[go: up one dir, main page]

RU2658675C1 - Method and three-wire dc power supply system (options) - Google Patents

Method and three-wire dc power supply system (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2658675C1
RU2658675C1 RU2016152285A RU2016152285A RU2658675C1 RU 2658675 C1 RU2658675 C1 RU 2658675C1 RU 2016152285 A RU2016152285 A RU 2016152285A RU 2016152285 A RU2016152285 A RU 2016152285A RU 2658675 C1 RU2658675 C1 RU 2658675C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
common
polarity
voltage
common line
Prior art date
Application number
RU2016152285A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Леонидович Беньяш
Original Assignee
Юрий Леонидович Беньяш
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Леонидович Беньяш filed Critical Юрий Леонидович Беньяш
Priority to RU2016152285A priority Critical patent/RU2658675C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2658675C1 publication Critical patent/RU2658675C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H02J1/08Three-wire systems; Systems having more than three wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to three-wire systems for the supply of DC power networks. In the three-wire DC power supply system, the first and second DC power sources located at station (1), set of three lines, common line (7) is connected to the common output of both sources of DC voltage at the station, wherein this output is obtained by combining one pair of outputs with opposite polarities of the output voltage. Non-ordinary line (6) is connected to an unused output of the first constant voltage source. Power line (8) is connected to the device and connected to a separate output of the second constant voltage source. In addition, polarity converters (4.1) and (4.2) have been added. Above polarity converters are connected to common line (7) and supply line (8) in accordance with their polarities. Outputs of the polarity converter are connected to the common and non-common lines according to their polarities. In the common line, the currents are compensated from the non-common and supply lines. DC loads (11) can be connected to the power supply system via the group line directly, AC loads can be connected via inverter (12).
EFFECT: group line allows you to connect loads that are located off the main lines of the power supply system.
23 cl, 27 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится, в общем, к системам электроснабжения постоянного тока, стационарных и подвижных, преимущественно распределенных вдоль линий электроснабжения, предназначенных, в частности, для освещения автодорог, тягового электроснабжения.The invention relates, in General, to DC power supply systems, stationary and mobile, mainly distributed along power supply lines, designed, in particular, for lighting roads, traction power supply.

Уровень техникиState of the art

Известные способы электроснабжения и системы их реализующие, заключаются в том, что они передает энергию от источников напряжения на опорной станции через электрические линии на нагрузку. Вдоль этих линий распределены нагрузки, в виде стационарных электроприемников, например осветительных, промышленных. Эти системы выполнены на переменном токе, как наиболее универсальном виде тока. Их недостатком является наличие индуктивной составляющей тока самой линии, которая ограничивает токовую нагрузку на линию и возможную длину линии, часто требуя устройств компенсации реактивной мощности. С ростом токовых нагрузок появляются ограничения в передаче энергии.Known methods of power supply and their implementing systems are that they transfer energy from voltage sources to a reference station through electric lines to a load. Along these lines, loads are distributed in the form of stationary power consumers, for example, lighting, industrial. These systems are made on alternating current, as the most universal form of current. Their disadvantage is the presence of the inductive component of the current of the line itself, which limits the current load on the line and the possible length of the line, often requiring reactive power compensation devices. With the growth of current loads, there are limitations in the transfer of energy.

Известны способы электроснабжения постоянного тока для дальних линий электропередач и для транспортных нагрузок. У этих систем нет индуктивной составляющей тока в стационарных режимах и поэтому нет недостатков, характерных для линий электропередач переменного тока.Known methods of DC power supply for long-distance power lines and for transport loads. These systems do not have an inductive component of current in stationary modes and therefore there are no drawbacks characteristic of AC power lines.

Известен способ двухпроводной системы электроснабжения постоянного тока для электротранспорта (В.В. Шевченко, Н.В. Арзамасцев, С.С. Бодрухина «Электроснабжение наземного городского электрического транспорта» Москва "Транспорт" 1987, с. 10 рис. 1.2б), состоящий в том, что нагрузки питают через контактные линии обоих путей, причем эти линии периодически соединяют перемычками, то есть контактные линии обоих путей включают параллельно. При неравномерном движении на обоих путях это дает эффект уменьшения падения напряжения и потерь энергии в контактных линиях, при равномерной нагрузке этого эффекта нет. Кроме того, этот способ не влияет на токи в рельсовой цепи.A known method of a two-wire DC power supply system for electric transport (VV Shevchenko, NV Arzamastsev, SS Bodrukhina "Power supply of urban terrestrial electric transport" Moscow "Transport" 1987, p. 10 Fig. 1.2b), consisting in that the loads are fed through the contact lines of both paths, and these lines are periodically connected by jumpers, that is, the contact lines of both paths are connected in parallel. With uneven movement on both paths, this gives the effect of reducing the voltage drop and energy loss in the contact lines, with a uniform load this effect is not. In addition, this method does not affect currents in the rail circuit.

Дальние линии электропередач постоянного тока бывают двухпроводными и трехпроводными. В трехпроводной линии используются одна линия с положительным напряжением относительно общей линии, другая линия с отрицательным напряжением относительно общей линии. Общую линию часто образуют соединением с землей общих выводов источников постоянного напряжения обоих знаков. Напряжения источников постоянного напряжения равны по модулю. Такие линии называют также биполярными. Эти линии электропередач обладают большей пропускной способностью, чем двухпроводные линии. На начальной станции биполярных линий имеются источники постоянного напряжения обоих знаков, к которым подключают одну и другую линии. На конечной станции биполярных линий имеются два преобразователя постоянного тока в вид тока, удобный для дальнейшего использования, каждый для своей полярности напряжения (http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78 рис. 11.5б) При несимметрии нагрузок биполярных линий возникают блуждающие токи, с известными последствиями для токопроводящих конструкций в земле в виде коррозии. Отдаленные экологические последствия протекания больших токов в земле на тысячи километров не исследованы.Long-distance DC power lines are two-wire and three-wire. A three-wire line uses one line with a positive voltage relative to the common line, another line with a negative voltage relative to the common line. The common line is often formed by connecting to the ground the common conclusions of the sources of constant voltage of both signs. The voltages of the DC voltage sources are equal in magnitude. Such lines are also called bipolar. These power lines have more bandwidth than two-wire lines. At the initial station of the bipolar lines there are sources of constant voltage of both signs, to which one and the other line is connected. At the end station of the bipolar lines, there are two DC-to-DC converters that are convenient for further use, each for its own voltage polarity (http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78 Fig. 11.5b) With unbalanced loads bipolar lines cause stray currents, with known consequences for conductive structures in the ground in the form of corrosion. The long-term ecological consequences of the flow of large currents in the earth for thousands of kilometers have not been investigated.

В биполярных линиях электропередач возможен промежуточный отбор мощности. Для этого используют параллельное включение промежуточных подстанций к обоим линиям с противоположным напряжениям. Обязательным требованием является симметричная нагрузка в конце линии. (http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78, рис. 11.6). Такое подключение промежуточной подстанции обеспечивает симметричность нагрузок обоих биполярных линий, в этом случае отсутствует ток в общей линии, т.е. в земле. Подключение промежуточных подстанций широкого распространения не получило. Недостатком их является обязательность симметрии нагрузок по линиям, а также подключение нагрузок на полное напряжение между обеими линиями, которое вдвое больше, чем напряжение одной линии. Это затрудняет подключение множества нагрузок. Такие линии являются уникальными.In bipolar power lines, intermediate power take-offs are possible. For this, parallel connection of intermediate substations to both lines with opposite voltages is used. A mandatory requirement is a symmetrical load at the end of the line. (http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78, Fig. 11.6). This connection of the intermediate substation ensures the symmetry of the loads of both bipolar lines, in this case there is no current in the common line, i.e. in the ground. The connection of intermediate substations is not widespread. Their disadvantage is the obligatory symmetry of the loads along the lines, as well as the connection of the loads to the full voltage between both lines, which is twice as much as the voltage of one line. This makes it difficult to connect multiple loads. Such lines are unique.

Известны способы и устройства трехпроводных систем тягового электроснабжения. У них сравнительно невысокое напряжение, по сравнению с дальними линиями электропередач, что позволяет подключать к линии множество нагрузок, распределенных вдоль линии.Known methods and devices of three-wire traction power supply systems. They have a relatively low voltage, compared with long-distance power lines, which allows you to connect to the line a lot of loads distributed along the line.

Известен способ электроснабжения тяговой сети постоянного тока (Т.П. Третьяк, «Система энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока», А.С. СССР №152 894, 1963 г.), состоящий в том, что питание электроподвижного состава постоянного тока осуществляют от тяговых станций постоянным током непосредственно через контактную линию, питаемую от положительного вывода источника постоянного напряжения тяговой станции. Это питание дополняют энергией от другой линии, проложенной вдоль пути с контактной линией. Другая линия получает напряжение постоянного тока от второго источника постоянного напряжения на тяговой станции, причем положительной полярности, отрицательный вывод отдельного выпрямителя может быть связан с контактной линией или с рельсовой цепью. Дополнительная энергия от питающей линии к контактной линии поступает через питающие пункты, расположенные на линии, сами питающие пункты включают между питающей и контактной линиями. В этом способе использована трехпроводная система электроснабжения с двумя линиями постоянного тока одной полярности, но разного напряжения относительно общей линии - рельсовой цепи. В этом способе величина добавляемой энергии зависит от колебаний напряжения в контактной линии и сложно добиться рациональной передачи энергии по отдельным элементам системы электроснабжения. Кроме того, такой способ не снижает ток в рельсовой цепи, являющейся общей линией.A known method of power supply to the DC traction network (TP Tretyak, "Power supply system for electric railways of direct current", AS USSR No. 152 894, 1963), consisting in the fact that the power of the electric rolling stock of direct current is carried out from DC traction stations directly through the contact line, powered by the positive output of the DC voltage source of the traction station. This food is supplemented with energy from another line laid along the path with a contact line. The other line receives a DC voltage from a second DC voltage source at the traction station, with a positive polarity, the negative terminal of an individual rectifier can be connected to a contact line or to a rail circuit. Additional energy from the supply line to the contact line is supplied through the supply points located on the line, the supply points themselves include between the supply and contact lines. This method uses a three-wire power supply system with two direct current lines of the same polarity, but of different voltage relative to the common line - the rail circuit. In this method, the amount of added energy depends on voltage fluctuations in the contact line and it is difficult to achieve rational energy transfer through individual elements of the power supply system. In addition, this method does not reduce the current in the rail circuit, which is a common line.

Известен способ усиления электроснабжения тяговой сети постоянного тока (С.Н. Засорин и А.П. Сухогузов «Система энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока», А.С. СССР №488736, 1976 г.), состоящий в том, что питание нагрузки осуществляют от тяговых станций постоянным током непосредственно через контактную линию, питаемую от положительного вывода выпрямителя тяговой станции, дополнено энергией от питающей линии, проложенного вдоль пути с контактной линии, получаемой от отдельного выпрямителя на тяговой станции, причем питающий провод получает положительную полярность от отдельного выпрямителя, отрицательный вывод отдельного выпрямителя питает контактную линию. Контактная линия получает дополнительную энергию от питающей линии через импульсные преобразователи, расположенные на линии, сами импульсные преобразователи включены между питающей и контактной линиями. Недостатком схемы является отсутствие гальванической развязки между контактной и питающей линиями, что может привести к попаданию на контактную линию повышенного напряжения от питающей линии, в случае пробоя в импульсном преобразователе. Такой способ не снижает ток в рельсовой цепи, а следовательно потери в них и блуждающие токи.A known method of enhancing the power supply of the DC traction network (S.N. Zasorin and A.P. Sukhoguzov "Power supply system for electric railways of direct current", AS USSR No. 488736, 1976), which consists in the fact that the load power carried out from the traction stations with direct current directly through the contact line, fed from the positive output of the rectifier of the traction station, supplemented by energy from the supply line, laid along the path from the contact line, received from a separate rectifier on the traction station, The 1st wire receives positive polarity from a separate rectifier, the negative terminal of a separate rectifier feeds the contact line. The contact line receives additional energy from the supply line through pulse converters located on the line, the pulse converters themselves are connected between the supply and contact lines. The disadvantage of the circuit is the lack of galvanic isolation between the contact and supply lines, which can lead to the contact line getting high voltage from the supply line, in case of breakdown in the pulse converter. This method does not reduce the current in the rail circuit, and therefore the loss in them and stray currents.

Известен способ усиления электроснабжения тяговой сети постоянного тока (Марикин А.Н., Бурков А.Т., Система электроснабжения железных дорог постоянного тока, ПМ РФ №34905, 2003 г.), состоящий в том, что питание нагрузки постоянного тока осуществляют от тяговых станций непосредственно через контактную линию и дополняют энергией от питающей линии, проложенной вдоль пути с контактной линией, получаемой от отдельного выпрямителя на тяговой станции, причем питающая линия получает напряжение от отдельного выпрямителя с положительной полярности, относительно рельсовых цепей. Энергию от питающей линии к контактной линии передается через питающие пункты с трансформатором и инвертором, расположенные вдоль пути, сами питающие пункты по входам включают между питающей линией и рельсовой цепью. В этом способе также использована трехпроводная система электроснабжения с двумя линиями постоянного тока одной полярности напряжения относительно общей линии - рельсовой цепи. Такой способ не снижает ток в общей линии.There is a method of enhancing the power supply of the DC traction network (Marikin A.N., Burkov A.T., Power supply system of direct current railways, PM of the Russian Federation No. 34905, 2003), which consists in that the DC load is supplied from traction stations directly through the contact line and supplement with energy from the supply line laid along the path with the contact line received from a separate rectifier on the traction station, and the supply line receives voltage from a separate rectifier with a positive polarity, from regarding rail chains. The energy from the supply line to the contact line is transmitted through the supply points with a transformer and an inverter located along the path, the supply points themselves at the inputs include between the supply line and the rail circuit. This method also used a three-wire power supply system with two direct current lines of the same voltage polarity relative to the common line - the rail circuit. This method does not reduce the current in the common line.

Известен способ трехпроводной троллейбусной системы электроснабжения постоянного тока (В.Н. Попеляш «Трехпроводная система электроснабжения троллейбусов», «Электричество», 1951 г. №12, с. 20) для распределенных нагрузок - троллейбусов. В этом способе трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока, состоящий в том, что питание нагрузок подают от первого источника постоянного напряжения через необщую линию относительно общей линии, питание нагрузок от второго источника постоянного напряжения подают на другую линию относительно общей линии так, что напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии, оставшиеся свободными разноименные выходы обоих источников постоянного напряжения объединены и подключают к общей линии. Общая линия образуется соединением между собой перемычками контактных линий, не ставшими необщей и другой линиями.A known method of a three-wire trolleybus power supply system of direct current (VN Popelyash "Three-wire power supply system of trolleybuses", "Electricity", 1951, No. 12, p. 20) for distributed loads - trolleybuses. In this method of a three-wire DC power supply system, consisting in the fact that the loads are supplied from the first constant voltage source through a non-common line relative to the common line, the loads from the second constant voltage source are supplied to another line relative to the common line so that the voltage in the other line opposite in sign to the voltage in a non-common line, the unlike outputs of both DC voltage sources remaining free are combined and connected to a common line. A common line is formed by connecting each other with jumpers of contact lines, which have not become non-general and another lines.

Примечание по терминам. Под необщей линией в описании имеется в виду контактная линия первого пути, подключенная к выходу первого источника постоянного напряжения, под общей линией имеется в виду контактные линии первого и второго пути, объединенные между собой и с общим выходом обоих источников постоянного напряжения. Под другой линией в прототипе понимается контактная линия второго пути, подключенная к необъединенному выходу второго источника постоянного напряжения. Напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии.Note on the terms. By a non-general line in the description is meant a contact line of the first path connected to the output of the first DC voltage source, by a common line is meant contact lines of the first and second path combined with each other and with the common output of both DC voltage sources. Another line in the prototype is a contact line of the second path connected to the unconnected output of the second DC voltage source. The voltage in the other line is opposite in sign to the voltage in the non-common line.

Если первичная энергия поступает от внешней системы электроснабжения, тогда объект с источниками напряжения постоянного тока является подстанцией. Если первичная энергия поступает от внешней системы энергоснабжения, например в виде газа, и преобразуется генераторами на станции в электрическую энергию, тогда объект с источниками напряжения постоянного тока является тяговой электростанцией. Тяговые электростанции существовали у первых трамвайных систем и сегодня возможны («Тяговая электростанция», заявка РФ на изобретение №2016132167 от 04.08.2016 г.). Чтобы объединить эти два сходных объекта в формуле изобретения в один объект, введен термин станция.If the primary energy comes from an external power supply system, then an object with DC voltage sources is a substation. If the primary energy comes from an external energy supply system, for example in the form of gas, and is converted by the generators at the station into electrical energy, then the object with DC voltage sources is a traction power station. Traction power plants existed at the first tram systems and today are possible (“Traction power plant”, RF application for invention No. 2016132167 of 08/04/2016). To combine these two similar objects in the claims into one object, the term station is introduced.

Трехпроводная система электроснабжения по способу содержит общую линию, необщую и другую линию, первый и второй источники постоянного напряжения, общая линия подключена к общему выводу обоих источников постоянного напряжения, образованному объединением разноименных выводов источников постоянного напряжения, необщая линия подключена к необщему выводу первого источника постоянного напряжения, другая линия подключена к другому выводу второго источника постоянного напряжения, напряжения источников постоянного напряжения равны по абсолютной величине. Причем величины напряжения обоих источников постоянного напряжения одинаковы, поскольку они питают нагрузку одного вида, с одним и тем же напряжением питания.The three-wire power supply system according to the method comprises a common line, a non-common and another line, a first and second DC voltage sources, a common line is connected to a common terminal of both DC voltage sources, formed by a combination of opposite terminals of a DC voltage source, a non-common line is connected to a non-general terminal of a first constant voltage source , the other line is connected to the other terminal of the second constant voltage source, the voltage of the constant voltage sources are equal in abs value. Moreover, the voltage values of both sources of constant voltage are the same, since they feed a load of the same type, with the same supply voltage.

Известны способ и устройство электроснабжения трехпроводной трамвайной системы электроснабжения постоянного тока (Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. «Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса» - Москва.: «Транспорт», 1986 г., с. 145 рис. 526). В нем питание нагрузок осуществляют аналогично троллейбусной трехпроводной системы. Различие в выполнении общей линии, представляющая собой рельсовую цепь, вследствие чего появляются блуждающие тока.A known method and device for powering a three-wire tram system for power supply of direct current (Tarnizhevsky MV, Tomlyanovich DK "Designing power supply devices for the tram and trolleybus" - Moscow .: "Transport", 1986, p. 145 Fig. 526) . In it, the power of the loads is carried out similarly to a three-wire trolleybus system. The difference in the execution of the common line, which is a rail circuit, as a result of which stray currents appear.

В этом способе трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока, питание нагрузок подают от первого источника постоянного напряжения через необщую линию относительно общей линии, питание нагрузок от второго источника постоянного напряжения подают на другую линию относительно общей линии так, что напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии, оставшиеся свободными разноименные выходы обоих источников постоянного напряжения объединяют и подключают к общей линии. Общую линию создают соединением между собой перемычками контактных линий, подключенных к общему выводу источников постоянного напряжения.In this method of a three-wire DC power supply system, the loads are supplied from the first constant voltage source through a non-common line relative to the common line, the loads are supplied from the second constant voltage source from another line relative to the common line so that the voltage in the other line is opposite in sign to the voltage in non-common lines, the remaining unlike outputs of both sources of constant voltage are combined and connected to a common line. A common line is created by connecting jumpers of contact lines connected to a common output of DC voltage sources.

Система электроснабжения по способу содержит общую линию, необщую и другую линию, первый и второй источники постоянного напряжения на тяговой подстанции, причем одна пара их разноименных выходов по полярности объединена, а именно отрицательный выход первого источника постоянного напряжения объединен с положительным выходом второго источника постоянного напряжения, образуя тем самым общий выход. К положительному выходу первого источника постоянного напряжения подключена необщая линия. Другая линия подключена к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения. К общему выходу источников постоянного напряжения подключена общая линия.The power supply system according to the method comprises a common line, a non-common and another line, the first and second DC voltage sources at the traction substation, and one pair of their opposite outputs in polarity is combined, namely, the negative output of the first DC voltage source is combined with the positive output of the second DC voltage source, thereby forming a common exit. A non-common line is connected to the positive output of the first DC voltage source. The other line is connected to the negative output of the second DC voltage source. A common line is connected to the common output of the DC voltage sources.

Напряжения в этих контактных линиях противоположно по знаку друг другу относительно рельсовой цепи. Напряжения обоих источников постоянного напряжения одинаковы, поскольку они питают нагрузку одного типа - трамваи, с одним напряжением питания. Контактные линии обоих путей в совокупности с общей линией - рельсовой цепью представляют собой трехпроводную линию. В общей линии имеет место частичная компенсация тока в общей линии, при множестве нагрузок. Это приводит к уменьшению блуждающих токов, как это показано в указанной книге Тарнижевского М.В., на с. 149, 3-й абзац сверху. В аналогах такого решения нет.The stresses in these contact lines are opposite in sign to each other with respect to the rail chain. The voltages of both sources of constant voltage are the same, since they feed a load of the same type - trams, with one voltage supply. The contact lines of both paths in conjunction with a common line - the rail circuit represent a three-wire line. In the common line there is a partial compensation of the current in the common line, with many loads. This leads to a decrease in stray currents, as shown in the indicated book of M. Tarnizhevsky, on p. 149, 3rd paragraph above. There is no such solution in analogues.

В этом способе и устройстве трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока наибольшее совпадение признаков и особенностей работы, характеризующих прототип и предлагаемое изобретение.In this method and device of a three-wire DC power supply system, the greatest coincidence of the signs and features of the work, characterizing the prototype and the present invention.

Недостатки прототипаThe disadvantages of the prototype

1. Компенсация токов общей линии возможна только при одновременности нагрузок на необщей и другой линиях, что трудно реализуемо. Нагрузки на разных путях не связаны между собой. Встречно направленные токи в общей линии создаются независимыми друг от друга нагрузками по величине, одновременности и места приложения. Эффект компенсации носит случайный характер и поэтому имеет небольшую величину. При малом числе нагрузок на линии компенсация отсутствует.1. Compensation of the currents of the common line is possible only with simultaneous loads on the non-common and other lines, which is difficult to implement. Loads on different paths are not interconnected. Counter currents in a common line are created by loads independent of each other in magnitude, simultaneity and location of application. The compensation effect is random and therefore has a small value. With a small number of line loads, there is no compensation.

2. Неравномерность загрузки обоих источников постоянного напряжения станции. Их нагрузки не связаны между собой по времени и величине, так как они определяются нагрузками на необщей и другой линиях, принадлежащих разным направления движений нагрузок. Неравномерность загрузки ухудшает температурные условия работы оборудования и, тем самым, сокращает срок жизненного цикла оборудования станции.2. Uneven loading of both sources of constant voltage of the station. Their loads are not interconnected in time and magnitude, since they are determined by the loads on the non-general and other lines belonging to different directions of the movements of the loads. The uneven loading worsens the temperature conditions of the equipment and, thereby, reduces the life cycle of the equipment of the station.

3. Затруднена оперативная коммутация на станции для перехода на работу по классической двухпроводной схеме в аварийных режимах.3. Difficult operational switching at the station to go to work on the classic two-wire circuit in emergency conditions.

4. Введение второй контактной линии с противоположным напряжением, по отношению к первой контактной линии несколько уменьшает нагрузку на общую линию, уменьшая тем самым потери энергии и напряжения в ней. Однако увеличить число нагрузок или ввести новые типы нагрузок с повышенным потреблением мощности, невозможно из-за недопустимого падения напряжения в конце линий или в середине линий при двустороннем питании. Требуются увеличить число станций и/или ввести усиливающие провода.4. The introduction of a second contact line with the opposite voltage, with respect to the first contact line, slightly reduces the load on the common line, thereby reducing the loss of energy and voltage in it. However, it is impossible to increase the number of loads or introduce new types of loads with increased power consumption due to an unacceptable voltage drop at the end of the lines or in the middle of the lines with two-way power. It is required to increase the number of stations and / or introduce reinforcing wires.

5. Невозможно повысить энергетическую нагрузку на систему электроснабжения, и при простом повышения в ней напряжения. Необщая и другая линии непосредственно связаны с нагрузками и это требует полной замены всех нагрузок на устройства с большим уровнем напряжения, повышения уровня изоляции необщей и другой линий, полной реконструкции станций.5. It is impossible to increase the energy load on the power supply system, and with a simple increase in voltage. The non-general and other lines are directly connected with the loads and this requires the complete replacement of all loads on devices with a high voltage level, an increase in the insulation level of the non-common and other lines, and a complete reconstruction of the stations.

6. Невозможность компенсации токов на однопутных линиях.6. Inability to compensate currents on single-track lines.

7. Невозможна компенсация токов в общей линии при двустороннем питании нагрузок необщих линий на двухпутных участках, когда нагрузки «разъезжаются» в разные стороны, когда нет синхронности по времени и месту их приложения.7. It is not possible to compensate for currents in a common line with bilateral supply of loads of non-common lines in double-track sections, when the loads "travel" in different directions, when there is no synchronism in time and place of their application.

8. Значительное электромагнитное влияние линий.8. Significant electromagnetic influence of lines.

9. Недостаточная надежность другой линии, так как она в прототипе кроме функции питающей линии выполняет и функцию токосъема, и испытывает большие механические нагрузки, будучи контактным проводом, также она ограничена в числе путей - питает только свой путь.9. The lack of reliability of the other line, because in the prototype, in addition to the function of the supply line, it also performs the function of current collection, and experiences great mechanical stresses, being a contact wire, it is also limited in the number of ways - it only feeds its own path.

10. Невозможность с помощью другой линии с повышенным напряжение передать энергию для нагрузок в иной линии.10. Inability to transfer energy for loads in another line using another line with an increased voltage.

11. При малой интенсивности движения падение напряжения на необщей линии от станции до места приложения нагрузки может превысить норму. Это вызвано тем, что большие токи от нагрузки другой линии могут создать в общей линии падение напряжения со знаком, уменьшающим напряжение на нагрузке в линии с малым движением.11. At a low traffic intensity, the voltage drop on a non-common line from the station to the place of application of the load may exceed the norm. This is due to the fact that large currents from the load of another line can create a voltage drop in the common line with a sign that reduces the voltage at the load in the line with small movement.

12. Недостаточная надежность работы, вызванная ложными отключениями фидеров от перегрузок, перегрев проводов необщей линии.12. Lack of reliability due to false disconnection of feeders from overloads, overheating of wires of a non-common line.

13. Недостаточное по величине и нестабильное по времени уменьшение блуждающих токов, если общая линия выполнена в виде рельсовой цепи.13. Insufficient in magnitude and unstable in time reduction of stray currents, if the common line is made in the form of a rail circuit.

14. Появляется потребность в мощных нулевых кабелях для подключения общей линии, для уменьшения падения напряжения в них для трамвайных систем.14. There is a need for powerful zero cables for connecting a common line, to reduce the voltage drop in them for tram systems.

От реализованных трехпроводных систем электроснабжения троллейбуса и трамвая отказались (Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. «Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса» - Москва.: «Транспорт», 1986 г., с. 145, первый абзац сверху, с. 150, 2-й абзац сверху).The implemented three-wire power supply systems for the trolleybus and tram were abandoned (Tarnizhevsky MV, Tomlyanovich DK “Designing power supply devices for the tram and trolleybus” - Moscow: “Transport”, 1986, p. 145, first paragraph from above, with . 150, 2nd paragraph above).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Целью изобретения является устранение, по меньшей мере, частичное, указанных выше недостатков устройств из известного уровня техники.The aim of the invention is to eliminate, at least partially, the above disadvantages of devices from the prior art.

Способ трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока, состоящий в том, что питание нагрузок подают от первого источника постоянного напряжения через необщую линию относительно общей линии, питание нагрузок от второго источника постоянного напряжения подают на другую линию относительно общей линии так, что напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии, оставшиеся свободными разноименные выходы обоих источников постоянного напряжения объединяют и подключают к общей линии, энергию, получаемая нагрузкой от необщей линии дополняют энергией от другой линии, причем при передаче энергии от другой линии к необщей линии производят преобразование полярности передаваемого тока с помощью введенного преобразователя полярности постоянного тока, хотя бы одного, находящегося в зоне между обоими источниками постоянного напряжения и окончанием зон питания необщей линии, с выходов преобразователя полярности постоянного тока подают напряжение на необщую линию относительно общей линии, в той же полярности, что и необщая линия получает от первого источника постоянного напряжения, что выходной ток преобразователя полярности постоянного тока суммируют в нагрузке с током из необщей линии, своими входами преобразователь полярности постоянного тока включают между другой линией и общей линией так, чтобы ток проходил между его входами соответственно их полярностям от другой и общей линий.The method of a three-wire DC power supply system, which consists in the fact that the loads are supplied from the first constant voltage source through a non-common line relative to the common line, the loads are supplied from the second constant voltage source from another line relative to the common line so that the voltage in the other line is opposite in the sign of the voltage in a non-common line, the unlike outputs of both DC voltage sources remaining free are combined and connected to a common line, the energy received by the load from a non-common line is supplemented with energy from another line, and when energy is transferred from another line to a non-common line, the polarity of the transmitted current is converted using the introduced DC polarity converter, at least one located in the zone between both DC voltage sources and the end of the non-common power zones lines, from the outputs of the DC-polarity converter, supply voltage to the non-common line relative to the common line, in the same polarity as the non-common line receives from of a DC voltage source, that the output current of the DC-polarity converter is summed in the load with current from a non-common line, with its inputs, the DC-polarity converter is connected between the other line and the common line so that the current passes between its inputs according to their polarities from the other and common lines .

Трехпроводная система электроснабжения постоянного тока содержит общую линию, необщую и другую линии, первый и второй источники постоянного напряжения, причем одна пара их разноименных по полярности выходного напряжения выходов объединена, образуя тем самым общий выход источников постоянного напряжения, общая линия подключена к общему выходу источников постоянного напряжения. Необщая линия подключена к необщему выходу первого источника постоянного напряжения. Другая линия подключена к необщему выходу второго источника постоянного напряжения. Кроме того, добавлены преобразователи полярности постоянного тока, по крайней мере, хотя бы один. Общая линия подключена к общему выходу обоих источников постоянного напряжения. Преобразователи полярности постоянного тока входами подключается к общей линии и другой линии, соответственно их полярностям. Выходы преобразователя полярности постоянного тока подключены к общей и необщей линиям, соответственно своим полярностям. Положительный выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к линии с положительным потенциалом, отрицательный выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к линии с отрицательным потенциалом. Первый и второй источники постоянного напряжения размещаются на станции, преобразователи полярности постоянного тока размещаются на линии.A three-wire DC power supply system contains a common line, a non-common and another line, the first and second DC voltage sources, and one pair of their outputs opposite in polarity of the output voltage is combined, thereby forming a common output of DC voltage sources, the common line is connected to the common output of DC sources voltage. The non-common line is connected to the non-common output of the first constant voltage source. The other line is connected to the non-common output of the second DC voltage source. In addition, at least one DC polarity converter has been added. The common line is connected to the common output of both DC voltage sources. DC-polarity converters with inputs connected to a common line and another line, according to their polarities. The outputs of the DC polarity converter are connected to common and non-common lines, respectively, to their polarities. The positive output of the DC-polarity converter is connected to the line with positive potential, the negative output of the DC-polarity converter is connected to the line with negative potential. The first and second DC voltage sources are located at the station, DC-polarity converters are placed on the line.

Примечание по терминам. Полярность напряжения необщей линии, относительно общей линии в одном воплощении может быть положительная, в другом воплощении может быть отрицательная. Термины общая и необщая линии позволяют в одной формуле изобретения привести оба возможных воплощения. Эффективность работы устройства не связана с полярностью необщих выходов первого и второго источников напряжения постоянного тока относительно общих выходов обоих источников постоянного напряжения. Термины общая и необщая линия характеризуют подключение линий к общему и необщему выходам источников постоянного напряжения.Note on the terms. The voltage polarity of a non-common line relative to a common line in one embodiment can be positive, in another embodiment it can be negative. The terms general and non-general lines allow both possible embodiments to be given in the same claims. The efficiency of the device is not related to the polarity of the non-common outputs of the first and second DC voltage sources relative to the common outputs of both DC voltage sources. The terms common and non-common line characterize the connection of lines to the common and non-common outputs of constant voltage sources.

Далее в описаниях примеров воплощения другая линия для удобства изложения названа питающей линией по своей новой функции. В формуле изобретения сохранен термин другая линия для питающей линии. Преобразователь полярности постоянного тока для сокращения далее может быть назван преобразователем полярности.Further in the descriptions of examples of embodiments, another line for convenience of presentation is called the feed line for its new function. In the claims, the term other line for the supply line is retained. The dc polarity converter for short can be called a polarity converter.

Напряжение второго источника постоянного напряжения может быть большим по напряжению первого источника постоянного напряжения. Это позволяет добавлять энергию в необщую линию с меньшими потерями, чем ее передача по самой необщей линии. Это свойство присуще способу и устройству по способу.The voltage of the second constant voltage source may be large in voltage of the first constant voltage source. This allows you to add energy to the non-common line with less loss than its transmission along the non-common line. This property is inherent in the method and device according to the method.

В случаях с большим напряжением второго источника постоянного напряжения по отношению к напряжению необщей линии, задаваемого первым источником постоянного напряжения, с помощью преобразователя полярности преобразовывают и величину напряжения, причем коэффициент преобразования связан с отношением входного напряжения преобразователя полярности, определяемого напряжением питающей линии относительно общей линии к выходному напряжению преобразователя полярности, определяемого напряжением необщей линии относительно общей линии.In cases with a high voltage of the second DC voltage source with respect to the voltage of the non-common line specified by the first DC voltage source, the voltage value is also transformed using the polarity converter, the conversion coefficient being related to the ratio of the input voltage of the polarity converter determined by the voltage of the supply line relative to the common line to the output voltage of the polarity converter, determined by the voltage of the non-common line relative to the common line.

Сопротивление питающей линии, приведенное к напряжению необщей линии, может быть равно сопротивлению необщей линии. Сопротивления обеих линий определяют от станции до места подключения рассматриваемого преобразователя полярности, или от ближайшего другого преобразователя полярности, находящегося ближе к тяговой станции, чем рассматриваемый преобразователь полярности. Равенство сопротивлений обеих линий позволяет полнее компенсировать токи в общей линии. В сопротивлении необщей линии входит сопротивление первого источника напряжения, в сопротивление питающей линии входит сопротивление второго источника постоянного напряжения. Подробнее этот вопрос рассмотрен ниже, в Примерном расчете токораспределения. Компенсация токов в общей линии снижает потери энергии в ней, что снижает потери энергии от станции к нагрузкам и улучшает режим напряжения нагрузок.The resistance of the supply line, reduced to the voltage of the common line, may be equal to the resistance of the common line. The resistances of both lines are determined from the station to the point of connection of the considered polarity converter, or from the nearest other polarity converter located closer to the traction station than the considered polarity converter. Equal resistance of both lines allows more fully compensate for currents in the common line. The resistance of the non-common line includes the resistance of the first voltage source, the resistance of the supply line includes the resistance of the second constant voltage source. This issue is considered in more detail below in the Example calculation of current distribution. Compensation of currents in the common line reduces the energy loss in it, which reduces the energy loss from the station to the loads and improves the load voltage mode.

Могут также быть учтены потери в преобразователе полярности постоянного тока, путем некоторого увеличения коэффициента преобразования. Подобное увеличение коэффициента преобразования часто используют в силовых трансформаторах. Такая компенсация потерь уменьшает сопротивление, внесенное преобразователем полярности постоянного тока в сопротивление питающей линии.Losses in the dc polarity converter can also be taken into account by slightly increasing the conversion coefficient. A similar increase in conversion factor is often used in power transformers. This loss compensation reduces the resistance introduced by the DC polarity converter into the line resistance.

Могут быть воплощения способа и системы электроснабжения, когда используют в качестве источников постоянного напряжения выпрямительно-инверторные агрегаты, например, для приема энергии рекуперации.There may be embodiments of a method and a power supply system when rectifier-inverter units are used as direct voltage sources, for example, for receiving recovery energy.

В другом воплощении способа и системы электроснабжения используют в качестве второго источника постоянного напряжения другой преобразователь полярности, подключенный своими входами к выходу первого источника постоянного напряжения, при одинаковой полярности соединяемых входов преобразователя полярности и выходов первого источника постоянного напряжения.In another embodiment of the method and the power supply system, another polarity converter is used as the second constant voltage source, connected by its inputs to the output of the first constant voltage source, with the polarity of the connected inputs of the polarity converter and the outputs of the first constant voltage source being connected the same polarity.

В способе электроснабжения можно накапливать энергию, для чего система электроснабжения может содержать накопитель энергии, подключенный параллельно выходу преобразователя полярности. Накопитель энергии сглаживает пики потребления энергии.In the power supply method, energy can be stored, for which the power supply system may comprise an energy storage device connected in parallel with the output of the polarity converter. An energy storage device smooths out peaks in energy consumption.

К качестве преобразователя полярности может быть использован преобразователь постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные автономный инвертор, трансформатор для обеспечения гальванической развязки выходов со входами, в некоторых воплощениях и для понижения уровня напряжения и выпрямитель. Для пропуска тока в обратном направлении, выпрямитель может иметь свойства инвертирования.As a polarity converter, a DC-voltage converter can be used, containing a self-contained inverter in series, a transformer to provide galvanic isolation of the outputs from the inputs, in some embodiments and to lower the voltage level, and a rectifier. To pass current in the opposite direction, the rectifier may have inverting properties.

Способ и устройство может содержать источники постоянного напряжения и/или преобразователи полярности с функцией регулирования выходного напряжения.The method and device may include DC voltage sources and / or polarity converters with the function of regulating the output voltage.

Питающая линия может быть выполнена в виде изолированного самонесущего провода, причем провод может быть воплощен в виде электрооптического провода.The supply line can be made in the form of an insulated self-supporting wire, and the wire can be embodied in the form of an electro-optical wire.

Питающая линия, подключенная к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения, совместно с рельсовой цепью или с контактной линией может быть использована для получения энергии для нетяговых потребителей.The supply line connected to the negative output of the second DC voltage source, together with the rail circuit or with the contact line can be used to generate energy for non-traction consumers.

Способ и система трехпроводного электроснабжения могут быть использованы при передаче энергии от источников постоянного напряжения одной станции в разных от нее географических направлениях, при своей совокупности необщей, общей и другой линий для каждого направления передачи энергии. Станция таким образом, может быть узловой. Такие станции характерны для городского электротранспорта.The method and system of three-wire power supply can be used when transferring energy from constant voltage sources of one station in different geographical directions from it, with its combination of non-common, common and different lines for each direction of energy transfer. The station in this way can be nodal. Such stations are characteristic of urban electric vehicles.

Для многопутных участков с раздельным питанием каждого пути трехпроводная система электроснабжения постоянного тока содержит общую линию всех путей, необщие линии всех путей, другие линии всех путей, первый и второй источники постоянного напряжения, причем общая линия обоих путей подключена к общему выходу обоих источников постоянного напряжения, полученного объединением одной пары их выходов, разноименных по полярности выходного напряжения. Необщие линии каждого пути подключены к необщим выходам первого источника постоянного напряжения. Другие линии каждого пути подключены к необщему выходу второго источника постоянного напряжения. Кроме того, добавлены преобразователи полярности постоянного тока, по крайней мере, хотя бы один для каждого пути. Общая линия подключена к общему выходу обоих источников постоянного напряжения. Преобразователи полярности постоянного тока каждого пути входами подключается к общей линии и другой линии своего пути, соответственно их полярностям. Выходы преобразователей полярности постоянного тока каждого пути подключены к общей линии и необщим линиям своего пути, соответственно своим полярностям, а именно положительный выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к линии с положительным потенциалом, отрицательный выход преобразователей полярности постоянного тока подключены к линии с отрицательным потенциалом. Первый и второй источники постоянного напряжения размещаются в начале линий, преобразователи полярности постоянного тока размещаются на линии, между станцией и окончанием линий. Многопутные участки с общей рельсовой цепью в качестве общей линии характерны для железных дорог.For multi-track sections with separate power supply for each path, a three-wire DC power supply system contains a common line of all paths, non-common lines of all paths, other lines of all paths, the first and second DC voltage sources, and the common line of both paths is connected to the common output of both DC voltage sources, obtained by combining one pair of their outputs, opposite in polarity of the output voltage. Non-common lines of each path are connected to non-common outputs of the first constant voltage source. Other lines of each path are connected to the non-common output of the second DC voltage source. In addition, at least one DC polarity converter has been added for each path. The common line is connected to the common output of both DC voltage sources. The direct current polarity converters of each path with inputs are connected to a common line and another line of its path, corresponding to their polarities. The outputs of the direct current polarity transducers of each path are connected to a common line and non-common lines of their path, corresponding to their polarities, namely, the positive output of the direct current polarity converter is connected to the line with positive potential, the negative output of the direct current polarity converters is connected to the line with negative potential. The first and second DC voltage sources are located at the beginning of the lines, DC-polarity converters are located on the line, between the station and the end of the lines. Multi-track sections with a common rail chain as a common line are typical for railways.

Сопротивление другой линии каждого пути, приведенное к напряжению необщей линии, равно или хотя бы близко к сопротивлению необщей линии своего пути, оба сопротивления определены от обоих источников постоянного напряжения до места подключения рассматриваемого преобразователя полярности постоянного тока своего пути, или от ближайшего другого преобразователя полярности постоянного тока своего пути, находящегося ближе к обоим источникам постоянного напряжения, чем рассматриваемый преобразователь полярности постоянного тока.The resistance of the other line of each path, reduced to the voltage of the non-common line, is equal to or at least close to the resistance of the non-common line of its path, both resistances are determined from both sources of constant voltage to the point of connection of the considered converter of polarity of direct current of its path, or from the nearest other converter of polarity of direct the current of its path, which is closer to both sources of constant voltage than the considered converter of polarity of direct current.

Между необщей линией и общей линией подключают накопитель энергии, это удобно выполнить в месте подключения к этим линиям преобразователя полярности.An energy storage device is connected between the non-common line and the common line, this is conveniently done at the point of connection of the polarity converter to these lines.

Другая линия и/или необщая линия в воплощении без функции контактнго провода могут быть выполнены в виде изолированного самонесущего провода. Это улучшает эксплуатационные свойства линий.Another line and / or non-common line in the embodiment without the function of the contact wire can be made in the form of an insulated self-supporting wire. This improves the performance of the lines.

Преобразователь полярности постоянного тока совместно с коммутационной аппаратурой, шинами других линий и необщих линий, а также контролирующей аппаратурой могут быть помещены в одном блоке/помещении, образуя тем самым питающий пункт. Указанные шины разделены на секции каждого пути на пункте питания секции шин одноименных линий многопутных участков. Для многопутных участков, начиная с трехпутного участка, секции одноименных шин, необщей и питающих линий, соединяют между собой через первые выводы своих коммутационных аппаратов по узловой схеме, причем вторые выводы коммутационных аппаратов соединяют между собой в узел, отдельный для секций шины одного наименования.The DC polarity converter together with switching equipment, buses of other lines and non-common lines, as well as control equipment can be placed in one unit / room, thereby forming a supply point. These tires are divided into sections of each path at the power point of the tire section of the same lines of multi-track sections. For multi-track sections, starting from a three-track section, sections of the same busbars, non-common and supply lines are interconnected via the first outputs of their switching devices in a nodal scheme, and the second conclusions of the switching devices are interconnected into a node separate for bus sections of the same name.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фигуре 1 показан принцип действия трехпроводной системы электроснабжения по изобретению.The figure 1 shows the principle of operation of the three-wire power supply system according to the invention.

1 - станция с источниками постоянного напряжения;1 - station with constant voltage sources;

2 - первый источник постоянного напряжения;2 - the first source of constant voltage;

3 - второй источник постоянного напряжения;3 - the second source of constant voltage;

4 - преобразователь полярности постоянного тока;4 - converter polarity DC;

5 - нагрузка постоянного тока;5 - DC load;

6 - необщая линия;6 - non-general line;

7 - общая линия;7 - common line;

8 - другая/питающая линия.8 - other / supply line.

На фигуре 2 показана схема замещения системы электроснабжения по фигуре 1.The figure 2 shows the equivalent circuit of the power supply system of figure 1.

На фигуре 3 показано расположение объектов способа и системы электроснабжения и изменение токов вдоль зоны питания, одной станции 1, одного преобразователя полярности 4 и одной нагрузки 5, расположенной правее от места подключения преобразователя полярности.The figure 3 shows the location of the objects of the method and the power supply system and the change of currents along the power zone, one station 1, one polarity converter 4 and one load 5, located to the right of the connection of the polarity converter.

На фигурах 4 показано расположение станции 1, трех преобразователей полярности 4 и трех нагрузок 5, кроме того, представлено изменение токов и напряжений вдоль линий.In figures 4 shows the location of station 1, three transducers of polarity 4 and three loads 5, in addition, presents the change in currents and voltages along the lines.

Figure 00000001
параметры по изобретению;
Figure 00000001
parameters of the invention;

Figure 00000002
параметры по прототипу.
Figure 00000002
parameters of the prototype.

На фигуре 4.1 показано расположение указанных объектов, причем нагрузки 5.2 и 5.3 расположены в месте подключения преобразователей полярности 4.2 и 4.3, нагрузка 5.1 расположена между станцией 1 и преобразователями полярности 4.1. На фигуре 4.2 показано изменение токов вдоль необщей линии по прототипу и по изобретению, на фигуре 4.3 показано изменение напряжения вдоль необщей линии по изобретению и по прототипу.Figure 4.1 shows the location of these objects, and loads 5.2 and 5.3 are located at the connection point of the transducers of polarity 4.2 and 4.3, the load 5.1 is located between station 1 and the transducers of polarity 4.1. Figure 4.2 shows the change in currents along the non-common line according to the prototype and according to the invention, figure 4.3 shows the change in voltage along the non-common line according to the invention and according to the prototype.

На фигуре 5 показан пример воплощения способа трехпроводной системы электроснабжения для линий электропередач с подключением промежуточных нагрузок.Figure 5 shows an example embodiment of a three-wire power supply system for power lines with connecting intermediate loads.

9 - выходной преобразователь постоянного напряжения на выходной станции.9 - output DC-DC converter at the output station.

На фигуре 6 показан пример трехпроводной системы электроснабжения для стационарных нагрузок, расположенных вдоль трехпроводной линии, с подключением двух групп нагрузок 11 и 14.Figure 6 shows an example of a three-wire power supply system for stationary loads located along a three-wire line, with the connection of two load groups 11 and 14.

10 - разъединители между необщей и общей линиями и групповыми линиями нагрузок;10 - disconnectors between non-common and common lines and group lines of loads;

11 - первая групповая линия нагрузок;11 - the first group line of loads;

12 - первые нагрузки;12 - the first load;

13 - преобразователь постоянного напряжения в переменное;13 - Converter DC to AC;

14 - вторая групповая линия нагрузок;14 - the second group line of loads;

15 - вторые нагрузки.15 - second load.

На фигуре 7 показано расположение объектов способа и устройства трехпроводной системы электроснабжения для питания нетяговых потребителей рядом с железной дорогой, с использованием в качестве напряжения для питающей линии постоянного напряжения, используемого для тяги поездов. Показаны два преобразователя полярности 4.1, 4.2 и две нагрузки 5.1 и 5.2.The figure 7 shows the location of the objects of the method and device of a three-wire power supply system for powering non-traction consumers near the railway, using a constant voltage used as a voltage for the supply line used for traction of trains. Two transformers of polarity 4.1, 4.2 and two loads 5.1 and 5.2 are shown.

На фигурах 8.1 и 8.2 показано расположение объектов способа и устройства трехпроводной системы электроснабжения, изменение напряжений вдоль зоны питания при нагрузках, равномерно распределенных вдоль линий, на примере троллейбусной нагрузки на фидерной зоне с одностороннем питанием.Figures 8.1 and 8.2 show the location of the objects of the method and device of the three-wire power supply system, the change in voltage along the power supply zone under loads evenly distributed along the lines, using the example of a trolleybus load on the feeder zone with one-way power supply.

На фигурах 9 показано расположение объектов способа и устройства трехпроводной системы электроснабжения с общей линией в виде рельсовой цепи, характерных для рельсовых видов транспорта: трамвая, метрополитенов и железных дорог. Показано изменение напряжений и токов вдоль зоны питания.In figures 9 shows the location of the objects of the method and device of a three-wire power supply system with a common line in the form of a rail chain, typical for rail modes of transport: tram, metro and railways. The change in voltages and currents along the supply zone is shown.

На фигуре 9.1 показано расположение станции 1, одного преобразователя полярности 4 и одной нагрузки 5, с графиком токов в рельсовой цепи и блуждающих токов, с односторонним питанием.Figure 9.1 shows the location of station 1, one polarity converter 4 and one load 5, with a graph of currents in the rail circuit and stray currents, with one-way power supply.

На фигуре 9.2 показано расположение станций 1.1 и 1.2, трех преобразователей полярности 4.1, 4.2 и 4.3, на фидерной зоне с двустороннем питанием, при нагрузках, равномерно распределенных вдоль рельсовой цепи. На фигуре 9.3 показано изменение величины напряжения в необщей линии 8.Figure 9.2 shows the location of stations 1.1 and 1.2, three transducers of polarity 4.1, 4.2 and 4.3, on a feeder zone with two-sided power supply, under loads uniformly distributed along the rail circuit. Figure 9.3 shows the change in the magnitude of the voltage in non-common line 8.

На фигуре 9.4 показано протекание блуждающих токов.Figure 9.4 shows the flow of stray currents.

На фигуре 10 показана схема трехпроводной системы электроснабжения тяговой сети для двухпутной линии с раздельным питанием путей. Это может относится к железным дорогам, метрополитенам и трамвайным линиям с раздельным питанием путей.The figure 10 shows a diagram of a three-wire power supply system of the traction network for a double-track line with separate power supply paths. This may apply to railways, subways and tram lines with separate track power.

8' - питающая линия первого пути;8 'is the supply line of the first path;

8'' - питающая линия второго пути;8 '' is the supply line of the second path;

6' - необщая линия первого пути;6 'is a non-general line of the first path;

6'' - необщая линия второго пути;6 '' is a non-general line of the second path;

4.1 и 4.3 - преобразователи полярности постоянного тока первого пути;4.1 and 4.3 - direct current polarity converters of the first path;

4.3 и 4.4 - преобразователи полярности постоянного тока второго пути.4.3 and 4.4 are second-way direct current polarity converters.

На фигурах 11.1 и 11.2 показаны варианты выполнение второго 3 и первого источника постоянного напряжения 2 в виде преобразователей постоянного напряжения.In figures 11.1 and 11.2, embodiments of the second 3 and first DC voltage source 2 are shown in the form of DC / DC converters.

На фигуре 11.3 показано включение накопителя энергии в зоне установки преобразователя полярности.Figure 11.3 shows the inclusion of an energy storage device in the installation area of the polarity converter.

16 - накопитель энергии.16 - energy storage.

На фигуре 11.4 показано возможное включение преобразователя постоянного напряжения для питания потребителей в зоне установки преобразователя полярности постоянного тока, на напряжение необщая линия - питающая линия.Figure 11.4 shows the possible inclusion of a DC-voltage converter for supplying consumers in the installation area of the DC-polarity converter; voltage for a non-common line is a supply line.

На фигуре 11.5 показано включение преобразователя на напряжение необщая линия - рельсовая цепь и накопителя энергии 16.Figure 11.5 shows the inclusion of the Converter for voltage non-common line - rail circuit and energy storage 16.

17 - преобразователь постоянного напряжения в однофазное.17 - Converter DC to single phase.

На фигуре 12.1 показано возможное месторасположение питающей линии 8 в пространстве, совместно с необщей 6 и общей 7 линиями троллейбусной контактной сети. На фигуре 12.2 показано возможное месторасположение питающей линии 8 на опоре контактной сети магистральной железной дороги.Figure 12.1 shows the possible location of the supply line 8 in space, together with non-common 6 and common 7 lines of the trolleybus contact network. Figure 12.2 shows the possible location of the supply line 8 on the support of the contact network of the main railway.

На фигуре 13 показаны основные элементы возможного воплощения преобразователя полярности постоянного тока в виде последовательности из автономного инвертора, трансформатора с гальванической развязкой и выпрямителя.The figure 13 shows the main elements of a possible embodiment of a DC polarity converter in the form of a sequence of an autonomous inverter, a galvanically isolated transformer and a rectifier.

18 - автономный инвертор;18 - autonomous inverter;

19 - трансформатор с гальванической развязкой;19 - transformer with galvanic isolation;

20 - выходные ключи выпрямителя.20 - rectifier output keys.

На фигуре 14 показаны основные элементы возможного воплощения автономного инвертора, и выпрямителя-инвертора, ключи которых выполнены на IGBT - транзисторах с обратным диодом.Figure 14 shows the main elements of a possible embodiment of a stand-alone inverter, and a rectifier-inverter, the keys of which are made on IGBT - transistors with a reverse diode.

21 - IGBT - транзисторы входных ключей;21 - IGBT - transistors of input keys;

22 - IGBT - транзисторы выходных ключей;22 - IGBT - transistors of the output keys;

23 - система управления;23 - control system;

24 - входной конденсатор;24 - input capacitor;

25 - выходной конденсатор.25 - output capacitor.

На фигуре 15 показано возможное воплощение питающего пункта, предназначенного для двухпутных железных дорог.Figure 15 shows a possible embodiment of a supply point for double-track railways.

26 - питающий пункт;26 - feeding point;

27 - оптическая линия с защитными оболочками;27 - optical line with protective shells;

28 - приемопередатчики оптической линии;28 - transceivers of the optical line;

29 - первая секция шины питающей линии, для 1-го пути;29 - the first section of the supply line bus, for the 1st path;

30 - вторая секция шины питающей линии, для 2-го пути;30 - the second section of the supply line bus, for the 2nd path;

31 - секционный коммутационный аппарат шины питающей линии;31 - sectional switching device bus supply line;

32 - первая секция шины необщей линии, для 1-го пути;32 - the first section of the bus non-common lines for the 1st path;

33 - вторая секция шины необщей линии, для 2-го пути;33 - the second section of the bus non-common lines for the 2nd path;

34 - секционный коммутационный аппарат шины необщей линий;34 - sectional switching device bus non-common lines;

35 - коммутационный аппарат подключения первой секции шины питающей линии, к питающей линии 1-го пути слева;35 - switching apparatus connecting the first section of the bus supply line to the supply line of the 1st path to the left;

36 - коммутационный аппарат подключения первой секции шины питающей линии, к питающей линии 1-го пути справа;36 - switching apparatus connecting the first section of the bus supply line to the supply line of the 1st path to the right;

37 - коммутационный аппарат подключения второй секции шины питающей линии, к питающей линии 2-го пути;37 - switching apparatus for connecting the second section of the bus supply line to the supply line of the 2nd path;

38 - коммутационный аппарат подключения первой секции шины необщей линии, к необщей линии 1-го пути;38 - switching apparatus for connecting the first section of the bus non-common line to the non-common line of the 1st path;

39 - коммутационный аппарат подключения второй секции шины необщей линии, к необщей линии 2-го пути;39 is a switching apparatus for connecting a second section of a bus of a non-common line to a non-common line of the 2nd path;

40 - первый преобразователь полярности;40 — first polarity converter;

41 - второй преобразователь полярности;41 - second polarity converter;

42 - резервный преобразователь полярности;42 - backup polarity converter;

43 - коммутационный аппарат подключения отрицательного входа первого преобразователя полярности к секции шины питающей линии, для 1-го пути;43 - switching apparatus for connecting the negative input of the first polarity converter to the busbar section of the supply line, for the 1st path;

44 - коммутационный аппарат подключения отрицательного входа второго преобразователя полярности к секции шине питающей линии, для 2-го пути;44 - switching apparatus for connecting the negative input of the second polarity converter to the section of the supply line bus, for the 2nd path;

45 - коммутационные аппараты подключения положительных входов преобразователей полярности к общей линии;45 - switching devices for connecting the positive inputs of the polarity converters to a common line;

46 - коммутационный аппарат подключения положительного выхода первого преобразователя полярности к первой секции шины необщей линии, для 1-го пути;46 - switching device for connecting the positive output of the first polarity converter to the first section of the bus common lines, for the 1st path;

47 - коммутационный аппарат подключения положительного выхода второго преобразователя полярности ко второй секции шины необщей линии, для 2-го пути;47 - switching apparatus for connecting the positive output of the second polarity converter to the second section of the bus common lines, for the 2nd path;

48 - коммутационный аппарат подключения отрицательного входа резервного преобразователя полярности к секции шине питающей линии, для 1-го пути;48 - switching apparatus for connecting the negative input of the backup polarity converter to the section of the supply line bus, for the 1st path;

49 - коммутационный аппарат подключения отрицательного входа резервного преобразователя полярности к секции шине питающей линии, для 2-го пути;49 - switching apparatus for connecting the negative input of the backup polarity converter to the section of the supply line bus, for the 2nd path;

50 - коммутационный аппарат подключения положительного выхода резервного преобразователя полярности к первой секции шины необщей линии, для 1-го пути;50 - switching apparatus for connecting the positive output of the backup polarity converter to the first section of the non-common line bus, for the 1st path;

51 - коммутационный аппарат подключения положительного выхода резервного преобразователя полярности ко второй секции шины необщей линии, для 2-го пути;51 - switching device for connecting the positive output of the backup polarity converter to the second section of the bus of a non-common line, for the 2nd path;

52 - выходные реакторы преобразователей полярности;52 - output reactors of polarity converters;

53 - коммутационные аппараты подключения отрицательного вывода накопителей энергии к общей линии;53 - switching devices for connecting the negative output of energy storage devices to a common line;

54 - коммутационные аппараты подключения положительного вывода накопителей энергии к секциям шины необших линий.54 - switching devices for connecting the positive output of energy stores to bus sections of the required lines.

ШНЛ 1, ШНЛ 2 - первая и вторая секции шины необщей линии;ШНЛ 1, ШНЛ 2 - the first and second sections of the bus common line;

ШПЛ 1, ШПЛ 2 - первая и вторая секции шины питающей линии.ШПЛ 1, ШПЛ 2 - the first and second sections of the supply line bus.

На фигуре 16 показано возможное воплощение питающего пункта, предназначенного для трехпутных железных дорог.Figure 16 shows a possible embodiment of a feeding station for three-track railways.

55 - третий преобразователь полярности;55 - third polarity converter;

56 - третья секция шины питающей линии, для 3-го пути;56 - the third section of the supply line bus, for the 3rd path;

57 - третья секция шины необщей линии, для 3-го пути;57 - the third section of the bus non-common lines for the 3rd path;

58 - коммутационный аппарат подключения третьей секции шины питающей линии, к питающей линии 3-го пути слева;58 is a switching apparatus for connecting a third section of a supply line bus to a supply line of a third path on the left;

59 - коммутационный аппарат подключения третьей секции шины питающей линии, к питающей линии 3-го пути справа;59 is a switching apparatus for connecting a third section of a supply line bus to a supply line of a third path on the right;

60 - коммутационный аппарат подключения третьей секции необщей линии, к необщей линии 3-го пути;60 — switching apparatus for connecting the third section of the non-common line to the non-common line of the 3rd path;

61 - коммутационный аппарат подключения второй секции шины питающей линии, к первой и/или третьей секциям этой же шины;61 - switching device for connecting the second section of the bus supply line to the first and / or third sections of the same bus;

62 - коммутационный аппарат подключения третьей секции шины питающей линии, к первой и/или второй секциям этой же шины;62 - switching device for connecting the third section of the bus of the supply line to the first and / or second sections of the same bus;

63 - коммутационный аппарат подключения второй секции шины необщей линии, к первой и/или третьей секциям этой же шины;63 is a switching apparatus for connecting a second section of a bus of a non-common line to the first and / or third sections of the same bus;

64 - коммутационный аппарат подключения третьей секции шины необщей линии, к первой и/или второй секциям этой же шины;64 is a switching apparatus for connecting a third section of a bus of a non-common line to the first and / or second sections of the same bus;

65 - коммутационный аппарат подключения положительного вывода резервного преобразователя полярности к третьей секции шины необщей линии;65 is a switching apparatus for connecting the positive terminal of the backup polarity converter to the third section of the non-common bus line;

ШНЛ 3 - третья секция шины необщей линии;ШНЛ 3 - the third section of the bus common line;

ШПЛ 3 - третья секция шины питающей линии.ШПЛ 3 - the third section of the supply line bus.

Описание предпочтительных воплощенийDescription of preferred embodiments

На фигуре 1 на примере воплощения показан принцип действия способа и системы электроснабжения, в котором на станции 1 есть первый 2 и второй 3 источники постоянного напряжения, один преобразователь полярности постоянного тока 4 и одна нагрузка 5. Нагрузка не входит в состав системы электроснабжения, но важна для понимания работы системы. Нагрузка подключена между необщей линией 6 и общей линией 7. В примере реализован способ трехпроводного электроснабжения, в котором первый источник постоянного напряжения 2 связан своим положительным выводом с необщей линией, и тем самым подают питание нагрузке 5, первый источник постоянного напряжения 2 своим отрицательным выходом связан с положительным выходом второго источника постоянного напряжения 3 и подключен к общей линии 7. Отрицательный вывод второго источника постоянного напряжения 3 связан с другой линией 8, играющей роль питающей линии, дополнительно питающей нагрузку через преобразователь полярности постоянного тока 4. Для совпадения направлений токов питания от двух линий в нагрузке 5, и тем самым суммирования этих токов в ней, производят преобразование полярности так, чтобы необщая линию получала напряжение от преобразователя полярности 4 в той же полярности, что и необщая линия получает от первого источника постоянного напряжения. Поэтому на необщую линию 6 напряжение подают от положительного выхода преобразователя полярности 4, а на общую линию 7 напряжение подают от отрицательного выхода преобразователя полярности. Своими входами преобразователь полярности 4 подключен так, что положительный вход подключен к общей линии 7, отрицательный вход подключен к питающей линии 8, имеющей отрицательное напряжение относительно общей линии 7. Входной ток преобразователя полярности появляется из положительного выхода второго источника напряжения, проходит через общую линию 7, затем через сам преобразователь полярности попадает на питающую линию 8 возвращается во второй источник постоянного напряжения. Выходной ток проходит по необщей линии 6 в нагрузку 5, возвращаясь по общей линии 7 в преобразователь полярности 4.The figure 1 on the example of an embodiment shows the principle of operation of the method and the power supply system, in which at station 1 there are first 2 and second 3 DC voltage sources, one DC polarity converter 4 and one load 5. The load is not part of the power supply system, but it is important to understand the operation of the system. The load is connected between non-common line 6 and common line 7. In the example, a three-wire power supply method is implemented in which the first constant voltage source 2 is connected by its positive output to the non-common line, and thereby supply power to load 5, the first constant voltage source 2 is connected by its negative output with a positive output of the second constant voltage source 3 and connected to a common line 7. The negative output of the second constant voltage source 3 is connected to another line 8, which plays the role of a pit line, additionally supplying the load through the DC polarity converter 4. To match the directions of the supply currents from two lines in load 5, and thereby summing these currents in it, the polarity is converted so that the non-common line receives voltage from the polarity converter 4 in that the same polarity as the non-common line receives from the first source of constant voltage. Therefore, voltage is supplied to the non-common line 6 from the positive output of the polarity converter 4, and voltage is supplied to the common line 7 from the negative output of the polarity converter. The polarity converter 4 is connected with its inputs so that the positive input is connected to the common line 7, the negative input is connected to the supply line 8, which has a negative voltage relative to the common line 7. The input current of the polarity converter appears from the positive output of the second voltage source, passes through the common line 7 , then, through the polarity converter itself, it enters the supply line 8 and returns to the second constant voltage source. The output current passes through non-common line 6 to load 5, returning via common line 7 to polarity converter 4.

Потоки энергии по необщей 6 и питающей 8 линиям идут от станции 1 к нагрузке 5. Энергия по необщей линии 6 в виде тока I1.2 проходит от станции до нагрузки, а по питающей линии в виде тока I1.3, который идет физически от нагрузки 5 к станции 1. Энергия, проходит и по общей линии, в виде этих токов. Они направлены встречно друг другу в общей линии. Для реализации прохождения тока через общую линию указанным образом, напряжение на питающую линию подано отрицательно относительно общей линии. Тем самым реализуется биполярная передача энергии нагрузке по трем проводам. Преобразователь полярности постоянного тока обеспечивает суммирование дополнительной энергии, получаемой нагрузкой от необщей линии с энергией, получаемой от питающей линии.Energy flows along non-common 6 and supplying 8 lines go from station 1 to load 5. Energy through non-common line 6 in the form of current I 1.2 passes from the station to the load, and along the supply line in the form of current I 1.3 , which flows physically from load 5 to stations 1. Energy, and passes along a common line in the form of these currents. They are directed towards each other in a common line. To implement the passage of current through the common line in this way, the voltage to the supply line is applied negatively relative to the common line. This implements bipolar energy transfer to the load via three wires. The DC-polarity converter provides the summation of the additional energy received by the load from the non-common line with the energy received from the supply line.

Нагрузка 5 расположена в месте подключения преобразователя полярности постоянного тока. Ток в нагрузке идет сверху вниз по фигуре и имеет две составляющие. Одна составляющая I1.2 идет с тяговой станции 1 от первого источника постоянного тока 2 по необщей линии 6. Ток I1.2 возвращается по общей линии 7. Вторая составляющая тока нагрузки 5 - I4вых идет от преобразователя полярности 4, по направлению согласно с током I1.2.Load 5 is located at the connection point of the DC-polarity converter. The current in the load goes from top to bottom in the figure and has two components. One component I 1.2 comes from the traction station 1 from the first direct current source 2 along the non-common line 6. Current I 1.2 returns along the common line 7. The second component of the load current 5 - I 4out comes from the polarity converter 4, in the direction according to the current I 1.2 .

Ток I1.3 - это входной ток преобразователя полярности I4вх. Он возвращается ко второму источнику постоянного тока 3 по питающей линии 8.Current I 1.3 is the input current of a polarity converter I 4in . It returns to the second DC source 3 along the supply line 8.

На схеме потенциал общей линии 7 принят за ноль, тогда на необщей линии 6 будет относительно нее положительный потенциал, а на питающей линии 8 будет отрицательный потенциал.In the diagram, the potential of the common line 7 is taken to be zero, then on the non-common line 6 there will be a positive potential relative to it, and on the supply line 8 there will be a negative potential.

В общей линии 7 токи, идущие от нагрузки к станции и от станции к преобразователю полярности направлены встречно и компенсируют друг друга. Эти токи вызваны одной и той же нагрузкой, всегда одновременны, даже при единичной нагрузке. При равенстве передаваемых энергий с помощью необщей линии 6 и питающей линии 8, и равенстве в них напряжений, в общей линии 7 вообще не будет тока. Не будет в ней и падения напряжения и потерь энергии. Случай неравенства напряжений рассмотрен ниже, в примере расчета токораспределения.In the common line 7, the currents flowing from the load to the station and from the station to the polarity converter are counter-directed and cancel each other out. These currents are caused by the same load, always simultaneous, even at a single load. If the transmitted energies are equal using the non-common line 6 and the supply line 8, and the voltages are equal in them, there will be no current at all in the common line 7. There will be no voltage drop and energy loss in it. The case of voltage inequality is considered below in the example of calculating the current distribution.

Если общая линия 7 представлена рельсовой цепью, то вследствие отсутствия тока в ней, от нее не будет ответвляться в землю блуждающий ток.If the common line 7 is represented by a rail circuit, then due to the lack of current in it, a stray current will not branch into it from the ground.

В другом воплощении первый источник постоянного напряжения 2 может быть связан своим положительным выходом со отрицательным выходом второго источника постоянного напряжения 3. В этом случае полярности подключения входов и выходов преобразователя полярности к питающей, общей и необщей линий изменятся, в соответствии с правилом подключений, указанным в формуле способа. На соотношениях токов в линиях и передаваемых энергий, положительных эффектах, вытекающих из этого, полярность необщей линии не скажется.In another embodiment, the first constant voltage source 2 can be connected by its positive output to the negative output of the second constant voltage source 3. In this case, the polarity of the inputs and outputs of the transformer of the polarity to the supply, common and non-common lines will change, in accordance with the connection rule specified in the formula of the method. The polarity of a non-common line will not affect the ratios of currents in lines and transmitted energies, positive effects arising from this.

Примерный расчет токораспределенияApproximate calculation of current distribution

На фигуре 2 представлена схема замещения электрической схемы по фигуре 1. Она использована для определения токов в системе.Figure 2 presents the equivalent circuit of the electrical circuit of figure 1. It is used to determine the currents in the system.

Схема замещения на фигуре 2 составлена исходя из приведения сопротивления питающей линии к напряжению на нагрузке, то есть к напряжению источника E1. Rпл=Rнлпп. Кпп - коэффициент преобразования напряжения преобразователя полярности. В сопротивлении необщей линии входит сопротивление первого источника напряжения, в сопротивление питающей линии входит сопротивление второго источника постоянного напряжения. Принимаем ток в нагрузке зависящим только от режима ее работы, не зависящим от напряжения на ней. Такова особенность большинства двигательных нагрузок, включая тяговые нагрузки. Полагаем при этом, что напряжение на нагрузках соответствует номинальному в пределах допустимых отклонений. Сопротивление нагрузки в таких случаях всегда больше сопротивления линий питания.The equivalent circuit in figure 2 is based on the reduction of the resistance of the supply line to the voltage at the load, that is, to the voltage of the source E1. R pl = R nl / K pp . To pp is the voltage conversion coefficient of the polarity converter. The resistance of the non-common line includes the resistance of the first voltage source, the resistance of the supply line includes the resistance of the second constant voltage source. We take the current in the load depending only on the mode of its operation, not depending on the voltage on it. This is a feature of most motor loads, including traction loads. We assume that the voltage across the loads corresponds to the rated voltage within the limits of permissible deviations. The load resistance in such cases is always greater than the resistance of the power lines.

Прохождение токов следующее. Ток Iнл (ток необщей линии 6). От первого источника постоянного напряжения Е1 по необщей линии 6, затем по нагрузке 5 (Rнл) с возвратом по общей линии 7.The passage of currents is as follows. Current I nl (non-common line current 6). From the first DC voltage source E1 via non-common line 6, then by load 5 (R nl ) with return via common line 7.

Ток Iпл (ток питающей линии 7). От второго источника постоянного напряжения Е2 через общую линию 7, преобразователь полярности 4, далее возврат к Е2 по питающей линии 8. Этот ток является входным током преобразователя полярности.Current I PL (current supply line 7). From the second DC voltage source E2 through the common line 7, the polarity converter 4, then return to E2 via the supply line 8. This current is the input current of the polarity converter.

Ток общей линии образуется из протекающих навстречу друг другу токов из необщей и питающей линиях. Iол=Iнл-Iпл.The common line current is formed from currents flowing towards each other from non-common and supply lines. I ol = I nl -I pl .

Выходной ток преобразователя полярности 4 - I4вых. Ток выходит из преобразователя полярности 4, проходит через по нагрузке 5 и возвращается в преобразователь полярности 4. Источником энергии для этого тока является входной ток преобразователя, получаемый посредством питающей линии Iпл.The output current of the polarity converter 4 - I 4out . The current exits the polarity converter 4, passes through the load 5 and returns to the polarity converter 4. The source of energy for this current is the input current of the converter, obtained through the supply line I pl .

Поскольку напряжение на входе и выходе преобразователя полярности принято на схеме замещения одинаковым, то входной и выходной токи преобразователя полярности равны по модулю Iпл=I4вых, но встречно направлены.Since the voltage at the input and output of the polarity inverter taken equal to the equivalent circuit, the input and the output of polarity inverter currents are equal in magnitude I sq = I 4vyh but oppositely directed.

Ток в нагрузке 5 имеет две составляющие: Iнл и I4вых, проходящие по нагрузке согласно.The current in load 5 has two components: I nl and I 4out , passing through the load according to.

Токи, получаемые нагрузкой 5 от необщей линии 6 Iнл и от питающей линии 8 через преобразователь полярности I4вых разделится между указанными линиями обратно пропорционально их сопротивлениям.The currents received by the load 5 from the non-common line 6 I nl and from the supply line 8 through the polarity converter I4out will be divided between the indicated lines in inverse proportion to their resistances.

Примем, что провода необщей линии 6 и питающего провода 7 имеют одинаковые сопротивления Rнл=Rпл, тогда ток нагрузки разделится между ними пополам. То есть I4вых=Iпл=Iнл. Это возможно при равенстве сечений проводов этих линий в медном эквиваленте и одинаковой длине.We assume that the wires of the non-common line 6 and the supply wire 7 have the same resistance R nl = R pl , then the load current will be divided between them in half. That is, I 4out = I PL = I nl . This is possible when the wire cross sections of these lines are equal in copper equivalent and the same length.

Тогда ток в общей линии Iол=Iпл-Iнл=0. Эта линия не будет влиять на токораспределение между необщей линией и питающей линиями.Then the current in the common line I ol = I PL -I nl = 0. This line will not affect the current distribution between the non-common line and the supply line.

В другом случае, при напряжении в питающей линии 1200 В и в необщей линии 600 В Кпп=2. Ток, получаемый нагрузкой от преобразователя полярности будет в 2 раза больше, чем ток от необщей линии Iнл, так как сопротивление Rпл=Rнл/Kпп.In another case, with a voltage in the supply line of 1200 V and in a non-common line of 600 V K pp = 2. The current received by the load from the polarity converter will be 2 times greater than the current from the non-common line I nl , since the resistance R PL = R nl / K pp .

Это означает, что в реальной схеме ток, протекающий по питающей линии Iпл оказывается меньше выходного тока преобразователя I4вых в 2 раза, за счет Кпп=2. То есть он равен току Iнл. Оба эти токи вычитаются друг из друга в общей линии. В результате физически ток в общей линии I7 будет отсутствовать, и эта линия не будет влиять на токораспределение между необщей линией и питающей линиями.This means that in a real circuit, the current flowing along the supply line I PL turns out to be 2 times less than the output current of the I4out converter due to K pp = 2. That is, it is equal to the current I nl . Both of these currents are subtracted from each other in a common line. As a result, physically the current in the common line I 7 will be absent, and this line will not affect the current distribution between the non-common line and the supply line.

Пример расчета токораспределения с разными напряжениями показывает, что ток в нагрузке на 1/3 получен из необщей линии и на 2/3 получен от питающей линии через преобразователь полярности. По сравнению с обычной двухпроводной схемой питания ток в необщей линии уменьшился в три раза. Соответственно и падение напряжения в ней уменьшится в три раза. Падения напряжения в общей линии нет, так как в ней нет тока и поэтому оно не увеличивает падение напряжения в линиях 6 и 7 до нагрузки 5. Общее падение напряжения до нагрузки, определяемое как сумма падений напряжения в необщей и общей линиях, уменьшается. При полной компенсации токов в общей линии по примеру, это падение напряжения суммарно уменьшается в шесть раз, по сравнению с двухпроводной системой электроснабжения.An example of calculating current distribution with different voltages shows that the current in the load is 1/3 received from the non-common line and 2/3 received from the supply line through the polarity converter. Compared to a conventional two-wire power circuit, the current in a non-common line is reduced by a factor of three. Accordingly, the voltage drop in it will decrease by three times. There is no voltage drop in the common line, since there is no current in it and therefore it does not increase the voltage drop in lines 6 and 7 to load 5. The total voltage drop to the load, defined as the sum of the voltage drops in the non-common and common lines, decreases. With full compensation of currents in a common line, for example, this voltage drop decreases six times in total, compared with a two-wire power supply system.

При равенстве напряжений, суммарное падение напряжений в линиях 6 и 7 до нагрузки 5 уменьшится в 4 раза. Это за счет из-за уменьшения в 2 раза тока в необщей линии и отсутствия падения напряжения в общей линии 7, из-за компенсации токов в ней. При равенстве напряжений питающей линии и необщей линией, питающая линия разгрузит необщую линию по току лишь в 2 раза.If the stresses are equal, the total voltage drop in lines 6 and 7 to load 5 will decrease by 4 times. This is due to a 2-fold decrease in the current in the non-common line and the absence of a voltage drop in the common line 7, due to the compensation of currents in it. If the supply voltage is equal and the common line, the supply line unloads the non-common line in current only 2 times.

Сопротивление цепи прохождения токов между станцией и нагрузкой по общей линии как бы «уменьшается», вследствие компенсации токов от необщей и питающей линий. Токи, «проходя» по общей линии, как показано выше, не создают падения напряжения и потери энергии в ней от скомпенсированных токов. Это уменьшает общее падение напряжения в тяговой сети и потери энергии в тяговой сети в целом. Не будет и потерь энергии в общей линии от прохождения токов нагрузки по ней.The resistance of the current path circuit between the station and the load along the common line is “decreasing”, as a result of current compensation from non-common and supply lines. Currents, "passing" along a common line, as shown above, do not create a voltage drop and energy loss in it from compensated currents. This reduces the overall voltage drop in the traction network and the energy loss in the traction network as a whole. There will be no energy losses in the common line from the passage of load currents along it.

Этот эффект физически схож с эффектом «исчезновения» тока в нулевом проводе трехфазной нагрузки при симметрии нагрузок трех фаз. «Симметрирование», а именно, выравнивание токов необщей и питающей линий производится включением преобразователя полярности постоянного тока с описанной схемой его включения и коэффициентом преобразования напряжения, определяемого соотношением входного и выходного напряжений. В изобретении и трехфазной системе электроснабжения применен широко используемый прием в технике компенсации одних проявлений физических эффектов аналогичными эффектами, но по другому направленными, дающими при геометрическом сложении в общем случае нулевые параметры проявления эффекта. Из уровня техники неизвестна подобная изобретению совокупность признаков способа и устройства, дающая такой же эффект, как изобретение, для решения конкретных задач по передаче энергии, описанных в качестве примеров здесь и ниже.This effect is physically similar to the effect of the "disappearance" of the current in the neutral wire of a three-phase load with symmetry of the loads of three phases. "Balancing", namely, the alignment of the currents of the common and supply lines, is carried out by turning on the DC polarity converter with the described circuit for its inclusion and the voltage conversion coefficient determined by the ratio of input and output voltages. In the invention and the three-phase power supply system, a widely used technique is used in the technique of compensating for some manifestations of physical effects with similar effects, but in a different direction, giving, in geometric form, in the general case, zero manifestation of the effect. The combination of features of a method and a device similar to the invention is unknown from the prior art, giving the same effect as the invention for solving the specific problems of energy transfer described as examples here and below.

На фигуре 3 представлена схема с большим приближением к практическим случаям, когда нагрузка 5 приложена к общей и необщей линиям на некотором расстоянии от преобразователя полярности, в сторону от станции. Этот случай возможен для нагрузок, не совмещенных по месту приложения с местом установки преобразователя полярности или для нестационарных по месту приложения нагрузок, а именно для тяговых нагрузок. В этом случае появляются токи, протекающие по общей линии, протекающие локально до нагрузки от ближайшего источника энергии - преобразователя полярности. Компенсация токов в общей линии будет появляться между станцией 1 и преобразователем полярности 4. В части общей линии, между преобразователем полярности и нагрузкой, компенсации токов не будет. Эффект в зоне между станцией 1 и преобразователем полярности 4 сохраняется. Для уменьшения зон протекания таких локальных токов нагрузок, можно увеличить число преобразователей полярности сверх одного.The figure 3 presents a diagram with great approximation to practical cases, when the load 5 is applied to the common and non-common lines at some distance from the polarity converter, away from the station. This case is possible for loads that are not combined at the place of application with the installation site of the polarity converter or for non-stationary loads at the place of application, namely, traction loads. In this case, currents flow along the common line, flowing locally to the load from the nearest energy source - the polarity converter. Compensation of currents in the common line will appear between station 1 and the polarity converter 4. In the part of the common line, between the polarity converter and the load, there will be no current compensation. The effect in the zone between station 1 and the polarity converter 4 is saved. To reduce the flow zones of such local load currents, it is possible to increase the number of polarity converters in excess of one.

На фигурах 4 представлена схема трехпроводная система электроснабжения с несколькими преобразователями полярности и несколькими нагрузками, отличающаяся от схем на предыдущих фигурах еще большим приближением к практическим случаям.In figures 4 presents a diagram of a three-wire power supply system with several transducers of polarity and several loads, which differs from the schemes in the previous figures even closer to practical cases.

На фигуре 4.1 приведена схема трехпроводной системы электроснабжения с тремя нагрузками и тремя преобразователями полярности. Нагрузка 5.1 расположена между станцией 1 преобразователем полярности 4.1. Нагрузки 5.2 и 5.3 включены в месте подключения преобразователей 4.2 и 4.3, соответственно.The figure 4.1 shows a diagram of a three-wire power supply system with three loads and three polarity converters. Load 5.1 is located between station 1 by a polarity converter 4.1. Loads 5.2 and 5.3 are included at the connection point of the converters 4.2 and 4.3, respectively.

На фигуре 4.2 приведено распределение токов: Iол по общей, Iнл необщей и Iпл питающей линиям. Направление тока в питающей линии к станции принято положительным, направление тока в необщей линии от станции принято положительным, направление тока в общей линии к станции принято положительным. Пунктиром показаны токи по прототипу. В этом случае токи в общей линии есть везде, нарастая с приближением к станции.Figure 4.2 shows the distribution of currents: I ol total, I nl non-common and I pl supply lines. The direction of the current in the supply line to the station is taken to be positive, the direction of the current in the non-common line from the station is taken to be positive, the direction of the current in the common line to the station is taken to be positive. The dotted line shows the currents of the prototype. In this case, currents in the common line are everywhere, increasing with approach to the station.

На участках 4.1-4.2 и 4.2-4.3 тока в общей линии не будет, так как благодаря преобразователям полярности в общей линии будет компенсация токов, полученных нагрузками через необщей и питающей линий. На головном участке 1-4.1 общей линии токи от нагрузок 5.2 и 5.3 также будет скомпенсированы. На головном участке локальные токи Iол от нагрузки 5.1 к станции 1 и к преобразователю полярности 4.1, направлены в разные стороны по отношению друг к другу и они не могут быть компенсированы. Однако суммарное падение напряжения от токов нагрузки 5.1 компенсируют друг друга, облегчая протекание токов других нагрузок.In sections 4.1-4.2 and 4.2-4.3, there will be no current in the common line, since thanks to the polarity converters in the common line there will be compensation for currents received by the loads through the non-common and supply lines. On the head section 1-4.1 of the common line, the currents from the loads 5.2 and 5.3 will also be compensated. At the head section, local currents I ol from load 5.1 to station 1 and to the polarity converter 4.1 are directed in different directions with respect to each other and they cannot be compensated. However, the total voltage drop from the load currents 5.1 cancel each other, facilitating the flow of currents of other loads.

Под локальными токами будет понимать токи, создаваемые нагрузкой и протекающие по общей и необщей линиями между двумя источниками напряжения, а именно между станцией и преобразователем полярности или двумя преобразователями полярности. За пределами указанного участка эти токи, распределяются между питающей и необщей линиями с помощью преобразователей полярности и суммируются с такими же токами от других нагрузок, протекая по все системе электроснабжения. Токи, прошедшие через преобразователи полярности, определяют основные параметры системы и действуют глобально, в противоположность токам нагрузок на локальных участках.By local currents we mean the currents created by the load and flowing along the common and non-common lines between two voltage sources, namely between the station and the polarity converter or two polarity converters. Outside the specified section, these currents are distributed between the supply and non-common lines using polarity converters and are summed with the same currents from other loads, flowing through the entire power supply system. The currents passing through the polarity converters determine the main parameters of the system and act globally, in contrast to the load currents in local areas.

Токи в общей и необщей линиях по изобретению уменьшаются по сравнению с прототипом. В необщей линии токи уменьшаются, так как питающая линия дополняет своей энергией энергию нагрузок, получаемую от необщей линии. Кроме того, на головном участке, ток нагрузки 5.1, идущий от преобразователя полярности частично компенсирует ток других нагрузок 5.2 и 5.3. В примере напряжение питающей линии принято равным напряжению необщей линии. Ток в питающей линии возрастает при приближении к станции. Ток в общей линии уменьшается, как указывалось выше, за счет компенсации. Она действует всегда для всех нагрузок. Даже для локальных нагрузок в той их части, которая прошла через преобразователь полярности.The currents in the common and non-general lines according to the invention are reduced compared with the prototype. In the non-common line, the currents decrease, since the supply line supplements with its energy the load energy received from the non-common line. In addition, at the head section, the load current 5.1 coming from the polarity converter partially compensates the current of other loads 5.2 and 5.3. In the example, the voltage of the supply line is taken equal to the voltage of the non-common line. The current in the supply line increases when approaching the station. The current in the common line decreases, as indicated above, due to compensation. It is always valid for all loads. Even for local loads in the part that passed through the polarity converter.

На фигуре 4.3 приведено изменение напряжения на необщей линии относительно общей линии Uнл, то есть напряжение, прикладываемое к нагрузкам. Это напряжение характеризует качество энергии, поставляемое нагрузкам. Фигура 4.3 показывает, что падение напряжения для нагрузок вдоль линий трехпроводной системы электроснабжения по изобретению значительно меньше, чем по прототипу. Это вызвано снижением токов, физически протекающих по необщей и общей линиям, как показано на фигуре 4.2.Figure 4.3 shows the change in voltage on a non-common line relative to a common line U nl , that is, the voltage applied to the loads. This voltage characterizes the quality of energy supplied to the loads. Figure 4.3 shows that the voltage drop for loads along the lines of the three-wire power supply system according to the invention is much less than that of the prototype. This is caused by a decrease in currents that physically flow along non-common and common lines, as shown in figure 4.2.

Токи на локальных участках в общей линии снижаются в разы, за счет исключения влияния нагрузок на остальных участках системы электроснабжения. Токи на локальных участках в необщей линии также резко снижаются, за счет принятия питающей линией на себя от половины нагрузок и более. Суммарное падение напряжения на локальных участках общей линии с учетом знака протекания локальных токов от нагрузки, будет частично или полностью скомпенсировано. Суммарное падение напряжения на локальных участках необщей линии с учетом знака протекания локальных токов от нагрузки, также будет частично или полностью скомпенсировано. Оба последних обстоятельства, с учетом также общего уменьшения токов в общей и необщей линии, уменьшают падение напряжения между необщей и общей линией, которое прикладывается к нагрузке. Тем самым, повышается уровень напряжения на нагрузке.The currents at local sections in the common line are reduced significantly, due to the exclusion of the influence of loads on the remaining sections of the power supply system. The currents at local sites in the non-general line are also sharply reduced, due to the adoption of half the load or more by the supply line. The total voltage drop in the local sections of the common line, taking into account the sign of the flow of local currents from the load, will be partially or fully compensated. The total voltage drop in the local sections of the non-common line, taking into account the sign of the flow of local currents from the load, will also be partially or fully compensated. Both last circumstances, taking into account also the general decrease in currents in the common and non-common line, reduce the voltage drop between the non-common and common line, which is applied to the load. Thus, the voltage level at the load increases.

На фигуре 5 представлено воплощение способа и трехпроводной системы электроснабжения для линий электропередач. Система электроснабжения имеет для примера два преобразователя полярности постоянного тока 4.1 и 4.2. Нагрузки, не входящие в систему, подключены в месте подключения преобразователей через разъединители 9. сами нагрузки не показаны на фигуре.The figure 5 presents the embodiment of the method and three-wire power supply system for power lines. The power supply system has, for example, two DC polarity converters 4.1 and 4.2. Loads that are not included in the system are connected at the connection point of the converters via disconnectors 9. The loads themselves are not shown in the figure.

В этой системе электроснабжения питание нагрузок подают от положительного (необщего) выхода первого источника постоянного напряжения, имеющего в примере положительное напряжение, относительно общей линии, которая подключена к объединенным разноименным выходам обоих источников постоянного напряжения на станции. От необщего выхода второго источника постоянного напряжения, имеющего в примере отрицательное напряжение, питание нагрузок подают на питающую линию, так что напряжение в питающей линии оказывается отрицательным по отношению напряжению в необщей линии. Оба напряжения получены относительно общей линии. Энергию, получаемую нагрузкой от необщей линии, дополняют энергией от питающей линии через преобразователь полярности тока постоянного тока, хотя бы одного, причем при передаче энергии от питающей линии к необщей линии производят преобразование полярности передаваемого постоянного тока, поэтому полярность выходящего тока становится положительной относительно общей линии. Полярность тока входа преобразователя полярности, подключенного к питающей линии, отрицательна. Нагрузка получает ток от преобразователя полярности в положительно полярности, что и ток, получаемой ею по необщей линии от первого источника постоянного тока, с положительной полярностью.In this power supply system, the loads are supplied from the positive (non-common) output of the first constant voltage source, which in the example has a positive voltage, relative to a common line that is connected to the unified outputs of both constant voltage sources at the station. From the non-common output of the second constant voltage source having a negative voltage in the example, the loads are supplied with power to the supply line, so that the voltage in the supply line is negative with respect to the voltage in the non-common line. Both voltages are obtained relative to the common line. The energy received by the load from the non-common line is supplemented with energy from the supply line through a DC current polarity converter, at least one, and when the energy is transferred from the supply line to the non-common line, the polarity of the transmitted direct current is converted, so the polarity of the output current becomes positive relative to the common line . The polarity of the input current of the polarity converter connected to the supply line is negative. The load receives current from the polarity converter in positive polarity, as does the current received by it along a non-common line from the first direct current source with positive polarity.

Нагрузка подключена в местах подключения преобразователей полярности постоянного тока. Такое подключение позволяет отбирать мощность от трехпроводной системы электроснабжения в промежуточных точках между передающей и приемной станциях, не нарушая симметрии токов в необщей и общей линиях. Это позволяет иметь общую линию небольшого сечения, необходимую для работы системы в аварийных режимах с меньшей мощностью или для работы с некоторым числом локальных нагрузок.The load is connected at the points where the DC-polarity converters are connected. This connection allows you to select power from a three-wire power supply system at intermediate points between the transmitting and receiving stations, without breaking the symmetry of the currents in the non-common and common lines. This allows you to have a common line of small cross section, necessary for the system to operate in emergency conditions with less power or to work with a certain number of local loads.

При меньшем напряжении в необщей линии по сравнению с питающей линией, упрощают входные узлы нагрузок. Понижение напряжения от основной, по передаваемой мощности, питающей линии берут на себя преобразователи полярности. Это упрощает такие подключения и может увеличить число подключаемых нагрузок, имеющих рабочее напряжение, соответствующее напряжению необщей линии.At a lower voltage in a non-common line compared to the supply line, the input load nodes are simplified. Polarity converters take voltage reduction from the main, according to the transmitted power, supply line. This simplifies such connections and can increase the number of connected loads having an operating voltage corresponding to a common line voltage.

При использовании на приемной станции преобразователя полярности 4.3 для питания нагрузок будет достаточно одного преобразователя постоянного напряжения 15 и отпадает необходимость симметрировать нагрузку двух преобразователей, как это необходимо в аналоге. Число преобразователей одного класса изоляции на приемной станции остается прежним.When using a polarity converter 4.3 at the receiving station, a single DC-voltage converter 15 will be enough to supply the loads and there is no need to balance the load of the two converters, as is necessary in the analogue. The number of converters of one insulation class at the receiving station remains the same.

Заземление общей линии полезно для фиксации на необщей и питающих линиях уровня напряжений изоляторов относительно земли, а на самой общей линии напряжения, близкого напряжению земли. Это упрощает конструкцию изоляции всех линий трехпроводной системы. Заземление относительно коротких линий может быть произведено в одной точке. В длинных линиях заземление целесообразно производить в нескольких точках. При таком заземлении общей линии, она не будет создавать блуждающих токов в нормальных режимах, поскольку возвращающиеся токи необщей и питающих линий будут взаимно компенсировать друг друга в общей линии благодаря преобразователю полярности.Grounding the common line is useful for fixing on the non-common and supply lines the voltage level of insulators relative to the ground, and on the common line of voltage close to the voltage of the earth. This simplifies the insulation design of all lines of the three-wire system. Grounding of relatively short lines can be made at one point. In long lines, it is advisable to ground at several points. With this grounding of the common line, it will not create stray currents in normal conditions, since the returning currents of the non-common and supply lines will mutually cancel each other in the common line due to the polarity converter.

На фигуре 6 представлено возможное воплощение трехпроводной системы электроснабжения для нагрузок, расположенных вдоль протяженных объектов, например освещение автодорог, нагрузок, расположенных вдоль трассы железных дорог, которые трудно подключить к сетям общего пользования, например, ввиду их удаленности от нагрузок.Figure 6 shows a possible embodiment of a three-wire power supply system for loads located along extended objects, for example, road lighting, loads located along railways that are difficult to connect to public networks, for example, due to their remoteness from loads.

Система электроснабжения имеет в примере на трассе два преобразователя полярности и группы нагрузок 11 и 14, питающихся от системы электроснабжения. Для питания группы нагрузок 11 в месте подключения преобразователя полярности выполнен отвод напряжения от необщей линии и общей линий через разъединитель 9 на групповую линию 10. С последней и происходит питание нагрузок 11. Такое подключение удобно в случае, когда напряжение питания нагрузок 11 соответствует напряжению необщей линии относительно общей линии.The power supply system has, in the example on the track, two polarity converters and load groups 11 and 14 powered by the power supply system. To power the load group 11, at the point of connection of the polarity converter, the voltage was removed from the non-common line and the common lines through the disconnector 9 to the group line 10. The last one is used to power the loads 11. This connection is convenient when the power supply to the loads 11 corresponds to the voltage of the non-common line relative to the common line.

Если нагрузки представляют собой электроприемники переменного тока, тогда между трехпроводной системой электроснабжения и группами нагрузок, после разъединителей 9 включают преобразователи постоянного напряжения в переменное 12 (инверторы), имеющие на выходе необходимое число фаз и величину напряжения.If the loads are AC power receivers, then between the three-wire power supply system and the load groups, after the disconnectors 9, they include DC-to-AC converters 12 (inverters) having the required number of phases and voltage value at the output.

Основная энергия освещения передается на трассу по питающей линии, имеющей существенно большее напряжение, чем напряжение необщей линии. Оба напряжения взяты относительно общей линии. Потери энергии в питающей линии будут ввиду указанных условий небольшими и возможно питание нагрузок на значительном удалении от станции 1. Назначение необщей линии - фиксировать небольшое напряжение, по сравнению с напряжением питающей линии, удобным для подключения большого числа нагрузок и инверторов. Групповая линия позволяет питать нагрузки, идущие не только вдоль линий системы электроснабжения, но в сторону от нее. Система может выполнять функцию линейного электроснабжения, как, например, продольного электроснабжения нетяговых потребителей железных дорог.The main lighting energy is transmitted to the track along the supply line, which has a significantly higher voltage than the voltage of a non-common line. Both voltages are taken relative to the common line. The energy losses in the supply line will be small due to the indicated conditions and it is possible to supply the loads at a considerable distance from station 1. The purpose of the non-common line is to fix a small voltage, compared with the voltage of the supply line, convenient for connecting a large number of loads and inverters. The group line allows you to power loads that go not only along the lines of the power supply system, but away from it. The system can perform the function of linear power supply, such as, for example, longitudinal power supply to non-traction railway consumers.

В этом воплощение системы электроснабжения питание нагрузок, также как и в предыдущем воплощении по фигуре 5, подают от положительного (необщего) выхода первого источника постоянного напряжения, имеющего в примере положительное напряжение, относительно общей линии, которая подключена к объединенным разноименным выходы обоих источников постоянного напряжения на станции. От необщего выхода второго источника постоянного напряжения, имеющего в примере отрицательное напряжение, питание нагрузок подают на питающую линию, так что напряжение в питающей линии оказывается отрицательным по отношению напряжению в необщей линии. Оба напряжения получены относительно общей линии. Энергию, получаемую нагрузкой от необщей линии, дополняют энергией от питающей линии через преобразователь полярности тока постоянного тока, хотя бы одного, причем при передаче энергии от питающей линии к необщей линии производят преобразование полярности передаваемого постоянного тока, поэтому полярность выходящего тока становится положительной относительно общей линии. Полярность тока входа преобразователя полярности, подключенного к питающей линии, отрицательна. Нагрузка получает ток от преобразователя полярности в положительно полярности, что и ток, получаемой ею по необщей линии от первого источника постоянного тока, с положительной полярностью.In this embodiment of the power supply system, the load power, as in the previous embodiment of FIG. 5, is supplied from the positive (non-common) output of the first DC voltage source, which in the example has a positive voltage, relative to a common line that is connected to the unified opposite outputs of both DC voltage sources at the station. From the non-common output of the second constant voltage source having a negative voltage in the example, the loads are supplied with power to the supply line, so that the voltage in the supply line is negative with respect to the voltage in the non-common line. Both voltages are obtained relative to the common line. The energy received by the load from the non-common line is supplemented with energy from the supply line through a DC current polarity converter, at least one, and when the energy is transferred from the supply line to the non-common line, the polarity of the transmitted direct current is converted, so the polarity of the output current becomes positive relative to the common line . The polarity of the input current of the polarity converter connected to the supply line is negative. The load receives current from the polarity converter in positive polarity, as does the current received by it along a non-common line from the first direct current source with positive polarity.

На фигуре 7 представлена трехпроводная система электроснабжения для питания нетяговых нагрузок для электрифицированной железной дороги. Эти нагрузки расположены вдоль трассы железной дороги, как и в случае по фигуре 6. Отличие состоит в том, что в качестве второго источника постоянного напряжения 3 используется преобразователь тяговой станции на постоянное напряжение, например на 3,3 кВ, используемый для питания тяговой нагрузки. Его напряжение положительно относительно общей линии, в качестве которой используется рельсовая цепь. В качестве второго источника постоянного напряжения используют специальный преобразователь с относительно небольшим напряжением, удобным для питания нагрузок, например, 300-500 В. Это напряжение подают в необщую линию с отрицательным напряжением относительно общей линии - рельсовой цепи.The figure 7 presents a three-wire power supply system for powering non-traction loads for an electrified railway. These loads are located along the railway, as in the case of figure 6. The difference is that as the second source of constant voltage 3, a converter of the traction station for constant voltage, for example 3.3 kV, is used to power the traction load. Its voltage is positive relative to the common line, which is used as a rail circuit. As a second source of constant voltage, a special converter is used with a relatively small voltage, convenient for supplying loads, for example, 300-500 V. This voltage is supplied to a non-common line with a negative voltage relative to a common line - a rail circuit.

Здесь также используется способ по изобретению, в реализации которого от предыдущих воплощений есть следующих отличия. В питающей линии напряжение относительно общей линии положительно, в необщей линии напряжение относительно общей линии отрицательно. То есть эти напряжения обратны соответствующим напряжениям других реализаций. Однако потоки энергии проходят в тех же направлениях и в тех же пропорциях. Преобразователь полярности постоянного тока также ток при передаче его от питающей линии к необщей линии. Также имеются точно такие же уменьшения токов в общей и необщей линиях, компенсации напряжений в этих линиях, улучшение режима напряжения на нагрузках, вызванные теми же причинами, что перечислены выше. Благодаря использованию терминов линий без указания их полярности, все приведенные выше воплощения описываются одной формулой способа и одной формулой системы электроснабжения.It also uses the method according to the invention, in the implementation of which from the previous embodiments there are the following differences. In the supply line, the voltage relative to the common line is positive; in the non-common line, the voltage relative to the common line is negative. That is, these voltages are inverse to the corresponding voltages of other implementations. However, the energy flows in the same directions and in the same proportions. The DC polarity converter is also current when transferring it from the supply line to the non-common line. There are also exactly the same decrease in currents in the common and non-common lines, compensation of voltages in these lines, improvement of the voltage mode at loads, caused by the same reasons that are listed above. By using the terms of the lines without indicating their polarity, all of the above embodiments are described by one formula of the method and one formula of the power supply system.

В этом воплощении целесообразно выполнить необщую линию в виде изолированного самонесущего провода, для непопадания высокого напряжения от питающей линии или контактной линии на нагрузки в случае аварий. Для контроля работы преобразователя полярности постоянного тока и другого оборудования, самонесущий изолированный провод нужно выполнить в виде электрооптического провода.In this embodiment, it is advisable to make a non-general line in the form of an insulated self-supporting wire, so that high voltage from the supply line or contact line does not hit the load in case of accidents. To control the operation of the DC-polarity converter and other equipment, a self-supporting insulated wire must be made in the form of an electro-optical wire.

На фигуре 8.1 представлена трехпроводная система электроснабжения с преобразователями полярности постоянного тока 4.1, 4.2 и 4.3, и равномерно распределенными нагрузками вдоль линий системы энергоснабжения. К такому случаю близка нагрузка троллейбусных и трамвайных систем электроснабжения, с параллельным соединением контактных линий. Напряжение в необщей линии относительно общей линии представлено на фигуре 8.2. Соединение однополярных контактных линий двух путей между собой увеличивает число нагрузок и приближает их к равномерному распределению вдоль фидерной зоны. Фактически это однопутный участок. Достаточно иметь в этом случае одну усиливающую линию.Figure 8.1 shows a three-wire power supply system with direct current polarity converters 4.1, 4.2 and 4.3, and evenly distributed loads along the lines of the power supply system. The load of trolleybus and tram power supply systems with parallel connection of contact lines is close to this case. The voltage in the non-common line relative to the common line is shown in figure 8.2. The connection of unipolar contact lines of two paths between each other increases the number of loads and brings them closer to a uniform distribution along the feeder zone. In fact, this is a single track section. It is enough to have in this case one reinforcing line.

Напряжение в необщей линии снижается намного меньше, чем по прототипу, благодаря подпитке энергией через преобразователь полярности и компенсации токов в общей линии, а также частичной компенсации падений напряжений от нагрузки в необщей линии, также как в описанных выше примерах воплощений способа и системы электроснабжения.The voltage in the non-common line is reduced much less than in the prototype, due to the energization through the polarity converter and current compensation in the common line, as well as the partial compensation of voltage drops from the load in the non-common line, as well as in the above examples of embodiments of the method and power supply system.

Имеющаяся компенсация позволяет допустить уменьшение сечения провода общей линии для троллейбуса. Он должен быть рассчитан только на локальные токи. Величина сопротивления этой линии практически не влияет на токораспределение между питающей и необщей линией. Вследствие компенсации токов в нем, отсутствуют потери энергии и напряжения в нем, что вдвое уменьшает эти показатели потерь в контактной сети троллейбуса.The available compensation allows for a reduction in the cross section of the common line wire for the trolley bus. It should be designed only for local currents. The resistance value of this line practically does not affect the current distribution between the supply and non-common lines. Due to compensation of currents in it, there are no losses of energy and voltage in it, which halves these indicators of losses in the contact network of the trolley bus.

В трамвайной системе распределение токов и напряжений соответствует фигуре 8.2, отличие лишь в появлении блуждающих токов, описанных ниже.In a tram system, the distribution of currents and voltages corresponds to figure 8.2, the difference is only in the appearance of stray currents, described below.

Особенности работы способа и трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока при общей линии, выполненной в виде рельсов рассмотрена на фигурах 9.The features of the method and the three-wire DC power supply system with a common line made in the form of rails are considered in figures 9.

Схема на фигуре 9.1 подобна схеме на фигуре 3. Выполнение общей линии в виде рельсовой цепи порождает блуждающий ток. Прохождение тока по рельсовой цепи создает падение напряжения вдоль рельсового пути. Поскольку между рельсами и землей имеются переходные сопротивления в виде шпал, поэтому часть тока из общей линии имеет возможность ответвиться в землю. Той части общей линии, где имеются локальные токи нагрузки, будут соответствовать падения напряжения в рельсовой цепи и блуждающие токи. Эта локальная часть общей линии создает блуждающие токи только от локальных токов. Поэтому участку общей линии между нагрузкой 5 и местом подключения преобразователя полярности 4 будет соответствовать блуждающий ток. Между местом подключения преобразователя полярности 4 и станцией 1 нет тока в рельсовой цепи. Этот участок не служит для появления блуждающего тока. Нечему ответвляться и нет разности потенциалов.The circuit in figure 9.1 is similar to the circuit in figure 3. The execution of a common line in the form of a rail circuit generates a stray current. The passage of current along the rail circuit creates a voltage drop along the rail. Since there are transition resistances in the form of sleepers between the rails and the ground, so part of the current from the common line has the ability to branch into the ground. The part of the common line where local load currents are present will correspond to voltage drops in the rail circuit and stray currents. This local part of the common line creates stray currents only from local currents. Therefore, the section of the common line between the load 5 and the connection point of the transformer of polarity 4 will correspond to stray current. There is no current in the rail circuit between the connection point of the polarity converter 4 and station 1. This section does not serve for the appearance of stray current. There is nothing to branch out and there is no potential difference.

Разность потенциалов вдоль рельсов от прохождения локального тока Iрц будет существенно меньше, чем в случае отсутствия преобразователя полярности, поэтому и величина блуждающего тока будет меньше. Охватываемая область земли блуждающим током также будет меньше, так как меньше область рельсовой цепи, его порождающей.The potential difference along the rails from the passage of the local current I rc will be significantly less than in the absence of a polarity converter, therefore, the value of the stray current will be less. The covered area of the earth by stray current will also be less, since the area of the rail chain generating it is smaller.

Двустороннее питание не вносит существенных отличий в использовании способа и системы электроснабжения по изобретению. Если питание будет с одной стороны, например со стороны станции 1.1, работа этой схемы сведется к работе схемы по фигуре 8.1. Наложив на эту схему ее симметричное отражение, питание только со стороны станции 1.2, получим распределение напряжение по фигуре 9.3. При симметрично нагрузке участка относительно преобразователя полярности постоянного тока 4.2, он будет получать равные токи от обоих станций.Two-way power does not introduce significant differences in the use of the method and power supply system according to the invention. If the power is on the one hand, for example, from the side of station 1.1, the operation of this circuit will be reduced to the operation of the circuit of figure 8.1. Having imposed its symmetrical reflection on this circuit, the power supply only from the station 1.2, we obtain the voltage distribution according to figure 9.3. With a symmetrical load of the section relative to the DC-polarity converter 4.2, it will receive equal currents from both stations.

На фигуре 9.2 приведено расположение двух тяговых станций 1.1 и 1.2 и трех преобразователей полярности 4.1, 4.2 и 4.3 на фидерной зоне между этими двумя станциями, с двустороннем питанием и однопутным движением.Figure 9.2 shows the location of two traction stations 1.1 and 1.2 and three transducers of polarity 4.1, 4.2 and 4.3 on the feeder zone between these two stations, with two-way power and single-track movement.

Работа воплощения по фигуре 9.2 ничем не отличается от предыдущих воплощений по способу и системе электроснабжения. В этой системе электроснабжения питание нагрузок подают от положительного (необщего) выхода первого источника постоянного напряжения, имеющего в примере положительное напряжение, относительно общей линии, которая подключена к объединенным разноименным выходам обоих источников постоянного напряжения на станции. От необщего выхода второго источника постоянного напряжения, имеющего в примере отрицательное напряжение, питание нагрузок подают на питающую линию, так что напряжение в питающей линии оказывается отрицательным по отношению напряжению в необщей линии. Оба напряжения получены относительно общей линии. Энергию, получаемую нагрузкой от необщей линии, дополняют энергией от питающей линии через преобразователь полярности тока постоянного тока, хотя бы одного, причем при передаче энергии от питающей линии к необщей линии производят преобразование полярности передаваемого постоянного тока, поэтому полярность выходящего тока становится положительной относительно общей линии. Полярность тока входа преобразователя полярности, подключенного к питающей линии, отрицательна. Нагрузка получает ток от преобразователя полярности в положительно полярности, что и ток, получаемой ею по необщей линии от первого источника постоянного тока, с положительной полярностью.The embodiment of FIG. 9.2 is no different from previous embodiments in the method and system of power supply. In this power supply system, the loads are supplied from the positive (non-common) output of the first constant voltage source, which in the example has a positive voltage, relative to a common line that is connected to the unified outputs of both constant voltage sources at the station. From the non-common output of the second constant voltage source having a negative voltage in the example, the loads are supplied with power to the supply line, so that the voltage in the supply line is negative with respect to the voltage in the non-common line. Both voltages are obtained relative to the common line. The energy received by the load from the non-common line is supplemented with energy from the supply line through a DC current polarity converter, at least one, and when the energy is transferred from the supply line to the non-common line, the polarity of the transmitted direct current is converted, so the polarity of the output current becomes positive relative to the common line . The polarity of the input current of the polarity converter connected to the supply line is negative. The load receives current from the polarity converter in positive polarity, as does the current received by it along a non-common line from the first direct current source with positive polarity.

Графики построены исходя из равномерно распределенной нагрузке по фидерной зоне, и одинаковых величинах сопротивлений необщей и питающей линий. Для построения графиков тока в рельсовой цепи, учтено, что в месте подключения преобразователей полярности 4 ток в рельсовой цепи будет равен нулю, вследствие выравнивающих свойств преобразователей полярности.The graphs are based on a uniformly distributed load along the feeder zone, and the same resistance values of the common and supply lines. To plot the current in the rail circuit, it was taken into account that at the connection point of the polarity 4 converters, the current in the rail circuit will be zero, due to the leveling properties of the polarity converters.

При равенстве напряжения в питающей линии 8 напряжению в необщей линии 6, ток в необщей линии у тяговой станции слева от нагрузок, находящихся вблизи преобразователя полярности в сечении А и далее его уменьшится вдвое, уменьшится и падение напряжения в необщей линии в два раза от этих токов. К оставшемуся току добавятся локальные токи от нагрузок между станцией 1.1 и преобразователем полярности 4.1. Токи локальных нагрузок, полученные от соседних преобразователей полярности, направлены в разные стороны, создаваемые ими падения напряжения направлены встречно друг другу, как показано на фигуре 4. Эти локальные падения напряжения уменьшают суммарное падение напряжения на таком участке необщей линии.If the voltage in the supply line 8 is equal to the voltage in the non-common line 6, the current in the non-common line at the traction station to the left of the loads located near the polarity converter in section A and then it will decrease by half, and the voltage drop in the non-common line will be reduced by half from these currents . Local currents from loads between station 1.1 and polarity converter 4.1 will be added to the remaining current. The local load currents received from neighboring polarity converters are directed in different directions, the voltage drops generated by them are directed opposite each other, as shown in Figure 4. These local voltage drops reduce the total voltage drop in such a section of the non-common line.

Напряжение необщей линии по прототипу, представленное пунктиром, представляет собой одну кривую на всю фидерную зону с большей величиной минимума кривой, по сравнению с локальным минимумами того же напряжения по изобретению. В общей линии падения напряжения станут меньше, чем в прототипе, поскольку физически протекающий ток существенно уменьшится, также уменьшится и алгебраическая сумма падений напряжения на локальных участках необщей линии из-за взаимной компенсации от разных направлений локальных токов по необщей линии.The voltage of the non-general line of the prototype, represented by a dotted line, represents one curve over the entire feeder zone with a larger value of the minimum of the curve, compared with local minima of the same voltage according to the invention. In the general line, the voltage drops will become smaller than in the prototype, since the physically flowing current will significantly decrease, the algebraic sum of the voltage drops in the local sections of the non-common line will also decrease due to the mutual compensation from different directions of local currents along the non-common line.

Блуждающие токи приобретут локальный характер, так как они будут проявлением локальных токов в рельсовой цепи, протекающих на локальных участках необщей линии, между подключенными к ней источниками энергии. Локальные токи сами много меньше глобальных токов по прототипу, определяемых всеми нагрузками всей фидерной зоны. Блуждающие токи создаются локальными токами в общей линии, протекающими в противоположных направлениях друг к другу на локальных участках. Это резко уменьшает охват земли, повышает сопротивление земли протеканию блуждающего тока и дополнительно уменьшает блуждающие токи.Stray currents will acquire a local character, since they will be a manifestation of local currents in the rail circuit, flowing in local sections of a non-common line, between energy sources connected to it. Local currents themselves are much smaller than the global currents of the prototype, determined by all the loads of the entire feeder zone. Stray currents are created by local currents in a common line, flowing in opposite directions to each other in local areas. This sharply reduces the coverage of the earth, increases the resistance of the earth to the flow of stray current and further reduces stray currents.

Уменьшение токов в общей и необщей линиях при любых сочетаниях нагрузок, по сравнению с прототипом, уменьшают требования к сечению кабеля, питающего от станции общую линию, потери энергии и падение напряжения, уменьшает и уставки защит.The reduction of currents in the common and non-common lines for any combination of loads, in comparison with the prototype, reduces the requirements for the cross-section of the cable supplying the common line from the station, energy loss and voltage drop, and reduces the protection settings.

К недостаткам прототипаThe disadvantages of the prototype

Недостаток №1. Компенсация токов в общей линии происходит при любом числе нагрузок, расположенных в районе подключения преобразователя полярности постоянного тока и далее преобразователя полярности в сторону от источников постоянного напряжения на станции. Компенсация создается автоматически благодаря включению преобразователя полярности постоянного тока.The disadvantage number 1. Compensation of currents in the common line occurs at any number of loads located in the area of connection of the DC polarity converter and then the polarity converter to the side of the DC voltage sources at the station. Compensation is generated automatically by turning on the DC polarity converter.

Недостаток №2. Оба источника постоянного напряжения одновременно загружены, вследствие выравнивания токов, создаваемое преобразователем полярности, независимо от числа нагрузок. Небольшая дополнительная нагрузка будет у источника постоянного напряжения, питающего необщую линию, от локальных нагрузок, находящихся вблизи станций, в начальной части зоны между станцией и первым преобразователям полярности. Она может быть учтена при определении установленной мощности указанного источника постоянного напряжения. Мощности источников постоянного напряжения выбирают с учетом их выходных напряжений. Неравномерность загрузки источников постоянного напряжения относительно их установленных мощностей на станциях практически отсутствует.Drawback number 2. Both DC voltage sources are simultaneously loaded, due to the equalization of currents created by the polarity converter, regardless of the number of loads. A small additional load will be at the constant voltage source supplying the non-common line from local loads located near the stations in the initial part of the zone between the station and the first polarity converters. It can be taken into account when determining the installed power of the specified constant voltage source. The power of the DC voltage sources is selected taking into account their output voltages. The uneven loading of DC voltage sources relative to their installed capacities at the stations is practically absent.

Недостаток №3. Оперативная коммутация на станции для перехода на работу по классической двухпроводной схеме легко осуществляется, отключением питающей линии и преобразователей полярности.Drawback number 3. Operational switching at the station for switching to work according to the classical two-wire circuit is easily carried out by disconnecting the supply line and polarity converters.

Недостаток №4. В изобретение усиление достигается введением одной линии - питающей, которая разгружает необщую линию, от которой непосредственно питаются нагрузки. Уменьшение потерь энергии и напряжения происходит не только в необщей линии, но и в общей линии, за счет значительной и постоянной компенсации тока в ней, в отличии от прототипа, за счет введения питающей линии с другой полярностью, чем в необщей линии, в совокупности с преобразователем полярности.Drawback number 4. In the invention, amplification is achieved by introducing one line - the supply line, which unloads the non-common line, from which the loads are directly fed. The reduction of energy and voltage losses occurs not only in the non-common line, but also in the common line, due to the significant and constant compensation of the current in it, unlike the prototype, due to the introduction of a supply line with a different polarity than in the non-shared line, in conjunction with polarity converter.

В случае рельсового выполнения общей линии ее сопротивление меньше, чем необщей линии, поэтому основной эффект от уменьшения потерь напряжения привносит необщая линия, вклад рельсовой цепи меньше. Однако, существенное уменьшение токов в рельсовой цепи - общей линии, приводит к другому важному эффекту - уменьшению блуждающих токов.In the case of rail execution of a common line, its resistance is less than that of a non-common line, therefore, the main effect of reducing voltage losses is brought by a non-common line, the contribution of the rail circuit is less. However, a significant decrease in currents in the rail circuit - a common line, leads to another important effect - a decrease in stray currents.

Недостаток №5. Как показано в примерах применения, при напряжении в питающей линии большим, чем в необщей линии, на нагрузках сохраняется стандартное для них напряжение, получаемое от необщей линии. Понижение напряжения питающей линии берут на себя преобразователи полярности. Поскольку большая часть энергии поступает по питающей линии, это позволяет увеличить число нагрузок, или ввести новые типы нагрузок с повышенным потреблением мощности, также можно увеличить расстояние между станциями, с уменьшением их числа.Drawback number 5. As shown in the application examples, when the voltage in the supply line is greater than in the non-common line, the standard voltage for them received from the non-common line remains at the loads. Polarity converters take over voltage of the supply line. Since most of the energy is supplied through the supply line, this allows you to increase the number of loads, or introduce new types of loads with increased power consumption, you can also increase the distance between stations, with a decrease in their number.

Недостаток №6. Возможна компенсация на однопутных участках тяговых трехпроводных системах электроснабжения. Компенсация токов в общей линии не связана с числом путей.Drawback number 6. Compensation is possible on single-track sections of traction three-wire power supply systems. Current compensation in a common line is not related to the number of paths.

Недостаток №7. Возможна работа при двустороннем питании необщих линий на двухпутных участках. Компенсация токов в общей линии, за пределами локальных участков с нагрузками, происходит при любом числе нагрузок, на локальных участках происходит компенсация падения напряжения на всем локальном участке, что улучшает режим напряжения на необщей линии.Drawback number 7. It is possible to work with two-way power supply of non-common lines at double-track sections. Compensation of currents in the common line, outside the local sections with loads, occurs at any number of loads, in the local sections there is compensation for the voltage drop across the entire local section, which improves the voltage mode on the non-common line.

Недостаток №8. Уменьшится электромагнитное влияние линий, так как в контуре необщая линия - общая линия уменьшится величина влияющего тока, также уменьшится величина влияющего тока в контуре общая линия - питающая линия. Уменьшится геометрия контуров, создающий влияния, в общей линии по большей части ток отсутствует, на локальных участках он уменьшен.Drawback number 8. The electromagnetic influence of the lines will decrease, since in the circuit a non-common line - a common line, the value of the affecting current will decrease, and the value of the influence current in the circuit will decrease the common line - the supply line. The geometry of the contours, which creates influences, will decrease, for the most part there is no current in the common line, it is reduced in local areas.

Недостаток №9. Другая линия в прототипе имеет две функции: токосъема и питания только своего пути, выполнена она как контактный провод. В изобретении она лишена функции токосъема, что упрощает ее конструкцию и повышает надежность, так как нет втяжения и постоянных механических нагрузок, а функция питания расширена на любое число путей. Это питающая линия.Drawback number 9. Another line in the prototype has two functions: current collector and power only its path, it is made as a contact wire. In the invention, it is deprived of the function of current collection, which simplifies its design and increases reliability, since there is no retraction and constant mechanical loads, and the power function is extended to any number of paths. This is the supply line.

Недостаток №10. Другая линия имеет основной функцией передачу энергии нагрузкам, подключенных к необщей линий.Drawback number 10. The other line has the main function of transferring energy to loads connected to non-common lines.

Недостаток №11. Компенсация токов в общей линии происходит при любом числе нагрузок, расположенных в районе подключения преобразователя полярности постоянного тока и далее преобразователя полярности в сторону от источников постоянного напряжения на станции. Компенсация от нагрузок вблизи станции может не быть, но там нет проблем с падением напряжения на нагрузке ввиду малого расстояния от станции и, соответственно этому, малого сопротивления токоведущих линий.Drawback number 11. Compensation of currents in the common line occurs at any number of loads located in the area of connection of the DC polarity converter and then the polarity converter to the side of the DC voltage sources at the station. Compensation from loads near the station may not be, but there are no problems with the voltage drop on the load due to the small distance from the station and, accordingly, the low resistance of live lines.

Недостаток №12. Вследствие распределения тяговых токов по двум линиям, на каждой линии снижена величина тягового токи, а токи короткого замыкания остаются прежними. Поэтому будут существенно уменьшено число ложных срабатывания защит от перегрузок. Тем самым уменьшится перерывы в подаче электроэнергии. Уменьшится также перегрев проводов линий с уменьшением токов нагрузки. Уменьшение числа ложных отключений, вызывающих перерывы в движении, исключает токовые перегрузки от повторных пусков нагрузок, уменьшает износ выключателей, их обслуживание, уменьшает старение изоляции, что значительно повышают надежность работы системы энергоснабжения (Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. «Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса» - Москва.: «Транспорт», 1986 г., с. 164-165).Drawback number 12. Due to the distribution of traction currents along two lines, the traction currents are reduced on each line, and short-circuit currents remain the same. Therefore, the number of false positives of overload protection will be significantly reduced. This will reduce interruptions in the supply of electricity. The overheating of the line wires will also decrease with a decrease in load currents. Reducing the number of false shutdowns that cause interruptions in movement, eliminates current overloads from repeated starts of loads, reduces wear of circuit breakers, their maintenance, reduces aging of insulation, which significantly increase the reliability of the power supply system (Tarnizhevsky MV, Tomlyanovich DK “Design power supply devices for trams and trolleybuses ”- Moscow:“ Transport ”, 1986, p. 164-165).

Недостаток №13. Если общая линия выполнена в виде рельсовой цепи, то преобразователи полярности выравнивают токи в линиях, компенсируя их в общей линии, существенно уменьшая блуждающие токи, независимо от числа нагрузок, их величины и месторасположения. Локальные токи в общей линии, производящие блуждающие токи, существенно меньше по величине, чем токи в общей линии без использования преобразователей полярности. Выравнивание производится постоянно и оно не связано с перемещением нагрузок.Drawback number 13. If the common line is made in the form of a rail circuit, then the polarity converters equalize the currents in the lines, compensating for them in the common line, significantly reducing stray currents, regardless of the number of loads, their size and location. Local currents in a common line producing stray currents are substantially smaller in magnitude than currents in a common line without using polarity converters. Alignment is performed continuously and it is not associated with the movement of loads.

Недостаток №14. Токи в общей линии уменьшены, благодаря компенсации, на регулярной основе, а не случайно, как в прототипе, потребность в большом сечении нулевого кабеля уменьшена.Drawback number 14. The currents in the common line are reduced, due to compensation, on a regular basis, and not by chance, as in the prototype, the need for a large cross section of the zero cable is reduced.

Продолжение описания предпочтительных воплощенийContinued Description of Preferred Embodiments

Далее рассмотрено дополнительные варианты воплощений способа и трехпроводной системы электроснабжения.The following are additional embodiments of the method and the three-wire power supply system.

На фигуре 10 показано схема трехпроводной системы электроснабжения тяговой сети для двухпутной линии с раздельным питанием путей. Это может относится к железным дорогам, метрополитенам и трамвайным линиям с раздельным питанием путей. Раздельное питание путей повышает надежность функционирования системы в целом, делает движение на разных путях независимым друг от друга. Поэтому питающие линии и преобразователи полярности для каждого пути должны быть свои.The figure 10 shows a diagram of a three-wire power supply system of the traction network for a double-track line with separate power supply paths. This may apply to railways, subways and tram lines with separate track power. Separate power supply of the tracks increases the reliability of the functioning of the system as a whole, makes the movement on different paths independent of each other. Therefore, the supply lines and polarity converters for each path should be their own.

Общими элементами системы электроснабжения являются источники постоянного напряжения 2 и 3 на станции 1 и общая линия 7 в виде рельсовой цепи. Принято рельсовые цепи всех путей соединять между собой параллельно. Обе необщие линии 6' и 6'' первого и второго путей подключены на станции к необщему выходу первого источника постоянного напряжения. Обе питающие линии 8' и 8'' первого и второго путей подключены на станции 1 к необщему выходу второго источника постоянного напряжения 3. Рельсовая цепь подключена к общему выводу обоих источников постоянного напряжения 2 и 3.Common elements of the power supply system are constant voltage sources 2 and 3 at station 1 and a common line 7 in the form of a rail circuit. Adopted rail chains of all paths to interconnect in parallel. Both non-common lines 6 'and 6' 'of the first and second paths are connected at the station to the non-common output of the first constant voltage source. Both supply lines 8 'and 8' 'of the first and second paths are connected at station 1 to the non-common output of the second DC voltage source 3. The rail circuit is connected to the common output of both DC voltage sources 2 and 3.

Преобразователи полярности постоянного тока первого и второго путей 4' и 4'' включены положительными входами к общей линии и отрицательными входами к питающим линиям своих путей, соответственно.The direct current polarity converters of the first and second paths 4 'and 4' 'are connected by positive inputs to the common line and negative inputs to the supply lines of their paths, respectively.

Для оценки работы такой двухпутной трехпроводной системы электроснабжения воспользуемся методом наложения. Пусть нагрузка будет только на первом пути в зоне между станцией и первым от преобразователем полярности. Тогда работа такой системы электроснабжения ничем не будет отличаться от работы системы электроснабжения по фигуре 4.3. По рельсовой цепи между преобразователями полярности 4.2 и 4.4 не будет никакого тока, а на зоне между станцией и преобразователем полярности 4.2 будет протекать локальный ток от нагрузки в этой зоне, как указано в пояснении к фигуре 4.3. В другом случае, при нагрузке только на втором пути, в той же зоне рельсовой цепи, картина протекания токов симметрично отразится. Появится локальный ток в рельсовой цепи в зоне между станцией и преобразователем полярности 4.1.To evaluate the operation of such a two-track three-wire power supply system, we use the overlay method. Let the load be only on the first path in the zone between the station and the first from the polarity converter. Then the operation of such a power supply system will not be different from the operation of the power supply system according to figure 4.3. There will be no current along the rail circuit between the polarity converters 4.2 and 4.4, and a local current from the load in this zone will flow in the area between the station and the polarity converter 4.2, as indicated in the explanation to figure 4.3. In another case, when the load is only on the second track, in the same zone of the rail chain, the current flow pattern will be reflected symmetrically. A local current will appear in the rail circuit in the area between the station and the polarity converter 4.1.

При появлении нагрузок на обоих путях преобразователи полярности, подключенные только к своим питающим линиям и необщим линиям, будут работать независимо друг от друга. В виду малого сопротивления рельсовой цепи и, соответственно, малой величины падения напряжения на рельсовой цепи, по сравнению с напряжениями первого и второго источников постоянного напряжения 2 и 3, это падение напряжения влияния на распределение токов в линиях практически не окажет. Преобразователи токов выравнивают токи в питающей и необщей линиях только в линиях своих путей, независимо от расположения и величинах нагрузок на соседнем пути. Компенсация токов в общей рельсовой цепи будет производится для каждого пути независимо друг от друга, при любых нагрузках и направлениях движения.When loads appear on both paths, polarity converters connected only to their supply lines and non-common lines will work independently of each other. In view of the low resistance of the rail circuit and, accordingly, the small value of the voltage drop across the rail circuit, in comparison with the voltages of the first and second sources of constant voltage 2 and 3, this voltage drop will practically not affect the distribution of currents in the lines. Current converters equalize currents in the supply and non-common lines only in the lines of their paths, regardless of the location and magnitude of the loads on the adjacent path. Compensation of currents in the common rail circuit will be made for each track independently from each other, under any loads and directions of movement.

Одна питающая линия и общие преобразователи полярностей для обоих путей может несколько снизить эффект компенсации токов в общей линии. Полная компенсация глобальных токов нагрузки будет при равенстве приведенного сопротивления питающей линии и сопротивления необщей линии, как показано выше. При изменениях схем питания в вынужденных режимах эксплуатации это соотношение будет изменяться, поэтому будет несколько меняться и компенсирующий эффект. Эффект от дополнения энергии нагрузкам через питающую линию сохранится.One supply line and common polarity converters for both paths can somewhat reduce the effect of current compensation in the common line. Full compensation of the global load currents will be with the equality of the reduced resistance of the supply line and the resistance of the non-common line, as shown above. With changes in power supply circuits in forced operation modes, this ratio will change, therefore, the compensating effect will also slightly change. The effect of adding energy to the loads through the supply line will continue.

Способ электроснабжения трехпроводной системы электроснабжения двухпутного участка, также остается неизменным и не связан с числом путей числом. Ввиду малой величины падения напряжения на общих элементах системы электроснабжения - рельсовой цепи и источников постоянного напряжения, взаимного влияния друг на друга питающие линии и преобразователи полярности каждого пути не окажут. Выравнивание токов в необщих и питающих линиях обоих путей будет производится независимо друг от друга, как на однопутном участке. То же можно расширить и на многопутные участки, при наличии на каждом пути своего преобразователя полярности и своей питающей линии.The power supply method of the three-wire power supply system of the double-track section also remains unchanged and is not related to the number of paths by the number. Due to the small voltage drop across the common elements of the power supply system - the rail circuit and direct voltage sources, the supply lines and the polarity converters of each path will not have a mutual influence on each other. The equalization of currents in non-general and supply lines of both paths will be made independently of each other, as in a single-track section. The same can be extended to multi-path sections, if each path has its own polarity converter and its own supply line.

На фигурах 11 показано варианты воплощений способа и системы электроснабжения с вариацией выполнения источников постоянного напряжения на станциях - фиг. 11.1 и 11.2, подключения накопителей энергии в месте подключения преобразователя полярности - фиг. 11.3, инверторов переменного тока и их сочетания с накопителем энергии - фиг. 11.4 и 11.5.In figures 11 shows variants of embodiments of the method and power supply system with a variation of the implementation of direct voltage sources at the stations - Fig. 11.1 and 11.2, connecting the energy storage devices at the connection point of the polarity converter - FIG. 11.3, AC inverters and their combination with energy storage - Fig. 11.4 and 11.5.

На фигуре 11.1 приведено возможное выполнение второго источника постоянного напряжения 3 на станции 1 в виде преобразователя постоянного напряжения, аналогично описанному ниже преобразователю по фигурам 13 и 14. На фигуре 11.2 приведено возможное выполнение первого источника постоянного напряжения 3 на станции 1 в виде преобразователя постоянного напряжения. Преобразователи работают на частотах, большими, чем промышленная частота сетей общего пользования в 50 Гц, поэтому его внутренний трансформатор имеет меньшие массогабаритные показатели чем силовые преобразовательные трансформаторы на 50 Гц. Возможное устройство преобразователя полярности приведено ниже, на фигуре 13.Figure 11.1 shows the possible implementation of the second DC voltage source 3 at station 1 in the form of a DC voltage converter, similar to the converter described below in Figures 13 and 14. Figure 11.2 shows the possible implementation of the first DC voltage source 3 at station 1 in the form of a DC voltage converter. The converters operate at frequencies higher than the industrial frequency of public networks at 50 Hz, so its internal transformer has lower overall dimensions than power converter transformers at 50 Hz. A possible polarity converter device is shown below in FIG. 13.

На фигуре 11.3 показано подключение накопителя энергии на линии, полезного для снятия пикового потребления тока, что позволит уменьшить мощности источников напряжения постоянного тока и преобразователей полярности. Накопитель 16 заряжается от станции током I1.2-16 и от преобразователя полярности 4. При снижении напряжения в необщей линии 6, вызванным большим пусковым током нагрузки 5, нагрузка питается токами, поступающими от питающей линии 8 через преобразователь полярности 4 током I4вых н, от накопителя 11 током I16 и от станции через необщую линию 6 током I1.2-5. Поскольку у накопителя внутреннее сопротивление меньше, чем у других источников тока нагрузки 5, то он большую часть пикового тока берет на себя. Накопители энергии могут быть установлены и на станциях, для уменьшения пикового потребления тока нагрузками, находящимися вблизи станций.Figure 11.3 shows the connection of the energy storage device on the line, useful for removing peak current consumption, which will reduce the power of DC voltage sources and polarity converters. The drive 16 is charged from the station with a current of I 1.2-16 and from a polarity converter 4. When the voltage in the non-common line 6 is reduced due to the high inrush current of the load 5, the load is powered by currents coming from the supply line 8 through the polarity converter 4 with a current of I 4out n , from drive 11 current I 16 and from the station through a non-common line 6 current I 1.2-5 . Since the drive has less internal resistance than other sources of load current 5, it takes up most of the peak current. Energy storage devices can also be installed at stations to reduce peak current consumption by loads located near the stations.

На фигуре 11.4 показана схема подключения инвертора 12, полезного для питания нагрузок переменного тока, как ранее показано на фигуре 5. Инвертор включен между необщей линией 6 и питающей линией 8. Инвертор может быть как однофазным, так и трехфазным, в зависимости от требований нагрузок. На фигуре 11.5 показано одновременное подключение накопителя 16 и однофазного инвертора 17. Инвертор на этой фигуре включен между общей линией 7 и питающей линией 8. Фактически он подключен к нагрузкам 5 постоянного тока.Figure 11.4 shows the wiring diagram of the inverter 12, useful for supplying AC loads, as previously shown in figure 5. The inverter is connected between the non-common line 6 and the supply line 8. The inverter can be either single-phase or three-phase, depending on the requirements of the loads. Figure 11.5 shows the simultaneous connection of the drive 16 and a single-phase inverter 17. The inverter in this figure is connected between the common line 7 and the supply line 8. In fact, it is connected to the DC loads 5.

На фигуре 12.1 показано возможное размещение провода питающей линии вблизи от проводов необщей и общей линий троллейбусных систем, используя поддерживающие устройства этих линий. Это упрощает передачу электроэнергии на трассу троллейбуса к преобразователям полярности. Питающая линия может быть выполнена в виде изолированного самонесущего провода с оптическим кабелем. Внешняя изоляция нужна в случае схода штанги с контактного провода, чтобы она не попала на провод питающей линии с большим напряжением и не произошло повреждение электрооборудования троллейбуса. Подобные провода используются в ЛЭП. (ПМ 80278 2009 г. Комбинированный электрооптический самонесущий изолированный провод).Figure 12.1 shows the possible placement of the wire of the supply line near the wires of the common and common lines of trolleybus systems using the supporting devices of these lines. This simplifies the transmission of electricity to the trolleybus route to polarity converters. The feed line can be made in the form of an insulated self-supporting wire with an optical cable. External insulation is needed if the rod leaves the contact wire so that it does not get on the supply line wire with high voltage and damage to the electrical equipment of the trolley bus does not occur. Similar wires are used in power lines. (PM 80278 2009. Combined electro-optical self-supporting insulated wire).

На фигуре 12.2 показано возможное размещение провода питающей линии на опоре контактной сети магистральной железной дороги, на консоли с полевой стороны опоры. При выполнении провода этой линии в виде изолированного самонесущего провода он может размещен и со стороны пути. Возможно размещение и над опорой. Конкретное размещение определяется наличием других линий на опорах контактной сети. Для сетей освещения, показанных на фигуре 5, для крепления проводов общей, необщей и питающей линий можно использовать опоры освещения, аналогично опорам контактной сети.Figure 12.2 shows the possible placement of the wire of the supply line on the support of the contact network of the main railway, on the console on the field side of the support. When making a wire of this line in the form of an insulated self-supporting wire, it can be placed also from the side of the path. Possible placement above the support. The specific location is determined by the presence of other lines on the supports of the contact network. For the lighting networks shown in FIG. 5, for supporting the wires of the common, non-common and supply lines, it is possible to use lighting poles, similar to the poles of a contact network.

О преобразователе полярности постоянного тока и регулированииAbout DC Polarity Converter and Regulation

Воплощение преобразователя полярности постоянного тока возможно на основе импульсного преобразователя постоянного тока (PTDC). На фигуре 13 схематично представлено выполнение преобразователя полярности постоянного тока 4 в виде в виде цепи, в начале которой находится автономный инвертор 18, представляющего собой управляемые ключи, которые попарно работают в противофазе, подавая на первичную обмотку трансформатора 19 переменный по направлению ток. К вторичной обмотке трансформатора подключен мостовой выпрямитель на диодах 20, которые также являются ключами, управляемыми напряжением, этот выпрямитель является окончание цепи. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку выходных и входных цепей преобразователя полярности, необходимую для создания эффекта изменения полярности. При подключении положительного вывода выпрямителя 20 к необщей линии 6, ток преобразователя полярности будет в нагрузке протекать согласно с током от необщей линии. Наличие трансформатора 19 позволяет также изменять соотношение входных и выходных напряжений преобразователя полярности. Это обеспечивает возможность повышения напряжения в питающей линии.The embodiment of a DC-polarity converter is possible based on a pulsed DC-DC converter (PTDC). Figure 13 schematically shows the embodiment of the DC polarity converter 4 in the form of a circuit, at the beginning of which there is an autonomous inverter 18, which is a controllable key that operates in opposite phases in pairs, supplying an alternating current in the primary winding of the transformer 19. A bridge rectifier on diodes 20, which are also voltage-controlled keys, is connected to the secondary winding of the transformer, this rectifier is the end of the circuit. The transformer provides galvanic isolation of the output and input circuits of the polarity converter, necessary to create the effect of changing polarity. When the positive terminal of the rectifier 20 is connected to the non-common line 6, the current of the polarity converter will flow in the load according to the current from the non-common line. The presence of the transformer 19 also allows you to change the ratio of the input and output voltages of the polarity converter. This makes it possible to increase the voltage in the supply line.

Для передачи энергии рекуперации нагрузки в линии, выходные ключи должны быть управляемы внешним сигналом. Такими ключами могут служить тиристоры или силовые транзисторы. Пример такой схемы приведен на фигуре 14. В качестве управляемых ключей служат IGBT - транзисторы во входной цепи 21 и IGBT - транзисторы в выходной цепи 22. Трансформатор преобразователя полярности необходим еще для гальванической развязки входов и выходов преобразователя полярности внутри него самого.To transfer the energy of the load recovery in the line, the output keys must be controlled by an external signal. These keys can be thyristors or power transistors. An example of such a circuit is shown in Figure 14. The IGBT transistors in the input circuit 21 and the IGBT transistors in the output circuit 22 are used as controlled keys. The transformer of the polarity converter is also necessary for the galvanic isolation of the inputs and outputs of the polarity converter inside it.

Преобразовательные устройства с такой внутренней структурой известны («Устройства силовой электроники железнодорожного подвижного состава» учеб. пособие / В.М. Антюхин, А.А. Богомяков, Ю.А. Евсеев и др.; под ред. Ю.М. Инькова и Ф.И. Ковалева. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. с. 232-233, рис. 11.2.). Поскольку частота преобразования обычно много больше промышленной частоты, то массогабаритные показатели трансформатора преобразователя полярности много меньше классического преобразовательного трансформатора на тяговой станции с питанием от сети с промышленной частотой. Это и делает возможным использование преобразователя полярности и в качестве одного из источников постоянного напряжения на тяговой станции, как указано выше.Converter devices with such an internal structure are known (“Devices of power electronics of railway rolling stock” study guide / V.M. Antyukhin, A.A. Bogomyakov, Yu.A. Evseev, et al .; Edited by Yu.M. Inkov and F.I. Kovaleva. - M.: Federal State Budget Educational Establishment "Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport", 2011. S. 232-233, Fig. 11.2.). Since the conversion frequency is usually much higher than the industrial frequency, the overall dimensions of the transformer of the polarity converter are much smaller than the classical converter transformer at a traction station powered by a network with an industrial frequency. This makes it possible to use a polarity converter as one of the DC voltage sources at the traction station, as described above.

Трехпроводная система электроснабжения может содержать источники постоянного напряжения и/или преобразователи полярности с функцией регулирования выходного напряжения. Это, совместно с электрооптическим проводом для позволит организовать интеллектуальное управление выходным напряжением тяговых станций и преобразователей полярности на линии, для регулирования нагрузок на станции и преобразователи полярности, режимов напряжения на линиях. Регулировать нагрузки бывает нужно для снятия перегрузки станций из-за неодинаковых напряжений, поступающих на них от питающих центров. Это снизит тепловые нагрузки, уменьшить потери энергии, продлит жизненный цикл устройств электроснабжения.A three-wire power supply system may include DC voltage sources and / or polarity converters with the function of regulating the output voltage. This, together with the electro-optical wire, will allow to organize intelligent control of the output voltage of traction stations and polarity converters on the line, to regulate the loads on stations and polarity converters, voltage modes on the lines. It is sometimes necessary to regulate the load in order to relieve the station overload due to unequal voltages coming to them from the supply centers. This will reduce heat loads, reduce energy losses, extend the life cycle of power supply devices.

В указанном выше источнике по силовой электронике, в гл. 10 описаны методы зонно-фазового регулирования величины выходного напряжения, путем переключения секций вторичной обмотки и регулирования их напряжения с помощью своего отдельного выпрямителя. Регулирование напряжения не является необходимым свойством преобразователя полярности постоянного тока, который так назван по своей основной функции в данном изобретении. Однако оно может быть полезным для взаимного регулирования нагрузок источников постоянного напряжения на станциях и преобразователей полярности в некоторых эксплуатационных ситуациях.In the above source on power electronics, in Sec. 10 describes methods of zone-phase regulation of the output voltage by switching sections of the secondary winding and regulating their voltage using its own separate rectifier. Voltage regulation is not a necessary property of a DC polarity converter, which is so named for its primary function in this invention. However, it can be useful for mutual control of the loads of DC voltage sources at stations and polarity converters in some operational situations.

О питающем пунктеAbout the supply point

На фигуре 15 представлен пример воплощения питающего пункта двухпутного участка, образованный совместным применением преобразователей полярности и накопителей энергии, для двухпутной фидерной зоны железной дороги.The figure 15 presents an example embodiment of a feeding point of a double-track section, formed by the combined use of polarity converters and energy storage devices for a double-track feeder zone of the railway.

Питающий пункт, кроме подключения преобразователей полярности постоянного тока и других видов силового оборудования, типа накопителей энергии, должен обеспечивать надежность работы, удобства обслуживания и контроля. Для этого, кроме фидеров с коммутационной аппаратурой предусмотрено секционирование шин, резервирование преобразователей полярности, для отдельных случаев эксплуатации возможность использовать питающий пункт как пункт параллельного соединения контактных (необщих) линий, и\или питающих линий, использовать как пункт продольного секционирования питающих линий.The supply point, in addition to connecting DC-polarity converters and other types of power equipment, such as energy storage devices, must ensure reliable operation, ease of maintenance and control. For this, in addition to feeders with switching equipment, bus sectioning, redundancy of polarity converters are provided, for individual cases of operation it is possible to use a supply point as a point of parallel connection of contact (non-common) lines, and / or supply lines, and use it as a point of longitudinal sectioning of supply lines.

Силовые кабели питающей линии вместе с оптической линией связи заходят на питающий пункт. Оптические кабели 27 подключают к приемопередатчикам системы телемеханики 28.Power cables of the supply line together with the optical communication line go to the supply point. Optical cables 27 are connected to the transceivers of the telemechanics system 28.

Пост питания содержит шины питающей и необщей линий, разделенных на секции, для первого и второго путей. Первую секцию шины питающей линии 29, подключают через коммутационные аппараты 35 и 36 к питающей линии первого пути 8'. Благодаря этому питающая линии может быть продольно секционирована. Вторую секция шины питающей линии 30 подключают к питающей линии второго пути через один коммутационный аппарат 37. Питающая линия второго пути показана не секционированной. Секции шины питающей линии могут быть соединены между собой коммутационным аппаратом 31, для параллельной работы питающих линий в нестандартных ситуациях.The power station contains bus power and non-common lines, divided into sections, for the first and second paths. The first section of the bus of the supply line 29 is connected via switching devices 35 and 36 to the supply line of the first path 8 '. Due to this, the supply line can be longitudinally partitioned. A second section of the supply line bus 30 is connected to the supply line of the second path through one switching device 37. The supply line of the second path is shown not to be partitioned. The busbar sections of the supply line can be interconnected by a switching apparatus 31, for parallel operation of the supply lines in unusual situations.

Первая секция шины необщей линии 32 подключена через коммутационный аппарат 38 к необщей линии первого пути 6', вторая секция шины необщей линии 33 подключена через коммутационный аппарат 39 к необщей линии второго пути 6''. Секции шины необщей линии могут быть соединены между собой коммутационным аппаратом 34, для обеспечения параллельной работы необщих линий обоих путей в нестандартных ситуациях.The first section of the bus of the non-shared line 32 is connected through the switching device 38 to the non-shared line of the first path 6 ', the second section of the bus of the shared line 33 is connected through the switching device 39 to the non-shared line of the second path 6' '. The bus sections of the non-common line can be interconnected by the switching apparatus 34, to ensure parallel operation of the non-common lines of both paths in non-standard situations.

Первый преобразователь полярности 40 обслуживает первый путь, второй преобразователь полярности 41 обслуживает второй путь. Отрицательный вход первого преобразователя полярности 40 через коммутационный аппарат 43 подключен к первой секции шины питающей линии 29. Отрицательный вход второго преобразователя полярности 41 через коммутационный аппарат 44 подключен к второй секции шины питающей линии 30. Коммутационные аппараты 45 подключают к необщей линии 7 положительные входы всех преобразователе полярности 40, 41 и 42.The first polarity converter 40 serves the first path, the second polarity converter 41 serves the second path. The negative input of the first polarity converter 40 through the switching device 43 is connected to the first section of the bus of the supply line 29. The negative input of the second polarity converter 41 through the switching device 44 is connected to the second section of the bus of the supply line 30. Switching devices 45 connect the positive inputs of all the converter to non-common line 7 polarity 40, 41 and 42.

Положительный выход первого преобразователя полярности 40 через коммутационный аппарат 46 подключен к первой секции шины необщей линии 32. Положительный выход второго преобразователя полярности 41 через коммутационный аппарат 47 подключен ко второй секции шины необщей линии 33. Последовательно с положительными выходами всех преобразователей полярности 40, 41 и 42 включены реакторы 52.The positive output of the first polarity converter 40 through the switching device 46 is connected to the first section of the bus of the common line 32. The positive output of the second polarity converter 41 through the switching device 47 is connected to the second section of the bus of the common line 33. In series with the positive outputs of all polarity converters 40, 41 and 42 reactors 52 are included.

Отрицательный вход резервного преобразователя полярности 42 через коммутационные аппараты 48 и 49 подключают, при необходимости, соответственно, к первой 29 или второй 30 секциям шины питающей линии. Положительный выход резервного преобразователя полярности 42 через коммутационные аппараты 50 или 51 подключают ко первой 32 или ко второй секции 33 шины необщей линии. Такой развилкой входных и выходных подключений можно резервировать первый или второй преобразователи полярности. Преобразователи полярности снабжены реакторами, функции которых в таких случаях применения известны: обеспечение электромагнитной совместимости и облегчение выявления аварийных режимов и их отключения.The negative input of the backup polarity converter 42 through the switching devices 48 and 49 is connected, if necessary, to the first 29 or second 30 sections of the supply line bus, respectively. The positive output of the backup polarity converter 42 through the switching devices 50 or 51 is connected to the first 32 or to the second section 33 of the bus common lines. Such a fork in the input and output connections, you can reserve the first or second polarity converters. Polarity converters are equipped with reactors, the functions of which are known in such applications: ensuring electromagnetic compatibility and facilitating the identification of emergency conditions and their shutdown.

Возможна установка накопителей энергии 15 для каждого пути, показанная на фигуре 15. Возможна также установка в питающем пункте преобразователей постоянного тока в переменное для питания нетяговых потребителей, показанных на фигурах 11.It is possible to install energy storage devices 15 for each path, shown in FIG. 15. It is also possible to install DC / AC converters in the supply point for supplying non-traction consumers shown in FIG. 11.

Предусмотренные возможности резервирования оборудования и линий бывает необходимо в отдельных случаях эксплуатации, как правило не длительных. Возможное ухудшение отдельных свойств работы системы в таких случаях незначительно скажется на общих свойствах системы электроснабжения за больший период работы. Все это повышает живучесть системы электроснабжения в аварийных ситуациях.The provided backup capabilities of equipment and lines are sometimes necessary in individual cases of operation, usually not long. The possible deterioration of certain properties of the system in such cases will slightly affect the general properties of the power supply system over a longer period of operation. All this increases the survivability of the power supply system in emergency situations.

Коммутационные аппараты питающего пункта могут быть представлять собой быстродействующие выключатели и/или разъединители. Возможно отключение преобразователей полярности путем прекращения подачи открывающих сигналов на управляемые ключи на входе и на выходе.Switching devices of the supply point can be high-speed switches and / or disconnectors. It is possible to disconnect the polarity converters by stopping the supply of opening signals to the controlled keys at the input and output.

Оптические кабели заходят в приемопередатчик для связи с устройствами телемеханики. Благодаря телемеханике можно контролировать работу всех элементов питающего пункта, входные и выходные токи и напряжения, обеспечивать управление напряжением преобразователей, при выполнении их регулируемыми.Optical cables go into the transceiver for communication with telemechanics devices. Thanks to telemechanics, it is possible to control the operation of all elements of the supply point, input and output currents and voltages, to provide control of the voltage of the converters, when they are regulated.

Для трамвайной линии в состав питающего пункта возможно включение зарядного терминала для зарядки на линии аккумуляторов трамваев, троллейбусов с автономным ходом и электробусов. Для этих терминалов роль шин тяговой подстанции выполняют шины необщих линий. Подобные терминалы известны (патент РФ №2509667 от 2014 г.).For a tram line, a charging terminal can be included in the supply station for charging trams, autonomous trolley buses and electric buses on the battery line. For these terminals, the role of traction substation tires is played by buses of non-common lines. Such terminals are known (RF patent No. 2509667 from 2014).

На фигуре 16 представлен пример воплощения питающего пункта многопутного участка, на примере трехпутного участка, образованный совместным применением преобразователей полярности и накопителей энергии. В отличии от питающего пункта двухпутного участка рассматриваемый пункт имеет шины с числом секций, по числу путей. Одноименные по линии секции разных путей соединяют между собой между собой в виде узла, с числом ветвей узла, равным числу путей, через коммутационные аппараты секций каждого пути. Такое соединение позволяет соединить между собой любые одноименные линии параллельно, тем самым резервируя питание по ним при разных эксплуатационных ситуациях. Кроме того, как и в двухпутном пункте питания, предусматривается резервирование преобразователей полярности и их взаимное резервирование, продольное секционирование линий.The figure 16 presents an example embodiment of a feeding point of a multi-track section, using the example of a three-track section, formed by the combined use of polarity converters and energy storage devices. Unlike the feeding point of the double-track section, the point in question has tires with the number of sections, according to the number of tracks. Sections of different paths of the same name on the line are interconnected in the form of a node, with the number of branches of the node equal to the number of paths, through the switching devices of the sections of each path. This connection allows you to connect any of the same name lines in parallel, thereby reserving power on them in different operating situations. In addition, as in the double-track power point, redundancy of polarity converters and their mutual redundancy, longitudinal sectioning of the lines are provided.

Совокупность питающих пунктов с питающими линиями представляют собой по сути внутреннюю систему распределенного питания тяговой сети от базовых станций. Через них поступает внешняя энергия в трехпроводную систему электроснабжения. Сам пункт намного проще, чем базовые станции большой мощности, для получения энергии ему достаточно только одного входного кабеля питающей линии каждого пути.The set of supply points with supply lines is essentially an internal system of distributed power to the traction network from base stations. Through them, external energy enters the three-wire power supply system. The point itself is much simpler than base stations of high power; to receive energy, it only needs one input cable of the supply line of each path.

Список использованных источниковList of sources used

1. В.В. Шевченко, Н.В. Арзамасцев, С.С. Бодрухина «Электроснабжение наземного городского электрического транспорта» Москва "Транспорт" 1987, с. 10 рис. 1.2б.1. V.V. Shevchenko, N.V. Arzamastsev, S.S. Bodrukhina "Power supply of urban terrestrial electric transport" Moscow "Transport" 1987, p. 10 pic. 1.2b.

2. http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78, рис. 11.5б.2.http: //lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78, Fig. 11.5b

3. http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78, рис. 11.6.3.http: //lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78, Fig. 11.6.

4. Т.П. Третьяк, «Система энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока», А.С. СССР №152894, 1963 г.4. T.P. Tretyak, “Power supply system for direct current electric railways”, A.S. USSR No. 152894, 1963

5. С.Н. Засорин и А.П, Сухогузов «Система энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока», А.С. СССР №488736, 1976 г.5. S.N. Zasorin and A.P., Sukhoguzov "Power supply system for direct current electric railways", A.S. USSR No. 488736, 1976

6. Марикин А.Н., Бурков А.Т., Система электроснабжения железных дорог постоянного тока, ПМ РФ №34905, 2003 г.6. Marikin AN, Burkov AT, Power supply system for direct current railways, PM RF №34905, 2003

7. Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. «Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса» - Москва.: «Транспорт», 1986 г., с. 145 рис. 52б.7. Tarnizhevsky M.V., Tomlyanovich D.K. “Designing power supply devices for trams and trolleybuses” - Moscow: “Transport”, 1986, p. 145 images 52b.

8. «Тяговая электростанция», заявка РФ на изобретение №2016132167 от 04.08.2016 г.8. “Traction power plant”, RF application for invention No. 2016132167 of 08/04/2016.

9. ПМ 80278 2009 г. Комбинированный электрооптический самонесущий изолированный провод.9. PM 80278 2009. Combined electro-optical self-supporting insulated wire.

10. Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. «Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса» - Москва.: «Транспорт», 1986 г., с. 164-165.10. Tarnizhevsky M.V., Tomlyanovich D.K. “Designing power supply devices for trams and trolleybuses” - Moscow: “Transport”, 1986, p. 164-165.

11. «Устройства силовой электроники железнодорожного подвижного состава» учеб. пособие / В.М. Антюхин, А.А. Богомяков, Ю.А. Евсеев и др.; под ред. Ю.М. Инькова и Ф.И. Ковалева. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. с. 232-233, рис. 11.2.11. "Devices of power electronics of railway rolling stock" textbook. allowance / V.M. Antyukhin, A.A. Bogomyakov, Yu.A. Evseev et al .; under the editorship of Yu.M. Inkova and F.I. Kovaleva. - M .: FSBEI "Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport", 2011. p. 232-233, fig. 11.2.

12. Едигарян Т.А., Большаков А.В. Крикунов И.Е., Осипов В.Е. «Преобразовательная подстанция транспорта на электрической тяге», патент РФ №2509667 от 2014 г.12. Edigaryan T.A., Bolshakov A.V. Krikunov I.E., Osipov V.E. "Transformer substation of electric powered vehicles", RF patent No. 2509667 from 2014

Claims (23)

1. Способ трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока, состоящий в том, что питание нагрузок подают от необщего выхода первого источника постоянного напряжения через необщую линию относительно общей линии, от необщего выхода второго источника постоянного напряжения питание нагрузок подают на другую линию, объединяют оставшиеся свободными разноименные выходы обоих источников постоянного напряжения и подключают их к общей линии относительно общей линии так, что напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии, отличающийся тем, что энергию, получаемую нагрузкой от необщей линии, дополняют энергией от другой линии, причем при передаче энергии от другой линии к необщей линии производят преобразование полярности передаваемого тока с помощью введенного преобразователя полярности постоянного тока, хотя бы одного, находящегося в зоне между обоими источниками постоянного напряжения и окончанием зон питания необщей линии, с выходов преобразователя полярности постоянного тока подают напряжение на необщую линию относительно общей линии, в той же полярности, что и необщая линия получает от первого источника постоянного напряжения, так что выходной ток преобразователя полярности постоянного тока суммируют в нагрузке с током из необщей линии, своими входами преобразователь полярности постоянного тока включают между другой линией и общей линией так, чтобы ток проходил между его входами соответственно их полярностям от другой и общей линий.1. The method of a three-wire DC power supply system, which consists in the fact that the loads are supplied from the non-shared output of the first constant voltage source through a non-shared line relative to the common line, from the non-shared output of the second constant voltage source the loads are fed to another line, the remaining unlike outputs are combined both sources of constant voltage and connect them to a common line relative to the common line so that the voltage in the other line is opposite in sign to the voltage non-common line, characterized in that the energy received by the load from the non-common line is supplemented with energy from another line, and when transferring energy from another line to the non-common line, the polarity of the transmitted current is converted using the introduced DC polarity converter, at least one located in the area between both sources of constant voltage and the end of the power zones of the non-common line, from the outputs of the transformer of the polarity of the direct current supply voltage to the non-common line relative to the common in the same polarity as the non-common line receives from the first DC voltage source, so that the output current of the DC-polarity converter is summed in the load with the current from the non-common line, with its inputs, the DC-polarity converter is connected between the other line and the common line so, so that the current passes between its inputs according to their polarities from another and common lines. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величина напряжения второго источника постоянного напряжения может быть большей величины, чем величина напряжения в необщей линии и в этом случае с помощью преобразователя полярности постоянного тока преобразуют и величину напряжения, причем коэффициент преобразования связан с отношением выходного и входного напряжений преобразователя полярности постоянного тока.2. The method according to p. 1, characterized in that the voltage value of the second constant voltage source can be larger than the voltage value in a non-common line, and in this case, using the DC polarity converter, the voltage value is also converted, and the conversion coefficient is related to the ratio output and input voltage of a DC polarity converter. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сопротивление линии, подключенной к отрицательному выводу второго источника постоянного напряжения, приведенное к напряжению необщей линии, по величине равно или хотя бы близко к сопротивлению необщей линии, оба сопротивления определены от ближайшей тяговой станции до места подключения рассматриваемого преобразователя полярности постоянного тока или от ближайшего другого преобразователя полярности постоянного тока, находящегося ближе к тяговой станции, до рассматриваемого преобразователя полярности постоянного тока, в оба сопротивления входят сопротивления источников постоянного напряжения, питающие свои линии.3. The method according to p. 1, characterized in that the resistance of the line connected to the negative terminal of the second constant voltage source, reduced to the voltage of the non-common line, is equal to or at least close to the resistance of the non-common line, both resistances are determined from the nearest traction station to the connection points of the considered DC-polarity converter or from the nearest other DC-polarity converter located closer to the traction station to the considered field converter Nost DC, in both the resistance includes resistance DC power supply sources that feed their lines. 4. Способ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что коэффициент преобразования по напряжению преобразователя полярности постоянного тока выбирают так, чтобы вторичное напряжение преобразователя полярности постоянного тока, соотнесенное с напряжением необщей линии, было больше с учетом компенсации потерь в преобразователе полярности постоянного тока.4. The method according to p. 1 or 3, characterized in that the voltage conversion coefficient of the DC-polarity converter is selected so that the secondary voltage of the DC-polarity converter, correlated with the voltage of a non-common line, is greater taking into account the compensation for losses in the DC-polarity converter . 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источников постоянного напряжения используют выпрямительно-инверторный агрегат.5. The method according to p. 1, characterized in that as the sources of constant voltage using a rectifier-inverter unit. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что энергию на второй источник постоянного напряжения подают от первого источника постоянного напряжения или наоборот.6. The method according to p. 1, characterized in that energy is supplied to the second constant voltage source from the first constant voltage source or vice versa. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в месте подключения преобразователя полярности постоянного тока или вблизи него накапливают энергию с помощью накопителя энергии.7. The method according to p. 1, characterized in that in the place of connection of the transformer of the polarity of the direct current or near it accumulate energy using an energy storage device. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что источники постоянного напряжения и/или преобразователи полярности постоянного тока выполняют с регулированием выходного напряжения.8. The method according to p. 1, characterized in that the DC voltage sources and / or DC-polarity converters perform with the regulation of the output voltage. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, оба источника постоянного напряжения используют для подключения разных совокупностей необщей, общей и другой линий при передаче энергии от одной станции в разных от нее географических направлениях передаче энергии.9. The method according to p. 1, characterized in that both sources of constant voltage are used to connect different sets of non-common, common and other lines when transmitting energy from one station in different geographic directions of energy transfer. 10. Трехпроводная система электроснабжения постоянного тока, содержащая общую линию, необщую и другую линии, первый и второй источники постоянного напряжения, причем одна пара из их разноименных выходов по полярности объединена, образуя тем самым общий выход обоих источников постоянного напряжения, общая линия подключена к общему выходу обоих источников постоянного напряжения, необщая линия подключена к необщему выходу первого источника постоянного напряжения, другая линия подключена к необщему выходу второго источника постоянного напряжения, отличающаяся тем, что введен хотя бы один преобразователь полярности постоянного тока, находящийся между обоими источниками постоянного напряжения и окончанием фидерной зоны, входы преобразователя полярности постоянного тока подключены к общей и другой линиям, соответственно своим полярностям, положительный вход преобразователя полярности постоянного тока подключается к линии с положительным потенциалом, отрицательный вход преобразователя полярности постоянного тока подключается к линии с отрицательным потенциалом, выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к общей и необщей линиям, соответственно своим полярностям, положительный выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к линии с положительным потенциалом, отрицательный выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к линии с отрицательным потенциалом.10. A three-wire DC power supply system containing a common line, non-common and other lines, the first and second DC voltage sources, and one pair of their opposite outputs in polarity is combined, thereby forming a common output of both DC voltage sources, the common line is connected to a common the output of both sources of constant voltage, the non-common line is connected to the non-common output of the first constant voltage source, the other line is connected to the non-common output of the second constant voltage source voltage, characterized in that at least one DC-polarity converter is inserted, located between both DC voltage sources and the end of the feeder zone, the inputs of the DC-polarity converter are connected to common and other lines, corresponding to their polarities, the positive input of the DC-polarity converter is connected to lines with a positive potential, the negative input of a DC-polarity converter is connected to a line with a negative potential, output One DC-polarity converter is connected to common and non-common lines, corresponding to its polarities, the positive output of the DC-polarity converter is connected to a line with a positive potential, the negative output of a DC-polarity converter is connected to a line with a negative potential. 11. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10, отличающаяся тем, что сопротивление другой линии, подключенной к необщему выводу второго источника постоянного напряжения, приведенное к напряжению необщей линии, равно или хотя бы близко к сопротивлению необщей линии, оба сопротивления определены от обоих источников постоянного напряжения до места подключения рассматриваемого преобразователя полярности постоянного тока, или от ближайшего другого преобразователя полярности постоянного тока, находящегося ближе к обоим источникам постоянного напряжения, чем рассматриваемый преобразователь полярности постоянного тока, в оба сопротивления входят соответственно сопротивления источников постоянного напряжения, питающие свои линии.11. The three-wire power supply system according to claim 10, characterized in that the resistance of the other line connected to the non-common terminal of the second constant voltage source, reduced to the voltage of the non-common line, is equal to or at least close to the resistance of the non-common line, both resistances are determined from both constant sources voltage to the point of connection of the considered converter of polarity of a direct current, or from the nearest other converter of polarity of a direct current, which is closer to both sources constant voltage than the considered DC-polarity converter, the resistances of the DC voltage sources supplying their lines respectively enter into both resistances. 12. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10, отличающаяся тем, что к обоим источникам постоянного напряжения подключены разные совокупности необщей, общей и другой линий, каждая для передачи энергии от одной станции в разных географических направлениях.12. The three-wire power supply system according to claim 10, characterized in that different sets of non-common, common and different lines are connected to both DC voltage sources, each for transferring energy from one station in different geographical directions. 13. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10, отличающаяся тем, что второй источник постоянного напряжения, выполненный в виде преобразователя постоянного тока, входами подключен к выходам первому источнику постоянного напряжения или наоборот.13. The three-wire power supply system according to claim 10, characterized in that the second DC voltage source, made in the form of a DC-DC converter, is connected by inputs to the outputs of the first constant voltage source or vice versa. 14. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10, отличающаяся тем, что между необщей линией и общей линией подключают накопитель энергии.14. The three-wire power supply system according to claim 10, characterized in that an energy storage device is connected between the non-common line and the common line. 15. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10, отличающаяся тем, что другая линия и/или необщая линия выполнена в виде изолированного самонесущего провода.15. The three-wire power supply system according to claim 10, characterized in that the other line and / or non-common line is made in the form of an insulated self-supporting wire. 16. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10 или 14, отличающаяся тем, что самонесущий изолированный провод выполняют в виде электрооптического провода.16. A three-wire power supply system according to claim 10 or 14, characterized in that the self-supporting insulated wire is made in the form of an electro-optical wire. 17. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10, отличающаяся тем, что линия, подключенная к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения, совместно с общей линией или с необщей линией может быть использована для получения энергии для нетяговых потребителей.17. The three-wire power supply system according to claim 10, characterized in that the line connected to the negative output of the second constant voltage source, together with a common line or with a non-common line, can be used to generate energy for non-traction consumers. 18. Трехпроводная система электроснабжения по п. 10, отличающаяся тем, что преобразователь полярности постоянного тока совместно с коммутационной аппаратурой, шинами других линий и необщих линий, а также контролирующей аппаратурой могут быть помещены в одном блоке/помещении, образуя тем самым питающий пункт, указанные шины разделены на секции каждого пути.18. The three-wire power supply system according to claim 10, characterized in that the direct current polarity converter together with switching equipment, buses of other lines and non-common lines, as well as control equipment can be placed in one unit / room, thereby forming a supply point, tires are divided into sections of each path. 19. Трехпроводная система электроснабжения постоянного тока многопутного участка, содержащая общую линию, необщую и другую линии, первый и второй источники постоянного напряжения, причем одна пара из их разноименных выводов по полярности объединена, образуя тем самым общий вывод, общая линия подключена к общему выводу обоих источников постоянного напряжения, необщая линия подключена к необщему выходу первого источника постоянного напряжения, другая линия подключена к необщему выходу второго источника постоянного напряжения, отличающаяся тем, что введен хотя бы один преобразователь полярности постоянного тока для каждого пути, находящийся между обоими источниками постоянного напряжения и окончанием фидерной зоны, введены необщие линии каждого пути и другие линии каждого пути, входы преобразователей полярности постоянного тока каждого пути подключены к общей линии и другой линиям своих путей, соответственно своим полярностям, причем полярности входов преобразователя полярности постоянного тока каждого пути соответствуют полярности другой линии своего пути и полярности общей линии, выходы преобразователя полярности постоянного тока каждого пути подключены к общей линии и необщей линии своего пути соответственно своим полярностям, причем полярности выходов преобразователя полярности постоянного тока каждого пути соответствуют полярности другой линии своего пути и полярности общей линии.19. A three-wire DC power supply system of a multi-track section, containing a common line, non-common and other lines, first and second DC voltage sources, and one pair of their opposite terminals in polarity is combined, thereby forming a common terminal, the common line is connected to the common terminal of both DC voltage sources, a non-common line connected to a non-common output of a first DC voltage source, another line connected to a non-common output of a second DC voltage source, distinguishing By introducing at least one DC-polarity converter for each path located between both DC voltage sources and the end of the feeder zone, non-common lines of each path and other lines of each path are introduced, the inputs of the DC-polarity converters of each path are connected to the common line and to the other lines of their paths, corresponding to their polarities, and the polarity of the inputs of the transformer of the direct current polarity of each path corresponds to the polarity of the other line of its path and field Nost general line outputs polarity DC converter of each path are connected to a common line and nonshared line of its path according to their polarities, the polarity of the DC converter output polarity of each path corresponds to the polarity of another line of its path and the polarity of the common line. 20. Трехпроводная система электроснабжения по п. 19, отличающаяся тем, что сопротивление другой линии каждого пути, приведенное к напряжению необщей линии, равно или хотя бы близко к сопротивлению необщей линии своего пути, оба сопротивления определены от обоих источников постоянного напряжения до места подключения рассматриваемого преобразователя полярности постоянного тока своего пути, или от ближайшего другого преобразователя полярности постоянного тока своего пути, находящегося ближе к обоим источникам постоянного напряжения, чем рассматриваемый преобразователь полярности постоянного тока.20. The three-wire power supply system according to claim 19, characterized in that the resistance of the other line of each path, reduced to the voltage of the non-common line, is equal to or at least close to the resistance of the non-common line of its path, both resistances are determined from both sources of constant voltage to the point of connection of the considered the direct current polarity converter of its path, or from the nearest other direct current polarity converter of its path, which is closer to both DC voltage sources than assmatrivaemy polarity DC converter. 21. Трехпроводная система электроснабжения по п. 19, отличающаяся тем, что между необщей линией и общей линией пути подключают накопитель энергии.21. The three-wire power supply system according to claim 19, characterized in that an energy storage device is connected between the non-common line and the common path line. 22. Трехпроводная система электроснабжения по п. 19, отличающаяся тем, что другая линия и/или необщая линия выполнена в виде изолированного самонесущего провода.22. The three-wire power supply system according to claim 19, characterized in that the other line and / or non-common line is made in the form of an insulated self-supporting wire. 23. Трехпроводная система электроснабжения по п. 19, отличающаяся тем, что преобразователь полярности постоянного тока совместно с коммутационной аппаратурой, шинами других линий и необщих линий, а также контролирующей аппаратурой могут быть помещены в одном блоке/помещении, образуя тем самым питающий пункт, указанные шины разделены на секции каждого пути на пункте питания, секции шин одноименных линий многопутных участков, необщей и другой линий, начиная с трехпутного участка, соединяют между собой через первые выводы своих коммутационных аппаратов по узловой схеме, причем вторые выводы коммутационных аппаратов соединяют между собой в узел, отдельный для секций шины одного наименования и с числом ветвей узла, равным числу путей.23. The three-wire power supply system according to claim 19, characterized in that the direct current polarity converter together with switching equipment, buses of other lines and non-common lines, as well as control equipment can be placed in one unit / room, thereby forming a supply point, indicated the buses are divided into sections of each path at the power point, bus sections of the same lines of multi-track sections, non-common and other lines, starting from a three-track section, are interconnected through the first conclusions of their switching x units of the node circuit, the second terminals of the switching devices are interconnected in a node, separate sections for the tires of the same name and node number of branches equal to the number of ways.
RU2016152285A 2016-12-29 2016-12-29 Method and three-wire dc power supply system (options) RU2658675C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152285A RU2658675C1 (en) 2016-12-29 2016-12-29 Method and three-wire dc power supply system (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152285A RU2658675C1 (en) 2016-12-29 2016-12-29 Method and three-wire dc power supply system (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658675C1 true RU2658675C1 (en) 2018-06-22

Family

ID=62713416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016152285A RU2658675C1 (en) 2016-12-29 2016-12-29 Method and three-wire dc power supply system (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658675C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736579C1 (en) * 2020-07-14 2020-11-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Method of transmitting electricity with direct current through a multi-wire power line and a device for its implementation
WO2021133220A1 (en) * 2019-12-27 2021-07-01 Nigmatullin Oleg Adgamovich Serial connection of additional sources of direct current to equalize the voltage in a circuit when the load is increased

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001084689A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Aker Engineering As Distribution system for electrical power
RU34905U1 (en) * 2003-09-09 2003-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Петербургский государственный университет путей сообщения DC Rail Power Supply System

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001084689A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Aker Engineering As Distribution system for electrical power
RU34905U1 (en) * 2003-09-09 2003-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Петербургский государственный университет путей сообщения DC Rail Power Supply System

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021133220A1 (en) * 2019-12-27 2021-07-01 Nigmatullin Oleg Adgamovich Serial connection of additional sources of direct current to equalize the voltage in a circuit when the load is increased
RU2736579C1 (en) * 2020-07-14 2020-11-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Method of transmitting electricity with direct current through a multi-wire power line and a device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2427484C1 (en) Electric power supply system of electrified ac railways
RU2658675C1 (en) Method and three-wire dc power supply system (options)
RU2552572C1 (en) 25 kv alternating current supply system for electrified railroads
RU2595088C1 (en) Electrified ac railways 25kw power supply system
RU2258994C2 (en) Railway ac power distribution system using three-phase balancing and single-phase transformers
RU2703925C1 (en) Method of amplification of alternating current traction power supply system
Plakhova et al. Static model of a 2× 25kV AC traction system
RU2849444C1 (en) Ac traction power supply system
RU2850448C1 (en) 25 kv ac traction power supply system
Gupta et al. Optimal substation spacing in 2x25kV traction system
RU2696567C1 (en) System for backup power supply of railroad automation, telemechanics and communication facilities
Mlynařík et al. Efficiency analysis of the 25 kV/50 Hz traction network with static frequency converters
CN113147519A (en) Power supply system conversion system for rail transit contact network
SU1357270A1 (en) Apparatus for electric power supply of a.c. railway roads
US758702A (en) System of alternating-current distribution.
Rukhsora et al. ASYMMETRIES AND CONTROLS THE PARAMETERS OF THE SYMMETRICAL DEVICES IN EXTENDED ELECTRIC NETWORKS WITH TRACTION THE LOAD
Griffin Methods of improving the voltage regulation on 25 kV electric railways
RU2763039C1 (en) Power supply device for reduced non-training consumers of railways (options)
SU787210A1 (en) A.c. traction substation
RU42358U1 (en) AC WIRING DIAGRAM
RU2372218C2 (en) METHOD OF TRANSFER OF RAILWAYS ELECTRIFIED WITH DIRECT CURRENT OF 3,3 kV TO ALTERNATING SINGLE-PHASE CURRENT OF 27,5 kV AND RELEVANT DEVICE
RU2687335C1 (en) Method for amplification of power supply system of double-track section of traction ac network
Sane et al. Harmonic analysis for AC and DC supply in Traction sub station of Mumbai
SU1273276A1 (en) Device for power supply of alternating current traction line
SU366995A1 (en) aoESOg ^^ liloi adk. G. MarquardtPyT? YTiS-TEHSH1 ^ 'E1 (A ^ | LIBRARY' ^ \ i

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201230