Совершенствование методов расчета по усилению системы тягового электроснабжения постоянного тока

• Автор: Крестовников, Иван Андреевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕННОСТИ ТЯГИ ПОЕЗДОВ И РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ УСИЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.
1.1 Анализ взаимосвязи пропускной способности электрифицированных железных дорог с уровнем их

технической оснащенности

1.2 Анализ существующих методов оценки пропускной

способности железных дорог постоянного тока.

1.3 Анализ качества моделей по оценке нагрузочной способности системы тягового электроснабжения и энсргообеспеченности тяги поездов.
1.3.1 Расчет системы тягового электроснабжения по мощностной характеристике электропотребления

подвижного состава.

1.3.2 Сопоставительный анализ тестового моделирования

работы системы тягового электроснабжения.
1.4 Обоснование использования для расчетов усиления системы тягового электроснабжения экстремальных
режимов электропотребления
1.5 Выводы
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ И РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ ПО ОЦЕНКЕ
ЭНЕРГООБЕСПЕЧННОСТИ ТЯГИ ПОЕЗДОВ
2.1 Методика оценки запаса пропускной способности электрифицированных железных дорог на базе факторного
и кластерного анализа.
2.2 Оценка точности расчета нагрузочной способности СТЭ по условиям электроснабжения при вариации условий моделирования
2.2.1 Оценка влияния токовой нагрузки ЭПС на точность моделирования режимов СТЭ.
2.2.2 Оценка влияния на энергообеспеченность участка дислокации поездов смежных направлений .
2.2.3 Влияние режимов окон на энергообеспечснность
тяги поездов
2.3 Модель ресурсофинансовой эффективности
при модернизации системы тягового электроснабжения.
2.4 Аналитические зависимости для определения необходимых
при усилении параметров системы тягового электроснабжения
2.5 Выводы.
3 МЕТОДИКА И ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО СПОСОБА УСИЛЕНИЯ
СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
3.1 Разработка методики выбора оптимального способа
усиления системы тягового электроснабжения постоянного тока
3.2 Графоаналитический метод выбора параметров оптимального способа усиления системы тягового электроснабжения.
3.3 Выводы.
4 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕСУРСО ФИНАНСОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПО УСИЛЕНИЮ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
4.1 Назначение и структурная схема модели
4.2 Принципы функционирования МОУСТЭ
4.3 Результаты исследований ресурсофинансовой эффективности мероприятий по усилению системы тягового электроснабжения
4.3.1 Способы усиления системы тягового электроснабжения
постоянного тока для пропуска поездов повышенной массы
4.3.2 Принцип работы преобразователей повышения напряжения типа ППН 6 для усиления тяговой сети постоянного тока
4.3.3 Моделирование работы преобразователей повышения напряжения ППН6 на участках железной дороги
4.3.4 Оценка максимальной мощности участка при применении преобразователей ППН6
4.4 Расчет оптимального варианта по усилению системы тягового электроснабжения по критерию ресурсофинансовой эффективности.
4.5 Сравнение ресурсофинансовой эффективности мероприятий по усилению системы тягового
электроснабжения по сроку окупаемости
4.5.1 Оценка ресурсофинансовой эффективности вариантов усиления системы тягового электроснабжения.
4.5.2 Оценка ресурсофинансовой эффективности при вариации стоимости активного оборудования передвижные ТП и ППН6.
4.6 Выводы
5 РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ ПО УСИЛЕНИЮ
СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.
5.1 Описание работы программного модуля модели
по оптимальному усилению системы тягового электроснабжения
5.2 Формирование и заполнение форм с развернутыми
результатами наличной пропускной способности.
5.3 Расчет экономической эффективности от разработанных мероприятий.
5.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В году были завершены работы на электрифицированных участках Сумский Посад Маленга Октябрьской дороги, Старый Оскол Валуйки ЮгоВосточной дороги, Саратов Тихорецкая Приволжской дороги. На участке электрификации Сызрань Сенная Приволжской и Куйбышевской дорог в настоящее время ведутся работы по электрификации данного направления. По соглашению между ОАО РЖД и ООО РПК ВысоцкЛукойл электрифицирован участок длиной , км в районе станции Высоцк Октябрьской дороги. По этому участку будет вестись доставка грузов к строящемуся нефтеперегрузочному комплексу , 5. Исследованиям режимов пропуска поездов повышенной массы в последнее время уделяется много внимания , ,, , 8,0. Решение задачи обеспечения пропуска грузовых поездов весом тонн с интервалами не более минут на основных направлениях сети железных дорог подразумевает в первую очередь необходимость оценки наличной пропускной способности расчетных участков, определяемой при существующей технической оснащенности системы тягового электроснабжения . ЭПС, условия работы защиты от токов короткого замыкания, нагрузочная способность элементов обратной тяговой сети . Исследованием характера данных показателей в условиях вариации эксплуатационных параметров движения поездов занимались отраслевые научные школы страны ВНИИЖТ, ИрГУПС, МИИТ, ОмГУПС, РГОТУПС, СамГАПС, УрГУПС и др 1, 3, 5, 6, 7, , , , , , , 9, 1, 8, 0, 1, 2, 3. Большой вклад в исследования в данной области внесли ученые отраслевых институтов и вузов В. В. Андреев, М. П. Бадер, Бочев, А. Т. Бурков, . Быкадоров, В. Л. Григорьев, А. Т. Демченко, В. Т.Доманский, Б. Е. Дынькин, Котельников, Мамошин, А. Н. Марикин, Г. Г. Марквардт, К. Г. Марквардт, В. Е. Марский, А. Н. Митрофанов, В. Н. Пупынин, Э. В. ТерОганов, Е. П. Фигурнов, В. Т.Черемисин, В. К.Чирков, М. Г.Шалимов и другие. Существующая на сети железных дорог пропускная способность по условиям электроснабжения обусловлена проектами электрификации участков железных дорог в период гг. С начала двухтысячного года заданиями по модернизации и проектированию СТЭ предусматривались усиленные варианты СТЭ для пропуска поездов весом 5,6 тыс. При пропуске поездов массой более 6 тыс. СТЭ и, следовательно, более интенсивно происходит нагрев оборудования, снижается уровень напряжения в контактной сети, увеличиваются потери электроэнергии и осложняются условия работы устройств защиты от токов короткого замыкания 5. Методика оценки пропускной способности и планирования мероприятий по усилению существующих технических средств СТЭ предусматривает возможность вариации основных факторов, определяющих базовый показатель пропускной способности межпоездной интервал . К данным основным факторам относится техническая оснащенность СТЭ, вес поезда, количество поездов на фидерной зоне и схема их пропуска. К способам усиления элементов СТЭ относятся увеличение суммарного сечения проводов контактной подвески, применение тяговой сети с экранирующим и усиливающим проводами при электрификации на переменном токе, сооружение пунктов параллельного соединения подвесок путей, замена шестипульсовых выпрямителей современными пульсовыми, использование управляемых преобразователей на подстанциях и на специальных пунктах повышения напряжения, а также устройств компенсации реактивной мощности. Для отдельных межподстанционных зон постоянного тока протяженностью более км и имеющих сложный профиль пути возможен вариант строительства промежуточной тяговой подстанции 5. Так же в качестве повышения нагрузочной способности СТЭ постоянного тока можно рассматривать перевод участков постоянного тока на переменный . Первый способ основан на расчетах по аналитическим зависимостям Инструкции МПС по расчету наличной пропускной способности железных дорог . Данному способу присущи недостатки, основным из которых является зависимость результатов расчетов межпоездных интервалов от параметров поездной ситуации, которая доопределяется рядом эмпирических коэффициентов. Кроме того, базовый параметр при расчете показателей нагрузочной способности величина тока в элементах схемы СТЭ фигурирует в расчетах как результат усреднения токовой нагрузки но участку без учета ее стохастических характеристик и динамики по участку.