SU72378A1 - Т гова преобразовательна подстанци - Google Patents

Description

Безрельсовый транспорт с бесконтактным питанием экипажей током высокой частоты может быть применен дл  дорог прот жением несколько дес тков или даже сотен километров. При этом могут встретитьс  случаи, когда источники первичной энергии (тепловые или гидроЦЭСы ) расположены только в одной или двух точках трассы высокочастотной магистрали и не существует линий передачи, проход щих поблизости от этой магистрали.

Примером может служить Военно-Грузинска  дорога, которую можно питать энергией только с двух ее концов - из городов Тбилиси и Орджоникидзе.

Можно с двух концов такой дороги установить мощные высокочастотные подстанции и прот нуть вдоль дороги линию передачи тока высокой частоты высокого напр жени . Однако, известно, что чем выше частота тока (в известных пределах), тем дороже получаетс  лини  передачи .

Примен   посто нный ток высокого напр жени  с однопроводной или двухпроводной линией передачи, можно было бы значительно снизить расходы по энергопитанию дорог высокочастотного транспорта. В этом случае вдоль дороги, на рассто нии 10-20 километров одна от другой , располагаютс  подстанции, преобразующие посто нный ток высокого напр жени  в ток высокой частоты, который уже поступает в т говые сети, расположенные под полотном дороги или над ней.

Проблема питани  подстанций осложн етс  тем, что преобразователи имеют р д вспомогательных цепей (цепь накала, цепь управлени ), которые требуют питани  током высокой частоты или посто нным током низкого напр жени . Иметь же на высокочастотных подстанци х местные источники энергии (двигатели внутреннего сгорани  или громоздкие аккумул торные батареи) не всегда желательно.

Эта задача может быть рещена путем применени  такого способа энергопитани , при котором по одному или двум проводам, прот нутым от центральной станции, передаютс  все виды электроэнергии, необходимые дл  функционировани  путевых высокочастотных преобразовательных подстанций.

Ns 72378

Предметом данного изобретени   вл етс  т гова  преобразовательна  нодстанци , питаема  поето нным током с переменной составл ющей , отфильтровываемой от посто нной составл ющей и используемой дл  вспомогательных целей. Согласно изобретению, переменна  составл юща  питает цепи накала и управлени  ионных нреобразователей посто нного тока в переменный ток высокой частоты, питающий т говую линию, а посто нна  составл юща  - анодные цени этих нреобразователей .

Такой снособ питани  применим при любых типах преобразовательных приборов, например, при обычных электронных генераторных лампах . Однако, наиболее простое, из щное и экономичное оформление этот принцип получает в случае использовани  дл  преобразовани  магнетронов , унравл емых полем катода.

Изложенна  сущность изобретени  по сн етс  прилагаемым чертежом , на котором представлена схема центральной подстанции и одной из путевых преобразовательных подстанций.

Здесь / - первична  обмотка силового трансформатора, 2 и 3 - вторичные обмотки, питающие газотроны 4-15. Через дроссели 16 и 17 -ц выключатель 18 посто нный ток подаетс  в двухпроводную линию 30. Оба провода наход тс  под одинаковым напр жением по отнощению к земле, так как средн   точка выпр мительной установки заземлена,

По этой же двухпроводной линии 30 подаетс  напр жение высокой частоты. При помощи разделительных конденсаторов 19 и 20 к линии подключен высокочастотный трансформатор 21. Конденсатор 22 компенсирует индуктивность рассе ни  трансформатора 21.

Через разделительный конденсатор 23 к трансформатору 21 поступают высокочастотные импульсы от магнетрона 24. Катод этого магнетрона накаливаетс  от трансформатора 25, получающего энергию от задающего генератора 26. Цифрой 28 обозначен дроссель с ферромагнитным сердечником. Анодное напр жение подводитс  к зажимам 29; 27 - стопорный дроссель.

На каждой путевой высокочастотной подстанции происходит разделение посто нного и высокочастотного токов: высокочастотный ток на-., правл етс  в цепь накала, посто нный ток направл етс  в анодную цепь.

Цифрами 31-32 обозначены разделительные конденсаторы на высокочастотной подстанции. 55 - высокочастотный трансформатор собственных нужд. От него через выпр митель 34 и дроссель 35 зар жаетс  аккумул торна  батаре  36, от которой привод тс  в действие вспомогательные механизмы подстанций, как-то: насосы дл  циркул ции воды, охлаждающей магнетроны, освещение, релейна  служба и т. д.

37-трансформатор накала первого магнетрона; 38, 39, 40-емкости и индуктивность, сдвигающие фазу напр жени  на втором трансформаторе накала 41 на 45° по отнощению к трансформатору 37.

42 и 43-вторичные (накальные) обмотки высокочастотных трансформаторов , 44 и 45-ферромагнитные дроссели. 46 и 47-магнетроны, 48 и 49-высокочастотные дроссели, через которые подводитс  напр жение к анодам магнетронов, 50 и 51-разделительные конденсаторы, 52 и 53-конденсаторы анодных колебательных контуров магнетронов, 54 и 55-высокочастотные трансформаторы, питающие фидерные компенсированные линии 56-59. Чтобы предотвратить образование сто чих волн тока и напр жени  в этих лини х, в них последовательно включены конденсаторы 60 и параллельно между проводами индуктивности 61. Автоматические устройства 62-65 включают и выключают участки т говой сети, в зависимости от по влени  в них нагрузки. На чертеже показана четырехнроводна  сеть, каждый участок которой состоит из двух петель

66, 67,68, 59 и т. д. Цифрой 78 обозначен экипаж высокочастотного транспорта .

Участки т говой сети, например 66 и 67, делаютс  длиной пор дка нескольких сотен метров каждый. В т говую сеть включаютс  конденсаторы 70-77. Чем короче каждый участок т говой сети, тем меньшее врем  нагружены эти конденсаторы, тем меньше могут быть н.х суммарные номинальные киловольтамперы. Однако, с укорочением участка возрастает число автоматических включающих и выключающих  щиков (62, 63, 64...). Экономический оптимум длины участка зависит от густоты движени  и от соотношени  цен на контакторы и конденсаторы.

Предлагаема  система энергопитани  высокочастотных дорог обеспечивает простое управление всеми преобразовательными подстанци ми из одного центрального пункта.

Дл  пуска в ход всей системы, в линию 30 включаетс  сначала высока  частота от преобразовател  24, при этом подаетс  накал на катоды всех магнетронов преобразовательных путевых подстанций. Одновременно начинает производитьс  подзар дка аккумул торов на подстанци х (если в этом имеетс  необходимость), затем на центральной станции включаетс  посто нный ток высокого напр жени , магнетроны получают анодное питание и начинают вырабатывать ток высокой частоты.

На чертеже не показана система блокировки ценей насосов охлаждени  и накала магнетронов.

Мощность, потребл ема  в цеп х катодов магнетронов (они  вл ютс  одновременно и цеп ми управлени ), не превыщает 2-3% от преобразуемой мощности, передаваемой посто нным током. Поэтому напр жение высокочастотного тока и сила его по сравнению с посто нным током в несколько раз меньще и, следовательно, на расчет линии передачи энергии от центральной станции к преобразовательным путевым подстанци м наличие переменной высокочастотной составл ющей мало вли ет.

Волновое сопротивление дв хпроводной воздушной линии имеет величину около 600 2. В линии не будет сто чих волн тока и напр жени  высокой частоты в том случае, если сопротивление нагрузки, подключаемой к линии во всех ее точках, также будет иметь это значение. Нагрузки (преобразовательные подстанции) разбросаны вдоль всей линии, однако в процесе эксплуатации величина потребл емой ими высокочастотной мощности не мен етс . Поэтому на каждой подстанции можно поставить переходной трансформатор, который приводил бы сопртивление нагрузки к волновому сопротивлению линии передачи. При такой системе, при переходе нагрузки от одного участка линии передачи к другому, мен етс  одновременно и сила тока и его напр жение, а сопротивление Z нагрузки сохран етс  неизменным.

Ввиду того, что передаваема  мощность переменного тока невелика, нет необходимости точно согласовывать сопротивление линии передачи и сопротивление нагрузки. Наличие некоторого количества сто чих волн тока и напр жени  высокой частоты в линии не скажетс  ощутимо на ее к.п.д.

Предмет изобретени 

Т гова  преобразовательна  подстанци , питаема  посто нным током с переменной составл ющей, отфильтровываемой от посто нной составл ющей и используемой дл  впомогательных целей, отличающ а   с   тем, что переменна  составл юща  питает цепи накала и управлени  ионных преобразователей посто нного тока в переменный ток высокой частоты, питающей т говую линию, а посто нна  составл юща - анодные цепи этих преобразователей.

- 3 -№ 72378