PL223642B1 - Zasilacz awaryjny dla sieci trakcyjnej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zasilacz awaryjny dla sieci trakcyjnej.

Znane są układy zasilania awaryjnego w podstacjach trakcyjnych w postaci zespołów prostownikowych do rezerwowych linii energetycznych prądu przemiennego. Zasilanie sieci trakcyjnej przy awarii jednej linii wymaga prawidłowej pracy rezerwowej linii zasilającej prądu przemiennego. W przypadku braku napięcia również w linii rezerwowej brak jest możliwości zasilania sieci trakcyjnej i nie można zasilać pociągów.

Jeżeli wymagane jest zapewnienie zasilania nawet w przypadku braku napięcia we wszystkich liniach energetycznych prądu przemiennego np. w szpitalach to stosuje się wtedy zasilanie z odrębnie uruchamianych spalinowych agregatów prądotwórczych, złożonych z silnika spalinowego napędzającego generator elektryczny. Agregaty te mają ograniczoną moc ze względów ekonomicznych i zapewniają zasilanie tylko części obwodów elektrycznych. Moc chwilowa potrzebna do zasilania np. pociągu metra dostarczana z podstacji poprzez sieć trakcyjną jest bardzo duża.

Agregat dużej mocy wymaga długiego czasu rozruchu i ma niską sprawność energetyczną, ze względu na krótkie czasy pracy z obciążeniem znamionowym. Nie ma uzasadnienia ekonomicznego stosowania agregatów o tak dużej mocy i w czasie takiej awarii pociągi są zatrzymane. Ze względu na bezpieczeństwo pasażerów pociągi zatrzymane w tunelach, na wiaduktach szczególnie metra powinny mieć możliwość dojechania do najbliższej stacji.

Celem wynalazku jest uzyskanie rozwiązania dodatkowego układu zasilania awaryjnego o m ałych gabarytach zapewniającego dużą moc elektryczną chwilową oraz możliwość długotrwałego zas ilania.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że wyjście prostownika połączone jest z zasobnikiem energii o dużej mocy jednostkowej. Równolegle to wyjście poprzez czoper dwukierunkowy i wyłącznik połączone jest z siecią trakcyjną oraz wyjście prostownika połączone jest z wejściem pomiarowym kontrolera napięciowo-prądowego a wyjście sterujące kontrolera napięciowo-prądowego połączone jest z wejściem sterującym generatora elektrycznego. Dodatkowe wyjście sterujące kontrolera napięciowo-prądowego połączone jest z wejściem sterującym silnika spalinowego. Równolegle do zasobnika energii o dużej mocy jednostkowej dołączony jest akumulator chemiczny poprzez układy przetwarzania napięcia. Zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej ma postać zasobnika wirującego bezwładnościowego i ma postać zasobnika superkondensatorowego.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia dostarczanie energii elektrycznej do sieci trakcyjnej przy wielokrotnie większej mocy niż generator elektryczny. Naładowany zasobnik elektryczny pozwala na szybkie dołączenie zasilania i dostawę energii elektrycznej co pozwala na przejazd pociągu z tunelu do stacji.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ zasilacza awaryjnego.

Sieć trakcyjna 7 prądu stałego poprzez wyłącznik 6 i czoper dwukierunkowy 5 połączona jest z zasobnikiem energii o dużej mocy jednostkowej 4. Układ ma napędzany silnikiem spalinowym 1 generator elektryczny 2, którego wyjście połączone jest poprzez prostownik 3 z zasobnikiem energii o dużej mocy jednostkowej 4 i z wejściem pomiarowym kontrolera napięciowo-prądowego 8. Wyjście sterujące tego kontrolera połączone jest z wejściem sterującym generatora elektrycznego 2 a jego dodatkowe wyjście sterujące połączone jest z silnikiem spalinowym 1. Zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej 4 może mieć postać zasobnika superkondensatorowego, albo zasobnika wirującego, bezwładnościowego. Zasobnik elektryczny 4 może być połączony także z akumulatorem chemicznym 9 poprzez układy przetwarzania napięcia 10.

Gdy sieć trakcyjna 7 zasilana jest z podstacji, która jest zasilana z linii energetycznej to na sieci trakcyjnej występuje napięcie stałe odpowiednie dla danego systemu zasilania. Zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej 4 może być doładowywany z sieci trakcyjnej 7 poprzez wyłącznik 6 i czoper dwukierunkowy 5. Gdy wskutek awarii linii energetycznych sieć trakcyjna 7 przestanie być zasilana to zaczyna ją zasilać zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej 4 poprzez czoper dwukierunkowy 5, jednocześnie uruchomiony zostaje silnik spalinowy 1, który napędza generator elektryczny 2 i poprzez prostownik 3 zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej 4 jest doładowywany. Jednocześnie kontroler napięciowo-prądowy 8 steruje, poprzez wejścia sterujące, pracą generatora elektrycznego 2 i silnika spalinowego 1.

PL 223 642 B1

Generator elektryczny 2 jest małej mocy, wielokrotnie mniejszej niż wymagana do poruszania pociągu i pracuje z wysoką sprawnością przy obciążeniu znamionowym. Jednocześnie zasobnik elektryczny zapewnia dostarczanie energii elektrycznej do sieci trakcyjnej 7 przy wielokrotnie większej mocy niż generator elektryczny 2, co pozwala na przejazd pociągu z tunelu do stacji. Naładowany zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej 4 pozwala na szybkie dołączenie zasilania i dostawę energii elektrycznej w czasie poniżej 1 sekundy od zaniku zasilania z linii prądu przemiennego. W czasie gdy zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej 4 zasila sieć trakcyjną 7, uruchomiony zostanie silnik spalinowy 1 i generator elektryczny 2, który doładowuje zasobnik elektryczny 4 przez potrzebny czas.

Claims (5)

1. Zasilacz awaryjny dla sieci trakcyjnej z generatorem elektrycznym napędzanym silnikiem spalinowym i z prostownikiem do zasilania sieci trakcyjnej prądu stałego, znamienny tym, że wyjście prostownika (3) połączone jest z zasobnikiem energii o dużej mocy jednostkowej (4) i równolegle to wyjście poprzez czoper dwukierunkowy (5) i wyłącznik (6) połączone jest z siecią trakcyjną (7) oraz wyjście prostownika (3) połączone jest z wejściem pomiarowym kontrolera napięciowo-prądowego (8) a wyjście sterujące kontrolera napięciowo-prądowego (8) połączone jest z wejściem sterującym generatora elektrycznego (2).

2. Zasilacz według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowe wyjście sterujące kontrolera napięciowo-prądowego (8) połączone jest z wejściem sterującym silnika spalinowego (1).

3. Zasilacz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że równolegle do zasobnika energii o dużej mocy jednostkowej (4) dołączony jest akumulator chemiczny (9) poprzez układy przetwarzania napięcia (10).

4. Zasilacz według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej (4) ma postać zasobnika wirującego bezwładnościowego.

5. Zasilacz według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że zasobnik energii o dużej mocy jednostkowej (4) ma postać zasobnika superkondensatorowego.