RU47152U1

RU47152U1 - TRANSFORMER UNIT WITH VOLTAGE REGULATION FOR ELECTRICATED AC RAILWAYS

Info

Publication number: RU47152U1
Application number: RU2005114442/22U
Authority: RU
Inventors: Б.А. Аржанников; А.А. Пышкин; В.Ф. Григорьев
Original assignee: Аржанников Борис Алексеевич
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2005-08-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению, и может найти применение в трансформаторных агрегатах с регулированием напряжения, предназначенных для электрифицированных железных дорог переменного тока. Полезной моделью решается задача создания трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог, характеризующегося рациональностью электроснабжения благодаря усилению системы электроснабжения переменного тока при повышении напряжения в контактной сети переменного тока, снижении токов нагрузки и потерь электрической энергии в тяговой сети и улучшении симметрирования фазных токов питающей сети. Для решения поставленной задачи в трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный трансформатор, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, концы обмоток двух фаз которой соединены между собой, образуя общую точку, а начала предназначены для подключения к контактной сети, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести два вольтодобавочных трансформатора, конец вторичной обмотки каждого из которых подключить к началу обмотки соответствующей фазы вторичной обмотки трехфазного трансформатора, начало каждой из вторичных обмоток вольтодобавочных трансформаторов подключить к соответствующей секции контактной сети, а общую точку соединения концов обмоток двух фаз вторичной обмотки подключить к тяговому рельсу; при этом трансформаторный агрегат может содержать, по крайней мере, одно устройство регулирования напряжения вторичных обмоток вольтодобавочных трансформаторов.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to transformer construction, and can find application in transformer units with voltage regulation, designed for electrified AC railways. A useful model solves the problem of creating a transformer unit with voltage regulation for electrified railways, characterized by the rationality of power supply due to the strengthening of the AC power supply system with increasing voltage in the AC contact network, reducing load currents and electric energy losses in the traction network and improving the balancing of the phase currents of the supply network . To solve this problem, in a transformer unit with voltage regulation for electrified AC railways, containing a three-phase transformer having a primary winding and a secondary winding, the ends of the windings of two phases of which are interconnected, forming a common point, and the beginning is intended to be connected to a contact network, it is proposed, according to this utility model, to introduce two boost boost transformers, the end of the secondary winding of each of which is connected to the beginning of the winding corresponding phase of the secondary winding of a three-phase transformer, the beginning of each of the secondary windings of boost transformers is connected to the corresponding section of the contact network, and the common point of connection of the ends of the windings of the two phases of the secondary winding is connected to the traction rail; however, the transformer unit may contain at least one device for regulating the voltage of the secondary windings of boost transformers.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению, и может найти применение в трансформаторных агрегатах с регулированием напряжения, предназначенных для электрифицированных железных дорог переменного тока.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to transformer construction, and can find application in transformer units with voltage regulation, designed for electrified AC railways.

Известен трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную в звезду, и вторичную обмотку, соединенную в треугольник, две вершины которого подключены к контактной сети, а третья - к тяговому рельсу [Л.1].Known transformer unit with voltage regulation for electrified railways of alternating current, containing a three-phase transformer having a primary winding connected to a star, and a secondary winding connected to a triangle, two vertices of which are connected to the contact network, and the third to the traction rail [L. 1].

Описанный в [Л.1] трансформаторный агрегат не обеспечивает заметного эффекта регулирования напряжения по всем трем фазам и характеризуется неравномерной нагрузкой трехфазной системы, образованной первичной и вторичной обмотками трехфазного трансформатора, а, следовательно, и нерациональным электроснабжением, повышенными капитальными затратами на производство и эксплуатацию трансформаторного агрегата с регулированием напряжения на участках железных дорог переменного тока, для питания которых и предназначен указанный трансформаторный агрегат.The transformer unit described in [L.1] does not provide a noticeable effect of voltage regulation in all three phases and is characterized by the uneven load of the three-phase system formed by the primary and secondary windings of the three-phase transformer, and, consequently, by irrational power supply, increased capital costs for the production and operation of the transformer unit with voltage regulation on sections of railways of alternating current, for the supply of which the specified transformer is intended handling unit.

Известен также трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную в треугольник, Also known is a transformer unit for electrified AC railways, comprising a three-phase transformer having a primary winding connected in a triangle,

и вторичную обмотку, соединенную в звезду, начала обмоток двух фаз вторичной обмотки подключены к контактной сети, а начало третьей фазы - к тяговому рельсу [Л.2].and the secondary winding connected to the star, the beginning of the windings of the two phases of the secondary winding are connected to the contact network, and the beginning of the third phase to the traction rail [L.2].

Описанный в [Л.2] трансформаторный агрегат, также, как и трансформаторный агрегат по [Л.1] характеризуется неравномерной нагрузкой трехфазной системы, образованной первичной и вторичной обмотками трехфазного трансформатора, а, следовательно, и нерациональным электроснабжением, повышенными капитальными затратами на производство и эксплуатацию трансформаторного агрегата на участках железных дорог переменного тока, для питания которых и предназначен указанный трансформаторный агрегат.The transformer unit described in [L.2], as well as the transformer unit according to [L.1], is characterized by the uneven load of the three-phase system formed by the primary and secondary windings of the three-phase transformer, and, consequently, by irrational power supply, increased capital costs for production and operation of the transformer unit on sections of railways of alternating current, for the supply of which the specified transformer unit is intended.

Полезной моделью решается задача создания трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог, характеризующегося рациональностью электроснабжения благодаря усилению системы электроснабжения переменного тока при повышении напряжения в контактной сети переменного тока, снижении токов нагрузки и потерь электрической энергии в тяговой сети и улучшении симметрирования фазных токов питающей сети.A useful model solves the problem of creating a transformer unit with voltage regulation for electrified railways, characterized by the rationality of power supply due to the strengthening of the AC power supply system with increasing voltage in the AC contact network, reducing load currents and electric energy losses in the traction network and improving the balancing of the phase currents of the supply network .

Для решения поставленной задачи в трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный трансформатор, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, концы обмоток двух фаз которой соединены между собой, образуя общую точку, а начала предназначены для подключения к контактной сети, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести два вольтодобавочных трансформатора, конец вторичной обмотки каждого из которых подключить к началу обмотки соответствующей фазы вторичной обмотки трехфазного трансформатора, начало каждой из вторичных обмоток вольтодобавочных To solve this problem, in a transformer unit with voltage regulation for electrified AC railways, containing a three-phase transformer having a primary winding and a secondary winding, the ends of the windings of two phases of which are interconnected, forming a common point, and the beginning is intended to be connected to a contact network, it is proposed, according to this utility model, to introduce two boost boost transformers, the end of the secondary winding of each of which is connected to the beginning of the winding corresponding phase of the secondary winding of a three-phase transformer, the beginning of each of the secondary windings of boost

трансформаторов подключить к соответствующей секции контактной сети, а общую точку соединения концов обмоток двух фаз вторичной обмотки подключить к тяговому рельсу; при этом трансформаторный агрегат может содержать, по крайней мере, одно устройство регулирования напряжения вторичных обмоток вольтодобавочных трансформаторов.connect the transformers to the corresponding section of the contact network, and connect the common point of connection of the ends of the windings of the two phases of the secondary winding to the traction rail; however, the transformer unit may contain at least one device for regulating the voltage of the secondary windings of boost transformers.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена электрическая принципиальная схема заявляемого трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока.The utility model is illustrated by the drawing, which shows an electrical schematic diagram of the inventive transformer unit with voltage regulation for electrified AC railways.

Трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока содержит трехфазный трансформатор 1.A voltage-controlled transformer unit for electrified AC railways comprises a three-phase transformer 1.

Первичная обмотка 2 трехфазного трансформатора 1 соединена в звезду.The primary winding 2 of the three-phase transformer 1 is connected to a star.

Вторичная обмотка 3 имеет две фазы: 4 и 5 с концами 6 и 7 и началами 8 и 9 соответственно: т.е. фаза 4 имеет конец 6 и начало 8, а фаза 5 - конец 7 и начало 9.Secondary winding 3 has two phases: 4 and 5 with ends 6 and 7 and beginnings 8 and 9, respectively: i.e. phase 4 has an end of 6 and a beginning of 8, and phase 5 has an end of 7 and a beginning of 9.

Конец 6 фазы 4 вторичной обмотки 3 соединен с концом 7 фазы 5 вторичной обмотки 3, образуя общую точку 10, подключенную к тяговому рельсу 11.The end 6 of phase 4 of the secondary winding 3 is connected to the end 7 of phase 5 of the secondary winding 3, forming a common point 10 connected to the traction rail 11.

Трансформаторный агрегат содержит два вольтодобавочных трансформатора 12 и 13, имеющих вторичные обмотки, соответственно: вольтодобавочный трансформатор 12 - вторичную обмотку 14, вольтодобавочный трансформатор 13 - вторичную обмотку 15. Вторичные обмотки 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 соответственно имеют начала и концы: вторичная обмотка 14 имеет начало 16 и конец 17, вторичная обмотка 15 имеет начало 18 и конец 19.The transformer unit contains two booster transformers 12 and 13 having secondary windings, respectively: booster transformer 12 - secondary winding 14, booster transformer 13 - secondary winding 15. Secondary windings 14 and 15 of booster transformers 12 and 13 respectively have beginnings and ends: secondary winding 14 has a beginning 16 and an end 17, the secondary winding 15 has a beginning 18 and an end 19.

Концы 17 и 19 вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 подключены к началам 8 и 9 соответствующих фаз 4 и 5 вторичной обмотки 3 трехфазного трансформатора 1. В частности, конец 17 вторичной обмотки 14 вольтодобавочного трансформатора 12 подключен к началу 8 обмотки фазы 4 вторичной обмотки 3 трехфазного трансформатора 1; конец 19 вторичной обмотки 15 вольтодобавочного трансформатора 13 подключен к началу 9 обмотки фазы 5 вторичной обмотки 3 трехфазного трансформатора 1.The ends 17 and 19 of the secondary windings 14 and 15 of the boost transformers 12 and 13 are connected to the beginnings 8 and 9 of the corresponding phases 4 and 5 of the secondary winding 3 of the three-phase transformer 1. In particular, the end 17 of the secondary winding 14 of the boost transformer 12 is connected to the beginning 8 of the phase 4 winding secondary winding 3 of a three-phase transformer 1; the end 19 of the secondary winding 15 of the boost transformer 13 is connected to the beginning 9 of the winding phase 5 of the secondary winding 3 of the three-phase transformer 1.

Начала 16 и 18 вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 подключены к соответствующей секции контактной сети. В частности, начало 16 вторичной обмотки 14 вольтодобавочного трансформатора 12 подключено к секции 20 контактной сети; начало 18 вторичной обмотки 15 вольтодобавочного трансформатора 13 подключено к секции 21 контактной сети.The beginning 16 and 18 of the secondary windings 14 and 15 of the boost transformers 12 and 13 are connected to the corresponding section of the contact network. In particular, the beginning 16 of the secondary winding 14 of the boost transformer 12 is connected to the section 20 of the contact network; the beginning 18 of the secondary winding 15 of the boost transformer 13 is connected to the section 21 of the contact network.

Устройства 22 и 23 регулирования напряжения вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 включены таким образом, чтобы обеспечить изменение чисел витков вторичных обмоток этих трансформаторов.The voltage regulation devices 22 and 23 of the secondary windings 14 and 15 of the boost transformers 12 and 13 are included in such a way as to provide for a change in the number of turns of the secondary windings of these transformers.

Введение в трансформаторный агрегат двух вольтодобавочных трансформаторов с подключением их к вторичным обмоткам трехфазного трансформатора, как указывалось выше, позволит обеспечить регулирование напряжения и улучшение симметрирования фазных токов питающей сети.The introduction into the transformer unit of two booster transformers with their connection to the secondary windings of a three-phase transformer, as mentioned above, will allow for voltage regulation and improved balancing of the phase currents of the supply network.

Повышение напряжения на 20÷25% в случае равенства получаемой из системы мощности приведет к уменьшению тока на 20÷22%. Снижение в контактной сети значения тока приведет, в свою очередь, к снижению в ней потерь электрической энергии. Кроме того, исключение An increase in voltage by 20–25% in case of equal power received from the system will lead to a decrease in current by 20–22%. A decrease in the current value in the contact network will, in turn, lead to a decrease in the loss of electric energy in it. In addition, an exception

вторичной обмотки позволит существенно снизить затраты на производство трансформаторного агрегата и его эксплуатацию. Таким образом, заявляемое решение обеспечит:secondary winding will significantly reduce the cost of manufacturing a transformer unit and its operation. Thus, the claimed solution will provide:

- повышение напряжения в контактной сети;- voltage increase in the contact network;

- снижение токов нагрузки и потерь электрической энергии в тяговой сети при постоянстве потребляемой мощности;- reduction of load currents and losses of electric energy in the traction network with constant power consumption;

- улучшение симметрирования фазных токов.- improving the symmetry of phase currents.

В соответствии с заявляемым решением разработана техническая документация. Изготовлен и испытан опытный образец трансформаторного агрегата. Результаты испытаний подтвердили работоспособность трансформаторного агрегата и широкие возможности его практического применения в будущем. В настоящее время осуществляются работы по изготовлению промышленного образца трансформаторного агрегата.In accordance with the claimed decision, technical documentation has been developed. A prototype transformer unit was manufactured and tested. The test results confirmed the operability of the transformer unit and the wide possibilities of its practical application in the future. Currently, work is underway on the manufacture of an industrial design of a transformer unit.

Литература:Literature:

1. К.Т.Марквардт. Электроснабжение электрифицированных железных дорог, Москва, «Транспорт», 1982 г., с.с.25÷29; 245÷248.1.K.T. Marquardt. Power supply of electrified railways, Moscow, "Transport", 1982, pp. 25 ÷ 29; 245 ÷ 248.

2. А.С.Аватков. Электрификация железных дорог на однофазном токе промышленной частоты, Москва, Трансжелдориздат, 1958 г., с.218, рис.202.2. A.S. Avatkov. Electrification of railways on a single-phase current of industrial frequency, Moscow, Transzheldorizdat, 1958, p. 218, Fig. 202.

Claims

1. Transformer unit with voltage regulation for electrified railways of alternating current, containing a three-phase transformer having a primary winding and a secondary winding, the ends of the windings of two phases of which are interconnected, forming a common point, and the beginning is intended to be connected to a contact network, characterized in that it contains two booster transformers, the end of the secondary winding of each of which is connected to the beginning of the winding of the corresponding phase of the secondary winding of a three-phase transformer, and the beginning of the secondary winding of each booster transformer is connected to the corresponding section of the contact network, while the common point of connection of the ends of the windings of the two phases of the secondary winding is connected to the traction rail.

2. Transformer unit with voltage regulation for electrified AC railways according to claim 1, characterized in that it contains at least one voltage regulating device for the secondary windings of each of the boost transformers.