автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение качества электроэнергии в линиях "два провода-рельс" в условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока

На правах рукописи

Финоченко Татьяна Эдуардовна

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЛИНИЯХ «ДВА ПРОВОДА-РЕЛЬС» В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПРЕМЕННОГО ТОКА

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов н электрификация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону — 2006

Работа выполнена на кафедре «Теоретические основы электротехники» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (РГУПС)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Бочев Александр Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Быкадоров Александр Леонович

кандидат технических наук, доцент Муханов Виталий Викторович

Ведущая организация: Самарская государственная академия

путей сообщения

Защита состоится «28» декабря 2006 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 218.010.01 при Ростовском государственном университете путей сообщения (РГУПС) по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения. 2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУПСа,

Автореферат разослан «27» ноября 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 218.010.01, ,

д.т.н., профессор / I.

В.А. Соломин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В современных условиях работы железнодорожного транспорта вопросы качества электрической энергии (КЭ) выходят в ряд острых экономических проблем.

Для питания нетягоЕых потребителей от тяговых подстанций (ТО) переменного тока широкое распространение получили трехфазные линии, выполненные по системе «два провода—рельс» (ДПР). Основным недостатком данных линий является их подверженность электромагнитному влиянию близко расположенной тяговой сети, следствием которой является снижение КЭ у потребителей. Показатели КЭ у потребителей линии ДПР в условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока по отклонениям, несимметрии и несинусоидальности напряжения не соответствуют требованиям ГОСТ 13109—97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Низкое КЭ в линии ДПР негативно отражается на режимах работы нетяговых потребителей, приводит к значительным небалансам электроэнергии и требованиям выплаты неустойки со стороны потребителей, не входящих в структуру железнодорожного транспорта. В условиях интенсификации перевозочного процесса, роста тяговых нагрузок, приводящего к усилению электромагнитного влияния на смежные линии, и ежегодного роста тарифов на электрическую энергию электроснабжение нетяговых потребителей от линий ДПР становится для железной дороги экономически невыгодным.

Линии ДПР. не обеспечивают необходимые уровни напряжения на подключенных к ним устройствах железнодорожной автоматики. Нагрузки третьей фазы (рельсов) данных линий создают помеху в рельсовых цепях автоблокировки. Снижение надежности электроснабжения устройств железнодорожной автоматики угрожает безопасности движения поездов и нормальному функционированию железной дороги.

Отправной точкой в исследовании влияния тяговой сети на КЭ в линиях ДПР явились работы М.П. Бадера, A.C. Бочева, P.P. Мамошина, К.Г. Марквард-та, Г.А. Минина, и других, в которых были заложены основы теории влияния электрических железных дорог на смежные линии. Проблемы КЭ и электрический расчет линий ДПР нашли свое отражение в работах А.Б. Косарева, Б.И. Косарева, E.JI. Могилевского, М.П. Ратнера, А.И. Тамазова и др.

Основные задачи диссертационного исследования соответствуют программе ОАО «РЖД» «Актуализация генеральной схемы развития железнодорожного транспорта на перспективу до 2010 и 2015 г.г.» в части снижения технологических потерь при обновлении устройств тягового электроснабжения.

Цель работы

Повышение КЭ в линиях ДПР в условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока и снижение негативного влияния линий ДПР на рельсовые цепи автоблокировки.

Основные задачи исследования

Для достижения поставленной цели в работе было необходимо решить комплекс взаимосвязанных задач:

— исследовать влияние показателей качества электроэнергии на работу основного электрооборудования и учет электроэнергии у потребителей линии ДПР;

— оценить уровень электромагнитной совместимости линий ДПР с рельсовыми цепями автоблокировки;

— проанализировать влияние тяговой сети переменного тока на показатели КЭ и определить их максимально возможные уровни;

— выявить основные причины снижения КЭ в линиях ДПР вследствие электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока и влияния данных линий на работу рельсовых цепей автоблокировки;

— разработать стратегию модернизации линий ДПР, направленную на максимальное сохранение преимуществ и устранение основных недостатков, свойственных линиям ДПР;

— предложить на базе существующих линий ДПР новую систему электроснабжения нетяговых потребителей от ТП переменного тока, максимально совместимую с системой тягового электроснабжения;

— проанализировать влияние тяговой сети на показатели КЭ в модернизированной линии ДПР;

— дать оценку экономической эффективности внедрения модернизированной линии ДПР.

Методы исследования В работе использованы фундаментальные законы и методы математического моделирования, теоретической электротехники, теории влияния электрических цепей и электромагнитной совместимости.

Научная новизна

— предложен алгоритм расчета электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока на линии ДПР с выработкой аналитических выражений по определению показателей КЭ;

— предложен, теоретически обоснован и запатентован (патент РФ на полезную модель № 42484) новый тип исполнения высоковольтных линий — линия с заземленной фазой. В условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока ухудшение показателей КЭ в таких линиях практически не происходит. Данные линии не оказывают отрицательного воздействия на работу рельсовых цепей автоблокировки;

— теоретическим путем обоснована целесообразность применения для электроснабжения линий с заземленной фазой.

Практическая ценность работы

Предложенная линия с заземленной фазой 27,5 кВ (ЛЗФ-27,5 кВ) позволяет на базе существующих линий ДПР значительно повысить уровень КЭ у нетяговых потребителей железных дорог и исключить их влияние на рельсовые цепи автоблокировки. Принципы модернизации линий ДПР в линию ЛЗФ-27,5 кВ позволяют сохранить питание данных линий от шин ТП, что не требует замены двухобмоточных тяговых трансформаторов на трехобмоточные, замены

трансформаторов комплектных распределительных подстанций (КТП) потребителей. Такой подход значительно упрощает условия переключения потребителей на новую линию. Расположение дополнительного провода ЛЗФ-27,5 кВ на опорах контактной сети (КС) на кронштейнах ДПР минимизирует затраты на ее сооружение. Отказ от использования рельсовой цепи в качестве третьей фазы значительно повышает уровень надежности электроснабжения устройств железнодорожной автоматики и рельсовых цепей автоблокировки. Применение ЛЗФ-27,5 кВ практически исключает затраты, обусловленные потерями электроэнергии и технологическим ущербом вследствие низкого КЭ. Ожидаемый экономический эффект внедрения данной линии на сети дорог может составить более 150 млн руб. в год.

Реализация результатов работы

Разработанные принципы выполнения ЛЗФ-27,5 кВ позволили выработать рекомендации по конструкции, монтажу предложенных линий с учетом затрат на введение дополнительного провода. Полученные результаты переданы в службу электроснабжения СКЖД — филиала ОАО «РЖД».

Апробация работы Основные положения работы докладывались и обсуждались на: научно-теоретической конференции «Транспорт-2003» (Ростов-на-Дону, 2003), научно-практической конференции «Транспорт-2004» (Ростов-на-Дону, 2004), Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2006» (Ростов-на-Дону, 2006).

Публикации По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 1 патент Российской Федерации на полезную модель.

Структура и объем работы Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературных источников и приложений. Общий объем 153 страницы, иллюстраций 24.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, изложена цель и дана общая характеристика работы.

Первая глава посвящена анализу основных причин снижения КЭ в линиях ДПР, влияния показателей КЭ на работу потребителей линии ДПР и влияния нагрузок третьей фазы (рельсов) данных линий на формирование тока помехи в рельсовых цепях автоблокировки, рассмотрены некоторые проблемы учета электроэнергии в линиях ДПР.

Показано, что электромагнитное влияние тяговой сети переменного тока является одной из основных причин снижения КЭ в линии ДПР.

Выполнен анализ влияния показателей КЭ по несимметрии, отклонению и несинусоидальности напряжения на работу основного электрооборудования потребителей линии ДПР. Отмечено, что низкое качество напряжения в линии ДПР приводит к увеличению потерь электроэнергии, сокращению сроков службы оборудования и технологическому ущербу, состоящему в снижении производительности, ухудшении качества, а иногда — в браке.

Проведенный анализ влияния линий ДПР на надежность работы устройств железнодорожной автоматики показал, что уровень напряжения на дан-

ных устройствах при переходе с основного на резервное питание от линии ДПР не соответствует допустимым нормам Правил технической эксплуатации железных дорог, и не приемлем для их нормальной работы.

Далее рассмотрена схема образования помехи в путевом дроссель-трансформаторе от нагрузок третьей фазы линии ДПР.

ДТ

г-

КТП

ДПР

дт

?1Ет

Рис. 1 — Влияние линий ДПР на рельсовые цепи СЦБ: а — влияние тяговых токов; б — влияние тяговых токов и токов ДПР

Если в случае с тяговой нагрузкой токи в рельсовой цепи, стекающие с обода колесной пары, в каждой из рельсовых нитей практически одинаковы (рис. 1, а), то токи нагрузки третьей фазы линии ДПР распределены между рельсовыми нитями неравномерно (рис. 1, б). При этом ток помехи будет зависеть не только от тяговых токов, но и от тока нагрузки третьей фазы линии ДПР:

Т - (А + ^дпр ) ~ А .

2 (1) При отсутствии тяговой нагрузки токи линии ДПР, протекающие по рельсовым нитям, являются одним из основных источников помехи в рельсовых цепях автоблокировки. Таким образом, снижение надежности работы рельсовых цепей автоблокировки может послужить одной из причин, отказа от использования рельсов в системе ДПР.

В главе отмечается, что высшие гармонические составляющие, индуктированные в линию ДПР тяговыми токами, негативно влияют на работу применяемых для учета электроэнергии у потребителей индукционных счетчиков. В ходе проведенных экспериментальных исследований установлено, что при наличии 3, 5 и 7-й гармоник в напряжениях системы ДПР относительная погрешность индукционного счетчика достигает значительных величин от 23 до 69 % (рис. 2).

Данные гармоники при влиянии системы тягового электроснабжения в вынужденном режиме работы могут занимать от 7,7 до 10,8 % линейного напряжения системы ДПР. Таким образом, возможный недоучет электроэнергии у потребителей, расположенных в конце зоны сближения с КС, может достигать от 5,8 до 8 %.

-во

Рис. 2 - Зависимость относительной погрешности индукционного счетчика от тока при воздействии высших гармоник

Во второй главе проведен анализ КЭ в линиях ДПР в условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока. Показано, что наиболее отрицательную роль играет магнитная составляющая.

В отличие от контуров «провод - земля» линии ДПР, индуктированная током КС продольная электродвижущая сила (ЭДС) при магнитном влиянии тяговых токов в контуре «рельсы — земля» скомпенсирована созданным ею падением напряжения. Если не учитывать гальваническую составляющую электромагнитного влияния тяговой сети, то потенциал рельсов не изменится, что приведет к возникновению резкой несимметрии в системе напряжений линии ДПР. На приемном конце линии ДПР система линейных напряжений и'ел, и'вс, и'лв под действием индуктированной током КС продольной ЭДС Екл(в; искажена (рис.3) и имеет вид:

О'сл = ^ СЛ +&КА и ВС = ^ ВС ~ &КВ = &св +

0АВ = —&СЛ ' и ВС — ~ ^КЛ ~ (Рве ~ &кв) = ^

: илв ~ ~ Ёкв) ** илв

Рис. 3 - Векторные диаграммы напряжений в начале и конце линии ДПР

при магнипном влиянии в КС: а — к КС подведено напряжение С/са; б — к КС подведено напряжение {Усе

Система фазных напряжений линии ДПР, к которой подключается высоковольтная обмотка трансформатора КТП потребителей, имеющего группу соединения У/Уц, под действием продольной ЭДС также искажается и образует несимметричную звезду и'А, 1/'в, 11'с-

1

V* =

+ е.

-V лА=ил + ^Ем

У'в = - (У ас - Ёкв )]= V. +

1

и с - -£„)-(£/с

Я«)]« ^ с -

+ я.

(3),

Далее в главе разработана математическая модель по определению показателей КЭ у потребителей линии ДПР. Для первого случая (рис. 3, а), так и для второго (рис. 3, б), потребители линии ДПР по коэффициенту несимметрии по обратной последовательности находятся в одинаковых условиях. Ввиду небольшой разницы между величиной продольной ЭДС в проводах линии ДПР, будем считать, что в каждом из них индуктируется продольная ЭДС, величина которой Е/с=0,5-(Ека+Екв)- Тогда, с незначительной погрешностью напряжение обратной последовательности в системе напряжений ДПР можно найти как:

17,

й- й- /• 1 ^

= 0,5 • Ёк - ,/0,289 • Ёк,

(4)

где а = е*'20° — оператор трехфазной системы.

Переходя от векторов к модулям, коэффициент несимметрии напряжения в линии ДПР по обратной последовательности при магнитном влиянии КС:

^21I -

_ Ек У0,52 + 0.2892 шо % = 0,578 • Ек

и„.

иш

(5)

Несимметрия приводит к различным отклонениям напряжения в линии ДПР. Наличие выпрямительных установок на электровозах переменного тока определяет появление высших гармонических составляющих в токе КС, которые индуктируются в линию ДПР пропорционально порядку гармоники. На-кладываясь на основную частоту, высшие гармонические составляющие индуктированных ЭДС искажают синусоиду напряжений линии ДПР. Таким образом, магнитное влияние тяговой сети обусловливает снижение показателей КЭ в линии ДПР по несимметрии, отклонению и несинусоидальности напряжения.

Оценка КЭ в линии ДПР при воздействии тяговых токов проводилась, исходя из условия нахождения максимальных значений показателей КЭ. Поэтому в качестве расчетных были приняты вынужденный режим и режим короткого замыкания в системе тягового электроснабжения. Расчеты показателей КЭ на приемном конце линии ДПР при магнитном влиянии КС, в вынужденном режиме работы системы тягового электроснабжения приведены ниже.

Значение показателя КЭ — коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности в системе ДПР при магнитном влиянии КС в условиях однопутного участка составляет 7,5 %, а в условиях двухпутного участка 10,6 %. Эти величины в несколько раз превышают предельно допустимую норму ГОСТ 13109-97 - 4 %.

Таблица

Напряжение КС Отклонение линейного напряжения линии ДПР в конце зоны сближения с КС, %

Фаза ДПР Однопутный участок Двухпутный участок

иСл ЛисА -8,0 - 10,9

ЛИВс 5,0 7,5

иСв лиСА - 13,2 - 18,5

ЛиВс -7,6 - 10,4

Показатели КЭ по отклонениям линейного напряжения в линии ДПР представлены в таблице. Данные таблицы показывают, что отклонения линейного напряжения ДПР в конце участка сближения с КС во всех фазах превышают нормально допустимое значение ГОСТ 13109—97 ± 5 %. В отдельных линейных напряжениях КЭ по отклонению напряжения не соответствует предельно допустимой норме этого стандарта ±10 %.

Значение коэффициента искажения синусоидальности кривой в линейных напряжениях системы ДПР на однопутном участке составляет 8,5 %, на двухпутном участке — 12,7 %. Эти величины в несколько раз превышают предельно допустимое значение ГОСТ 13109-97 — 4 %. Спектральный анализ линейных напряжений системы ДПР показывает, что во всех гармониках имеет место превышение норм стандарта по коэффициенту л-й гармонической составляющей.

В аварийном режиме при коротком замыкании в КС наблюдается значительное снижение показателей КЭ по несимметрии (коэффициента несиммет-

рии напряжения по обратной последовательности до 10,9 %) и отклонениям линейного напряжения (до 17,9 %). В конце зоны сближения с КС линейные напряжения в некоторых фазах линии ДПР снижаются до значений ниже 0,9 ином, что приводит к возникновению провала напряжения, время которого будет ограничено временем срабатывания релейной защиты от токов короткого замыкания фидера КС.

Таким образом, КЭ в линии ДПР при магнитном влиянии тяговой сети не отвечает современным требованиям, а дальнейший рост тяговых нагрузок приведет к его более значительному снижению.

В главе отмечается, что особенностью электрического влияния КС на систему напряжений линии ДПР является то обстоятельство, что фаза одного из линейных напряжений совпадает с фазой напряжения КС. Тогда система проводов контактной подвески и одного из проводов линии ДПР (КС, Д2) представляют собой расщепленную фазу (рис. 4). Таким образом, потенциал провода Д2 по отношению к земле при электрическом влиянии КС не изменится. Изменение потенциала под действием электрического поля КС будет иметь место в проводе линии ДПР, фаза которого не совпадает с фазой напряжения КС (Д1).

кс, до

Т

расщепленная фаза

КкД2-Д1

Д1

Скл2-Д|

о V,

I

гт

I

Рис.4 — Схема емкостной связи между системой проводов КС, Д2 и проводом Д1 линии ДПР

Пренебрегая активными составляющими полных проводимостей утечки (ЯКсд2-д1= 00 и Кд1.д1= со) и потерей напряжения в проводе Д1, вызываемой емкостным током, уравнения для токов, протекающих в системе проводов будут иметь вид:

Ог

' К.Д2-Д1

1

1

г гте

1/гте + 1 -

М}соСдх.д,1

(6)

где Ок,Одх- напряжения КС и индуцированное напряжение провода Д1 соответственно; 2Т— сопротивление двух фаз высоковольтной обмотки трансфор-

маторов КТП ДПР; СЛ,_Л1— емкость провода Д1 по отношению к земле; ск,дг-д\ ~ ск-л1 + сдг-д1 ~ взаимная емкость между КС, проводом Д2 и проводом Д1 линии ДПР.

Кроме того, эти токи связаны соотношением:

= 1д\-д\ + ¡г • (7)

Совместное решение (6) и (7) дает формулу для определения индуциро-• ванного напряжения в проводе Д1:

йд,=йк--. (8)

Если бы провод Д1 был изолирован от земли, то первое слагаемое в знаменателе стремилось к нулю и на проводе наводился потенциал по отношению к земле величиной свыше 5,8 кВ. Однако он имеет соединение с рельсами (землей) через две фазы звезды высоковольтной обмотки трансформаторов КТП потребителей. Как правило, в нормальном режиме работы линии ДПР это сопротивление достаточно мало. При этом величина наведенного напряжения не превышает 0,37 кВ и не играет существенной роли в формировании показателей КЭ. Таким образом, показано, что при рассмотрении вопросов электромагнитного влияния КС на качество напряжения системы ДПР его электрической составляющей можно пренебречь.

С другой стороны, наличие распределенной емкости в фазах системы ДПР при электрическом влиянии КС и индуктивной нагрузки трансформаторов потребителей при определенных условиях могут привести к возникновению резонансных режимов. В этих режимах напряжения или токи, появляющиеся на электроустановках потребителей, значительно превышают номинальные значения, что приводит к выходу данных электроустановок из строя.

Далее в работе проведен анализ КЭ в линии ДПР при гальваническом влиянии тяговой сети переменного тока. Показано, что в месте подключения трансформаторов потребителей к данной линии в момент прохождения поезда потенциал рельсов (третьей фазы) за счет гальванического влияния тяговых токов повышается. При пусковых токах поезда величина потенциала рельсов превышает значения, соответствующие 1...2 % номинального напряжения линии, и вносит дополнительную несимметрию в систему напряжений ДПР. При этом коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности в линии ДПР, рассчитанный ранее, вследствие гальванического влияния тяговых токов значительно возрастает, что приводит к дополнительному ухудшению КЭ.

Третья глава посвящена разработке методов, повышающих КЭ в линиях ДПР и снижающих их негативное влияние на рельсовые цепи автоблокировки.

Отмечено, что известные способы повышения КЭ в системе ДПР являются материалоемкими, дорогостоящими и не всегда в полной мере решающими данную проблему.

Существует мнение, что наиболее перспективным направлением решения проблемы электроснабжения нетяговых потребителей от ТП переменного тока

является отказ от линий ДПР и переоборудование их в воздушные линии (ВЛ) 35 кВ. Действительно, линии продольного электроснабжения 35 кВ являются симметричными, выполняются с изолированной нейтралью и изменения КЭ в таких линиях под действием электромагнитного поля КС практически не происходит.

Однако использование этих линий имеет ряд существенных недостатков. В первую очередь, для питания В Л 35 кВ необходима дополнительная обмотка тягового-трансформатора^ которая присутствует не на всех ТП. Кроме того, в условиях ограниченной несущей способности опор КС, расположение дополнительных проводов В Л 35 кВ на необходимых по условиям изоляции расстояниях на опорах КС осложнено. При замене линий ДПР на линии продольного электроснабжения 35 кВ возникает необходимость замены трансформаторов КТП 27,5 кВ на трансформаторы другого класса напряжения и установки дополнительных коммутационных аппаратов на третьем проводе ВЛ 35 кВ, что связано с большими капитальными вложениями.

Сложившаяся ситуация делает актуальной задачу по модернизации линий ДПР. При этом необходимо оставить неизменным уровень напряжения модернизированной линии, что позволит сохранить в качестве источника питания шины ТП и значительно упростить условия подключения к ней потребителей. При модернизации необходимо учесть и ряд дополнительных факторов: максимальное сохранение преимуществ системы ДПР, минимизацию затрат на модернизацию и минимизацию ее влияния на работу устройств системы тягового электроснабжения и рельсовые цепи автоблокировки.

В ходе проведенного анализа установлено, что входящая в систему ДПР рельсовая цепь является одним из основных источников неблагоприятных процессов, влияющих на КЭ данной линии. Именно присутствие рельсов, соединенных с землей, обусловливает наличие резкой несимметрии в ДПР при магнитном влиянии КС и является источником гальванического влияния. Кроме того, использование рельсов в системе ДПР негативно отражается на работе устройств рельсовых цепей автоблокировки. Таким образом, основным направлением модернизации линии ДПР должен явиться отказ от использования рельсовой цепи в качестве третьей фазы. С другой стороны, необходимо симметрировать режим работы модернизированной линии, т.е. снизить напряжения обратной последовательности, возникающие при влиянии КС. Эффекта симметрирования модернизированной линии в условиях электромагнитного влияния КС можно добиться при условии равенства параметров каждой из фаз модернизированной линии между собой и по отношению к влияющей КС.

Предложенные принципы стратегии по модернизации линий ДПР позволят значительно повысить в них КЭ и исключить их негативное влияние на работу устройств рельсовых цепей автоблокировки при минимальных капитальных вложениях.

В качестве технического решения поставленной в диссертационной работе задачи была предложена, теоретически обоснована и запатентована ЛЗФ-27,5 кВ. Данная линия представляет собой трехфазную высоковольтную

линию 27,5 кВ, с практически одинаковыми собственными и взаимными (по отношению к КС) параметрами.

Устройство данной линии предусматривает отказ от использования в качестве третьей фазы рельсовой цепи и применение в качестве этой фазы дополнительного провода. Данный провод размещается на опорах КС и присоединяется к цепи отсоса ТП. Дополнительный провод в целях симметрирования линии выбирается с такими же электрическими параметрами, как и у проводов двух других фаз.

Рис. 5 — Схема подключения ЛЗФ-27,5кВ к шинам ТП

Схема подключения ЛЗФ-27,5кВ к шинам ТП представлена на рис. 5. На ТП к шинам 27,5 кВ 2, подключенным к тяговому трансформатору 1, помимо контактной сети 4 через трехфазный выключатель 11 присоединяются два провода 7,8 ЛЗФ-27,5 кВ. Дополнительный провод 6 линии присоединяется через выключатель 11 к цепи отсоса ТП 3. Ввод 9 КТП потребителей 10, ранее присоединенный к рельсам 5, переключен на дополнительный провод 6.

Подключение дополнительного провода на ТП не требует установки коммутационного аппарата, а позволяет использовать, как правило, установ-

ленный на фидерах ДПР трехфазный высоковольтный выключатель, что минимизирует затраты.

В отличие от напряжения проводов двух фаз ЛЗФ-27,5 кВ, подключенных к шинам ТП, напряжение дополнительного провода в точке подключения КТП потребителей по отношению к земле равно индуктированному напряжению основной и высших гармоник, а также падению напряжения от токов нагрузки. В вынужденном режиме работы системы тягового электроснабжения величина этого напряжения не превышает 5,5 кВ. Исходя из этих предпосылок, изоляция дополнительного провода может быть ограничена одним подвесным изолятором с рабочим напряжением 18 кВ.

В целях наименьшего влияния ЛЗФ-27,5 кВ на несущую способность опор КС и исходя из принципа минимизации затрат, подвес дополнительного провода осуществляется на опорах КС на кронштейнах ДПР по типу размещения экранирующего провода в системе тягового электроснабжения с экранирующим и усиливающим проводами.

Далее проведен анализ показателей КЭ в ЛЗФ-27, 5 кВ. Как и обычная линия ДПР, ЛЗФ-27,5 кВ также будет работать в условиях электромагнитного влияния КС. Под влиянием тока КС в каждом из трех проводов также будут индуцироваться ЭДС как первой, так и высших гармоник. При этом система линейных напряжений на приемном конце ЛЗФ-27,5 кВ будет иметь вид:

Ч'сл = + Ёкс -(Фл+Ёш)* исА

0'вс =фв + Ек О' - -ГУ' -ТУ'

и лв исл- и в

(Фс+ £«с)

о,

ВС Ю и сл V ВС

ол

(9)

За счет размещения всех трех проводов данной линии на практически одинаковом расстоянии от влияющей КС, эти ЭДС в каждом из них будут совпадать по величине и фазе.

иав

Цав

а в

Рис. 6 — Векторные диаграммы напряжений в начале и конце ЛЗФ-27,5 кВ: а — к КС подведено напряжение 1/са; б— к КС подведено напряжение 1/св

Поэтому и в линейных, и в фазных напряжениях линии, индуктированные ЭДС как основной, так и высших гармоник, будут практически отсутствовать, а линейные и фазные напряжения на приемном конце линии совпадать по величине и фазе с этими же напряжениями на шинах ТП (рис. 6).

Так как нейтраль трансформатора КТП изолирована, то никаких дополнительных токов, изменяющих напряжение у потребителей, не возникает.

Максимальная величина коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в ЛЗФ-27,5 кВ вследствие магнитного влияния КС в рассматриваемых ранее режимах работы системы тягового электроснабжения, составляет 0,64 %, что в несколько раз ниже нормально допустимого значения -2 %. Максимальное отклонение линейного напряжения данной линии в условиях электромагнитного влияния тяговой сети не превышает 1,5 %, что значительно ниже нормально допустимого значения ГОСТ 13109-97 ± 5 %.

Оценивая КЭ в ЛЗФ-27,5 кВ по несинусоидальности напряжений, следует отметить, что величина индуктированной продольной ЭДС основной гармоники в линейных напряжениях данной линии 12 раз ниже, чем в обычных линиях ДПР. Следовательно, и индуктированные напряжения высших гармонических составляющих в линейных напряжениях. ЛЗФ-27,5 кВ также пренебрежимо малы.

Таким образом, тяговые токи не оказывают существенного влияния на качество напряжения у потребителей ЛЗФ-27,5 кВ. Отказ от использования рельсовой цепи в качестве третьей фазы исключает гальваническое влияние тяговой сети на ЛЗФ-27,5 кВ и ее влияние на рельсовые цепи автоблокировки. Данная линия полностью лишена недостатков, свойственных линиям, выполненным по системе ДПР. При этом максимально сохранены преимущества ДПР: питание ЛЗФ-27,5 кВ осуществляется от шин 27,5 кВ ТП, а ее провода размещены на опорах КС,

В рамках диссертационной работы была проведена оценка экономической эффективности внедрения ЛЗФ-27,5 кВ на базе Ростовской дистанции электроснабжения СКЖД - филиала ОАО «РЖД».

Отмечено, что подвес дополнительного провода ЛЗФ-27,5 кВ связан с определенными трудовыми и материальными затратами. С другой стороны, затраты на потери электроэнергии, вызванные влиянием тяговой сети, в существующих линиях ДПР, выплата штрафных санкций за ухудшение КЭ и технологический ущерб вследствие низкого КЭ являются прямыми убытками железной дороги.

Необходимые затраты на модернизацию 1 км линий ДПР и переоборудование их в ЛЗФ-27,5 кВ в ценах 2006 года составили 51 тыс. руб.

Общие затраты, обусловленные низким КЭ в линии ДПР, складываются из следующих составляющих:

3 = С„+Нукэ+ТУ, (10)

где Сп — стоимость потерь электроэнергии в системе ДПР, обусловленных низким КЭ; Нукэ — неустойка, взимаемая за ухудшение КЭ в линиях ДПР; ТУ —

технологический ущерб, нанесенный железной дороге низким КЭ в линиях ДПР.

В свою очередь, потери электроэнергии в системе ДПР, обусловленные низким КЭ, содержат в себе потери в линии и потери вследствие недоучета электроэнергии счетчиками при воздействии на них высших гармоник.

Электрические счетчики, установленные на фидерах ДПР, учитывают расход отпущенной от шин ТП активной электроэнергии в линию ДПР а также--.яотери в линии, обусловленные нагрузкой Ь№и и- электромагнитным влиянием КС Д

Wv = W„ +AtVu+ AW„.

(И)

Для определения величины потерь электроэнергии в линиях ДПР, вызываемых влиянием тяговых токов, пренебрежем нагрузочными потерями. Тогда при равномерной нагрузке фаз ДПР и условно симметричной системе напряжений на шинах ТП расход активной электроэнергии, определяемый как мощность нагрузки, отпущенная от шин ТП за период времени Т, определится выражением:

Wy=T-Pul=3-T-UlJJIHcos<p , (12)

где Um~ напряжение ДПР на шинах ТП.

Линейные напряжения у потребителей линии ДПР при влиянии КС будут отличаться от напряжений на шинах ТП. Это обусловлено воздействием системы напряжений обратной последовательности, созданной индуктированными продольными ЭДС (рис. 7). При этом углы между линейным напряжением системы ДПР и током нагрузки на шинах ТП и на приемном конце линии будут отличаться на 1.. .2°.

иАШ

<Р

Рис. 7 — Векторная диаграмма напряжений и токов фазы А линии ДПР

Тогда с незначительной погрешностью активную мощность нагрузки за этот же период, с учетом изменения напряжения у потребителей под влиянием тяговых токов, можно найти как:

Ж„ = Т-РИ =3-Т-[иш — £/2 со5(180° *соэ <р , (13)

где и2 — напряжение обратной последовательности в системе фазных напряжений линии ДПР, образованное продольной ЭДС магнитного влияния КС;

ц> — угол между напряжением 17щ и £/?.

Эти же потери в процентном выражении от расхода электроэнергии линии ДПР, отпущенного от шин ТП:

= (15)

и ш

Проведенные расчеты показали, что в наиболее тяжелых режимах работы системы тягового электроснабжения, потери электроэнергии в линиях ДПР, обусловленные электромагнитным влиянием тяговых токов, составляют 12... 13%. Для Ростовской дистанции электроснабжения, с учетом тарифа на покупку электроэнергии на высоком напряжении 2,2 руб./кВт-ч, стоимость потерь электроэнергии в системе ДПР, обусловленных низким КЭ, составляет 22,7 тыс. руб./км в год. Срок окупаемости вложенных средств на создание ЛЗФ-27,5 кВ без учета остальных затрат, связанных с низким КЭ в ДПР, составляет 2,3 года.

Проект правил присоединения потребителей к сети общего назначения и договоров электроснабжения по условиям КЭ, разработанный ВНИИЭ по заданию Минтопэнерго РФ, предусматривает введение неустойки за ухудшение КЭ. Для линий ДПР возможная неустойка может составлять от 15 до 30 % от стоимости приобретенной электроэнергии. Для Ростовской дистанции электроснабжения возможная неустойка за ухудшение КЭ в линиях ДПР составляет 23,5 тыс. руб./км в год. При этом срок окупаемости вложенных средств на модернизацию ДПР снижается до 1,1 года.

С учетом технологического ущерба, нанесенного железной дороге низким КЭ в линиях ДПР, срок окупаемости затрат по внедрению ЛЗФ-27,5 кВ оказывается меньше одного года и позволяет говорить о том, что внедрение данных линий является целесообразным с экономической точки зрения. По истечении срока окупаемости экономический эффект от внедрения ЛЗФ-27,5кВ на сети дорог, обусловленный снижением дополнительных потерь вследствие низкого КЭ, может составить более 150 млн руб. в год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлено, что одним из основных факторов снижения КЭ у потребителей, присоединенных к линиям ДПР, является электромагнитное влияние тяговой сети переменного тока. Дальнейший рост тяговых нагрузок приведет к усилению такого влияния.

2. Произведена оценка степени влияния показателей КЭ на работу основного электрооборудования и учет электроэнергии у нетяговых потребителей линии ДПР. В результате проведенных исследований установлено, что низкое КЭ, характерное для данных линий, приводит к росту потерь электроэнергии в линии (до 13 % отпущенной от шин ТТТ в линию ДПР) и электрооборудовании потребителей, сокращению сроков службы электрооборудования, снижению надежности работы подключенным к ним устройств железнодорожной автома-тихи, к значительному технологическому ущербу. Экспериментально установлено, что высшие гармоники индуктированных КС продольных ЭДС оказывают

значительное влияние на работу счетчиков активной энергии. Такое влияние заключается в повышении относительной погрешности индукционных счетчиков по 3, 5 и 7-й гармонике, которая находится в пределах от 23 до 69 %. При этом возможный недоучет электроэнергии у потребителей ДПР в конце зоны сближения с КС может достигать от 5,8 до 8 %.

3. Проанализирован фактор влияния токов нагрузки третьей фазы (рельсов) ДПР на работу рельсовых цепей автоблокировки. Установлено, что нагрузки третьей-^фазы ДПР могут служить причиной дополнительной токовой несимметрии в рельсовых цепях, что может привести к их отказам.

4. В ходе исследований установлено, что наиболее значительное воздействие на КЭ в линии ДПР оказывает магнитная составляющая электромагнитного влияния тяговой сети. Предложенный алгоритм расчета электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока на линии ДПР с использованием аналитических выражений по определению показателей КЭ позволил оценить КЭ в линиях ДПР в условиях магнитного влияния тяговых токов. Анализ полученных данных, рассчитанных в наиболее тяжелых режимах работы системы тягового электроснабжения, показал, что КЭ у потребителей ДПР по отклонениям, несимметрии и несинусоидальности напряжения в несколько раз превышает допустимые нормы ГОСТ 13109-97.

5. Электрическое влияние КС не оказывает существенного воздействия на КЭ в ДПР. Однако наличие распределенной емкости КС в фазах ДПР и индуктивной нагрузки трансформаторов потребителей при определенных условиях могут привести к возникновению резонансных режимов, которые могут вывести аппаратуру потребителей из строя.

6. Установлено, что вследствие гальванического влияния тяговых токов в месте подключения трансформаторов потребителей ДПР, в момент прохождения поезда наблюдается повышение потенциала рельсов, что приводит к дополнительному снижению КЭ по несимметрии напряжений в ДПР.

7. Показана недостаточность существующих мер по повышению КЭ в линиях ДПР. Определены основные причины снижения КЭ в линиях ДПР под действием электромагнитного поля тяговой сети и их влияния на рельсовые цепи автоблокировки. Разработана стратегия модернизации линий Д ПР.

8. Предложен, теоретически обоснован и запатентован новый тип исполнения высоковольтных линий — линия с заземленной фазой. Теоретическим путем обоснована целесообразность применения для электроснабжения линий с заземленной фазой.

9. Предложена новая система электроснабжения нетяговых потребителей от ТП переменного тока - линия с заземленной фазой 27,5 кВ. Анализ КЭ в ЛЗФ-27,5 кВ не выявил существенного воздействия электромагнитного поля тяговой сети на показатели КЭ в данных линиях. ЛЗФ-27,5 кВ не оказывает существенного влияния на рельсовые цепи автоблокировки. Внедрение ЛЗФ-27,5 кВ на базе существующих линий ДПР позволит значительно снизить затраты на электроснабжение и повысить КЭ у нетяговых потребителей.

10. Оценка экономической целесообразности внедрения ЛЗФ-27,5 кВ, выполненная на базе действующих линий ДПР одной из дистанций электро-

снабжения СКЖД - филиала ОАО «РЖД», показала эффективность широкого внедрения данных линий на сети дорог. При этом сроки окупаемости мероприятий по внедрению данной линии составили от 1 до 2,3 года. Экономический эффект применения на сети дорог предложенной линии может достигать более 150 млн. руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Бочев A.C. Блинников Ю.В. Лукашевич О.Г. Финоченко Т.Э. Исследование влияния несинусоидальности форм напряжения и тока на работу счетчиков активной энергии. — Ростов - н/Д.: Тр. научно-практ. конф. «Транспорт-2004», РГУПС, 2004. С. 177-178.

2.Бочев A.C. Финоченко Т.Э. Модернизация линий продольного электроснабжения два провода — рельсы. - Ростов - н/Д.: Вестник РГУПС, №4, 2006. С.87-90.

3.Патент РФ на полезную модель 42484. Устройство для электроснабжения нетяговых потребителей на электрифицированных участках железных дорог переменного тока / Бочев A.C., Финоченко Т.Э. Опубл. 10.12.04. Бюл. №34. С приоритетом от 12.07.2004.

4.Финоченко Т.Э. Исследование режимов работы и качества электроэнергии в линиях ДПР. - Ростов - н/Д.: Вестник РГУПС, №3 2002 С.60-62.

5. Финоченко Т.Э. Колебательные процессы в линии ДПР при системе тягового электроснабжения с использованием усиливающего провода. — Ростов -н/Д.: Тр. научно-теор. конф. «Транспорт-2003», 4.2. РГУПС, 2003. С.188-189.

6. Финоченко Т.Э. Магнитное влияние тяговых токов на показатели качества электроэнергии системы ДПР. - Ростов - н/Д.: Вестник РГУПС, №3, 2006. С.87-90.

7. Финоченко Т.Э. Система учета потребления и распределения электроэнергии в линии ДПР электрифицированных железных дорог. Технологии и системы управления на транспорте в современных условиях: Сборник научных трудов молодых ученых, аспирантов и докторантов. - Ростов - н/Д: РГУПС, 2002. С.100-101.

8. Финоченко Т.Э. Факторы электромагнитного влияния системы тягового электроснабжения переменного тока на параметры линии ДПР. - Ростов - н/Д.: Тр. Всерос. научно-практ. конф. «Транспорт-2006», РГУПС, 2006. C.174-I75.

ФИНОЧЕНКО Татьяна Эдуардовна

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЛИНИЯХ «ДВА ПРОВОДА-РЕЛЬС» В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПРЕМЕННОГО ТОКА

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано в печать .11.2006. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Ризография РГУПС. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. Л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ N<>3054

Ростовский государственный университет путей сообщения Ризография РГУПС

Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. Ростовского

Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2

ВВЕДЕНИЕ.

1 ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА РАБОТУ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

ЛИНИИ ДПР.

1.1 Причины снижения качества электроэнергии в линиях ДПР.

1.2 Влияние показателей качества электроэнергии на работу потребителей линии ДПР.

1.2.1 Влияние отклонения напряжения.

1.2.2 Влияние несимметрии напряжений.

1.2.3 Влияние несинусоидальности напряжения.

1.3 Влияние показателей качества электроэнергии в линии ДПР на работу устройств железнодорожной автоматики и электромагнитная совместимость линий ДПР и рельсовых цепей автоблокировки.

1.4 Исследование влияния высших гармоник на работу счетчиков активной энергии потребителей ДПР.

1.5 Выводы.

2 АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЛИНИЯХ ДПР

2.1 Электромагнитное влияние электрической тяговой сети переменного тока на систему напряжений в линии ДПР.

2.2 Факторы снижающие качество напряжения в линиях ДПР . 40 2.1.1 Анализ зависимости уровня электромагнитного влияния КС от геометрических параметров линии ДПР.

2.3 Магнитное влияние тяговых токов на систему напряжений в линии ДПР.

2.4 Магнитное влияние КС однопутного участка железной дороги в вынужденном режиме работы системы тягового электроснабжения на качество напряжения в линии ДПР.

2.4.1 Отклонение напряжений системы ДПР.

2.4.2 Несимметрия напряжений системы ДПР.

2.4.3 Несинусоидальность напряжения системы ДПР.

2.5 Магнитное влияние КС однопутного участка железной дороги в аварийном режиме работы системы тягового электроснабжения на качество напряжения в линии ДПР.

2.5.1 Отклонения напряжений системы ДПР.

2.5.2 Несимметрия напряжения системы ДПР.

2.6 Магнитное влияние КС двухпутного участка железной дороги в вынужденном режиме работы системы тягового электроснабжения на качество напряжения в линии ДПР.

2.6.1 Отклонения напряжений системы ДПР.

2.6.2 Несимметрия напряжений системы ДПР.

2.6.3 Несинусоидальность напряжения системы ДПР.

2.7 Магнитное влияние КС двухпутного участка железной дороги в аварийном режиме работы системы тягового электроснабжения на качество напряжения в линии ДПР.

2.8 Электрическое влияние напряжения КС на систему ДПР.

2.9 Гальваническое влияние тяговых токов на линию ДПР.

Выводы.

3 СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КЭ В ЛИНИЯХ ДПР.

3.1 Анализ существующих способов повышения КЭ в линиях ДПР.

3.2 Актуальность задачи по модернизации линий ДПР.

3.3 Линия с заземленной фазой 27,5 кВ.

3.4 Анализ показателей КЭ в ЛЗФ-27,5 кВ.

3.5 Экономическая оценка целесообразности внедрения

ЛЗФ-27,5 кВ.

3.6 Модернизация линий ДПР с использованием экранирующего провода.

Выводы.

В настоящее время стоит острая проблема, связанная со снижением уровня топливно-энергетических запасов. Она выводит вопросы экономии электрической энергии в ряд наиболее актуальных. В связи с этим все большее внимание уделяется проблеме обеспечения необходимого уровня качества электрической энергии (КЭ). Снижение КЭ приводит к увеличению потерь электроэнергии, технологическому ущербу, снижению производительности труда, сроков службы электрооборудования и надежности электроснабжения. По имеющимся оценкам, проблемы КЭ обходятся промышленности и в целом деловому сообществу Европейского Союза около 10 млрд евро в год [88].

Современный железнодорожный транспорт России является мощным потребителем электрической энергии, для которого выявление резервов экономии электроэнергии является существенным экономическим показателем, влияющим на экономику страны в целом. Вместе с тем электрифицированные железные дороги оказывают мощное электромагнитное влияние на смежные цепи и значительно ухудшают КЭ.

Появление в середине прошлого века системы тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ послужило не только технологическим прорывом для железнодорожного транспорта, но и стало мощным толчком в развитии экономики прилегающих к железной дороге районов. Последнее связано с появлением трехфазных линий продольного электроснабжения два провода-рельс (ДПР), от которых получают питание не только нетяговые потребители железнодорожного транспорта, но и большое число посторонних потребителей [67]. Основным преимуществом линий ДПР является относительно небольшая стоимость, выраженная: в отсутствии дополнительной обмотки тягового трансформатора, подключении непосредственно к шинам тяговой подстанции (ТП), размещении проводов на опорах контактной сети (КС) и использовании рельсов в качестве третьей фазы. Основным недостатком данных линий стала ее подверженность электромагнитному влиянию близко расположенной тяговой сети, обусловливающая снижение КЭ у потребителей линии ДПР. Однако дилемма между «ценой» и «качеством» в то время была разрешена в пользу «цены».

На сегодняшний день линии ДПР получили широкое распространение. Их протяженность близка по протяженности тяговой сети переменного тока, достигающей более 22 тыс. км. Только Северо-Кавказской дорогой по линиям ДПР отпускается в сеть потребителей более 30 млн кВт-ч электроэнергии в год.

Большой опыт эксплуатации линий ДПР выявил значительные небалансы между отпущенной в линию и потребленной потребителями электроэнергии [85]. Эти небалансы связаны не только с технологическими потерями в линии ДПР и несанкционированным отбором мощности, но в большей степени зависят от потерь, обусловленных низким КЭ. Действительно, индуктированное тяговыми токами напряжение обратной последовательности приводит к возникновению в линии ДПР дополнительных потерь электроэнергии, величина которых может достигать до 13 % отпущенной электроэнергии. Если принять во внимание потери в электрооборудовании и недоучет электроэнергии приборами учета (до 8 %), то общие потери, обусловленные низким КЭ, в системе ДПР оказываются очень высокими. Низкое КЭ негативно влияет на режимы работы электрооборудования и приводит к значительному технологическому ущербу. В условиях интенсификации перевозочного процесса, роста тяговых нагрузок и ежегодного роста тарифов на электрическую энергию электроснабжение нетяговых потребителей от линий ДПР становится для железной дороги экономически невыгодным.

Кроме того, линии ДПР ввиду низкого КЭ не обеспечивают необходимые уровни напряжения на подключенных к ним устройствах железнодорожной автоматики и связи, что может привести к их отказам, а нагрузки третьей фазы ДПР, в качестве которой используются рельсы, негативно влияют на работу рельсовых цепей автоблокировки. Такое положение может привести к угрозе жизни людей, безопасности движения поездов, значительному материальному ущербу. Поэтому использование линий ДПР может быть не только невыгодным, но и опасным для нормального функционирования железной дороги.

Проблема КЭ в линии ДПР не ограничивается его влиянием на работу железнодорожных потребителей. Возникает вопрос урегулирования взаимоотношений между железной дорогой и энергоснабжающими организациями, а также посторонними потребителями, подключенными к линии ДПР. Действующий в настоящее время ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [25] устанавливает показатели и нормы КЭ в сетях и является первым стандартом, нормы которого подлежат обязательному включению в технические условия и договоры электроснабжения. Исследования, проведенные в рамках диссертационной работы, показывают, что КЭ в линии ДПР по отклонению, несимметрии и несинусоидальности напряжения в несколько раз превышают допустимые нормы. В такой ситуации ухудшение КЭ может привести к требованию со стороны вышеуказанных организаций выплаты неустойки в размере от 15 до 30 % отпущенной в линию ДПР электроэнергии.

Проблема КЭ в линиях ДПР на сегодняшний момент достигла такого масштаба, что все чаще возникают мнения о ликвидации этих линий и поиске альтернативных решений в электроснабжении нетяговых потребителей. Ликвидация линий ДПР как единственного резервного источника питания устройств железнодорожной автоматики, расположенного вдоль трассы железной дороги, может привести к более серьезным последствиям, чем использование электроэнергии пониженного качества от данных линий. Другим решением существующей проблемы предлагается переоборудование линий ДПР в трехфазные линии продольного электроснабжения 35 кВ [57]. КЭ в данных линиях в условиях электромагнитного влияния изменяется незначительно. Однако применение линий 35 кВ требует замены двухобмоточных тяговых трансформаторов и огромного количества трансформаторов потребителей ДПР, что связано со значительными капиталовложениями, и не может быть выбрано в качестве альтернативы для замены линий ДПР.

Ввиду всех перечисленных обстоятельств, проблема снижения негативного влияния тяговой сети переменного тока на линию ДПР и повышения КЭ в ней является, несомненно, актуальной и требующей к себе повышенного внимания.

Проблемой исследования влияния тяговой сети на КЭ в данных линиях и поиском мер для устранения его отрицательного воздействия занимались многие организации. Существенный вклад в решение поставленных вопросов внесли работы, проводившиеся в МИИТе, ВНИИЖТе, РГУПСе. Ряд работ М.П. Бадера [3-5], А.С. Бочева [14-16, 18, 19, 81], Р.Н. Карякина [35, 36], К.Г. Марквардта [46, 48, 76], Г.А. Минина [48], А.Ф. Пронтарского [65, 66], и других ученых, которые исследовали основы теории влияния электрических железных дорог на смежные линии, явились отправной точкой для решения ряда вопросов, связанных с влиянием тяговой сети переменного тока на режим работы линии ДПР.

Труды А.И. Тамазова [78] позволили значительно продвинуться в рассмотрении сущности влияния тяговой сети на КЭ в линии ДПР. Был предложен теоретический расчет несимметрии напряжений в линии ДПР, определяемой через потери напряжения в тяговой сети и ряд мер, направленных на улучшение КЭ в линии ДПР: применение симметрирующих устройств как с пофазным регулированием напряжения, так и с созданием в сопротивлении линии компенсирующих падений напряжения от токов обратной последовательности. Исследования спектрального состава тягового тока и проблемы повышения КЭ на тяговых подстанциях дорог переменного тока в работах P.P. Мамошина [43, 44] позволили определить гармонический состав индуктированного напряжения в системе ДПР. Проблемы КЭ и электрический расчет линий ДПР нашли свое отражение в работах М.П. Ратнера и E.JI. Могилевского [68-70].

Из работ, в рассмотрение которых включены общие вопросы электромагнитного влияния тяговой сети, вопросы повышения КЭ в линиях ДПР, их влияния на рельсовые цепи автоблокировки появившихся в настоящее время, следует отметить работы Б.И. Косарева и А.Б. Косарева [30-32, 3941]. Данными авторами на базе линий ДПР была предложена новая система электроснабжения нетяговых потребителей. Достоинствами такой системы является отказ от использования рельсовых цепей в качестве третьей фазы ДПР, что позволяет значительно снизить гальваническое влияние тяговых токов и влияние токов ДПР на работу рельсовых цепей. Однако КЭ в такой системе незначительно отличается от показателей качества действующих линий ДПР.

Таким образом, проведенные ранее исследования кардинально не изменили ситуацию по КЭ в линии ДПР, и вопрос поиска достаточно эффективного метода снижения негативного влияния тяговой сети переменного тока на линии ДПР остается открытым.

В связи с этим целью настоящей диссертационной работы является повышение КЭ в линиях ДПР в условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока и снижение негативного влияния линий ДПР на рельсовые цепи автоблокировки.

Для достижения указанной цели в работе необходимо было решить комплекс взаимосвязанных задач:

- исследовать влияние показателей качества электроэнергии на работу основного электрооборудования и учет электроэнергии потребителей ДПР;

- оценить уровень электромагнитной совместимости линий ДПР с рельсовыми цепями автоблокировки;

- проанализировать влияние тяговой сети переменного тока на показатели КЭ и определить их максимально возможные уровни;

- выявить основные причины снижения КЭ в линиях ДПР вследствие электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока и влияния данных линий на работу рельсовых цепей автоблокировки;

- разработать стратегию модернизации линий ДПР, направленную на максимальное сохранение преимуществ и устранение основных недостатков, свойственных линиям ДПР;

- предложить на базе существующих линий ДПР новую систему электроснабжения нетяговых потребителей от ТП переменного тока;

- провести анализ влияния тяговой сети на показатели КЭ в модернизированной линии ДПР;

- дать оценку экономической эффективности внедрения модернизированной линии ДПР.

В основу работы положены теоретические и экспериментальные исследования. В работе использованы фундаментальные законы и методы математического моделирования, теоретической электротехники, теории влияния электрических цепей.

Научная новизна данной диссертационной работы заключается в следующем:

- предложен алгоритм расчета электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока на линии ДПР с выработкой аналитических выражений по определению показателей КЭ;

- предложен, теоретически обоснован и запатентован (патент РФ на полезную модель № 42484) новый тип исполнения высоковольтных линий -линия с заземленной фазой. В условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока ухудшения показателей КЭ в таких линиях практически не происходит. Данные линии не оказывают отрицательного воздействия на работу рельсовых цепей автоблокировки;

- теоретическим путем обоснована целесообразность применения для электроснабжения линий с заземленной фазой.

Диссертационная работа состоит из трех глав, введения и заключения, где сформулированы основные выводы.

На защиту выносятся следующие положения диссертационной работы:

- анализ влияния показателей КЭ на работу основного электрооборудования, систему учета электроэнергии нетяговых потребителей линии ДПР и условий электромагнитной совместимости линий ДПР и рельсовых цепей автоблокировки;

- анализ электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока на показатели КЭ в линиях ДПР и определение их максимально возможных уровней;

- основные направления стратегии по модернизации линий ДПР;

- разработка линии с заземленной фазой 27,5 кВ (ЛЗФ-27,5 кВ). Переоборудование линий ДПР в линии ЛЗФ-27,5 кВ позволит значительно снизить негативное влияние тяговой сети переменного тока на КЭ в месте подключения потребителей. Отказ от использования рельсовой цепи в качестве третьей фазы в данной линии позволит исключить влияние нагрузок линии ДПР на работу рельсовых цепей автоблокировки. Срок окупаемости затрат на создание ЛЗФ-27,5 кВ составляет от 1 до 2,3 года. Экономический эффект применения на сети дорог предложенной линии может составить более 150 млн руб. в год.

Практическая ценность данной работы выражается в улучшении условий работы электроустановок нетяговых потребителей, рельсовых цепей автоблокировки и снижении потерь электроэнергии, обусловленных низким КЭ. Применение предложенной ЛЗФ-27,5 кВ позволит значительно снизить затраты на электроснабжение нетяговых потребителей и повысить надежность электроснабжения устройств СЦБ и автоблокировки.

3.8 Выводы

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Существующие способы повышения КЭ в линиях ДПР являются материалоемкмим, дорогостоящими и не всегда в полной мере решающими данную проблему. Поэтому основным направлением решения проблемы повышения КЭ является их модернизация.

2. Стратегия по модернизации линий ДПР должна проводиться исходя из следующих основных принципов: сохранение питания от шин ТП, отказ от использования рельсовой цепи, минимизация затрат на модернизацию и минимизация влияния линии на работу устройств системы тягового электроснабжения, максимальное упрощение условий подключения к линии КТП потребителей.

3. Предложенная линия с заземленной фазой 27,5 кВ (ЛЗФ-27,5 кВ) выполнена с учетом основных принципов модернизации линий ДПР. КЭ в ЛЗФ-27,5 кВ под действием электромагнитного поля КС практически не изменяется и соответствует нормам ГОСТ 13109-97. Данная линия не оказывает существенного влияния на рельсовые цепи автоблокировки. Внедрение ЛЗФ-27,5 кВ на базе существующих линий ДПР позволит значительно снизить затраты на электроснабжение нетяговых потребителей.

4. Проведенная оценка экономической целесообразности внедрения ЛЗФ-27,5 кВ, выполненная на базе действующих линий ДПР одной из дистанций электроснабжения Северо-Кавказской железной дороги, показала эффективность широкого внедрения данных линий на сети дорог. При этом сроки окупаемости мероприятий по внедрению данной линии составили от 1 до 2,3 года, что значительно ниже нормативного срока окупаемости капиталовложений в 8,3 года. Ожидаемый экономический эффект широкого внедрения на сети дорог предложенной линии может составить более 150 млн руб. в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения диссертационной работы достигнута поставленная цель - повышение КЭ в линиях ДПР в условиях электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока и снижение негативного влияния линий ДПР на работу рельсовых цепей автоблокировки. Получены следующие результаты.

1. Установлено, что одним из основных факторов снижения КЭ у потребителей, присоединенных к линиям ДПР, является электромагнитное влияние тяговой сети переменного тока. Дальнейший рост тяговых нагрузок приведет к усилению такого влияния.

2. Произведена оценка степени влияния показателей КЭ на работу основного электрооборудования и учет электроэнергии у нетяговых потребителей, подключенных к линиям ДПР. В результате проведенных исследований установлено, что низкое КЭ, характерное для линий ДПР, приводит к росту потерь электроэнергии в линии (до 13 % отпущенной от шин ТП в линию ДПР) и электрооборудовании потребителей, сокращению сроков службы электрооборудования, снижению надежности работы подключенным к ним устройств железнодорожной автоматики, к значительному технологическому ущербу. Экспериментально установлено, что высшие гармоники индуктированных КС продольных ЭДС оказывают значительное влияние на работу счетчиков активной энергии. Такое влияние заключается в повышении относительной погрешности индукционных счетчиков по 3, 5 и 7-й гармонике, которая находится в пределах от 23 до 69 %. При этом возможный недоучет электроэнергии у потребителей в конце зоны сближения с КС может достигать от 5,8 до 8 %.

3. Проанализирован фактор влияния токов нагрузки третьей фазы (рельсов) системы ДПР на работу рельсовых цепей автоблокировки. Установлено, что нагрузки третьей фазы системы ДПР могут служить причиной дополнительной токовой несимметрии в рельсовых цепях, что может привести к их отказам.

4. В ходе исследований установлено, что наиболее значительное воздействие на КЭ в линии ДПР оказывает магнитная составляющая электромагнитного влияния тяговой сети. Предложенный алгоритм расчета электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока на линии ДПР с использованием аналитических выражений по определению показателей КЭ позволил оценить КЭ в линиях ДПР в условиях магнитного влияния тяговых токов. Анализ полученных данных, рассчитанных в наиболее тяжелых режимах работы системы тягового электроснабжения, показал, что КЭ у потребителей, подключенных к линиям ДПР по отклонениям, несимметрии и несинусоидальности напряжения в несколько раз превышает допустимые нормы ГОСТ 13109-97.

5. Электрическое влияние КС не оказывает существенного воздействия на КЭ в ДПР. Однако наличие распределенной емкости КС в фазах ДПР и индуктивной нагрузки трансформаторов потребителей при определенных условиях могут привести к возникновению резонансных режимов, которые могут вывести аппаратуру потребителей из строя.

6. Установлено, что вследствие гальванического влияния тяговых токов в месте подключения трансформаторов потребителей ДПР в момент прохождения поезда наблюдается повышение потенциала рельсов, что приводит к дополнительному снижению КЭ по несимметрии напряжений в ДПР.

7. Показана недостаточность существующих мер по повышению КЭ в линиях ДПР. Определены основные причины снижения КЭ в линиях ДПР под действием электромагнитного поля тяговой сети и их влияния на рельсовые цепи автоблокировки. Разработана стратегия модернизации линий ДПР.

8. Предложен, теоретически обоснован и запатентован новый тип исполнения высоковольтных линий - линия с заземленной фазой. Теоретическим путем обоснована целесообразность применения для электроснабжения линий с заземленной фазой.

9. Предложена новая система электроснабжения нетяговых потребителей от ТП переменного тока - линия с заземленной фазой 27,5 кВ. Анализ КЭ в ЛЗФ-27,5 кВ не выявил существенного воздействия электромагнитного поля тяговой сети на показатели КЭ в данных линиях. ЛЗФ-27,5 кВ не оказывает существенного влияния на рельсовые цепи автоблокировки. Внедрение ЛЗФ-27,5 кВ на базе существующих линий ДПР позволит значительно снизить затраты на электроснабжение и повысить КЭ у нетяговых потребителей.

10. Оценка экономической целесообразности внедрения ЛЗФ-27,5 кВ, выполненная на базе действующих линий ДПР одной из дистанций электроснабжения Северо-Кавказской железной дороги, показала эффективность широкого внедрения данных линий на сети дорог. При этом сроки окупаемости мероприятий по внедрению данной линии составили от 1 до 2,3 года, что значительно ниже нормативного срока окупаемости капиталовложений в 8,3 года. Экономический эффект применения на сети дорог предложенной линии может достигать более 150 млн руб. в год.

1. Адольф И. Шваб. Электромагнитная совместимость. М.: Энерго-атомиздат, 1995. - 480 с.

2. Аррилага Дж., Бредли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

3. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость тягового электроснабжения с линиями связи, устройствами железнодорожной автоматики и питающими электросетями. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МИИТ, 1999. - 495 с.

4. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. М.: УМК МПС, 2002.-638 с.

5. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. Часть 2. Электромагнитная и гальваническая совместимость электрических железных дорог со смежными линиями. М.: Тр. МИИТ, 1998. - 150 с.

6. Бей Ю.М., Мамошин P.P., Пупынин В.Н., Шалимов М.Г. Тяговые подстанции. М.: Транспорт, 1986. - 319 с.

7. Бергер Л.Я, Грузов Л.Н, Коган А.С., Несковорова Е.Д. Асинхронный двигатель в аномальных режимах. Л.: ВЭТА, 1938. - 247 с.

8. Бессонов В.А. Распределение коэффициентов несимметрии напряжений на шинах тяговых подстанций однофазного тока. Труды МИИТа, вып. 144,1962. С.13-15.

9. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973. - 752 с.

10. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. М.: Высшая школа, 1978. - 231с.

11. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983. -183с.

12. Бородулин Б.М., Павлов И.В. Продольная емкостная компенсация в тяговой сети с отсасывающими трансформаторами. Тр. ВНИИЖТ, 1963, вып.256. С.97-108.

13. Бочев А.С. Блинников Ю.В. Лукашевич О.Г. Финоченко Т.Э. Исследование влияния несинусоидальности форм напряжения и тока на работу счетчиков активной энергии. Тр. научно-практ. конф. «Транспорт-2004» / -Ростов-н/Д.: РГУПС, 2004. С.177-178.

14. Бочев А.С. Взаимное электромагнитное влияние тяговой сети и ЛЭП электроснабжения. Тр. Междунар. практ. конф. «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта». Ростов-н/Д.: РГУПС, 1999.

15. Бочев А.С. Спектральный метод определения нагрузочной способности элементов системы электроснабжения. Монография. Ростов-н/Д.: РГУПС, 2003.-47 с.

16. Бочев А.С. Трехпроводные электротяговые сети переменного тока и режимы их работы. Дисс. работа на соискание ученой степени докт. техн. наук. Ростов-н/Д.: РИИЖТ, 1986.

17. Бочев А.С., Финоченко Т.Э. Модернизация линий продольного электроснабжения два провода рельсы. - Ростов-н/Д.: Вестник РГУПС №4,2006. С.87-90.

18. Бочев А.С. Электромагнитное поле тяговой сети при системе питания 2x25 кВ. -М.: Тр. МИИТа, вып.636,1979. С.42-50.

19. Бочев А.С., Устименко И.В. Устройство для снижения электромагнитных влияний на линии связи. А.с. № 2186694, Б.И. № 22,2002.

20. Патент РФ на полезную модель 42484. Устройство для электроснабжения нетяговых потребителей на электрифицированных участках железных дорог переменного тока / Бочев А.С., Финоченко Т.Э. Опубл. 10.12.04. Бюл. №34. С приоритетом от 12.07.2004.

21. Брылеев A.M., Кравцов Ю.А., Шишляков А.В. Теория, устройство и работа рельсовых цепей. М.: Транспорт, 1978. - 344с.

22. Василянский A.M., Мамошин P.P., Якимов Г.Б. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ 50 Гц / Железные дороги мира №8, 2002.

23. Волобринский С.Д. Электроснабжение линейных потребителей при электрификации железных дорог на однофазном токе промышленной частоты. Известия ВУЗов. «Энергетика», № 2, 1959.

24. Герман JI.A., Калинин A.JI. Электроснабжение автоблокировки и электрической централизации. М.: Транспорт, 1974. - 168 с.

25. ГОСТ 13109-97 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1998.-31 с.

26. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 1986. -168с.

27. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии. -М.: Энергоатомиздат, 1985.

28. Железко Ю.С. О присоединении потребителей к электрическим сетям с учетом показателей качества электроэнергии. Энергетик, № 8, 2003. С.8-12.

29. Журавлев А.Н. Система электроснабжения нетяговых потребителей на электрифицированных железных дорогах переменного тока. Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МИИТ, 2005. -171с.

30. Патент РФ на полезную модель 47819. Система электроснабжения нетяговых потребителей на электрифицированных участках переменного тока. Журавлев А.Н., Косарев А.Б., Косарев Б.И., Хананов В.В. Бюл. № 25,2005.

31. Журавлев А.Н., Косарев Б.И. Система «два провода-земля» электрифицированных участков переменного тока для питания нетяговых потребителей. Транспорт. Наука. Техника. Управление. М.: ВИНИТИ, 2004. № 5. С.29-32.

32. Журавлев А.Н., Косарев Б.И. Совершенствование системы «два провода-рельсы» для электроснабжения нетяговых потребителей. Неделя науки 2004 «Наука транспорту»: Тр. научно-практ. конф. - М.: МИИТ, 2005.

33. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 336 с.

34. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 592 с.

35. Карякин Р.Н. Гальваническое влияние тяговых сетей переменного тока. Электричество, 1965, №8, С.57-62.

36. Карякин Р.Н. Тяговые сети переменного тока. М.: Транспорт, 1987.-279 с.

37. Контактная сеть и воздушные линии. Нормативно-методическая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтным линиям. СПРАВОЧНИК. Департамент электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД». М.: Трансиздат, 2004. - 568 с.

38. Коршунов В.А. Продольная емкостная компенсация в тяговой сети. -М.: «Электричество», 1965, № 1. С. 23-29.

39. Косарев А.Б. Основы теории электромагнитной совместимости систем тягового электроснабжения переменного тока. М.: Интекст, 2004. -272 с.

40. Косарев А.Б., Наумов А.А. Гальваническое влияние тяговых сетей с неоднородными электрическими параметрами рельсовых путей. Вестник ВНИИЖТ, № 4,2001. С.38-39.

41. Косарев Б.И., Зельвянский Я.А., Сибаров Ю.Г. Электробезопасность в системе электроснабжения железных дорог. М.: Транспорт, 1983, -200 с.

42. Лабунский Л.С. Радиоуправление устройствами электроснабжения нетяговых потребителей железных дорог. М.: Маршрут, 2005. - 117 с.

43. Мамошин P.P. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях переменного тока. М.: Транспорт, 1973. - 224 с.

44. Мамошин P.P., Зимакова А.Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1980. - 296 с.

45. Марквардт Г.Г., Герман Л.А. Расчет поперечной емкостной компенсации на электрифицированной железной дороге. Электричество. 1976, №1. С.33-36.

46. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрических железных дорог. М.: Транспорт, 1982. - 528с.

47. Метелкин Б.А., Черноусов Л.А., Коршунов В.А. Повышение эффективности устройств электрической тяги с выпрямительными электровозами. М.: Транспорт, 1965. - 176 с.

48. Минин Г.А. Влияние электрических железных дорог на смежные линии и способы защиты / В кн. под ред. К.Г. Марквардта «Энергоснабжение электрических железных дорог». М.: Транспорт, 1965. С.425-456.

49. Минин Г.П. Несинусоидальные токи и их измерение. М.: Энергия, 1979.-112 с.

50. Михайлов М.И. Влияние внешних электромагнитных полей на цепи проводной связи и защитные мероприятия. М.: Связъиздат, 1959. -583с.

51. Многопроводные тяговые сети. Тяговая сеть с экранирующим и усиливающим проводами (ЭУП). Рабочие чертежи. МПС РФ, Трансэлек-тропоект, 1987. 41с.

52. Молин Н.И., Юшков П.К. Выбор рациональных схем включения продольной емкостной компенсации на электрифицированной железной дороге. -Омск: Тр. ОМИИТ, 1976, т.169. С.63-66.

53. Молин Н.Н., Зиновьев Н.Д. Статические регулируемые устройства для компенсации реактивной мощности. В кн.: Повышение качестваэлектрической энергии на тяговых подстанциях переменного тока. Омск: Тр. ОМИИТ, 1979. С. 44-51.

54. Наумов А.А. Расчет токов и их распределение в тяговой сети при определении термической устойчивости ее элементов. Науч. конф. молодых ученых и аспирантов по современным проблемам ж.д. транспорта. Щербинка: 2003.

55. Наумов А.В., Закиев Е.Э., Игнатов Г.Б. Принципы электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения с устройствами ЖАТ. -Автоматика, связь, информатика. №11, 2004. С. 15-17.

56. Патент РФ на полезную модель № 46979. Устройство для электроснабжения нетяговых потребителей на электрифицированных участках железных дорог / Ожиганов Н.В., Бочев А.С. Бюл. № 22,2005.

57. Ожиганов С.Н. «Белые пятна» в электроснабжении СЦБ и нетяговых потребителей. Автоматика, связь, информатика. № 11,2004. С.26-29.

58. Повышение технического уровня нетягового энергетического хозяйства. Сб. науч. тр. -М.: МИИТ, 1988. 135 с.

59. Фремке А.В., Душин Е.М. Электрические измерения. -Д.: Энергия, 1980.-392 с.

60. Поплавский А.Н. Электроэнергетика предприятий железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1981. - 264 с.

61. Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог переменного тока. М.: Транспорт, 1973. - 96 с.

62. Правила технической эксплуатации железных дорог (ЦРБ-756). -М.: Транспорт, 1990.

63. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации. М.: МПС РФ, 1997. - 78 с.

64. Пронтарский А.Ф. Системы и устройства электроснабжения: Учебное пособие. Защита от токов короткого замыкания в тяговой сети. Влияние электрических железных дорог на работу энергосистем и нетяговых потребителей. М.: МИИТ, 1970. - 36 с.

65. Пронтарский А.Ф. Системы и устройства электроснабжения. -М.: Транспорт, 1974. 272 с.

66. Проплинц Ю.П. Вопросы проектирования схем продольного комплексного энергоснабжения электрифицированных железных дорог. Дисс. работа на соиск. ученой степени канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1959.

67. Ратнер М.П. Зазаемление трансформаторных подстанций, питающихся от системы ДПР. Электрическая и тепловозная тяга, 1970, №9, С. 16-18.

68. Ратнер М.П. Индуктивное влияние электрифицированных железных дорог на электрические сети и трубопроводы. М.: Транспорт, 1966. -164с.

69. Ратнер М.П., Могилевский E.JI. Электроснабжение нетяговых потребителей железных дорог. М.: Транспорт, 1985. - 295с.

70. Руководящие указания по релейной защите систем тягового электроснабжения. Департамент электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД». М.: Трансиздат, 2005. - 216 с.

71. Сапунов М. Вопросы качества электроэнергии. Новости электротехники, №4(10), 2001.

72. Сергеенков Б.Н. и др. Электрические машины. Трансформаторы. -М.: Высшая школа, 1989.-351с.

73. Сечин С.А. Качество электроэнергии и электромагнитная совместимость СЦБ и тяги. Основные показатели качества электроэнергии. http://rostovrailway.narod/ru

74. Совершенствование нетяговых энергетических установок железнодорожного транспорта. Сб. научных трудов. М.: МИИТ, 1985. - 125 с.

75. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т.1 Под ред. К.Г. Марквардта. М.: Транспорт, 1980. - 256 с.

76. Суднова В.В. Качество электроэнергии, http://www.test-elektro.ru/publ 1 .php

77. Тамазов А.И. Несимметрия токов и напряжений, вызываемая однофазными токовыми нагрузками. М.: Транспорт, 1965. - 235 с.

78. Тимофеев Д.В. Режимы в электрических системах с тяговыми нагрузками. М.: Энергия, 1972. - 296 с.

79. Фигурнов Е.П., Бочев А.С., Устименко И.В., Кручинин В.П. Устройство для снижения электромагнитных влияний на линии связи. А.с. № 1678664, Б.И.№ 35,1991.

80. Финоченко Т.Э. Исследование режимов работы и качества электроэнергии в линиях ДПР. Вестник РГУПС, №3,2002. С.60-62.

81. Финоченко Т.Э. Колебательные процессы в линии ДПР при системе тягового электроснабжения с использованием усиливающего провода. Тр. научно-теор. конф. «Транспорт-2003», 4.2. Ростов н/Д: РГУПС, 2003. С.188-189.

82. Финоченко Т.Э. Магнитное влияние тяговых токов на показатели качества электроэнергии системы ДПР. Вестник РГУПС №3, 2006. С.87-90.

83. Финоченко Т.Э. Факторы электромагнитного влияния системы тягового электроснабжения переменного тока на параметры линии ДПР Тр. Всерос. научно-практ. конф. «Транспорт-2006». Ростов н/Д.: РГУПС, 2006. С. 174-175.

84. Цезаров A.J1., Якименко Н.И. Исследование влияния несимметрии и несинусоидальности напряжения на работу асинхронных двигателей. Информационные материалы ВНИИЭ. МЭИ, 1963, вып.70. 121 с.

85. Чепмен Д. Цена низкого качества электроэнергии. http://www.abok.ru

86. Шелом И.А. Продольная емкостная компенсация в отсасывающем проводе тяговой подстанции. М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1969, вып.45. С.22-34.

87. Эбин JI.E., Алукер Ш.М. Электрический расчет сетей с использованием земли в качестве одного из фазных проводов. М.: Госэнергоиздат, 1949.