SU1355514A1

SU1355514A1 - Device for reducing circulating currents in traction circuit of electrified alternating current railways

Info

Publication number: SU1355514A1
Application number: SU833669186A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Бочев; Юрий Абрамович Винников; Владимир Петрович Кручинин; Владимир Владимирович Кузнецов
Original assignee: Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта; Управление Северо-Кавказской железной дороги
Priority date: 1983-12-05
Filing date: 1983-12-05
Publication date: 1987-11-30

Abstract

Изобретение относитс к электроснабжению электрифицированных железных дорог переменного тока и обеспечивает снижение потерь энергии. Устройство содержит датчики тока и напр жени , св занные с т говой сетью и установленные на смежных т говых подстанци х. Выходы датчиков подключены к датчику угла сдвига между током и напр жением и через канал св зи к блоку сравнени модулей напр жени , св занному с блоком регулировани напр жени под нагрузкой понижающих трансформаторов, установленных на смежных подстанци х. Устройство содержит вольтодобавочный трансформатор, подключенный вторичной обмоткой в контактную сеть, а первичной - к источнику напр жени , напр жение которого сдвинуто на ±90 эл.град. по отношению к рабочему напр жению. 2 ил. (Л 00 ел 01 сдThis invention relates to the power supply of electrified AC railways and provides for the reduction of energy losses. The device contains current and voltage sensors associated with the traction network and installed at adjacent traction substations. The sensor outputs are connected to a current and voltage shift angle sensor and through a communication channel to a voltage module comparison unit connected to a voltage control unit under load of step-down transformers installed at adjacent substations. The device contains a booster transformer connected by a secondary winding to a contact network, and the primary transformer is connected to a voltage source, the voltage of which is shifted by ± 90 al. in relation to the operating voltage. 2 Il. (L 00 el 01 sd

Description

Изобретение относитс к электроснабжению электрифицированных железных дорог переменного тока и может быть использовано дл обнаружени и снижени уравнительных токов в электрот говой сети.The invention relates to the power supply of electrified AC railways and can be used to detect and reduce equalizing currents in an electrical network.

Целью изобретени вл етс снижение потерь энергии.The aim of the invention is to reduce energy loss.

На фиг. 1 показана электрическа принципиальна схема устройства; на фиг. 2 (а, б) - векторные диаграммы, по сн ющие вли ние уравнительного тока на результирующий фазовый угол т говых подстанций.FIG. 1 is an electrical schematic diagram of the device; in fig. 2 (a, b) - vector diagrams explaining the effect of the equalizing current on the resulting phase angle of traction substations.

Устройство содержит датчики 1 и 2 тока и напр жени , входы которых через трансформаторы 3 и 4 тока и напр жени св заны с т говой сетью и установлены на смежных т говых подстанци х, а выходы датчиков 1 тока и одни выходы датчика 2 напр жени подключены к датчику 5 угла сдвига и между током и напр жением, а другие выходы датчиков 2 напр жени через один канал 6 св зи подключены к блоку 7 сравнени модулей напр жени , св занному с блоком 8 регулировани напр жени под нагрузкой понижающих трансформаторов 9, установленных на смежных подстанци х , вольтодобавочный трансформатор 10, блок 11 сравнени фаз напр жени , блок 12 регулировани напр жени по фазе и блок 13 управлени вольтодобавочным трансформатором 10, который вторичной обмоткой включен в контактную сеть 14, а первичной к источнику напр жени , сдвинутого на ±90 эл.град. по отношению к рабочему напр жению. Понижающие трансформаторы 9 св заны с рельсовой цепью 15.The device contains sensors 1 and 2 of current and voltage, the inputs of which through transformers 3 and 4 of current and voltage are connected to a traction network and installed at adjacent power substations, and the outputs of current sensor 1 and one output of voltage sensor 2 are connected to the shear angle sensor 5 and between current and voltage, and the other outputs of the voltage sensors 2 are connected via one communication channel 6 to a unit 7 comparing voltage modules connected to a voltage regulating unit 8 under load of step-down transformers 9 installed on adjacent substations, booster transformer 10, voltage phase comparison unit 11, phase voltage control unit 12 and control unit 13 voltage booster transformer 10, which is connected by a secondary winding to the contact network 14, and the primary voltage source is shifted by ± 90 el.grad. in relation to the operating voltage. The step-down transformers 9 are connected to a track circuit 15.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

С измерительных трансформаторов 4 напр жени обеих подстанций сигналы поступают на входы датчиков 2 напр жени , где сравниваютс с заданным уровнем напр жени . Сигналы с датчика 2 напр жени т говой подстанции Б через канал 6 св зи поступает на один из входов блока 7 сравнени модулей напр жени . На другой вход блока 7 поступает сигнал с датчика 1 напр жени т говой подстанции А. В случае неравенства уровней напр жени на шинах т говой сети подстанций А и Б на выходе блока 7 сравнени модулей напр жени по вл етс сигнал, который поступает на вход блока 8 регулировани напр жени трансформатора, с помощью которого регулируетс абсолютна величина напр жени на шинах подстанции А.From the measuring transformers 4 of the voltage of both substations, signals are fed to the inputs of voltage sensors 2, where they are compared with a predetermined voltage level. The signals from the voltage sensor 2 of the traction substation B through the communication channel 6 are fed to one of the inputs of the unit 7 for the comparison of the voltage modules. The other input of block 7 receives a signal from voltage sensor 1 of a traction substation A. In case of uneven voltage levels on the buses of the traction network of substations A and B, the output of the voltage comparison module 7 is the signal that enters the input of the unit 8 of transformer voltage control, with the help of which the absolute value of the voltage on the substation tires A.

При достижении равенства модулей напр жени на т говых подстанци х производитс сравнение фаз напр жений т говых подстанций А и Б и в случае необходимости - регулирование напр жений по фазе Дл этого сигналы с измерительных трансформаторов 3 тока поступают на входы датчиков 1 тока, соответственно на подстанции А и Б, с выходов которых они подаютс на один из входов датчиков 5 фазы.When the voltage modules at the traction substations are equal, the voltage phases of the traction substations A and B are compared and, if necessary, the voltages are controlled in phase. For this, the signals from the current measuring transformers 3 are fed to the inputs of the current sensors 1, respectively to the substations A and B, from the outputs of which they are fed to one of the inputs of the sensors 5 of the phase.

На другой вход датчиков 5 фазы подаютс сигналы от соответствующих датчиков 2 напр жени . Сигнал с выходи датчика 5 фазы подстанции Б через канал 6 св зи поступаетThe signals from the respective voltage sensors 2 are supplied to the other input of the phase sensors 5. The signal from the output of the sensor 5 of the phase of the substation B through the channel 6 of the communication enters

на блок 11 сравнени фаз, установленный на т говой подстанции А. С выхода блока 11- на вход блока 12 регулировани напр жени по фазе в случае отличи напр жений подстанций А и Б по фазе, поступает сигнал о необходимости регулировани .The phase comparison unit 11, installed at the traction substation A. From the output of the block 11- to the input of the voltage control unit 12 in phase in case of differences in the voltages of the substations A and B in the phase, a signal is received that it is necessary to adjust.

0 Регулирование напр жени по фазе производитс вольтодобавочным трансформатором 10, в качестве которого может быть использован отсасывающий трансформатор. Если к низковольтной обмотке такого транс ,г форматора подключить напр жение 0,4 кВ от трансформатора собственных нужд подстанции , то в зависимости от его фазы обеспечиваетс регулирование фазы напр жени в т говой сети 27,5 кВ на 1-2 эл.град.0 Phase voltage control is performed by a booster transformer 10, for which a suction transformer can be used. If a low voltage winding of such a trans, g forformer is connected to a voltage of 0.4 kV from the auxiliary transformer of a substation, then depending on its phase, the voltage phase of the 27.5 kV traction network is controlled by 1-2 eh grades.

5 five

5five

0 Решение задачи точного определени фазы напр жени на смежных т говых подстанци х путем непосредственного измерени величины фазовых углов представл ет собой существенные трудности, так как здесь необходимо измер ть фазовые углы, отличающиес на 0,5-2 эл.град, что требует применени высокоточной телеизмерительной системы с очень высокой разрешающей способностью и, как следствие, передачи очень большого объема телеизмерительной Q информации. Необходима также разработка системы опорных сигналов дл сравнени фаз, что представл ет собой весьма сложную задачу вследствие временного запаздывани , а также несинусоидальности напр жений . Решение этой задачи существенно упроститс , если в качестве датчиков 5 несовпадени фазы напр жени смежных подстанций А и Б использовать датчики коэффициентов мощности т говых подстанций. Это решение прин то на основании того, что уравнительный ток при равенстве напр жений на подстанци х по приводит к значительному изменению коэффициентов мощности т говых подстанций, причем на одной из смежных подстанций он снижаетс , а на другой подстанции повышаетс . Это обсто тельство по сн етс векторными диаграммами фиг. 2 (а,б), иллюстрирующими вли ние одного и того же уравнительного тока на результирующий фазовый угол т говых подстанций. На фиг. 2 (а и б) прин ты следующие обозначени : Q UA и ОБ-напр жени на шинах смежных0 Solving the problem of accurately determining the voltage phase at adjacent traction substations by directly measuring the magnitude of the phase angles presents significant difficulties, since here it is necessary to measure phase angles that differ by 0.5–2 electragrad, which requires the use of high-precision very high resolution telemetering system and, as a result, a very large amount of telemetric Q information. The development of a reference signal system for phase matching is also necessary, which is a very complex task due to the time lag and the non-sinusoidal stresses. The solution to this problem will be significantly simplified if, as sensors 5, voltage phase mismatches of adjacent substations A and B, use power sensors of traction substations. This decision is based on the fact that the equalizing current with equal voltages at the substations does not lead to a significant change in the power factors of the traction substations, and it decreases at one of the adjacent substations and rises at the other substation. This circumstance is explained by the vector diagrams of FIG. 2 (a, b) illustrating the effect of the same surge current on the resulting phase angle of the traction substations. FIG. 2 (a and b) the following notation is accepted: Q UA and OB-voltage on adjacent tires

подстанций А и Б;substations A and B;

Ь -уравнительный ток в т говой сети, вызванный неравенством фаз напр жений смежных подстанций; 1вАи1 Б-величины токов нагрузки подстанций А и Б;L is the equalizing current in the traction network, caused by the inequality of the phases of the voltages of adjacent substations; 1vAi1 B-magnitude of the load current of substations A and B;

Ьи Ь- реальные токи подстанций, фАИфЕ-результирующие фазовые углы т говых подстанций.L and L are the real currents of the substations, the FAIFE-resulting phase angles of the traction substations.

00

5five

Различие фаз напр жений всего на 1 эл. град вызывает несовпадение фазовых углов между током и напр жением не менее, чем на 10-15 эл.град. Это позвол ет резко повысить чувствительность устройства к наличию разности фаз напр жений смежных т говых подстанций и избежать тем самым необходимости разработки и применени высокоточных телеизмерительных систем. В результате оказываетс возможным использование дл этой цели обычных систем телемеханики , примен емых на электрифицированных железных дорогах, например систему телемеханики «Лисна.The difference in phase voltage is only 1 e. hail causes a phase angle between the current and voltage to be different from no less than 10-15 electrical degrees. This makes it possible to sharply increase the sensitivity of the device to the presence of the phase difference between the voltages of adjacent traction substations and thereby avoid the need to develop and use high-precision telemetric systems. As a result, it becomes possible to use for this purpose conventional telemechanics systems used on electrified railways, for example, the Lisna telemechanics system.

Claims

Invention Formula

A device for reducing balancing currents in a traction network of electrified AC railways, containing current and voltage sensors, whose inputs through current transformers and voltages are connected to a traction network and installed at adjacent traction substations, and the outputs of current sensors and one sensor outputs na0

five

0

The yarns are connected to the sensor of the angle between current and voltage, and the other outputs of the voltage sensors are connected through one communication channel to the unit of comparison of voltage modules connected to the voltage regulating units under load of step-down transformers installed at adjacent substations Volt-auxiliary transformer, one of which is connected to the contact network of the traction network of one of the substations, characterized in that, in order to reduce energy losses, it is equipped with a unit for comparison of the phases of voltages of adjacent substations , the voltage control unit in phase and the control unit of the booster transformer connected to the other windings of the specified transformer, and the input through the voltage control unit to the output of the voltage phase comparison unit of adjacent substations, whose inputs are connected via another channel with the outputs of the sensors of the phase angle between current and voltage.

but

.

1/6

ON

fA

V,

nv

fig.g

Compiled by V. Kochetkov

Editor A. DolinichTechred I. VeresKorrektor O. Kravtsova

Order 5466/19 Circulation 590 Subscription

VNIIPI USSR State Committee for Inventions and Discoveries

1 13035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Production and printing company, Uzhgorod, ul. Project, 4