Пристрій контролю складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів у міжпідстанційній зоні

Реферат: Пристрій контролю складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів в міжпідстанційній зоні, в який додатково вводять блок датчиків струму на стороні високої напруги, блок датчиків напруги на стороні високої напруги, які підключені до обмотки високої напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні високої напруги з'єднаний з першим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні високої напруги з'єднаний з другим входом блока збору інформації тягової підстанції, блок датчиків струму на стороні середньої напруги, блок датчиків напруги на стороні середньої напруги, які підключені до обмотки середньої напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні середньої напруги з'єднаний з третім входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні середньої напруги з'єднаний з четвертим входом блока збору інформації тягової підстанції, блок датчиків струму на стороні низької напруги, блок датчиків напруги на стороні низької напруги, які підключені до обмотки низької напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні низької напруги з'єднаний з п'ятим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні низької напруги з'єднаний з шостим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока збору інформації тягової підстанції підключений до першого входу блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції. Другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу тягової підстанції, пульт управління тягової підстанції з'єднаний з другим входом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції, блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції, вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції; третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції, живлячі вводи розподільчого пристрою низької напруги, який за допомогою проводів контактної мережі з'єднані з пантографом, силовий трансформатор з'єднаний з трансформатором напруги та трансформатором струму, виводи якого підключені до лічильника активної електричної енергії та лічильника реактивної електричної енергії, що з'єднані з блоком безперебійного живлення, блок збору інформації електровоза. Вихід блока збору інформації електровоза підключений до першого входу блока визначення показників енергоспоживання електровоза, другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу електровоза, пульт управління електровоза з'єднаний з другим входом блока UA 113684 U (12) UA 113684 U визначення показників енергоспоживання електровоза, блока комунікаційного інтерфейсу електровоза, вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання електровоза; третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу електровоза. UA 113684 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електрифікованого залізничного транспорту і направлена на вдосконалення системи обліку електроенергії в тягових мережах. Відоме технічне рішення (Комп'ютерна система обліку кількості і вартості споживання електричної енергії залізницями пат. України 37884. МПК G01D4/00, G01R11/56. Опубл. 15.05.2001 Бюл. №4, Анохов І.В., Зубко А.П., Мішечкін В.Г., Малишко І.В., Березовський Б.М., Домбровська В.Г., Стасюк О.І.), що включає лічильники енергії, центральний процесор, мікропроцесорні системи підстанцій, персональні комп'ютери диспетчерських центрів енергетичних частин, персональні комп'ютери диспетчерського центра залізниці, модеми і концентратори інформації, причому кожна мікропроцесорна система підстанції включає мікропроцесор, оперативний запам'ятовуючий пристрій, лічильник електроенергії, чотирипортовий модуль, дешифратор, елементи гальванічної розв'язки, ключі, регістр та модеми, причому вихід шини адреси першого порту мікропроцесора підключений до виходу адреси дешифратора, управлінський вхід якого з'єднаний зі стробуючим виходом таймера мікропроцесора, виходи лічильників електроенергії об'єднані і підключені через перший елемент гальванічної розв'язки до виходу послідовного порту мікропроцесора, кожний вихід дешифратора підключений до управлінського входу відповідного ключа, інформаційний вхід якого підключений до виходу відповідного лічильника електроенергії, а вхід ключа з'єднаний через другий елемент гальванічної розв'язки з виходом послідовного порту мікропроцесора підключеного виходом шини адреси другого порту до входу адреси, чотирипортового модуля та запам'ятовуючого пристрою, молодший байт адреси якого з'єднаний з виходом регістра, вихід шини даних третього порту мікропроцесора підключений до входу шини схеми чотирипортового модуля, оперативного запам'ятовуючого пристрою та регістра, вхід запису якого з'єднаний з виходом запису адреси мікропроцесора, входи запису та читання чотирьох портового модуля та оперативного запам'ятовуючого пристрою підключені відповідно до виходів запису та читання мікропроцесора, перший і другий входи переривання якого об'єднані з першим та другим виходами переривання чотирипортового модуля підключеного своїми першим, другим та третім виходами до входів відповідних модемів, вихід першого модему ведучої мікропроцесорної системи підстанції кожної енергетичної частини підключений через модем до першого входу послідовного порту персонального комп'ютера диспетчерського центру енергетичної частини, другий послідовний порт якого підключений через перший і другий модеми до відповідного послідовного порту концентратора інформації, підключеного своїм виходом до входу послідовного порту персонального комп'ютера диспетчерського центра залізниці, а виходи другого і третього модемів ведучої мікропроцесорної системи підстанції кожної енергетичної частини підключені до входів перших модемів кожної подальшої і попередньої мікропроцесорних систем підстанцій енергетичних частин, які в свою чергу виходами своїх других модемів з'єднані з виходами перших модемів подальшої і попередньої мікропроцесорних систем підстанцій відповідно. Спільними ознаками даного технічного рішення та пропонованої корисної моделі є: лічильники енергії, мікропроцесорна система підстанції, елемент гальванічної розв'язки, підстанції кожної енергетичної частини, модеми, як засіб комунікації. Недолік відомого технічного рішення полягає у відсутності можливості контролю складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів в міжпідстанційній зоні. Відоме технічне рішення (Система електропостачання електрифікованих залізниць змінного струму пат. Російської Федерації 2478049. МПК В60М 3/00. Опубл. 27.03.2013, Бюл. № 9, Григор'єв М.П., Крикун А.А.), яке містить тягові підстанції, контактну мережу, рейкові кола, блок енергодиспетчера, блок ГЛОНАСС/GPS, блок контролю струму і блок контролю напруги, при цьому кожна тягова підстанція є силовим трансформатором з живильними фідерами, з вимірювальними перетворювачами струму і напруги, з пристроєм для регулювання напруги, тягові підстанції пов'язані між собою контактною мережею і рейковими колами, контактна мережа через живильні фідери з'єднана з силовими трансформаторами тягових підстанцій, блок ГЛОНАСС/GPS, блок контролю струму і блок контролю напруги встановлені на електрорухомому складі, а вимірювальні перетворювачі струму і напруги включені в живильні фідери, вихід блока енергодиспетчера з'єднаний з пристроєм для регулювання напруги, що відрізняється тим, що в систему введені блок І та пристрій для обліку електроенергії, при цьому пристрій для обліку електроенергії встановлено відповідно на кожній тяговій підстанції і на кожному електрорухомому складі, причому на тяговій підстанції вхід пристрою для обліку електроенергії з'єднаний з виходами вимірювальних перетворювачів струму і напруги, а вихід з першим входом блока І, другий вхід якого підключений до виходу блока ГЛОНАСС/GPS, третій вхід - до виходу блока контролю струму і четвертий вхід - до виходу блока контролю напруги, 1 UA 113684 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вихід блока І з'єднаний з входом блока енергодиспетчера, а на електрорухомому складі перший вхід пристрою для обліку електроенергії з'єднаний з виходом блока контролю струму, другий вхід - з виходом блока ГЛОНАСС/GPS, третій вхід - з виходом блока контролю напруги, і вихід пристрою для обліку електроенергії пов'язаний з п'ятим входом блока І. Спільними ознаками відомого технічного рішення із корисною моделлю, що заявляється, є: вимірювальні перетворювачі струму і напруги, контактна мережа, яка через живильні фідери з'єднана з силовим трансформаторам тягової підстанції, пристрій для обліку електроенергії. Недолік відомого технічного рішення полягає у відсутності можливості контролю складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів в міжпідстанційній зоні. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є технічне рішення (Інформаційна система для обліку електроенергії в тягових мережах пат. Російської Федерації 2446065. МПК В60М 3/02. Опубл. 27.03.2012, Бюл. № 9, Черемісін В.Т., Чижма С.М., Кондратьев Ю.В., Нікіфоров М.М., Онуфрієв О.С.), що містить підключені до живильних фідерів контактних проводів міжпідстанційної зони, встановлені на першій і другій тягових підстанціях датчики напруги і струму, які передають сигнали, пропорційні вимірюваним струмам і напругам, в станційні пристрої контролю та управління, передають інформацію про споживану електроенергію через вузли системи передачі даних; мережу передачі даних на пристрій збору і обробки даних; встановлений на електровозі датчик струму і напруги, підключений до електровозного пристрою контролю та управління, при цьому станційний та електровозник пристрої контролю і управління пов'язані один з одним за допомогою радіоканалу, реалізованого з допомогою двох радіомодемів, вимір і реєстрація струмів і напруг, а також обчислення і реєстрація витрати електроенергії на фідерах тягової мережі і електровозах здійснюється синхронно з допомогою пристрою збору і обробки даних, передача інформації від електровоза на тягову підстанцію відбувається при переміщенні електровоза повз підстанції в зоні прямого радіодоступу, за допомогою системи ГЛОНАСС здійснюється визначення поточних координат електровоза, прив'язка графіка витрати електроенергії до профілю пройденого шляху і визначення відхилень від енергооптимального режиму ведення поїзда, синхронізація відліків часу на тягової підстанції і на електровозі здійснюється за допомогою відліків точного часу системи ГЛОНАСС. Спільними ознаками даного технічного рішення та пропонованої корисної моделі є: живильні фідери контактних проводів міжпідстанційної зони, датчики напруги і струму, які передають сигнали, пропорційні вимірюваним струмам і напругам, в станційні пристрої контролю та управління, встановлений на електровозі датчик струму і напруги, підключений до електровозного пристрою контролю та управління, при цьому станційний та електровозний пристрої контролю і управління пов'язані один з одним за допомогою радіоканалу. Недолік відомого технічного рішення полягає у відсутності можливості контролю складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів в міжпідстанційній зоні. Дане технічне рішення вибрано як прототип корисної моделі, що заявляється. В основу корисної моделі поставлена задача контролю складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів в міжпідстанційній зоні шляхом введення датчиків, блоків збору даних та елементів комунікації забезпечити контроль складових потужності з обліком потужностей спотворення та несиметрії. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому технічному рішенні, що містить живлячі вводи розподільчого пристрою низької напруги, який за допомогою проводів контактної мережі з'єднаний з пантографом, силовий трансформатор з'єднаний з трансформатором напруги та трансформатором струму, тяговий трансформатор з блоком датчиків струму на стороні низької напруги, блоком датчиків напруги на стороні низької напруги, блок комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції, блок комунікаційного інтерфейсу електровозу, згідно з корисною моделлю, додатково вводиться блок датчиків струму на стороні високої напруги, блок датчиків напруги на стороні високої напруги, які підключені до обмотки високої напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні високої напруги з'єднаний з першим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні високої напруги з'єднаний з другим входом блока збору інформації тягової підстанції, блок датчиків струму на стороні середньої напруги, блок датчиків напруги на стороні середньої напруги, які підключені до обмотки середньої напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні середньої напруги з'єднаний з третім входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні середньої напруги з'єднаний з четвертим входом блока збору інформації тягової підстанції, блок датчиків струму на стороні низької напруги, блок датчиків 2 UA 113684 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 напруги на стороні низької напруги, які підключені до обмотки низької напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні низької напруги з'єднаний з п'ятим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні низької напруги з'єднаний з шостим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока збору інформації тягової підстанції підключений до першого входу блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції, другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу тягової підстанції, пульт управління тягової підстанції з'єднаний з другим входом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції, блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції, вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції; третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції, живлячі вводи розподільчого пристрою низької напруги, який за допомогою проводів контактної мережі з'єднані з пантографом, силовий трансформатор з'єднаний з трансформатором напруги та трансформатором струму, виводи якого підключені до лічильника активної електричної енергії та лічильника реактивної електричної енергії, що з'єднані з блоком безперебійного живлення, блок збору інформації електровоза, вихід блока збору інформації електровозу підключений до першого входу блока визначення показників енергоспоживання електровоза, другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу електровоза, пульт управління електровоза з'єднаний з другим входом блока визначення показників енергоспоживання електровоза, блока комунікаційного інтерфейсу електровоза, вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання електровоза; третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу електровоза. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 представлена блок-схема пропонованого пристрою для обробки параметрів тягової мережі, на якій прийняті позначення: 1 - розподільчий пристрій високої напруги; 2 розподільчий пристрій середньої напруги; 3 - розподільчий пристрій низької напруги; 4 - тяговий трансформатор; 5 - блок датчиків струму на стороні високої напруги; 6 - блок датчиків напруги на стороні високої напруги; 7 - блок датчиків струму на стороні середньої напруги; 8 - блок датчиків напруги на стороні середньої напруги; 9 - блок датчиків струму на стороні низької напруги; 10 - блок датчиків напруги на стороні низької напруги; 11 - блок збору інформації тягової підстанції; 12 - блок визначення показників енергоспоживання тягової підстанції; 13 блок візуального інтерфейсу тягової підстанції; 14 - пульт управління тягової підстанції; 15 блок комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції; 16 - пантограф; 17 - силовий трансформатор; 18 - трансформатор напруги; 19 - трансформатор струму; 20 - лічильник активної електричної енергії; 21 - лічильник реактивної електричної енергії; 22 - блок безперебійного живлення; 23 - блок збору інформації електровоза; 24 - блок визначення показників енергоспоживання електровоза; 25 - блок візуального інтерфейсу електровоза; 26 пульт управління електровоза; 27 - блок комунікаційного інтерфейсу електровоза. На фіг. 2 представлений запропонований алгоритм визначення показників споживання потужності для однієї фази. На фіг. 3 представлений запропонований алгоритм визначення показників споживання потужності для трьох фаз. Корисна модель, яка заявляється, являє собою пристрій для обробки параметрів (фіг. 1), що містить розподільчий пристрій високої напруги 1, розподільчий пристрій середньої напруги 2, розподільчий пристрій низької 3, тяговий трансформатор 4, блок датчиків струму на стороні високої напруги 5, блок датчиків напруги на стороні високої напруги 6, які підключені до обмотки високої напруги тягового трансформатора 4, вихід блока датчиків струму на стороні високої напруги 5 з'єднаний з першим входом блока збору інформації тягової підстанції 11, вихід блока датчиків напруги на стороні високої напруги 6 з'єднаний з другим входом блока збору інформації тягової підстанції 11, блок датчиків струму на стороні середньої напруги 7, блок датчиків напруги на стороні середньої напруги 8, які підключені до обмотки середньої напруги тягового трансформатора 4, вихід блока датчиків струму на стороні середньої напруги 7 з'єднаний з третім входом блока збору інформації тягової підстанції 11, вихід блока датчиків напруги на стороні середньої напруги 8 з'єднаний з четвертим входом блока збору інформації тягової підстанції 11, блок датчиків струму на стороні низької напруги 9, блок датчиків напруги на стороні низької напруги 10, які підключені до обмотки низької напруги тягового трансформатора 4, вихід блока датчиків струму на стороні низької напруги 9 з'єднаний з п'ятим входом блока збору інформації тягової підстанції 11, вихід блока датчиків напруги на стороні низької напруги 10 з'єднаний з шостим входом блока збору інформації тягової підстанції 11, вихід блока збору інформації тягової підстанції 11 підключений до першого входу блока 3 UA 113684 U 5 10 15 20 25 30 35 40 визначення показників енергоспоживання тягової підстанції 12, другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу тягової підстанції 13, пульт управління тягової підстанції 14 з'єднаний з другим входом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції 12, блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції 15, вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції 12; третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції 15, живлячі вводи розподільчого пристрою низької напруги 3, який за допомогою проводів контактної мережі з'єднані з пантографом 16, силовий трансформатор 17 з'єднаний з трансформатором напруги 18 та трансформатором струму 19, виводи якого підключені до лічильника активної електричної енергії 20 та лічильника реактивної електричної енергії 21, що з'єднані з блоком безперебійного живлення 22, блок збору інформації електровоза 23, вихід блока збору інформації електровоза 23 підключений до першого входу блока визначення показників енергоспоживання електровозу 24, другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу електровоза 25, пульт управління електровоза 26 з'єднаний з другим входом блока визначення показників енергоспоживання електровоза 24, блока комунікаційного інтерфейсу електровоза 27, вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання електровоза 24, третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу електровоза 27. Корисна модель, яка заявляється, працює таким чином. За допомогою фідерів розподільчого пристрою низької напруги 3, контактної мережі, пантографа 16 та силового трансформатора 17 електрична енергія надходить на вимірювальну системи електровоза. Трансформатор напруги 18 вимірює напругу в колах електровоза. Трансформатор струму 19 вимірює струм в колах електровоза. За допомогою силового трансформатора 17, виводи якого з'єднані з вводами 3, 4 лічильника активної електричної енергії 20 та з вводами 3, 4 лічильника реактивної електричної енергії 21, відбувається живлення вимірювальної системи електровоза. Вивід 1 лічильника активної електричної енергії 20 та вивід 1 лічильника реактивної електричної енергії 21 з'єднані з трансформатором струму 19. Лічильник активної електричної енергії 20 та лічильник реактивної електричної енергії 21 з'єднані між собою виводами 2. Виводи 3, 4 лічильника активної електричної енергії 20 та з виводи 3, 4 лічильника реактивної електричної енергії 21 підключені до блока безперебійного живлення 22. За допомогою блока безперебійного живлення 22 інформація з лічильника активної електричної енергії 20 та лічильника реактивної електричної енергії 21 інформаційними шинами передається на блок збору інформації електровоза 23. Отримана інформація про електроспоживання передається на блок визначення показників енергоспоживання електровоза 23, в якому відбувається обробка даних, згідно з алгоритмом визначення показників споживання потужності для однієї фази (фіг. 2): 1.1 Вимірювання: - напруги u  u1  u ; - струму i  i1  i ; 1.2 Представлення основної гармоніки: - напруги u1  2 U1 sin t   u1 ; - струму i1  2 1 sin t   i1 ; 1.3 Представлення вищих гармонік: - напруги u   U0  45 - струму i   0  2  Uh sin ht   uh ; h 1 2   h sin ht   ih ; h1 2.1 Визначення середньоквадратичного значення: 2 - напруги U2  U1  U2 ;  50 2 - струму  2  1   2 ;  2.2 Представлення діючого значення основної гармоніки: 1   k 2 2 - напруги U1  u1 dt ;  k  1   k 2 2 - струму 1  i1 dt ;  k  2.3 Представлення діючого значення вищих гармонік: 4 UA 113684 U 5 10 - напруги U2  1  k u 2 dt ;   k  - струму  2  1   k i2 dt ;   k  3.1 Визначення фазового зсуву 1  u1  i1 , h  uh  ih ; 3.2 Обчислення значень потужності: 1   k - активної   1    ui dt ;  k  - повної S = UI; 4.1 Обчислення значень потужності основної гармоніки: - активної P1 = U11 cos 1 ; - реактивної Q1 = U11 sin 1 ; 2 2 - повної S1  U1 1  1  Q1 ; 4.2 Обчислення значень потужності: - не фундаментальної S   S2  U1 1  ; 2 - не активної   S2  2 ; - спотворення струму D1  U1  ; 15 20 25 30 35 40 45 50 - спотворення напруги DU  U 1 ; - повної потужності гармонік S  U   ; Після чого виводиться на блоці візуального інтерфейсу електровоза 25. Пультом управління електровоза 26 здійснюють маніпуляції в блоці визначення показників енергоспоживання електровоза 24, а за допомогою блока комунікаційного інтерфейсу електровоза 26 оброблена інформація передається до зовнішніх приймачів, за які можуть виступати пункти диспетчеризації. За допомогою живильних вводів розподільчого пристрою високої напруги 1 електрична енергія живить обмотки тягового трансформатора 4. Блок датчиків струму на стороні високої напруги 5 і блок датчиків напруги на стороні високої напруги 6 здійснюють вимір показників струму та напруги на стороні високої напруги, блок датчиків струму на стороні середньої напруги 7 і блок датчиків напруги на стороні високої напруги 8 здійснюють вимір показників струму та напруги на стороні середньої напруги, блок датчиків струму на стороні низької напруги 9 і блок датчиків напруги на стороні низької напруги 10 здійснюють вимір показників струму та напруги на стороні низької напруги. Обмотка середньої напруги живить розподільчий пристрій середньої напруги 2, обмотка низької напруги живить розподільчий пристрій низької напруги 3. Сигнали, пропорційні вимірюваним струмам і напругам, з блока датчиків струму на стороні високої напруги 5 і блока датчиків напруги на стороні високої напруги 6, з блока датчиків струму на стороні середньої напруги 7 і блока датчиків напруги на стороні середньої напруги 8, з блока датчиків струму на стороні низької напруги 9 і блока датчиків напруги на стороні низької напруги 10, за допомогою інформаційних шин передається на блок збору інформації тягової підстанції 11. Отримана інформація про електроспоживання передається на блок визначення показників енергоспоживання тягової підстанції 12, в якому відбувається, по-перше, обробка даних за алгоритмом визначення показників споживання потужності для однієї фази (фіг. 2), по-друге, за алгоритмом визначення показників споживання потужності для трьох фаз (фіг. 3): 5.1 Вимірювання: - напруги uа, ub, uс; - струму іa, іb, іс; 5.2 Представлення за 1.2: - напруги u1а, u1b, u1с; - струму і1a, і1b, і1c; 5.3 Представлення за 1.3: - напруги uНа, uHb, uНс; - струму іНа, iHh, iHc; 6.1 Розрахунок ефективного значення першої гармоніки: 5 UA 113684 U  - напруги Ue1     1 2 2 2 2 2 2 3 Ua1  Ub1  Uc1  Uab1  Ubc 1  Uca1 ; 18  2 2 2 2 - струму  e1   a1  b1   c1  n1 / 3 ; 6.2 Розрахунок ефективного значення вищих гармонік: - напруги Ue  5 10     1 2 2 2 2 2 2 3 Ua  Ub  Uc  Uab  Ubc  Uca ; 18  2 2 2 2 - струму  e   a  b   c  n / 3 ; 6.3 Розрахунок ефективних значень: - напруги U2  U21  U2 ; e e e - струму  2   21   2 ; e e e 7.1 Розрахунок ефективного значення основної гармоніки прямої послідовності: - напруги 2 1 k  2  4       2U1a sin t  1ua   2U1b sin  t  1ub  3   2U1c sin  t  1uc  3   dt ; 3      - струму  U1  2 1 k  2  4       21a sin t  1ia   21b sin  t  1ib  3   21c sin  t  1ic  3   dt ; 3      7.2 Розрахунок кутів зсуву фази основної гармоніки прямої послідовності: - напруги 2  4    Ua1 cos  ua 1  Ub1 cos   ub 1    Uc1 cos   uc 1   3  3      u1  arctg ; 2  4    Ua1 sin  ua 1  Ub1 sin   ub 1    Uc1 sin   uc 1   3  3     1  15 - струму 2  4     a1 cos  ia1   b1 cos   ib1     c1 cos   ic1   3  3     i  arctg ; 1 2  4     a1 sin  ia1   b1 sin   ib1     c1 sin   ic1   3  3    7.3 Розрахунок фазового зсуву основної гармоніки прямої послідовності: 20 25   1   ui   i ; 1 8.1 Розрахунок активної потужності: 1   pdt , p  uaia  ubib  uc ic ; k 8.2 Розрахунок ефективної потужності: - повної Se = 3Uee; - повної першої гармоніки Se = 3Ueе; - повної вищих гармонік SeN  S2  S21 ; e e - неактивної   S2   2 ; e 8.3 Розрахунок потужності першої гармоніки прямої послідовності:    - повної S1  3U1 1 ; 30 35    - активної 1 3U1 1 cos1 ;     - реактивної Q1  3U1 1 sin 1 ; 8.4 Розрахунок значень потужності спотворення: - струму DeI = 3Uele; - напруги DeU = 3UeHIe]; - повної SeH=3UeHIeH. Після чого виводиться на блок візуального інтерфейсу тягової підстанції 13. Пультом управління тягової підстанції 14 здійснюють маніпуляції в блоці визначення показників 6 UA 113684 U 5 енергоспоживання тягової підстанції 12, а за допомогою блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції 15 оброблена інформація передається до зовнішніх приймачів. Запропонований пристрій дозволить визначати режими електроспоживання на кожній ділянці, по кожному фідеру, а також вираховувати втрати електроенергії в реальному часі. Даний пристрій може використовуватися для мереж тягового електропостачання як змінного, так і постійного струму, різниця лише в використовуваних датчиках струму і напруги. Таким чином, використання запропонованого пристрою дозволить реалізувати контроль складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів в міжпідстанційній зоні та визначати потужності несиметрії та спотворень. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 35 40 45 50 Пристрій контролю складових потужності електричної енергії тягової підстанції з обліком потужності електровозів в міжпідстанційній зоні, що містить живлячі вводи розподільчого пристрою низької напруги, який за допомогою проводів контактної мережі з'єднаний з пантографом, силовий трансформатор з'єднаний з трансформатором напруги та трансформатором струму, тяговий трансформатор з блоком датчиків струму на стороні низької напруги, блоком датчиків напруги на стороні низької напруги, блок комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції, блок комунікаційного інтерфейсу електровоза, який відрізняється тим, що додатково вводять блок датчиків струму на стороні високої напруги, блок датчиків напруги на стороні високої напруги, які підключені до обмотки високої напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні високої напруги з'єднаний з першим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні високої напруги з'єднаний з другим входом блока збору інформації тягової підстанції, блок датчиків струму на стороні середньої напруги, блок датчиків напруги на стороні середньої напруги, які підключені до обмотки середньої напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні середньої напруги з'єднаний з третім входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні середньої напруги з'єднаний з четвертим входом блока збору інформації тягової підстанції, блок датчиків струму на стороні низької напруги, блок датчиків напруги на стороні низької напруги, які підключені до обмотки низької напруги тягового трансформатора, вихід блока датчиків струму на стороні низької напруги з'єднаний з п'ятим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока датчиків напруги на стороні низької напруги з'єднаний з шостим входом блока збору інформації тягової підстанції, вихід блока збору інформації тягової підстанції підключений до першого входу блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції, другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу тягової підстанції, пульт управління тягової підстанції з'єднаний з другим входом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції, блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання тягової підстанції; третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу тягової підстанції, живлячі вводи розподільчого пристрою низької напруги, який за допомогою проводів контактної мережі з'єднані з пантографом, силовий трансформатор з'єднаний з трансформатором напруги та трансформатором струму, виводи якого підключені до лічильника активної електричної енергії та лічильника реактивної електричної енергії, що з'єднані з блоком безперебійного живлення, блок збору інформації електровоза, вихід блока збору інформації електровоза підключений до першого входу блока визначення показників енергоспоживання електровоза, другий вихід якого з'єднаний з входом блока візуального інтерфейсу електровоза, пульт управління електровоза з'єднаний з другим входом блока визначення показників енергоспоживання електровоза, блока комунікаційного інтерфейсу електровоза, вхід якого з'єднаний з третім виходом блока визначення показників енергоспоживання електровоза; третій вхід якого з'єднаний з входом блока комунікаційного інтерфейсу електровоза. 7 UA 113684 U 8 UA 113684 U 9 UA 113684 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10