Адаптивные методы определения места повреждения в тяговой сети переменного тока и их исследование

• Автор: Петров, Илья Петрович
• Шифр специальности: 05.22.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 299 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД КАК ОСНОВА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
1.1. Современное состояние методов ОМП
1.2. Необходимые этапы в случае применения ЭВМ
1.3. Современная структура сбора и обработки информации на тяговых подстанциях
1.4. Современная структура передачи информации
на тяговых подстанциях
1.5. Выводы
2. СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТЯГОВОЙ
СЕТИ
2.1. Расчет сопротивлений тяговой сети ЭУП путем решения системы уравнений
2.2. Индуктивная развязка пучка проводников в контуре «проводник-земля»
2.3. Индуктивно развязанные сопротивления тяговой сети многопутных участков
2.4. Выводы
3. РАСЧЕТ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ
3.1. Индуктивная развязка схемы замещения
3.2. Программа расчета параметров короткого замыкания в тяговых сетях переменного тока
3.3. Выводы
4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ
МЕТОДОВ ОМП
4.1. Методы ОМП для тяговых сетей переменного тока
4.2.Анализ граничных погрешностей методов ОМП
4.3. Оценка результирующей статистической погрешности
4.4. Выводы
5. ВЛИЯНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОГРЕШНОСТЬ МЕТОДОВ ОМИ
5.1. Особенности применения программы матричного расчета параметров тяговой сети
5.2. Сущность матричного метода
5.3. Исследование влияния электровозов на ОМИ
5.4. Работа ОМИ при больших переходных сопротивлениях
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
П. 1. Таблицы ПЛ. - П
П. 2. Текст программы «Программа расчета токов коротких замыканий в контактной сети 27.5 кВ»
для Linux
П. 4. Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. Основная перевозочная работа на железнодорожном транспорте осуществляется на электротяге. Поэтому к ее надежности предъявляются особенно высокие требования. По вине системы электроснабжения доля задержек поездов сравнительно невелика: И,5 % для пассажирских и 9,1% для грузовых поездов. Однако, в абсолютных цифрах в 1998 году это составило более 10 тыс. часов для грузовых и 1 тыс. часов для пассажирских поездов. Заметная доля повреждений в системе электроснабжения тяги приходится на изоляторы контактной сети.
Эксплуатационная длина электрифицированных участков переменного тока составляет 21,2 тыс. км, а развернутая длина контактной сети — около 60 тыс. км. Контактная сеть содержит несколько миллионов изоляторов, которые подвергаются атмосферным воздействиям (осадки, гололед, смена температур), запылению и вандализму. Из-за недостатка финансирования происходит старение устройств электроснабжения. Удельный вес повреждений контактной сети за последние 5 лет вырос с 9,1 до 22%. В 1998 году повреждаемость контактной сети переменного тока составила 0,59 повреждений на 100 км развернутой длины в год (658 случаев). Из них свыше 20% приходится на изоляторы. Убытки от одного случая повреждения изолятора в среднем по сети составляют 18 тыс. руб.
Число задержанных поездов и время их задержки зависит от времени, требуемого на поиск повреждения, и времени на их устранение. Время поиска может быть самым разнообразным: от десятков минут до нескольких часов. Сокращение времени имеет важное значение для быстрейшего восстановления условий нормального движения и сокращения задержек поездов.
Первый указатель места повреждения на контактной сети переменного тока был создан Е.П. Фигурновым и Ю.Я. Самсоновым, в начале 60-х годов [1,2,3]. В момент короткого замыкания автоматически измерялись напряжение и ток поврежденного фидера, затем определялось их отношение, по которому и судили об удаленности места повреждения. Такой метод получил название «метод Ъ». На его основе ВНИИЖТ и ПКБ ЦЭ МПС разработали уст-

связей между проводами контактной сети, между рельсами, между проводами и рельсами. Эта задача рассматривается, как правило, для однопутных и двухпутных участков[15,16]. При числе путей более двух и контактной сети, содержащей более двух проводов, решение существенно усложняется. Обычный пучь решения подобных задач заключается в составлении системы уравнений, учитывающих все возможные взаимоиндукгивные связи [15,31]. Для многопутных участков с многопроводной контактной сетью число таких уравнений может составить несколько десятков. При этом параметры, входящие в эти уравнения , являются комплексными величинами. Один из эффективных методов решения описан в [29,34].
Тот или другой способ решения системы, состоящей из большого числа уравнений, содержащих комплексные величины, требует достаточного объема памяти и быстродействия ЭВМ, что в настоящее время проблемой не является. Используемая в данной главе программа расчета была разработана в начале 90-х годов.
Для ускорения процесса расчетов было решено использовать упрощенный метод расчета, в основе которого лежала замена действительных и разных значений сопротивлений взаимоиндукции между большим числом контуров некоторым средним значением, вычисляемым с учетом среднегеометрических расстояний между контурами. Для тяговых сетей этот метод впервые был описан в [32]. Автор настоящей работы внес в него некоторые принципиальные поправки, о которых будет сказано ниже.
Важно оценить допустимую погрешность расчетов, которые обусловлены упрощениями. Упрощение, которое использовано в программе расчетов, касается только способа учета сопротивлений взаимной индуктивной связи. Наибольшее значение сопротивления взаимной индуктивной связи имеет место на двухпутном участке при обычной двухпроводной контактной сети. С увеличением числа путей и числа проводов, при наличии усиливающих или (и) обратных проводов, величина этого сопротивления снижается.