DD261485A3 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ENERGY SUPPLY OF DRIVING NETWORKS FOR ELECTRIC DC MOTOR VEHICLES WITH NET BRAKING DEVICES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar bei Fahrnetzen, bei denen zur Verwertung der angebotenen Bremsenergie die Spannung mittels der elektronischen Streckenschalter abgesenkt wird. Erfindungsgemaess sind die Sternpunkte der in Richtung Streckenabgang angeordneten Hauptventile (1 VA; 3 VA; 5 VA) getrennter Speiseabschnitte ueber antiparallel geschaltete Ventilstrecken (V 2; V 3) und eine Hilfssammelschiene (Lx) miteinander verbunden. Damit kann die angebotene Bremsenergie auf alle Streckenabgaenge eines Unterwerkes verteilt werden. Fig. 1The invention is applicable to driving nets in which the voltage is lowered by means of the electronic distance switch for utilization of the offered braking energy. According to the invention, the neutral points of the main valves (1 VA, 3 VA, 5 VA) of separate feed sections arranged in the direction of the route exit are connected to one another via valve sections (V 2; V 3) connected in antiparallel and an auxiliary bus bar (Lx). Thus, the offered braking energy can be distributed to all Streckenabgaenge a substation. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Energieversorgung von mit Gleichstrom betriebenen Triebfahrzeugen, die über Einrichtungen zur Rückgewinnung von Bremsenergie verfügen und bei der das Verfahren der Spannungsabsenkung bei angebotener Bremsenergie mittels elektronischer Streckenschalter angewendet wird.The invention relates to a circuit arrangement for the power supply of DC powered locomotives, which have means for recovering braking energy and in which the method of voltage reduction when offered braking energy is applied by means of electronic distance switch.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Energieversorgung von Gleichstromfahrnetzen für elektrische Triebfahrzeuge erfolgt durch Unterwerke, in denen die aus dem öffentlichen Elektroenergieversorgungsnetz entnommene Energie in die erforderliche Gleichspannung umgeformt und über Streckenschnellschalter den einzelnen Speiseabschnitten des Fahrleitungsnetzes zugeführt wird. Als Streckenschnellschalter sind elektronische Schalter bekannt, diez. B. als halbgesteuerteDrehstrombrückenschaltung ausgeführt sein können.The power supply of Gleichstromfahrnetzen for electric traction units is carried out by substations, in which the extracted from the public electric power grid energy is converted into the required DC voltage and supplied to the individual feed sections of the catenary network via high-speed switch. As a high-speed switch electronic switches are known, diez. B. can be implemented as a semi-controlled three-phase bridge circuit.

Moderne Gleichstromtriebfahrzeuge werden mit Pulsstellern ausgestattet, die die hohe Fahrleitungsspannung in einen der jeweiligen Fahrmotorspannung entsprechenden kleineren Wert verlustarm umformen, mit deren Hilfe somit Anfahrverluste vermeiden werden. Die Ausstattung der Triebfahrzeuge mit Brems-Pulsstellern zur Rekuperation gestattet beim Bremsen die Rücklieferung der Bremsenergie in das Fahmetz. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die Fahrleitungsspannung über den von den Unterwerksgleichrichtern vorgegebenen Wert angehoben werden muß, damit die Bremsenergie von den übrigen Fahrzeugen aufgenommen werden kann, ohne daß von der Unterwerkssammelschiene noch Energie ins Fahrnetz geliefert wird. Es wurde auch schon ein Verfahren vorgeschlagen, nach welchem zur Erhöhung des Anteils der rückgewinnbaren Energie während der Zeiten, in denen Bremsenergie angeboten wird, die Spannung in den speisenden Streckenabschnitten mittels der elektronischen Speiseschalter abgesenkt wird.Modern DC traction vehicles are equipped with pulse actuators, which transform the high line voltage into a smaller value corresponding to the respective driving voltage loss, with the help thus startup losses are avoided. The equipment of the locomotives with brake pulsers for recuperation allowed during braking, the return of the braking energy in the Fahmetz. The disadvantage here, however, that the catenary voltage must be raised above the value specified by the Unterwerksrichtrichtern value, so that the braking energy can be absorbed by the rest of the vehicles without the power supply network is still supplied by the substation busbar. It has also been proposed a method, according to which, in order to increase the proportion of recoverable energy during the times in which braking energy is offered, the voltage in the feeding sections is lowered by means of the electronic feed switch.

Dieses Verfahren hat jedoch noch den Nachteil, daß die Erhöhung des Anteils rückgewinnbarer Energie nur auf den so behandelten Streckenabschnitt begrenzt wird.However, this method still has the disadvantage that the increase in the proportion of recoverable energy is limited only to the section thus treated.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Anteil rückgewinnbarer Energie beim Bremsen von Gleichstromtriebfahrzeugen zu erhöhen.The aim of the invention is to increase the proportion of recoverable energy when braking DC traction vehicles.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, die angebotene Energie von im Bremsbetrieb fahrenden Triebfahrzeugen mit Nutzbremseinrichtung in allen Streckenabzweigen eines Unterwerksspeisebezirks zu nutzen.The object of the invention is to provide a circuit arrangement which makes it possible to use the energy offered by driving in braking mode traction vehicles with Nutzbremseinrichtung in all branch branches of a substation feed district.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zellen mit den elektronischen Schaltern für die einzelnen Speiseabschnitte eine zusätzliche Hilfssammelschiene aufweisen, die mit den Abgängen für die Streckenspeisekabel über antiparallel geschaltete Ventilstrecken verbunden sind. Sie ermöglichen es, daß die in einem Streckenabzweig angebotene Bremsenergie auch den über die Hilfssammelschiene parallelgeschalteten Streckenabzweigen zugeführt wird. Steuertechnisch wird dabei eine Spannungsabsenkung aller speisenden Streckenschalter oder zumindest aller belasteten Streckenschalter während der Bremszeiten veranlaßt. Die antiparallel geschalteten Ventilstrecken werden so gesteuert, daß die Ventile vom Abzweig mit angebotener Bremsenergie in Richtung Hilfssammelschiene durchlässig sind und daß in den Strecken mit anstehender Last die Ventile von der Hilfssammelschiene zu den Kabelabgängen durchlässig sind, soweit in letzteren keine Auslösebefehle wegen anstehender Fehler wie Kurzschluß, Überlast u.a. oder gewollter Abschaltungen vorliegen.The object is achieved in that the cells with the electronic switches for the individual feed sections have an additional auxiliary bus bar, which are connected to the outlets for the route feed cable via antiparallel valve sections. They make it possible for the braking energy offered in a branch feeder to also be supplied to the branch branches connected in parallel via the auxiliary busbar. In terms of control technology, a voltage reduction of all feeding distance switches or at least all loaded distance switches during the braking times is initiated. The antiparallel-connected valve sections are controlled so that the valves are permeable from the branch with offered braking energy in the direction of auxiliary bus and that in the routes with pending load, the valves from the auxiliary bus to the cable outlets are permeable, as far as in the latter no tripping commands because of pending errors such as short circuit , Overload, etc. or intentional shutdowns.

Die Ausschaltung der Ventile zwischen Hilfssammelschiene und Kabelabgang, zumindest in der Richtung des Kabelabgangs, erfolgt nach Beendigung eines Bremsvorgangs oder bei erforderlicher Schutzabschaltung in bekannter Weise durch Zwangslöscheinrichtungen, wobei in der erfindungsgemäßen Schaltung der Energiespeicher der Zwangslöscheinrichtung für die Hauptventile mitgenutzt werden kann.The elimination of the valves between auxiliary busbar and cable outlet, at least in the direction of the cable outlet, takes place after completion of a braking operation or required protection shutdown in a known manner by forced extinguishing devices, which can be shared in the inventive circuit of the energy storage of the forced extinguishing device for the main valves.

Die in Richtung vom Kabelabgang zur Hilfssammelschiene geschaltete Ventilstrecke kann aus einem bzw. mehreren Thyristoren oder aus Dioden und einer in Reihe dazu geschalteten Induktivität bestehen. Die Induktivität hat dabei die Aufgabe, den im Störungsfall erforderlichen Zwangslöschstrom für die antiparallele Thyristorstrecke nur zu einem unbedeutenden Teil durchzulassen.The valve path connected in the direction from the cable outlet to the auxiliary busbar may consist of one or more thyristors or of diodes and an inductance connected in series with them. The inductance has the task of passing the required in case of failure forced extinguishing current for the antiparallel thyristor only to an insignificant part.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below embodiments. In the accompanying drawings show

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Schaltung eines Unterwerks mit drei Streckenabzweigen, ^l Fig. 1: a circuit according to the invention of a substation with three branch branches, ^l

Fig.2: eine erfindungsgemäße Schaltung mit Löscheinrichtung und2 shows a circuit according to the invention with extinguishing device and

Fig.3: eine Variante zur Realisierung der antiparallel geschalteten Ventilstrecken3 shows a variant for the realization of the antiparallel-connected valve sections

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltung einer Energieversorgungsanlage zur Speisung von drei Streckenabzweigen N1 bis N 3.FIG. 1 shows the circuit according to the invention of a power supply system for feeding three branch branches N1 to N3.

Die Streckenabzweige N1 bis N3 beinhalten in bekannter Weise die Hauptventile 1 V1,3V1 und5V1 als Hälfte einer Drehstrom-Brückenschaltung, die mit einer oder mehreren zentral angeordneten Halbbrücken mit den Ventilen 2 V 1,4V1 und6V1 alshalb- oder vollgesteuerte Brückenschaltung arbeiten.The branch branches N1 to N3 comprise in a known manner the main valves 1 V1,3V1 and 5V1 as half of a three-phase bridge circuit, which operate with one or more centrally located half-bridges with the valves 2V 1,4V1 and 6V1 as a half- or fully controlled bridge circuit.

Für den Streckenabzweig N1 wird ein bremsendes Fahrzeug F1 und in den übrigen Streckenabzweigen werden verbrauchende Fahrzeuge F2 und F3 angenommen. Die angebotene Bremsenergie wird im Streckenabzweig N1 durch geeignete Einrichtungen erkannt, woraufhin durch entsprechende Zündwinkelverstellung der Hauptventile 1V1 bis5V1 der Streckenabzweige N 2 und N 3 die Frischenergieversorgung gesperrt und bis zum unteren Grenzwert der für das Netz zulässigen Spannung über die erfindungsgemäß angeordneten Ventile V2 und V3 (bzw. Ventilstrecken) die angebotene Bremsenergie verbraucht werden kann. Der Strom-bzw. Energiefluß erfolgt in diesem Fall vom bremsenden Fahrzeug F1 über das Ventil V2 zur Hilfssammelschiene Lx über die Ventile V3 der Streckenabzweige N 2, N 3 zu denverbrauchenden Fahrzeugen F2und F3. Beim Erfordernis einer Betriebs- oder Schutzauslösung kann das zugehörige Ventil V2 gelöscht werden, was erfindungsgemäß durch die für die Hauptventile vorhandene Zwangslöscheinrichtung erfolgen kann.A braking vehicle F1 is assumed for the route branch N1, and consuming vehicles F2 and F3 are assumed in the remaining branch branches. The braking energy offered is detected in the branch branch N1 by suitable means, whereupon the fresh energy supply is blocked by appropriate ignition angle adjustment of the main valves 1V1 to 5V1 of the branch branches N 2 and N 3 and up to the lower limit of the voltage permissible for the grid via the valves V2 and V3 arranged according to the invention (US Pat. or valve sections) the offered braking energy can be consumed. The current or Energy flow in this case takes place from the braking vehicle F1 via the valve V2 to the auxiliary busbar Lx via the valves V3 of the branch branches N 2, N 3 to the vehicles F 2 and F 3 to be consumed. If an operating or protective trip is required, the associated valve V2 can be extinguished, which according to the invention can be effected by the forced-fire extinguisher system present for the main valves.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Schaltung für die Zwangslöscheinrichtung der Hauptventile 1V1,3V1und5V1in Verbindung mit den Ventilen V2 und V3 dargestellt. Die für die Zwangslöschung der Hauptventile vorgesehene Kapazität C ist über das Netzgerät N10 aufgeladen und über einen Thyristor V6 mit den Kathoden der Hauptventile und über diese mit den Koppeldioden 1V4,3V4 und 5 V4 verbunden. Für das Ventil V2 wird der Zwangslöschkreis über ein Ventil V7 geschlossen. Während die Zwangslöschung der Hauptventile durch Zünden von Thyristor V6 erfolgt, ist bei erforderlicher Löschung von Ventil V2 das Ventil V7 ebenfalls zu zünden. Figur 3 zeigt das Ventil V2 als Diode mit einer in Reihe geschalteten Induktivität L, welche bewirkt, daß der im Störungsfall erforderliche Zwangslöschstrom nicht über das Ventil V3 fließt.In Fig. 2, the circuit according to the invention for the forced discharge of the main valves 1V1.3V1und5V1 in connection with the valves V2 and V3 is shown. The provided for the forced extinction of the main valves capacity C is charged via the power supply unit N10 and connected via a thyristor V6 to the cathodes of the main valves and via this with the coupling diodes 1V4, 3V4 and 5V4. For the valve V2, the forced extinguishing circuit is closed via a valve V7. During the forced extinction of the main valves by ignition of thyristor V6, the valve V7 is also to ignite when deletion of valve V2 is required. Figure 3 shows the valve V2 as a diode with a series connected inductor L, which causes the required in the event of failure forced extinguishing current does not flow through the valve V3.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Energieversorgung von Fahrnetzen für elektrische Gleichstromtriebfahrzeuge mit Netzbremseinrichtungen, bei denen die Einspeisung in den jeweiligen Streckenabschnitt über elektronische Schalter erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sternpunkte der in Richtung Streckenabgang angeordneten Hauptventile (1V1; 3V1; 5V1) getrennter Speiseabschnitte über antiparallel geschaltete Ventilstrecken (V2; V3) und eine Hilfssammelschiene (Lx) miteinander verbunden sind.1. Circuit arrangement for power supply of driving networks for electric DC traction vehicles with Netzbremseinrichtungen in which the feed into the respective section takes place via electronic switches, characterized in that the star points of the line arranged in the direction of exit main valves (1V1, 3V1, 5V1) separate feed sections via antiparallel connected Valve sections (V2, V3) and an auxiliary busbar (Lx) are interconnected. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung auf die Hilfssammelschiene (Lx) leitfähige Ventilstrecke (V3) ein Thyristor ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in the direction of the auxiliary busbar (Lx) conductive valve path (V3) is a thyristor. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung auf die Hilfssammelschiene (Lx) leitfähige Ventilstrecke (V3) eine in Reihe mit einer Induktivität geschaltete Diode ist.3. A circuit arrangement as claimed in claim 1, characterized in that in the direction of the auxiliary busbar (Lx) conductive valve section (V3) is connected in series with an inductor diode. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kondensator (C) der ggf. vorhandenen Zwangslöscheinrichtung für die Hauptventile (1 V1; 3V1; 5V1) und der Hilfssammelschiene (Lx) ein Koppelventil (V7) angeordnet ist.4. Circuit arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that between the capacitor (C) of the possibly existing forced-fire device for the main valves (1 V1; 3V1; 5V1) and the auxiliary busbar (Lx) a coupling valve (V7) is arranged. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings