УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ УСТАНОВКИ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НА ПОСТУ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к измерительной технике в области железнодорожного транспорта и предназначена для измерения напряжения на шине поста секционирования при отсутствии тяговой нагрузки на межподстанционной зоне.
Целью полезной модели является определение напряжения в точке подключения регулируемых установок поперечной компенсации реактивной мощности (РКУ) для выбора режима работы и повышения эффективности их работы.
Значение уровня напряжения при отсутствии нагрузки на межподстанционной зоне определяет режим РКУ, от которого зависит эффективность его работы. Уставка по напряжению определяет режим компенсации индуктивного и емкостного характера нагрузки. В зависимости от измеренного уровня напряжения рассчитывается генерируемый РКУ реактивный ток. С целью снижения потерь электроэнергии в тяговой сети уставка по напряжению в новых типах РКУ на постах секционирования (ПС) принимается равной значению напряжения при отсутствии тяговой нагрузки на межподстанционной зоне. В связи с изменением режимов работы системы внешнего электроснабжения, коэффициента трансформации силовых понижающих трансформаторов тяговых подстанций и других условий, приводящих к изменению уровня напряжения холостого хода на тяговых подстанциях, для повышения эффективности работы РКУ необходимо периодически обновлять значение уставки по напряжению.
Для реализации данной возможности предложено устройство измерения напряжения при отсутствии тяговой нагрузки на межподстанционной зоне.
Известно устройство измерения тока и напряжения в высоковольтной сети, содержащее первичные масштабные преобразователи тока и напряжения, аналого-цифровые преобразователи с оптическим выходом для сигналов измеренного тока и напряжения, световоды для передачи сигнала об измеренном токе и напряжении, приемное устройство, с оптическим выходом для сигнала тока аналого-цифрового преобразователя, подключенного на стороне высокого потенциала и получающего питание от быстронасыщающегося трансформатора тока, и аналого-цифрового преобразователя с оптическим выходом для сигнала напряжения на стороне низкого потенциала и питанием от внешнего источника питания [1]. Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности одновременного измерения нескольких значений токов на различных присоединениях и в режимах отсутствия нагрузки.
Наиболее близким к заявленному устройству является цифровой измеритель электрического тока [2]. Указанное устройство позволяет производить измерения электрического тока в цифровом виде на основе преобразования вращения подвижной катушки первичного преобразователя с дальнейшим его преобразованием в электрический сигнал с учетом его масштабирования и цифрового кодирования с желаемым техническим результатом, т.е. повышением точности измерения электрического тока. Недостатком устройства является отсутствие возможности измерения напряжения, автоматизации процесса измерения и необходимость привлечения оператора для проведения автоматизированных измерений.
Предлагаемое устройство позволяет выполнить измерение напряжения на посту секционирования при отсутствии тяговой нагрузки на межподстанционной зоне путем измерения напряжения в моменты отсутствия тяговой нагрузки на межподстанционной зоне.
Технический результат достигается за счет изменения уставки РКУ по напряжению в зависимости от измеренного значения напряжения при отсутствии тяговой нагрузки.
Заявленные результаты достигаются за счет использования устройства измерения напряжения холостого хода, содержащего для условий двухпутного участка четыре трансформатора тока, выходы масштабных усилителей которых соединены с двумя преобразователями ток-напряжение, соединенными с компараторами, сигналы с которых поступают на логический элемент «ИЛИ», соединенный с промежуточным реле, включенным между трансформатором напряжения и одним из измерительных концов измерителя напряжения.
Схема подключения устройства на посту секционирования на межподстанционной зоне двухпутного участка и структурная схема предлагаемого устройства приведены на фиг. 1 и фиг. 2 соответственно.
Устройство 1 (фиг. 1) подключено к органам устройства измерения напряжения (трансформаторы напряжения) 2, четырем трансформаторам тока 3 присоединений (выключатели Q1 - Q4, секционный выключатель Q5) поста секционирования ПС, подключенного к контактным подвескам 1-го и 2-го путей, секционируемых разъединителями QS1, QS2 и получающих питание от тяговых подстанций ТП-1 и ТП-2 от соответствующих присоединений (Q7 - Q9).
Выходы масштабных усилителей четырех трансформаторов тока ТА1 – ТА4 (фиг. 2) соединяются с двумя преобразователями ток-напряжение - 4 и 5, соединенными с компараторами 6 и 7 соответственно, сигналы с которых поступают на логический элемент «ИЛИ» 8, соединенный с промежуточным реле 9, подключенным к трансформатору напряжения 2 и измерителю напряжения 10.
1
2
3
4
С помощью попарно включенных по дифференциальной схеме вторичных обмоток трансформаторов тока ТА1, ТА2 и ТА3, ТА4 фидеров ПС (фиг. 2) разность токов I и I, I и I преобразуется в пропорциональные им значения постоянного напряжения при помощи измерительных преобразователей 4 и 5 соответственно. Компараторы 6 и 7 отслеживают уровни сигналов на выходах преобразователей 4 и 5. Если сигнал на выходе одного из преобразователей превышает уровень срабатывания компаратора, что свидетельствует о наличии тяговой нагрузки на МПЗ, то данный компаратор через логическую схему «ИЛИ» 8 подает напряжение на соленоид промежуточного реле 9, контакты которого размыкают цепь вторичной обмотки трансформатора напряжения 2, измеритель напряжения 10 не регистрирует нулевые значения.
Если сигналы на выходах двух преобразователей 4 и 5 будут ниже уровней срабатывания компараторов 6 и 7 соответственно, что свидетельствует об отсутствии тяговой нагрузки на МПЗ, на выходе логической схемы «ИЛИ» 8 отсутствует сигнал и напряжение на соленоид катушки промежуточного реле 9 подано не будет и его контакты находятся в нормально замкнутом состоянии. Измеритель напряжения 10 регистрирует напряжение при отсутствии тяговой нагрузки. Таким образом, при отсутствии нагрузки на межподстанционной зоне измерение напряжения прекращается, а при появлении нагрузки - возобновляется.
Предлагаемое устройство позволяет определять напряжение для выбора рабочей характеристик РКУ, устанавливаемых на постах секционирования системы тягового электроснабжения переменного тока. Использование устройства измерения напряжения на шине поста секционирования при отсутствии тяговой нагрузки на межподстанционной зоне позволяет снизить потери мощности в тяговой сети за счет корректировки уставки по напряжению и обеспечить сокращение времени на обработку данных измерений.
Библиографический список
1. Пат. 2419563 Российской Федерации, МПК G01R 19/25 (2006.01), G01R 15/00 (2006.01). Устройство измерения тока и напряжения в высоковольтной сети [Текст] / С.И. Марценюк, А.С. Медведев; Заявитель и патентообладатель ООО «Ай-Тор». - №2016118189/28; заявл. 10.05.2016; опубл. 10.11.2016 бюл. №31. - 4 с.: 2ил.
2. Пат. 2680988 Российской Федерации, МПК G01R 27/00 (2006.01), G01R 19/25 (2006.01). цифровой измеритель электрического тока [Текст] / Г.Н. Ахобадзе; Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук. - №2018106657; заявл. 22.02.2018; опубл. 22.02.2018 бюл. №7. - 4 с.: 1 ил.