Повышение эффективности работы системы тягового электроснабжения переменного тока за счёт использования многофункционального вольтодобавочного трансформатора

• Автор: Алексеенко, Максим Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С МФ ВДТ
1.1. Традиционные способы усиления и повышения эффективности системы тягового электроснабжения переменного тока
1.2. Включение МФ ВДТ в систему тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ
1.2.1. Схемы подключения МФ ВДТ в системе тягового электроснабжения
1.2.2. Параметры МФ ВДТ
ГЛАВА 2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С МФ ВДТ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ВОЛЬТОДОБАВОЧНОЙ ОБМОТКИ В КОНТАКТНУЮ СЕТЬ
2.1. Расчёт электромагнитных процессов в системе тягового электроснабжения с МФ ВДТ
2.2. Анализ результатов расчёта электромагнитных процессов в системе тягового электроснабжения с МФ ВДТ
2.3 Выбор параметров компенсирующей установки исходя из минимума обменной энергии
2.4 МФ ВДТ - средство борьбы с уравнительными токами в тяговой сети
2.5 Оценка эффективности внедрения МФ ВДТ для повышения напряжения в тяговой сети
ГЛАВА 3. СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ВОЛЬТОДОБАВОЧНОЙ ОБМОТКИ МФ ВДТ В
ОТСАСЫВАЮЩУЮ ЛИНИЮ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
3.1. Математическая модель системы тягового электроснабжения.
3.1.1. Модель тягового трансформатора

3.1.2. Модель электровоза
3.1.3. Модель тяговой сети
3.2. Система тягового электроснабжения с МФ ВДТ при его включении
в отсасывающую линию
3.3. Наведённые напряжения от системы тягового электроснабжения с МФ ВДТ на смежные линии
3.4. Анализ электромагнитного влияния СТЭ с МФ ВДТ на отключённую линию продольного электроснабжения
ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВАРИАНТОВ УСИЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПОМОЩЬЮ
МФВДТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Проблема снижения потери электрической энергии в устройствах тягового электроснабжения, повышение эффективности отдельных узлов железных дорог, внедрение энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий является ключевыми задачами в развитии железнодорожного транспорта нашей страны в 21 веке.
Железные магистрали соединяют огромную страну единой транспортной системой и дают возможность перемещать по ней грузы и пассажиров с большой скоростью и эффективностью. Ни один из видов сухопутного транспорта не обладает столь рациональным расходом материальных, технических средств и человеческих ресурсов в отношении объёма перемещённого груза на заданное расстояние. Серьёзную конкуренцию в этом деле могут составлять трубопроводные системы, но главным их «минусом» является возможность перемещения только газообразных и текучих неупорядоченных сред.
Значительное влияние на экономичность перевозок оказывает наличие на участке железнодорожной магистрали электрифицированной линии. В свою очередь электрификация железных дорог осуществляется как постоянным, так и переменным током. Стоит отметить, что на грузонапряжённых участках система тягового электроснабжения (СТЭ) переменного тока имеет очевидные преимущества перед СТЭ постоянного тока. Не обходится и без неприятностей, которые несёт вслед за собой переменный ток. Так, однофазные выпрямительноинверторные преобразователи (ВИП), установленные на электровозе, искажают формы кривых токов и напряжения в тяговой сети, что порождает высокочастотные импульсы, функционально влияющие на смежные линии связи.
Электрическая тяга это, прежде всего, двухфазная нагрузка для питающей её трёхфазной системы. Неравномерность загруженных плеч создаёт несимметрию токов и напряжений в первичной системе электроснабжения. Это вызывает дополнительные потери энергии и мощности, снижает коэффициент

В данной работе использованы рекомендации ряда исследователей относительно математических моделей электровозов с зонно-фазовым регулированием, содержащие схемы замещения силового трансформатора, ВИП и цепи постоянного тока [24, 32, 33, 34].
При разработке алгоритма расчёта математической модели схемы замещения электровоза использовался метод математического моделирования с применением аналитических аппроксимаций основных нелинейностей схемы замещения электровоза.
Важным звеном математической модели участка электрической тяги является схема замещения трансформатора электровоза
Параметры схемы, изображённой на рисунке 2.1, определяются из опытов холостого хода и короткого замыкания [35, 36, 37, 38].
Из данных опыта холостого хода со стороны вторичных зажимов трансформатора определим полную у01 , активную д01 и реактивную &оі проводимости холостого хода, при допущении, что « шЬ
где ином1 — номинальное напряжение первичной обмотки [В];
^Ном1 — номинальный ток первичной обмотки [А];
5ном1 ~ полная мощность первичной обмотки [ВА];
/0 — ток холостого хода [%];
Ро — потери холостого хода [Вт];
Потери холостого хода с весьма большой точностью можно считать потерями в стали магнитопровода.
Таким образом, сопротивление Рг и индуктивность первичной обмотки Ьг определяем по формулам:
(2.2)