ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ АГРЕГАТ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Полезная модель 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 трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную в звезду, и вторичную обмотку, соединенную в треугольник, две вершины которого подключены к контактной сети, а третья - к тяговому рельсу [Л.1].
Описанный в [Л.1] трансформаторный агрегат не обеспечивает заметного эффекта регулирования напряжения по всем трем фазам и характеризуется неравномерной нагрузкой трехфазной системы, образованной первичной и вторичной обмотками трехфазного трансформатора, а, следовательно, и нерациональным электроснабжением, повышенными капитальными затратами на производство и эксплуатацию трансформаторного агрегата с регулированием напряжения на участках железных дорог переменного тока, для питания которых и предназначен указанный трансформаторный агрегат.
Известен также трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную в треугольник,
и вторичную обмотку, соединенную в звезду, начала обмоток двух фаз вторичной обмотки подключены к контактной сети, а начало третьей фазы - к тяговому рельсу [Л.2].
Описанный в [Л.2] трансформаторный агрегат, также, как и трансформаторный агрегат по [Л.1] характеризуется неравномерной нагрузкой трехфазной системы, образованной первичной и вторичной обмотками трехфазного трансформатора, а, следовательно, и нерациональным электроснабжением, повышенными капитальными затратами на производство и эксплуатацию трансформаторного агрегата на участках железных дорог переменного тока, для питания которых и предназначен указанный трансформаторный агрегат.
Полезной моделью решается задача создания трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог, характеризующегося рациональностью электроснабжения благодаря усилению системы электроснабжения переменного тока при повышении напряжения в контактной сети переменного тока, снижении токов нагрузки и потерь электрической энергии в тяговой сети и улучшении симметрирования фазных токов питающей сети.
Для решения поставленной задачи в трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный трансформатор, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, концы обмоток двух фаз которой соединены между собой, образуя общую точку, а начала предназначены для подключения к контактной сети, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести два вольтодобавочных трансформатора, конец вторичной обмотки каждого из которых подключить к началу обмотки соответствующей фазы вторичной обмотки трехфазного трансформатора, начало каждой из вторичных обмоток вольтодобавочных
трансформаторов подключить к соответствующей секции контактной сети, а общую точку соединения концов обмоток двух фаз вторичной обмотки подключить к тяговому рельсу; при этом трансформаторный агрегат может содержать, по крайней мере, одно устройство регулирования напряжения вторичных обмоток вольтодобавочных трансформаторов.
Полезная модель 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 трансформатор 1.
Первичная обмотка 2 трехфазного трансформатора 1 соединена в звезду.
Вторичная обмотка 3 имеет две фазы: 4 и 5 с концами 6 и 7 и началами 8 и 9 соответственно: т.е. фаза 4 имеет конец 6 и начало 8, а фаза 5 - конец 7 и начало 9.
Конец 6 фазы 4 вторичной обмотки 3 соединен с концом 7 фазы 5 вторичной обмотки 3, образуя общую точку 10, подключенную к тяговому рельсу 11.
Трансформаторный агрегат содержит два вольтодобавочных трансформатора 12 и 13, имеющих вторичные обмотки, соответственно: вольтодобавочный трансформатор 12 - вторичную обмотку 14, вольтодобавочный трансформатор 13 - вторичную обмотку 15. Вторичные обмотки 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 соответственно имеют начала и концы: вторичная обмотка 14 имеет начало 16 и конец 17, вторичная обмотка 15 имеет начало 18 и конец 19.
Концы 17 и 19 вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 подключены к началам 8 и 9 соответствующих фаз 4 и 5 вторичной обмотки 3 трехфазного трансформатора 1. В частности, конец 17 вторичной обмотки 14 вольтодобавочного трансформатора 12 подключен к началу 8 обмотки фазы 4 вторичной обмотки 3 трехфазного трансформатора 1; конец 19 вторичной обмотки 15 вольтодобавочного трансформатора 13 подключен к началу 9 обмотки фазы 5 вторичной обмотки 3 трехфазного трансформатора 1.
Начала 16 и 18 вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 подключены к соответствующей секции контактной сети. В частности, начало 16 вторичной обмотки 14 вольтодобавочного трансформатора 12 подключено к секции 20 контактной сети; начало 18 вторичной обмотки 15 вольтодобавочного трансформатора 13 подключено к секции 21 контактной сети.
Устройства 22 и 23 регулирования напряжения вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 включены таким образом, чтобы обеспечить изменение чисел витков вторичных обмоток этих трансформаторов.
Введение в трансформаторный агрегат двух вольтодобавочных трансформаторов с подключением их к вторичным обмоткам трехфазного трансформатора, как указывалось выше, позволит обеспечить регулирование напряжения и улучшение симметрирования фазных токов питающей сети.
Повышение напряжения на 20÷25% в случае равенства получаемой из системы мощности приведет к уменьшению тока на 20÷22%. Снижение в контактной сети значения тока приведет, в свою очередь, к снижению в ней потерь электрической энергии. Кроме того, исключение
вторичной обмотки позволит существенно снизить затраты на производство трансформаторного агрегата и его эксплуатацию. Таким образом, заявляемое решение обеспечит:
- повышение напряжения в контактной сети;
- снижение токов нагрузки и потерь электрической энергии в тяговой сети при постоянстве потребляемой мощности;
- улучшение симметрирования фазных токов.
В соответствии с заявляемым решением 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. К.Т.Марквардт. Электроснабжение электрифицированных железных дорог, Москва, «Транспорт», 1982 г., с.с.25÷29; 245÷248.
2. А.С.Аватков. Электрификация железных дорог на однофазном токе промышленной частоты, Москва, Трансжелдориздат, 1958 г., с.218, рис.202.