СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
TRACTION POWER SUPPLY SYSTEM OF AC RAILWAYS

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроснабжению электрифицированных железных дорог, и может найти применение в системах тягового электроснабжения железных дорог переменного тока.
Известна система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, выполненная однофазной и содержащая контактную сеть, включающую контактный провод, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, соединенные с трехфазной линией электропередач, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с тяговыми электродвигателями, устройство токосъема, сообщающееся с контактным проводом [Л. 1].
Описанная в [Л. 1] система электроснабжения железных дорог переменного тока характеризуется повышенным удельным расходом электрической энергии на тягу электроподвижного состава, и, следовательно, относительно невысокой технико-экономической эффективностью тягового электроснабжения.
Изобретением решается задача создания системы электроснабжения железных дорог переменного тока, лишенной отмеченных выше недостатков и характеризующейся пониженным удельным расходом электрической энергии на тягу электроподвижного состава, и, следовательно, повышенной технико-экономической эффективностью тягового электроснабжения.
Для решения поставленной задачи систему тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, содержащую контактную сеть, включающую основной контактный провод, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с тяговыми электродвигателями, основное устройство токосъема, сообщающееся с основным контактным проводом, предложено, согласно настоящему изобретению, выполнить трехфазной и снабдить дополнительным контактным проводом, при этом провода двух фаз трехфазных трансформаторов тяговой подстанции подключить к основному и дополнительному контактным проводам контактной сети; ввести дополнительное устройство токосъема, идентичное основному устройству токосъема, сообщающееся с дополнительным контактным проводом; при этом основное и дополнительное устройства токосъема могут содержать блоки управления, обеспечивающие соединение и разъединение с контактными проводами.
Изобретение поясняется на примере выполнения чертежами, на которых представлены: на фиг. 1 - функциональная схема заявляемой системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока; на фиг. 2 - функциональная схема подключения тяговых электродвигателей и блока управления устройством токосъема.
Трехфазная система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока содержит контактную сеть 1, содержащую основной контактный провод 2 и дополнительный контактный провод 3.
Тяговые подстанции 4 содержат трехфазные трансформаторы 5, соединенные с трехфазной линией электропередач 6 и имеющие соответственно три фазы: 7, 8, 9.
Провода одной из фаз 9 трехфазного трансформатора 5 соединены с тяговым рельсом 10, а провода двух других фаз 7 и 8 трехфазного трансформатора 5 подключены соответственно к основному контактному проводу 2 и дополнительному контактному проводу 3 контактной сети 1.
Система электроснабжения содержит также электроподвижной состав 11 с тяговыми электродвигателями 12 (см. фиг. 2), а также основное устройство токосъема 13 и дополнительное устройство токосъема 14, идентичное основному устройству токосъема 13. При этом основное устройство токосъема 13 связано с основным контактным проводом 2, а дополнительное устройство токосъема 14 связано с дополнительным контактным проводом 3.
Основное устройство токосъема 13 и дополнительное устройство токосъема 14 содержат блоки управления 15, 16, обеспечивающие подключение этих устройств к контактным проводам 2 и 3 и соответственно, отключение от этих проводов.
Система электроснабжения железных дорог переменного тока работает следующим образом.
Трехфазное напряжение переменного тока к нагрузке - электроподвижному составу 11 с тяговыми электродвигателями 12 (см. фиг. 2) переменного тока подается от трехфазной линии электропередачи 6 через трехфазный трансформатор 5, одна фаза 7 трансформатора 5 подключена к основному контактному проводу 2, другая фаза 8 трансформатора 5 подключена к дополнительному контактному проводу 3, а третья фаза 9 трансформатора 5 подключена к тяговому рельсу 10.
В электроподвижном составе 11 трехфазное напряжение фаз 7, 8, 9 трансформатора 5 подается к тяговым трехфазным электродвигателям 12 (см. фиг. 2) через основное устройство токосъема 13 от основного контактного провода 2, через дополнительное устройство токосъема 14 от дополнительного контактного провода 3 и через металлические части электроподвижного состава от тягового рельса 10.
Пусковой, рабочий и тормозной режимы работы тяговых электродвигателей 12 (см. фиг. 2) электроподвижного состава 11 соответствуют аналогичным, известным из источников технической информации, режимам работы трехфазных электродвигателей переменного тока, при этом блоки управления 15, 16, расположенные в электроподвижном составе 11, удерживают основное устройство токосъема 13 и дополнительное устройство токосъема 14 подключенными, соответственно, к основному контактному проводу 2 и к дополнительному контактному проводу 3, обеспечивая трехфазный режим работы тяговых электродвигателей 12 электроподвижного состава 11.
Отключение осуществляют блоками управления 15, 16, расположенными в электроподвижном составе 11, одного основного устройства токосъема 13 или одного дополнительного устройства токосъема 14, необходимого во время эксплуатации системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока, например при пересечении основного контактного провода 2 и дополнительного контактного провода 3 одной контактной сети 1 с соответствующими контактными проводами: основным 2 и дополнительным 3 другой контактной сети 1, обеспечивая при этом неполнофазный (двухфазный) режим работы тяговых электродвигателей 12 (см. фиг. 2).
Отключение блоками управления 15, 16 в электроподвижном составе 11 основного устройства токосъема 13 и дополнительного устройства токосъема 14 вызвано и применяется различными условиями эксплуатации трехфазной системы тягового электроснабжения (например, ремонтом, техническим обслуживанием, стоянками и т.п.).
Выполнение системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока в соответствии с предлагаемым решением позволит снизить удельный расход электроэнергии на тягу электроподвижного состава, повысив тем самым технико-экономическую эффективность тягового электроснабжения.
В соответствии с заявляемым решением в ООО НПП «Электромаш» разработана техническая документация системы электроснабжения, изготовлен ее опытный образец.
Испытания опытного образца подтвердили его работоспособность и широкие возможности его практического применения в будущем.
Литература:
1. Марквардт К.Г. /Электроснабжение электрифицированных железных дорог/, Учебник для ВУЗов, Москва, Транспорт, 1982, с. 10.