped with 2×27.5kV outdoor modularized electric apparatus in electrified railway

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1737616A1 (en) * 1990-08-27 1992-05-30 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Installation to supply dc power for railway roads from regional non-traction loads
RU2026210C1 (en) * 1992-02-19 1995-01-09 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Power supply device for ac railways and regional non-traction consumers
WO2002042112A1 (en) * 2000-11-27 2002-05-30 Balfour Beatty Plc. A traction power supply system
EP2093853B1 (en) * 2008-02-22 2013-11-06 Balfour Beatty PLC A method and an apparatus for reducing inrush currents for railways
US8872377B2 (en) * 2009-04-16 2014-10-28 Zhaorong Industry Development (Shanghai) Co., Ltd. Autotransformer traction power supply system equipped with 2×27.5kV outdoor modularized electric apparatus in electrified railway
RU2489277C1 (en) * 2012-04-16 2013-08-10 Станислав Дмитриевич Мрыхин Double-track section ac power supply
RU139884U1 (en) * 2013-11-25 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM
CN103849450A (en) * 2014-02-24 2014-06-11 昆明理工大学 Water-based nanometer carbide fluid and preparation method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110208653A (en) * 2019-06-20 2019-09-06 西南交通大学 A kind of electric railway perforation tractive power supply system and its fault section recognition methods
RU2729869C1 (en) * 2019-07-01 2020-08-12 Борис Алексеевич Аржанников Traction power system of ac railroads
RU2817226C1 (en) * 2023-08-15 2024-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" Railway electric traction system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101746283B (en) Electrified railroad homo-phase traction power supply system
RU2422299C1 (en) Power supply system of electric train with asynchronous traction drive
CN109617044B (en) Electrified railway in-phase power supply system based on V/V wiring
CN107962982B (en) Three-phase traction power supply system and vehicle-mounted power supply system
CN106183841B (en) Railway vehicle traction system and rail vehicle
RU2688194C1 (en) Traction power supply system of ac railways
DE102010039886A1 (en) Drive system for a battery-operated vehicle
CN106740248A (en) A kind of tractive power supply system of high-speed magnetic levitation traffic system and its train
CN103401302A (en) Vehicle ground charging system
Östlund Rail power supplies going more power electronic [technology leaders]
CN201646438U (en) Same-phase traction power-supply device of electrified railway
CN201685719U (en) Power van for electrified railway track maintenance vehicles
CN111355240B (en) Rail transit power distribution network system, power supply system and regenerated energy inverter circuit
RU2729869C1 (en) Traction power system of ac railroads
CN111347942B (en) Traction power supply network and traction power supply system
CN108944578B (en) Power supply device and power supply method for train and train
CN106374495A (en) Modular multilevel electrical railway power grid side electric energy quality optimization current transformer
Nicola et al. Sustainable energy conversion in electrically driven transportation systems
CN110011541A (en) A kind of city rail vehicle auxiliary system
RU42358U1 (en) AC WIRING DIAGRAM
CN113135122B (en) Power supply system for rail transit test line
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
RU2307746C1 (en) Dc railway supply system
RU2372218C2 (en) METHOD OF TRANSFER OF RAILWAYS ELECTRIFIED WITH DIRECT CURRENT OF 3,3 kV TO ALTERNATING SINGLE-PHASE CURRENT OF 27,5 kV AND RELEVANT DEVICE
RU53234U1 (en) DC RAILWAY DIAGRAM