СХЕМА ПИТАНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к регулированию напряжения и может найти применение в устройствах для питания железных дорог постоянного тока.
Известна схема питания железных дорог постоянного тока, содержащая тяговую подстанцию, включающую головной понизительный трансформатор, высоковольтная обмотка которого подключена к высоковольтной питающей сети, низковольтная обмотка головного понизительного трансформатора подключена к распределительному устройству, преобразовательный трансформатор, выпрямительный блок, соединенный с контактной сетью и тяговым рельсом, между которыми включена нагрузка - электровоз [Л.1].
Описанная в [Л.1] схема питания железных дорог постоянного тока характеризуется при увеличении токов нагрузки в контактной сети с введением скоростного и тяжеловесного движения поездов снижением напряжения в контактной сети до 2,7 кВ при номинальном напряжении 3,0 кВ и, следовательно, высокими потерями электрической энергии в контактной сети.
Полезной моделью решается задача создания схемы питания железных дорог постоянного тока, характеризующейся сниженными потерями электрической энергии в контактной сети за счет передачи электроэнергии к электровозу по линии с более высоким напряжением (10 кВ) и повышения напряжения в контактной сети с минимальных значений 2,4÷2,7 кВ до номинального 3 кВ (но не более максимально допустимого 3,8 кВ).
Для решения поставленной задачи в схеме питания железных дорог постоянного тока, содержащая тяговую подстанцию, включающую головной понизительный трансформатор, высоковольтная обмотка которого подключена к высоковольтной питающей сети, низковольтная обмотка головного понизительного трансформатора подключена к распределительному устройству, к которому подключен первый выпрямительный блок, соединенный с контактной сетью и тяговым рельсом, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести второй выпрямительный блок, вход которого подключить к линии электропередач, соединенной с распределительным устройством тяговой подстанции, а выходы второго выпрямительного блока подключить к входам введенного преобразователя постоянного тока, один из выходов которого подключить к контактной сети, а другой - к тяговому рельсу.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена электрическая принципиальная схема заявляемой схемы питания железных дорог постоянного тока.
Схема питания железных дорог постоянного тока содержит тяговую подстанцию 1, содержащую головной понизительный трансформатор 2, высоковольтная обмотка 3 головного понизительного трансформатора 2 подключена к высоковольтной питающей сети 4, а низковольтная обмотка 5 головного понизительного трансформатора 2 подключена к распределительному устройству 6.
Тяговая подстанция 1 содержит также преобразовательный трансформатор 7, высоковольтная обмотка 8 которого подключена к распределительному устройству 6, а низковольтная обмотка 9 преобразовательного трансформатора 7 подключена к первому выпрямительному блоку 10, выходы которого подключены к контактной сети 11 и к тяговому рельсу 12. Между контактной сетью 11 и тяговым рельсом 12 включена нагрузка - электровоз 13.
Схема питания железных дорог постоянного тока содержит также второй выпрямительный блок 14, вход которого подключен к линии электропередач 15, соединенной с распределительным устройством 6. Выход второго выпрямительного блока 14 подключен ко входу преобразователя напряжения постоянного тока 16. Первый из выходов преобразователя напряжения постоянного тока 16 подключен к контактной сети 11, а второй - к тяговому рельсу 12.
Схема питания железных дорог постоянного тока работает следующим образом.
Напряжение 110 или 220 кВ высоковольтной питающей сети 4 головным понизительным трансформатором 2 понижается до 10 или 35 кВ и подается в распределительное устройство 6, далее преобразовательным трансформатором 7 понижается и первым выпрямительным блоком 10 преобразуется в напряжение 3,3 кВ постоянного тока и подается в контактную сеть 11 и на тяговый рельс 12.
Напряжение на электровозе 13, находящееся между контактной сетью 11 и тяговым рельсом 12, вдали от тяговой подстанции 1, за счет потери напряжения в контактной сети 11 и тяговом рельсе 12 уменьшается и может достигнуть значения менее допустимого минимального.
Для повышения напряжения на электровозе 13, находящемся вдали от тяговой подстанции 1, закрывается от распределительного устройства 6 по линии электропередач 15, напряжение 10 или 35 кВ подается ко второму выпрямительному блоку 14, выпрямляется в напряжение постоянного тока и далее преобразователем напряжения постоянного тока 16 преобразуется в напряжение постоянного тока.
Реализация заявляемого технического решения обеспечит снижение потерь электроэнергии в контактной сети благодаря повышению напряжения в контактной сети с минимально допустимого 2,7 кВ до номинального 3
кВ. за счет передачи электроэнергии к электровозу по линии высокого напряжения (10 кВ).
В соответствии с заявляемым решением разработана техническая документация. Изготовлен и испытан опытный образец схемы питания железных дорог постоянного тока. Результаты испытаний подтвердили работоспособность устройства и широкие возможности его практического применения в будущем. В настоящее время осуществляются работы по изготовлению промышленного образца схемы питания железных дорог постоянного тока.
Литература:
1. Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог.// Дворовчикова Т.В., Зимакова А.Н., Изд-во «Транспорт», Москва, 1989 г., рис.3, с.18.