книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

кими способами. Наиболее простым является последовательное соединение двух обычных выпрямителей с заземлением средней точки. Недостатком этого способа является то, что для резер­ вирования потребуется вторая пара аналогичных агрегатов. Можно резервирование осуществить и с помощью одного агре­ гата, но в системе выпрямленного тока потребуются довольно сложные коммутирующие устройства.

Схему выпрямленного напряжения 1200 в с заземленной сред­ ней точкой легко получить от одного стандартного агрегата со схемой две обратные звезды с разделяющей катушкой, приме­ няя схему Вологдина. Для этого каждая из вторичных обмоток работает по трехфазной нулевой схеме (рис. 103-1).

|------------------------------------------------й +

Рис. 103-1. Трехфазная каскадная схема питания с за­ земленной средней точкой

Шестифазная пульсация и устранение иескомпенсированного магнитного потока в сердечнике трансформатора получаются вследствие того, что трехфазные звезды вторичной обмотки по­ вернуты одна по отношению к другой на 180° и всегда одновре­ менно работают две фазы.

Напряжение холостого хода одного трехфазного комплекта вентилей с учетом того, что Л = 0,7,

(103-1)

(UK.т и UK.с выражены в %). Средний ток вентильного плеча

(103-2)

Если представить на диаграмме изменение потенциала сред­ ней точки (земли) в виде прямой ср3 (рис. 103-2,а), то потенциа­

Для уменьшения колебания этого потенциала АКХ предло­ жена специальная схема, изображенная на рис. 103-2,6. Два

Рис. 103-2. Сглаживание пульсации средней точки выпрямленного напряжения в трехфазной каскадной схеме:

а — диаграммы напряжений; б — схема (включения

однофазных вспомогательных трансформатора Тр\ и Тр2 вклю­ чаются через конденсаторы между нулевыми выводами транс­ форматора и катодами. Вторичные обмотки этих трансформато­ ров включаются между средней точкой и землей, причем с по­ воротом фазы на 180 эл. град.

Этим способом может быть достигнута почти полная компен­ сация колебания напряжения кузова машины по отношению к земле. Выпрямленное же напряжение 1200 в сохраняет шести­ фазную пульсацию.

Опыт показал, что мощность однофазных вспомогательных трансформаторов достаточно иметь в пределах 1 ква с коэффи­ циентом трансформации £т = 1, а емкость конденсаторов — око­ ло 200 мкф.

Выпрямленное напряжение 1200/600 в может быть получено в агрегате с трехфазной мостовой схемой. Если трансформатор рассчитан на выпрямленное напряжение 1200 в, то между каж­ дым из полюсов выпрямителя и нейтрвлыо вторичной обмотки трансформатора будет 600 в. В этой схеме потенциал земли по отношению к каждому полюсу выпрямителя будет иметь такую

же пульсацию, что и в схеме Вологдина, поэтому 1дкже необхо­ димо принимать меры по сглаживанию пульсаций.

Наконец, 1200/600 в можно получить при помощи последова­ тельного соединения двух мостовых схем с двумя трансформа­ торами или с одним трехобмоточным трансформатором.

§ 104. Схемы управляемых выпрямителей

Управляемые выпрямители могут применяться для двух це­ лей: для стабилизации напряжения и для бесконтактной комму­ тации в цепи выпрямленного тока.

Стабилизация напряжения на шинах тяговой подстанции обеспечивает высокие скорости движения поездов при экономич­ ном расходовании электрической энергии.

о)

Рис. 104-1. Стабилизация выпрямленного напряжения с дрос­ селями насыщения (трансдукторами) :

Регулирование напряжения на сборных шинах может быть ступенчатым и плавным.

В первом случае регулирование осуществляется под нагруз­ кой контактным переключающим устройством, использующим отводы от обмоток трансформатора. В связи с частыми измене­ ниями тяговой нагрузки число переключений в сутки может достигать нескольких тысяч, что приводит к быстрому износу переключающих устройств.

Плавное бесконтактное регулирование выпрямленного напря­ жения может быть осуществлено с использованием дросселей насыщения или тиристорами.

В случае использования дросселей первичная или вторичная

энергия поезда через инверторы тяговых подстанций возвращается в сеть энергосистемы.

Инвертирование энергии в основном применяется на тяговых подстанци­ ях магистральных электрифицированных дорог с затяжными подъемами и спусками.

Рис. 105-1. Диаграмма токов и напряжений при ре­ куперации

На тяговых подстанциях городского электротранспорта, даже при нали­ чии рекуперации энергии поездов, инвертирование нецелесообразно, так как при сравнительно большой частоте движения эта энергия поглощается дру­ гими поездами, находящимися в тяговом режиме. Если же в момент рекуперации случайно на линии не окажется поездов в тяговом режиме, то для ис­ ключения срыва рекуперативно­ го торможения на тяговой под­ станции предусматривается автоматическое включение на­ грузочного сопротивления.

Установка по поглощению энергии рекуперации монтирует­ ся на тяговой подстанции, нагрузочные сопротивления включаются между плюсовой

иминусовой сборными шинами. Если в момент времени t\

тяговые двигатели поезда пере­

через нагрузочное сопротивление будет протекать лишь ток рекуперации. При напряжении Ud 1 через нагрузочное сопротивление будут протекать два тока: от рекуперирующего вагона и от выпрямителя подстанции. Совершенно оче­ видно, что к моменту /6 рекуперативное торможение заканчивается, так как при напряжении Ud 2 через нагрузочное сопротивление протекает лишь ток выпрямителя.

Скорость нарастания напряжения на зажимах рекуперирующей машины весьма велика, поэтому устройство, обеспечивающее включение нагрузочного сопротивления, должно быть быстродействующим. Для этой цели может быть применен силовой тиристор Т (рис. 105-2).

Включение тиристора производится динистором Д, включенным на раз­ ность двух напряжений U\-^-U2. Напряжение U\ пропорционально напряже­ нию на сборных шинах, напряжение U2 поступает от трансформатора напря­ жения ТН через изолировочный трансформатор ИТ и выпрямитель В. Встреч­ ное напряжение U2 исключает ложные срабатывания от повышения напря­ жения на шинах 6—10 кв.

Срабатывание тиристора Т вызывает нагрузочный ток через сопротивле­ ние Яи. При этом срабатывает контактор К и своим замыкающим контактом закорачивает тиристор.

После окончания рекуперации и возникновения тягового тока / т срабаты­ вает сериесное поляризованное реле обратного тока РОТ и своим размыкаю­ щим контактом отключает цепь катушки-контактора. Схема приходит в ис­ ходное положение.

Описанный вариант схемы не является единственным. Современное со­ стояние техники полупроводников и электромагнитных элементов позволяет выполнить иные варианты устройств.