трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока

Формула изобретения

Трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к питающей сети, и вторичную обмотку, обмотки фаз которой соединены между собой и имеют три вывода, два из которых предназначены для подключения к контактной сети, а третий - к тяговому рельсу, вольтодобавочное устройство, имеющее первичную обмотку, подключенную своими концами к концам обмоток фазы «b» вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора, и вторичную обмотку, включенную между началом обмотки фазы «а» и первой секцией контактной сети, отличающийся тем, что вольтодобавочное устройство содержит дополнительную вторичную обмотку, включенную между концом фазы «с» и второй секцией контактной сети; при этом каждая из вторичных обмоток вольтодобавочного устройства снабжена устройством регулирования напряжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в трансформаторных агрегатах с регулированием напряжения, предназначенных для электрифицированных железных дорог переменного тока.

Известен трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к питающей сети, и вторичную обмотку, обмотки фаз которой соединены между собой и имеют выводы для подключения к контактной сети, вольтодобавочное устройство, имеющее первичную обмотку, подключенную своими концами к концам обмоток фазы «b» вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора, и вторичную обмотку, включенную между началами обмотки фазы «а» вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора и секцией контактной сети [1].

Наличие в описанном в [1] трансформаторном агрегате вольтодобавочного устройства позволит благодаря появлению дополнительной эдс несколько снизить величину уравнительного тока, однако полностью исключить уравнительный ток такое решение не обеспечивает. Причиной возникновения уравнительного тока является неравенство напряжений на тяговых шинах соседних подстанций по модулю и фазе. В свою очередь, неравенство напряжений обусловлено: во-первых, наличием падения напряжения в линии электропередачи между соседними подстанциями, особенно при транзите мощности по этой линии; во-вторых, различным наклоном внешних характеристик соседних тяговых подстанций вследствие различной мощности тяговых трансформаторов и различных входных сопротивлений; в-третьих, неодинаковым влиянием тяговой нагрузки смежных фидерных зон, питаемых от общих трехфазных трансформаторов.

Изобретением решается задача создания трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог, характеризующегося возможностью обеспечения электрической энергией высокого качества, предусмотренного действующими нормативными документами, благодаря сведению к минимуму возникающего в тяговой сети уравнительного тока.

Для решения поставленной задачи в трансформаторном агрегате с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащем трехфазный тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к питающей сети, и вторичную обмотку, обмотки фаз которой соединены между собой и имеют три вывода, два из которых предназначены для подключения к контактной сети, а третий - к тяговому рельсу, вольтодобавочное устройство, имеющее первичную обмотку, подключенную своими концами к концам обмоток фазы «b» вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора, и вторичную обмотку, включенную между началом обмотки фазы «а» и первой секцией контактной сети, предложено, согласно настоящему изобретению, в вольтодобавочное устройство ввести дополнительную вторичную обмотку, включенную между концом фазы «с» и второй секцией контактной сети; при этом каждую из вторичных обмоток вольтодобавочного устройства снабдить устройством регулирования напряжения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена электрическая принципиальная схема заявляемого трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока.

Трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока содержит трехфазный тяговый трансформатор 1.

Первичная обмотка 2 трехфазного тягового трансформатора 1 соединена в звезду и предназначена для подключения к питающей сети 3.

Вторичная обмотка 4 имеет три фазы обмоток: 5, 6 и 7, соединенные между собой. Обмотки фаз 5, 6, 7 вторичной обмотки 4 имеют выводы: соответственно: обмотка 5 фазы «а» имеет начало 8 и конец 9, обмотка 6 фазы «b» имеет начало 10 и конец 11, обмотка 7 фазы «с» имеет начало 12 и конец 13. При этом начала 8 и 10 фаз «а» и «b» вторичной обмотки 4 предназначены для подключения к контактной сети, а начало 12 фазы «с» предназначено для подключения к тяговому рельсу 14.

Вольтодобавочное устройство 15 имеет первичную обмотку 16, подключенную своими выводами 17, 18 соответственно к концу 11 фазы «b» и началу 10 обмотки этой же фазы вторичной обмотки 4 трехфазного тягового трансформатора 1. Вторичная обмотка 19 вольтодобавочного устройства 15 включена между началом 8 фазы «а» и первой секцией контактной сети 20.

Дополнительная вторичная обмотка 21 вольтодобавочного устройства 15 включена между концом 13 фазы «с» и второй секцией контактной сети 22.

Каждая из вторичных обмоток вольтодобавочного устройства 15 имеет устройство регулирования напряжения: вторичная обмотка 19 имеет устройство регулирования напряжения 23, дополнительная вторичная обмотка 21 имеет устройство регулирования напряжения 24. Устройства регулирования напряжения 23 и 24 подключены к вторичным обмоткам, соответственно: 19 и 20, вольтодобавочного устройства 15 таким образом, чтобы обеспечить изменение чисел витков вторичных обмоток 19 и 21 вольтодобавочного устройства 15.

Трансформаторный агрегат работает следующим образом.

При подаче напряжения на первичную обмотку 2 трехфазного тягового трансформатора 1 в его вторичных обмотках 4 появляется эдс. эдс вторичной обмотки 6 трехфазного тягового трансформатора 1 подается на первичную обмотку 16 вольтодобавочного устройства 15. В результате этого на вторичных обмотках 19 и 21 вольтодобавочного устройства 15 появляется эдс, которая суммируется с эдс, соответственно, вторичной обмотки 5 трехфазного тягового трансформатора 1, эдс вторичной обмотки 19 вольтодобавочного устройства 15, эдс вторичной обмотки 7 трехфазного тягового трансформатора 1 и эдс вторичной обмотки 21 вольтодобавочного устройства 15.

В результате в секциях контактной сети 20 и 22 подается эдс, равная сумме двух эдс. Кроме того, вторичные обмотки 19 и 21 вольтодобавочного устройства 15 имеют устройства регулирования напряжения, соответственно 23 и 24, позволяющие регулировать напряжения в секциях контактной сети, соответственно 20 и 22.

Наличие у вольтодобавочного устройства 15 дополнительной вторичной обмотки 21, включенной между концом фазы «с» и второй секцией контактной сети, а также снабжение каждой из вторичных обмоток вольтодобавочного устройства устройством регулирования напряжения позволит снизить до минимума уравнительные токи в тяговой сети, повысить и регулировать напряжение в тяговой сети и, таким образом, повысить качество электрической энергии, предназначенной для питания электроподвижного состава.

В соответствии с заявляемым решением в ООО НПП «Электромаш» 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.

Литература

1. С.П.Власов, В.А.Мамсуров. Ограничение уравнительных токов в тяговых сетях переменного тока 25 кВ с помощью вольтодобавочных устройств. // Вестник ВНИИЖТа, 1988 г., №8, с.32÷36.