SU1643225A1 - Устройство дл электроснабжени электрифицированного транспорта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам т гового электроснабжени , в частности к участкам железных дорог с разделением путей на группы. Цель изобретени  - повышение надежности. Устройство содержит т говые подстанции 1, т говую сеть, пункты 25 параллельного соединени  и посты 22 секционировани , на которых соединение контактных проводов разных групп путей выполнено через диодные блоки 24. На т говой подстанции имеетс  два преобразовательных трансформатора 2 и 3 с разными уровн ми вторичного напр жени , питающими через тиристорные преобразователи 4 и 5 разные группы путей. К трансформатору 3 с большим уровнем напр жени  подключен также инвертор 6, который вместе с преобразователем 4 на меньший уровень напр жени  подключен со стороны посто нного тока к тем контактным проводам, к которым присоединены анодные выводы упом нутых диодных блоков. Соединение выпр мителей с контактными проводами разных фидерных зон выполнено таким образом , что один из выпр мителей соединен через соответствующий быстродействующий выключатель и отделитель нагрузки, а другой - через отделитель нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

Description

у

///////S/SS/S/SAr/SS/S/S// //// //// ///////////////// / / ////// ///

Фи& I

Изобретение относитс  к устройствам т гового электроснабжени  посто нного тока, в частности к участкам железных дорог с разделением путей на группы.

Цель изобретени  - повышение надежности .

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема устройства.

Устройство содержит т говую подстанцию 1 с установленными на ней первым 2 и вторым 3 трансформаторами соответственно с большим и меньшим вторичными напр жени ми , К вторичным обмоткам первого 2 и второго 3 трансформаторов подключены первый 4 и второй 5 преобразователи на тиристорах в виде выпр мителей. К вторичной обмотке трансформатора 2 присоединен и инвертор 6. Анодные выводы преобразователей 4 и 5 соединены через первый реактор 7 инвертора с катодным выводом инвертора бис первым выводом второго реактора 8. Параллельно первому и второму реакторам 7 и 8 присоединены соответственно первое 9 и второе 10 разделительные устройства. Катодный вывод первого преобразовател  4 через первый отделитель 11 нагрузки соединен с контактными проводами 12 правой фидерной зоны первой группы путей и через последовательно соединенные первый быстродействующий выключатель 13 и второй отделитель 14 нагрузки соединен с контактными проводами 15 левой фидерной зоны первой группы путей. Катодный вывод второго преобразовател  5 через третий отделитель 16 нагрузки соединен с контактными проводами 17 левой фидерной зоны второй группы путей и через последовательно соединенные второй быстродействующий выключатель 18 и четвертый отделитель 19 нагрузки соединен с контактными проводами 20 правой фидерной зоны второй группы путей. Анодный вывод инвертора 6 соединен через выключатель 21 инвертора с правым по фиг. 1 выводом второго быстродействующего выключател  18.

На границах с фидерными зонами соседних подстанций установлены посты 22 секционировани , каждый из которых содержит две пары последовательно соединенных выключателей 23 , соедин ющих контактные провода соседних фидерных зон одного пути. Общие точки пар выключателей 23 соединены между собой через диодный блок 24 таким образом, что его катодный вывод св зан с контактными проводами первой группы путей, а анодный вывод - с контактными проводами второй группы путей. Кроме того, между подстанцией 1 и постом 22 секционировани  установлены пункты 25 параллельного соединени , соедин ющие контактные провода соседних путей через последовательно соединенные выключатель 23 и диодный блок 24, катодный вывод которого присоединен к контактному проводу 12 первой группы путей . Второй вывод второго реактора 8 образует минусовой вывод подстанции и со0 единен с рельсами 26 всех путей.

Система управлени  подстанцией содержит четыре (по числу фидеров) комплекта аппаратуры. Дл  фидера, подключенного через отделитель 14 (или 19), в комплект

5 вход т (фиг, 2) датчик 27 тока, пороговый элемент 28, входом подключенный к выходу датчика 27, а выходом - к блокам управлени  выключател  13 (18) и преобразовател  5(4), а также через управл емый ключ 29 - с

0 входом счетчика 30 и через линию 31 задержки с блоками управлени  выключател  13 (18) и преобразовател  5(4). Выключатель 13 (18) и преобразователь 5 (4) имеют соответственно повторители 32 и 33 выключенного

5 состо ни . Выход повторител  32 св зан с одним из входов элемента И 34, второй вход которого вместе с управл ющим входом ключа 29 св зан с выходом счетчика 30. Выход элемента И 34 св зан с блоком управле0 ни  отделител  14 (19). повторитель 35 отключенного положени  которого св зан с одним из входов элемента И 36, второй вход которого св зан с выходом элемента И 34, а выход - с блоком управлени  преобразова5 тел  4 (5).

Комплект аппаратуры управлени , относ щийс  к отделителю 11 (16), содержит датчик 37 тока, пороговый элемент 38, входом св занный с датчиком 37 тока, выхо0 дом - с блоками управлени  выключателем 13 (18) и преобразователем 4 (5), а также через управл емый ключ 39 -с входом счетчика 40 и входом линии 41 задержки, выход которой св зан с блоком управлени  преоб5 разователем 4(5). Выход счетчика 40 св зан с одним из трех входов элемента И 42, два других входа которого св заны с выходами повторителей 32 и 33 соответственно. Выход элемента И 42 и выход повторител 

0 43 отключенного состо ни  отделител  11 (16) св заны с входами элемента И 44,выход которого св зан с входом линии 31 задержки .

Устройство работает следующим образом .

5 Если поезд в режиме т ги находитс  на

одном из путей первой группы и питаетс ,

например, от контактного провода 15,то ток

электровоза протекает по цепи 4-13-14-15электровоз - 26-8-4. При прохождении воздушного промежутка и переходе токоприемника электровоза на контактный провод 12 ток электровоза переходит из цепи 13-14 в цепь 11с сохранением питани  первого преобразовател  4. Если напр жение на тох коприемнике станет ниже напр жени  хо- лостого хода второго преобразовател  5, то последний начинает подпитывать электровоз , например, по цепи 5-18-13-20-23-24- 12- электровоз-26-8-5. Если поезд в режиме т ги находитс  на пути второй труп- пы и питаетс  от контактного провода 20, то ток замыкаетс  по цепи 5-18-19-20-элект- ровоз-26-8-5. После прохождени  воздушного промежутка ток замыкаетс  по цепи 5-16-17-электровоз-2б-8-5.

Если поезд находитс  на одном из путей второй группы и на этом поезде примен ют рекуперативное торможение, то ток, генерируемый электрическими машинами электровоза (или секций электропоездов) замыкаетс , например, по цепи электровоз- 17-16-18-21-6-7-8-2 6-электровоз. Если при этом на пути первой группы находитс  поезд в режиме т ги, то часть тока или весь ток рекуперации замыкаетс  по цепи рекуперирующий электровоз - 17-23-24-- 23-15-потребл ющий электровоз. Дол  тока , передаваема  от рекуперирующего электровоза к потребл ющему зависит, в основном, от соотношени  токов электрово- зов и их взаимного расположени , Остальна  дол  тока на потребл ющий электровоз поступает по цепи 4-13-14-15- потребл ющий электровоз-26-8-4.

При одновременной работе инвертора б и первого преобразовател  4 ток транс- Форматора 2 определ етс  разностью токов преобразовател  5 и инвертора 6. Направление потока мощности через трансформатор 2 определ етс  знаком разности этих токов. Если ток инвертора 6 больше тока преобразовател  5, энерги  через трансформатор 2 передаетс  в питающую сеть переменного тока и через энергосистему другим потребител м. Благодар  тому, что преобразователь 4 и инвертор 6 подключены к контактным проводам разных путей и электрически разъединены, отсутствуют цепи дл  протекани  тока от преобразовател  4 к инвертору 6, и они могут работать неза- висимо с любыми внешними характеристиками . От преобразовател  5 к инвертору 6 может протекать циркул ционный ток по цепи 5-18-21-6-7-5. Однако в нормальных эксплуатационных режимах при работе ин- вертора 6 преобразователь 5 выключен (не подаютс  импульсы управлени ), а в переходных режимах циркул ционный ток ограничиваетс  индуктивностью реактора 7.

В аварийных режимах при коротких замыкани х в контактной сети или на электровозе , а также при перегрузках защита от сверхтоков оборудовани  т говой подстанции и т говой сети обеспечиваетс  воздействием на систему управлени  преобразователей 4 и 5, инвертора 6, быстродействующих выключателей 13 и 18 и отделителей 14, 16, 19 и 11 нагрузки. Если, например, произошло короткое замыкание между контактным проводом 17 и рельсами 26, питание места короткого замыкани  осуществл етс  от трех источников: от выпр мител  5 по цепи 5-16-17-26-8-5 и от соседних подстанций: слева через выключатели 23 левого поста 22 секционировани  и справа через выключатели 23 правого поста , контактный провод 20, четвертый отделитель 19, второй быстродействующий выключатель 18, второй отделитель 16. Гашение тока преобразовател  5 происходит за счет перевода его в инверторный режим. Ускорение гашени  тока достигаетс  шунтированием реактора 8 разр дным устройством 10.

Гашение составл ющих тока короткого замыкани  от соседних подстанций осуществл етс : слева выключением соответствующих выключатетей 23 и справа выключением второго быстродействующего выключател  18. Если короткое замыкание ликвидировалось до автоматического повторного включени  (АПВ) преобразовател  5, то после АПВ последнего происходит АПВ выключателей 23 и второго быстродействующего выключател  18, после чего устройство продолжает работать в нормальном режиме. Если же после серии АПВ преобрат зовател  5 не произошло ликвидации короткого замыкани , то при выключенном преобразователе 5 и отключенных выключател х 23 и втором быстродействующем выключателе 18 происходит выключение второго отделител  16, после чего включаетс  второй быстродействующий выключатель 18 и преобразователь 5. Поврежденный контактный провод 17 оказываетс  обесточенным до устранени  повреждени , а остальна  часть устройства работает в нормальном режиме. Аналогично осуществл етс  защита от сверхпотоков при коротком замыкании или перегрузках на других участках т говой сети. При опрокидывании инвертора происходит выключение третьего быстродействующего выключател  21, при этом дл  ускорени  гашени  аварийного тока реактор 7 шунтируетс  разр дным устройством 9.

Указанный алгоритм работы устройства в аварийном режиме может быть реализован и системой управлени  подстанцией 1, показанной на фиг. 2. Работа системы управлени  в режиме короткого замыкани  на фидерной зоне с контактным проводом 15 осуществл етс  следующим образом.

В момент ti ток через отделитель 14 превышает уставку защиты, т. е. сигнал с датчика 27 тока превышает порог срабатывани  порогового элемента 28, на его выходе по вл етс  сигнал, привод щий в действие преобразователь 4 и выключатель 13. Преобразователь 4 переходит в инвер- торный режим сдвигом импульсов управлени  в сторону отставани  на 110-140° и его ток падает до нул . Выключатель 13 разрывает свои контакты, а ток через отделитель 14 падает до нул . После срабатывани  порогового элемента 28 сигнал с его выхода через нормально замкнутый контакт ключа 29 поступает на вход счетчика 30 и вход линии 31 задержки.

По прошествии времени Дтз на выходе линии 31 задержки по вл етс  сигнал повторного включени  преобразовател  4 и выключател  13, Если короткое замыкание на контактном проводе 15 сохранилось, то произойдет повторное отключение преобразовател  4 и выключател  13 так же, как и при по влении короткого замыкани . Количество повторных включений определ етс  счетчиком 30. Допустим, как это показано на фиг. 3, сигнал на выходе счетчика 30 по вл етс  после второго импульса, поступившего на его вход. С выхода счетчика 30 сигнал поступает на управл ющий вход ключа 29 и размыкает его, запреща  тем самым дальнейшие повторные включени  преобразовател  4 и выключател  13. Этот же сигнал поступает на один из входов элемента И 34, а на второй его вход сигнал поступает с повторител  32 после отключени  выключател  13.

В результате на выходе элемента И 34 по вл етс  сигнал, который приводит в действие отделитель 14, после размыкани  которого его повторитель 35 выдает сигнал на один из входов элемента И 36, на второй вход которого уже подан сигнал с выхода элемента И 34. В результате на выходе элемента И 36 по вл етс  сигнал, привод щий к включению преобразовател  4 через его систему импульсно-фазового управлени . Поврежденный участок с контактным проводом 15 остаетс  обесточенным до устранени  на нем аварии. Подача напр жени  на контактный провод 15 выполн етс  оператором через блок 45 оперативного управлени . При этом дл  введени  системы автоматического повторного включени 

оператор подает сигнал Сброс на счетчики 30 и 40,

Система управлени  дл  выключател  18, отделител  19 и преобразовател  5 выполнена таким же образом. Дл  отделител  11 (16) в комплекте с выключателем 13 (18) и преобразователем 5 (4) система управлени  аналогична. Отличие состоит в том, что в нее введен повторитель 33 выключенного состо0  ни  преобразовател  4 (5), выход которого св зан с третьим входом элемента И 42, за счет чего отключение отделител  11 (происходит только при выключенном преобразователе 4 (5), что при отключенном

5 выключателе 13 (18) обеспечивает отсутствие тока через контакт отделител  11 (16) при его размыкании.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0 1. Устройство дл  электроснабжени  электрифицированного транспорта, содержащее две группы путей, первый трансформатор с повышенным уровнем напр жени , второй трансформа5 тор с пониженным уровнем напр жени , первый и второй преобразователи, подключенные соответственно к первому и второму трансформаторам со стороны переменного тока, катодный вывод первого преобразова0 тел  св зан через коммутационные аппараты с контактными проводами левой и правой фидерных зон первой группы путей, катодный вывод второго преобразовател  через другие коммутационные аппараты

   5 св зан с контактными проводами левой и правой фидерных зон второй группы путей, св занными с анодами первых диодных блоков , катоды которых св заны с контактными проводами первой группы путей, анодные

   0 выводы преобразователей подключены через реактор к рельсовой цепи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, катодный вывод первого преобразовател  присоединен к контактным

   5 проводам правой фидерной зоны первой группы путей через первый отделитель нагрузки и к контактным проводам левой фидерной зоны первой группы путей через последовательно соединенные первый

   0 быстродействующий выключатель и второй отделитель нагрузки, катодный вывод второго преобразовател  присоединен к контактным проводам левой фидерной зоны второй группы путей через третий отдели5 тель нагрузки и к контактным проводам правой фидерной зоны второй группы путей через последовательно соединенные второй быстродействующий выключатель и четвертый отделитель нагрузки, при этом

   преобразователи выполнены на управл емых вентил х.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающее- с   тем, что, с целью улучшени  условий приема энергии рекуперации, оно снабжено инвертором, его входные выводы подключены к,входным выводам первого

   преобразовател , анодный вывод инвертора через третий быстродействующий выключатель соединен с одним из выводов второго быстродействующего выключател , а катодный вывод инвертора через параллельно соединенные реактор и двунаправленное разр дное устройство соединен с анодными выводами преобразователей.

   Ц

   Фиг I