устройство для обеспечения параллельной работы тяговых подстанций по тяговой сети 27,5 кв, 50 гц с существующими и симметрирующими трансформаторами

Формула изобретения

Устройство для обеспечения параллельной работы тяговой подстанции с установленным на ней основным трансформатором и тяговой подстанции с установленным на ней симметрирующим трансформатором, состоящее из приставки, имеющей двухфазную первичную обмотку, фазы В и С которой соединены между собой в открытый треугольник узлом, который соединен с концом фазы В вторичной обмотки основного трансформатора, один вывод двухфазной первичной обмотки одновременно соединен с концом фазы А, началом фазы В вторичной обмотки основного трансформатора и началом фазы С вторичной обмотки приставки, соединенной в неполную звезду концами лучей фаз В и С, другой вывод двухфазной первичной обмотки приставки соединен одновременно с началом вторичной обмотки фазы А и с концом фазы С основного трансформатора, при этом концы фаз В и С вторичной обмотки приставки соединены в общий узел, а начало ее фазы В - к контактной сети межподстанционной зоны, обеспечивая поворот на 15° вектора напряжения вторичной обмотки основного трансформатора.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к системам электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц, и может быть применено для обеспечения параллельной работы тяговых подстанций по тяговой сети на общей межподстанционной зоне, когда одна тяговая подстанция, питающая эту зону с одной стороны, оснащена симметрирующим трансформатором, а другая тяговая подстанция, питающая эту зону с другой стороны, оснащена существующим трансформатором с соединением обмоток звезда/треугольник [1].

Вектор напряжения, подаваемого от симметрирующего трансформатора [2] на межподстанционную зону, смещен на 15° по отношению к вектору напряжения, подаваемого на эту зону от смежной тяговой подстанции, оснащенной существующим трансформатором, и для сохранения параллельной работы этих двух подстанций на общей межподстанционной зоне необходимо подключение к существующему трансформатору специального устройства, смещающего вектор напряжения, подаваемого на межподстанционную зону от существующего трансформатора, на 15°.

Известно устройство для придания симметрирующего эффекта существующему тяговому трансформатору со схемой звезда/треугольник [3].

Устройство [3] наиболее близко к предлагаемому и принято в качестве прототипа.

Устройство [3] представляет собой приставку в виде трансформатора, в котором первичная обмотка соединяется по схеме открытого треугольника и получает питание от тяговой обмотки существующего трансформатора тяговой подстанции, соединенной со стороны тяги в треугольник. Вторичная обмотка этой приставки выполняется по схеме неполной звезды и имеет напряжения лучей звезды, равные по модулю Один вывод неполной звезды присоединяется к рельсу, а второй - к тяговой сети первого плеча. В результате между напряжением фазы обмотки тягового трансформатора, которая также присоединяется одним выводом к рельсам, а вторым - к тяговой сети второго плеча, и напряжением, подаваемым на первую зону от неполной звезды, образуется угол 90°, что обеспечивает трансформатору с приставкой симметрирующий эффект.

В результате реализации устройства [3] мощность приставки составит (I_пл - ток плеча питания тяговой нагрузки): 2×15,88×I_ПЛ=31,75×I _ПЛ и равняется 54,74% мощности основного трансформатора ({[31,75×I_ПЛ]/[2×27,5 I_ПЛ]}×100%=54,74%).

При этом вектор напряжения плеча, формируемого обмоткой, соединенной в неполную звезду, поворачивается на 30°.

Сущность предлагаемого устройства состоит в том, что для соблюдения параллельной работы симметрирующего и существующего тяговых трансформаторов на общей межподстанционной зоне достаточно вектор напряжения существующего трансформатора, подаваемый на общую зону, повернуть на 15°. При этом потребуется приставка мощностью в 3,73 раза меньше, чем в устройстве [2].

На чертеже (а) показана схема предлагаемого устройства в сочетании с существующим трансформатором, когда последний подает на зоны слева и справа напряжения Соединения существующего трансформатора тяговой подстанции на чертеже (а) показаны штриховыми линиями, а соединения обмоток приставки предлагаемого устройства - сплошными линиями.

Первичная обмотка приставки предлагаемого устройства является двухфазной, и обмотки фаз 1 и 2 соединены между собой узлами 3 и 4 в открытый треугольник, а выводы 5 и 6 подаются на крышку бака устройства, причем вывод 3 приставки соединяется с концом фазы (b) вторичной обмотки существующего трансформатора, вывод 5 одновременно соединяется с концом фазы (а) или, что то же самое, с началом фазы (b) вторичной обмотки существующего трансформатора и началом 7 фазы (с) вторичной обмотки приставки.

Вывод 6 приставки соединяется с началом вторичной обмотки фазы (а) или, что то же самое, с концом фазы (с) существующего трансформатора.

Концы 8 и 9 фаз (b) и (с) вторичной обмотки приставки соединяются в общий узел, а начало 10 фазы (b) ее вторичной обмотки выводится также на крышку бака устройства и оттуда - к контактной сети левого плеча.

Формирование напряжений приставки и смещение напряжения вторичной обмотки основного трансформатора с помощью этих напряжений на 15° с получением нового напряжения обеспечивающего возможность параллельной работы трансформаторов с симметрирующим эффектом и без этого эффекта на общую зону, иллюстрируется чертежом (б).

Применение предлагаемого устройства позволяет выполнить вторичную обмотку трансформатора с напряжениями лучей неполной звезды 4,25 кВ, а мощность приставки равна 2×4,25 I_ПЛ=8,50×I_ПЛ, что составляет всего {[8,50×I_ПЛ]/[2×27,5 I_ПЛ]}×100=15,50% от мощности существующего трансформатора.

Следовательно, мощность приставки предлагаемого способа по сравнению с мощностью прототипа снижается в 57,74/15,50=3,73 раза.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания

1. Марквардт К.Г. Энергоснабжение электрических железных дорог. - М.: Транспорт, 1965 г.

2. Василянский A.M., Мамошин P.P., Якимов Г.Б. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц. - М.: Транспорт, «Железные дороги мира» №8, 2002 г., с.40-46.

3. Бородулин Б.М., Соколов С.Д., Чернов Ю.М., Борц Ю.И., Щепкин В.А., А.С. 1583313, «Бюллетень по изобретениям» №29, 1990 г.