Система электроснабжения железных дорог постоянного тока

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Полезная модель относится к электрификации железных дорог.
Известна система электроснабжения железных дорог постоянного тока, содержащая контактную подвеску постоянного тока и распределительную сеть трехфазного тока, питаемую от шин переменного тока тяговых подстанций, контактная подвеска и распределительная сеть соединены между собой параллельно через трехфазные дроссели с нулевыми выводами (авторское свидетельство СССР № 366995, В60МЗ/02, H02J3/02, бюл. №8, 23.01.1973).
Однако данная система электроснабжения железных дорог постоянного тока обладает низкой надежностью, т.к. требует симметричного расположения фаз трехфазного переменного тока 10,5 кВ, т.к. напряжение нулевого вывода будет не равно нулю.
Наиболее близким аналогом полезной модели является система электроснабжения железных дорог постоянного тока, содержащая основной и вольтодобавочный выпрямительные агрегаты, провод повышенного напряжения постоянного тока, контактную сеть, ходовой рельс и импульсный преобразователь (авторское свидетельство СССР № 488736, В60МЗ/00, бюл. №39, 25.10.1975).
Illll
7 г 9 ч
о о ,3 1 ,г
ш дополнительному проводу в межподстанционную зону устанавливаются
вольтодобавочные управляемые выпрямительные преобразователи. В качестве преобразовательного пункта связывающего провод повышенного напряжения с контактной сетью используется импульсный преобразователь.
Недостатком такой схемы является отсутствие гальванической развязки между продольной линией 6,6 кВ и тяговой сетью 3,3 кВ. В случае пробоя главного тиристора импульсного преобразователя напряжение продольной линии попадает в тяговую сеть, что приводит к возникновению аварийного режима.
Задача полезной модели - повысить надежность системы электроснабжения железных дорог постоянного тока и повысить качество выходного напряжения за счет обеспечения гальванической развязки между тяговой сетью и продольной линией.
Технический результат достигается тем, что в системе электроснабжения железных дорог постоянного тока, содержащей основной и вольтодобавочный выпрямительные агрегаты, провод повышенного напряжения постоянного тока, контактную сеть, ходовой рельс, преобразователь, причем входы основного и вольтодобавочного выпрямительных агрегатов подключены к щинам питающей сети переменного тока, выходы основного выпрямительного агрегата подключены к контактной сети и к ходовому рельсу, первый выход вольтодобавочного выпрямительного агрегата и вход преобразователя подключены к проводу повышенного напряжения, первый выход преобразователя подключен к
2 контактной сети, а второй выход преобразователя и второй выход
вольтодобавочного выпрямительного агрегата подключены к ходовому рельсу, причем преобразователь содержит автономный инвертор, вход которого является входом преобразователя, первый выход автономного инвертора подключен через трехфазный трансформатор к входу управляемого выпрямителя, первый выход которого является первым выходом преобразователя, а второй выход управляемого выпрямителя подключен ко второму выходу автономного инвертора и является вторым выходом преобразователя.
На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.
Система электроснабжения содержит вольтодобавочный выпрямительный агрегат 1, провод повышенного напряжения 2, контактную сеть 3, преобразователь 4, ходовой рельс 5, нагрузку (электровоз) 6, основной выпрямительный агрегат 7, входы основного 7 и вольтодобавочного 1 выпрямительных агрегатов подключены к шинам питаюш;ей сети переменного тока, выходы основного 7 выпрямительного агрегата подключены к контактной сети 3 и к ходовому рельсу 5, выходы вольтодобавочного 1 выпрямительного агрегата подключены к ходовому рельсу 5 и к проводу повышенного напряжения 2, к которому подключен вход преобразователя 4, который содержит автономный инвертор 8 (Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб, для вузов ж,-д, трансп,М,:Транспорт, 2001 г,- с,404), вход которого является входом преобразователя 4, а выход автономного генератора 8 через трехфазный трансформатор 9
ио
3 подключен к входу управляемого выпрямителя 10 (Бурков А.Т. Электронная
техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп.-М.гТранспорт, 2001г.- С.291), первый выход которого является первым выходом преобразователя 4 и подключен к контактной сети 3, а второй выход является вторым выходом преобразователя 4 и подключен ко второму выходу автономного инвертора 8. В зависимости от грузонапряженности продольная линия и оборудование могут быть выполнены на напряжение 12 или 24 кВ.
Система электроснабжения работает следующим образом: питание нагрузки 6 в тяговом режиме осуществляется по контактной сети 3, ходовому рельсу 5 и по проводу повышенного напряжения 2 через преобразователь 4. Изменением угла управления тиристоров управляемого выпрямителя 10 можно обеспечить стабильное напряжение в контактной сети 3 в местах подключения преобразователя 4. При этом в работе может участвовать преобразователь 4, ближайший к нагрузке 6. В зависимости от грузонапряженности продольная линия и оборудование могут быть выполнены на напряжение 12 или 24 кВ.
В случае инверторного режима преобразователя 4 избыточная энергия рекуперации может передаваться по проводу повышенного напряжения 2 и по контактной сети 3 основному преобразовательному агрегату 7 тяговой подстанции или преобразователям 4, находящимся на соседней межподстанционной зоне, для потребления ее поездами. При этом в инверторный режим переводится преобразователь 4, ближайший к рекуперативному электровозу 6. При пропуске скоростных и тяжеловесных поездов, а также при
пакетном графике движения на железных дорогах постоянного тока наблюдается снижение уровня напряжения на токоприемнике подвижного состава, что приводит к уменьшению скорости движения поездов и увеличению потерь энергии в устройствах электроснабжения.
Данная система электроснабжения позволяет реализовать требуемую скорость движения, снизить потери энергии и повысить безопасность эксплуатации системы электроснабжения постоянного тока.
)
5