трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока
Классы МПК: | H01F30/14 приспособленные для изменения числа фаз |
Автор(ы): | Мамошин Р.Р., Василянский А.М. |
Патентообладатель(и): | Московский государственный университет путей сообщения |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-09-26 публикация патента:
20.02.2004 |
Изобретение относится к системам электроснабжения железных дорог на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц и может быть использовано для поперечного симметрирования тяговых нагрузок на тяговых подстанциях. Технический результат заключается в минимальном расходе меди, потерь энергии, снижении стоимости, уменьшении количества выводов на стороне тяги. Трансформатор содержит первичную обмотку, соединенную в "звезду". Вторичная обмотка содержит трехфазную обмотку, соединенную в "треугольник", и две обмотки, соединенные в неполную звезду. Каждая из которых одним выводом присоединена к одной из вершин указанной трехфазной обмотки. Третья ее вершина присоединена к рельсам. Вторые выводы обмоток, соединенных в неполную звезду, присоединены к контактным подвескам плеч тяговой подстанции так, что угол между напряжениями плеч тяговой подстанции равен 90o. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, содержащий первичную обмотку, соединенную в “звезду”, и вторичную обмотку, отличающийся тем, что вторичная обмотка содержит трехфазную соединенную в “треугольник” обмотку и две обмотки, соединенные в неполную звезду, каждая из которых одним выводом присоединена к одной из вершин указанной трехфазной обмотки, третья вершина которой присоединена к рельсам, а вторые выводы обмоток, соединенных в неполную звезду, присоединены к контактным подвескам плеч тяговой подстанции так, что угол между напряжениями плеч тяговой подстанции равен 90![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224006/176.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к системам электроснабжения железных дорог на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц, может быть использовано для поперечного симметрирования тяговых нагрузок на тяговых подстанциях и представляет собой специальный силовой понижающий трансформатор с симметрирующим эффектом. Известны специальные симметрирующие трансформаторы со сложными схемами соединения обмоток на стороне тяги и большим расходом меди /1, 2/. Недостатком этих трансформаторов является большой расход и плохое использование меди на стороне тяги, повышенные потери мощности в них. Наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в /2/. Оно и взято за прототип. Техническим результатом является уменьшение расхода меди трансформатора, потерь энергии, снижение его стоимости, минимальное количество выводов на стороне тяги. Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что на стороне тяги обмотки всех трех фаз, каждая напряжением 14,232 кВ, соединены в треугольник, а для получения напряжений плеч питания тяги 27,5 кВ и создания между ними сдвига в 90o к двум вершинам треугольника присоединяется к каждой по две обмотки, соединенные в неполную звезду. Напряжение каждого луча неполной звезды составляет 8,220 кВ. На фиг.1 показана схема соединения обмоток предлагаемого трансформатора, на фиг.2 - векторная диаграмма токов и напряжений. Трансформатор состоит из первичной обмотки 1, соединенной в звезду. Вторичная (тяговая) обмотка состоит из обмотки 2, соединенной треугольником с напряжением каждой фазы 14,232 кВ. К вершине 3 треугольника 2 присоединяются обмотки фаз 4 и 5, соединенные в неполную звезду 6. Обмотки этих фаз выполняются на напряжение 8,220 кВ. Вывод 7 этой неполной звезды 6 присоединяется к контактным подвескам левого плеча тяговой подстанции. Вершина 8 треугольника 2 присоединяется к рельсам, а напряжение между узлами 7 и 8 составляет 27,5 кВ. К вершине 9 треугольника присоединяются обмотки фаз 10 и 11, соединенные в неполную звезду 12. Обмотки фаз 10 и 11 выполняются на напряжение 8,220 кВ, а вывод 13 обмотки 11 присоединяется к контактным подвескам правого плеча тяговой подстанции. Напряжение между выводами 13 и 8 является напряжением правого плеча тяговой подстанции, оно равно 27,5 кВ, а угол между напряжениями левого и правого плеч тяговой подстанции равен 90o, что обеспечивает этому трансформатору симметрирующий эффект. На фиг.2 изображена векторная диаграмма токов и напряжений этого симметрирующего трансформатора со стороны тяги. Центральная обмотка на стороне тяги, соединенная треугольником, образует между узлами 9-3, 8-9 и 3-8 напряжения![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-2t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-3t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-4t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-5t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-6t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-7t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224214/981.gif)
К узлу 9 присоединяется луч второй неполной звезды 10, вектор напряжения которого равен
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-8t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-9t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-10t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-11t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-12t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224214/981.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-13t.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224214/981.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224214/981.gif)
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-14t.gif)
Sт.прот=86,75
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224006/8226.gif)
Sт.предл.=64,691
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224006/8226.gif)
Осюда
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224316/2224316-15t.gif)
расход меди на стороне тяги у предлагаемого трансформатора снижается на 34,1%. При одинаковой плотности тока в обмотках отношение потерь в меди прототипа к потерям меди в предлагаемом трансформаторе составляет 1,054, т.е. на 1,54% выше, чем у предлагаемого трансформатора. Выполнение трансформатора в варианте с питанием нагрузок ДПР мощность его обмоток на стороне тяги увеличивается до 72,91
![трансформатор с симметрирующим эффектом для тяговой подстанции переменного тока, патент № 2224316](/images/patents/244/2224006/8226.gif)
1. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. Москва, Транспорт, 1982, с.41, 42. 2. SU 1377930 A1, H 01 F 33/00, 1987 (прототип).
Класс H01F30/14 приспособленные для изменения числа фаз