автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Электромагнитная совместимость системы тягового электроснабжения и аппаратуры рельсовых цепей при воздействии через питающие и сигнальные цепи

На правах рукописи

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И АППАРАТУРЫ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЧЕРЕЗ ПИТАЮЩИЕ И СИГНАЛЬНЫЕ ЦЕПИ

05 14 02 - Электростанции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2008

003 168216

003168216

Работа выполнена на кафедре «Энергоснабжение электрических железных дорог» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ)

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Бадер Михаил Петрович

доктор технических наук, профессор Кравцов Юрий Александрович, профессор Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ)

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Наумов Анатолий Васильевич, главный специалист института «Трансэлек-тропроект» ОАО «Росжелдорпроект»

Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (ОАО НИИАС)

Защита диссертации состоится "2.1 " ^дсаЯ._2008 г в 14— часов

на заседании диссертационного совета Д 218 005 02 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу 127994, г Москва, ул Образцова, 15, аудитория 4210.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ)

Автореферат разослан" /7- " ßwf^^JL. 2008 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу совета университета

Ученый секретарь диссертационного совета Д 218 005 02, дтн

НН Сидорова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Системы интервального регулирования и электрической централизации на железных дорогах являются основными по обеспечению безопасности движения на перегонах и станциях соответственно В качестве датчиков информации о местонахождении подвижного состава, занятости участка железной дороги и целостности рельсовой линии эти системы используют рельсовые цепи

Работа рельсовых цепей (РЦ) основана на использовании сигнальных токов, передающихся между приемником и передатчиком по рельсовой линии сигнал может быть как постоянного, так и переменного тока в различных частотных диапазонах В то же время, на электрифицированных железных дорогах рельсы являются обратным проводником тягового тока ток от электроподвижного состава (ЭПС) возвращается на тяговую подстанцию (ТП) через рельсы Таким образом, если в тяговом токе присутствуют помехи на частоте сигнального тока рельсовых цепей, то они могут оказывать мешающее и опасное влияние на аппаратуру РЦ через сигнальные цепи Аппаратура РЦ получает электроэнергию от фидеров ТП через высоковольтную линию электроснабжения устройств сигнализации, централизации и блокировки (ВЛ СЦБ), при этом, некачественная электроэнергия также может оказывать мешающее влияние на работу аппаратуры РЦ Таким образом, аппаратура РЦ работает в условиях воздействия электромагнитных помех, созданных системой тягового электроснабжения (СТЭС) и ЭПС, и проникающих через питающие и сигнальные цепи

Согласно статистическим данным, на всей сети Российских железных дорог в 2006 году по вине службы электроснабжения (Э) был допущен 871 отказ рельсовых цепей (20% от всех отказов устройств железнодорожной автоматики по вине службы Э), общая продолжительность которых составила 1250 часов 49 минут Основной причиной отказов рельсовых цепей была некачественная электроэнергия в линиях ВЛ СЦБ В 2006 году также был за-

фиксирован ряд отказов по причине асимметрии тяговых токов в рельсах при проникновении токов помехи, превышающих допустимый уровень, в приемную аппаратуру РЦ через сигнальные цепи

Для того, чтобы снизить количество отказов рельсовых цепей необходимо установить причину превышения установленных норм по качеству электроэнергии и величине токов помехи в рельсах и определить источники электромагнитных помех (ЭМП) через питающие и сигнальные цепи Экспериментально проанализировать электромагнитные процессы, происходящие в цепях СТЭС и ЭПС достаточно сложно и дорого, поэтому для исследований электромагнитных процессов была разработана имитационная модель, которая позволяет моделировать электромагнитные процессы при различных параметрах СТЭС, измерять любые электрические параметры в любой точке цепей ТП, ЭПС и тяговой сети На основе полученных данных была оценена степень электромагнитного влияния тягового тока на качество электрической энергии в цепях электропитания аппаратуры РЦ и величина помех, возникающих в сигнальных цепях аппаратуры РЦ

Актуальность данной диссертации заключается в том, что она посвящена изучению электромагнитной совместимости (ЭМС) устройств и систем, которые непосредственно влияют на безопасность движения поездов Исследование, проведенное в работе, позволило определить причины электромагнитных помех, разработать меры по их снижению, что должно привести к уменьшению количества отказов рельсовых цепей и, следовательно, повышению безопасность движения поездов

Цель работы - определить условия работы и параметры системы тягового электроснабжения, при которых создаются наибольшие электромагнитные помехи на аппаратуру рельсовых цепей, проникающие через питающие и сигнальные цепи, разработать методику оценки электромагнитной совместимости и предложить меры для снижения электромагнитного воздействия Для достижения цели в работе были решены следующие задачи-

• выбраны критерии оценки уровня ЭМП через питающие и сигнальные цепи аппаратуры РЦ,

» разработана имитационная модель СТЭС (включающая ТП, тяговую сеть (ТС) и ЭПС) для анализа электромагнитных процессов,

• оценен уровень электромагнитных помех на шинах ТП и в питающих цепях аппаратуры РЦ при несинусоидальности и несимметрии напряжения в питающей сети и различных типах выпрямителей подстанции,

» исследовано влияние различных типов выпрямителей и ЭПС на уровень токов помехи в рельсах на частотах сигнального тока, « рекомендованы защитные меры дня снижения ЭМП Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения цели работы были использованы методы теории электрических и магнитных цепей (в том числе методы теории двухполюсников), метод имитационного моделирования электрических цепей и метод преобразования Фурье для проведения гармонического анализа электрических сигналов Научная новизна работы заключается в следующем » предложен новый подход к оценке электромагнитной совместимости аппаратуры рельсовых цепей и системы тягового электроснабжения, основанный на комплексной оценке электромагнитного влияния, как через цепи питания, так и через сигнальные цепи,

• разработана имитационная модель электрических цепей системы тягового электроснабжения (включающая тяговую подстанцию, тяговую сеть и электроподвижной состав) для исследования электромагнитных процессов,

• установлены зависимости уровня электромагнитных помех в питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ от качества электроэнергии питающей сети (внешней системы электроснабжения), типа выпрямительного агрегата подстанции, условий тяги и параметров тяговой сеги

Практическая ненность работы. Результаты научной работы заключаются в том, что

• разработано инструментальное средство в виде компьютерной модели для исследования и анализа электромагнитных процессов, протекающих в системе тягового электроснабжения и подверженных влиянию питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ, позволяющее проводить оценку уровня ЭМП во входных цепях аппаратуры РЦ на компьютере;

• рекомендованы технические и организационные меры по снижению электромагнитных помех во входных цепях аппаратуры РЦ,

• разработана методика оценки ЭМС аппаратуры РЦ с СТЭС и ЭПС,

• выполнено внедрение разработанной методики оценки ЭМС на предприятиях железнодорожной отрасли

Достоверность полученных результатов Достоверность исследования и результатов работы обеспечивалась путем сравнения данных, полученных экспериментально, аналитически и при моделировании работы системы тягового электроснабжения в схожих условиях В зависимости от полноты исходных данных, расхождение результатов при их сравнении варьировалось в пределах 5% Сравнение также показало, что формы и гармонический состав токов и напряжений в реальных цепях адекватны полученным при моделировании

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры, конференциях «Неделя науки», «Инфотранс» и международной конференции «Railway Traction Systems» (Япония)

Публикации. По теме диссертации опубликовано девять печатных работ, в том числе две из них - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для данной специальности

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы из 92 наименований и содержит 167 страниц основного текста, включая 19 таблиц и 51 рисунок

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении приводится обоснование актуальности темы диссертации, формулируются цели работы и задачи исследования, которые необходимо выполнить для достижения поставленной цели

Первая глава содержит аналитический обзор литературы в области электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения с аппаратурой РЦ и СЦБ, а также описание объектов и границ исследования

Большой вклад в развитие науки «Электромагнитная совместимость» внесли В С Аркатов, Д Аррилага, М П Бадер, Ю М. Бей, Б М Бородулин, А М Брылеев, А Т Бурков, Д В Гавзов, Л А Герман, Д В Ермоленко, Ю А Кравцов, А Б Косарев, Б И Косарев, А В Котельников, В М Лисенков, К Г Марквардт, Г С Магай, Р Р Мамошин, Б Меллит, Г А Минин, А В Наумов, В Н Пупынин, В В Сапожников, Вл В Сапожников, Р Д Хилл, Ю А Чернов, М Г Шалимов, В И Шаманов, А В Шишляков и другие ученые

Аналитический обзор литературы показал, что вопросы ЭМС системы тягового электроснабжения с питающей сетью и устройствами СЦБ (в том числе аппаратурой РЦ) изучены достаточно глубоко как теоретически, так и экспериментально Тем не менее, комплексный анализ электромагнитного воздействия на аппаратуру РЦ со стороны сигнальных цепей и цепей питания, предлагаемый в настоящей работе, не был затронут ни в одной работе Разносторонние исследования, проведенные в различных странах и условиях, несомненно, дают достаточно материала для дальнейшего развития теории электромагнитной совместимости, поэтому для комплексной оценки ЭМП, проникающих в аппаратуру РЦ через сигнальные и питающие цепи, требует-

ся их обобщение, анализ, и, на основе этого, разработка системного подхода с использованием современных средств моделирования Эти требования учитывались при выполнении диссертационной работы

СТЭС постоянного тока, рассматриваемая в работе как источник ЭМП, включает в себя все основные подсистемы питающую сеть (ПС), тяговую подстанцию (ТП), тяговую сеть (ТС) и электроподвижной состав (ЭПС) Рецепторами помех является аппаратура РЦ, которая может быть установлена на станциях (станционные устройства), или на открытом воздухе вблизи железнодорожной линии (напольные устройства) Область исследований в данной работе ограничивается рассмотрением гипотетического однопутного участка консольного питания СТЭС постоянного тока (12-ти или 6-и пульсовый выпрямитель) в совокупности с аппаратурой РЦ, питающейся от фидеров ТП и контролирующих интервальное движение на прилегающих к подстанции рельсовых цепях В качестве ЭПС выбран типовой электропоезд серии ЭД4 (аналоги - ЭТ2, ЭТ2М, ЭР2Т, ЭД2Т), как наиболее распространенный подвижной состав на пригородных железных дорогах постоянного тока

Во второй главе приводятся особенности электромагнитных процессов в СТЭС, описываются пути проникновения ЭМП в аппаратуру РЦ через питающие и сигнальные цепи, выбираются критерии оценки уровня ЭМП и приводятся математические модели электромагнитных процессов в цепях ТП, ТС и ЭПС Также в этой главе описывается методология исследования и выбирается программное обеспечение для моделирования процессов

Электромагнитные помехи, проникающие в питающие и сигнальные цепи аппаратуры РЦ, являются кондуктивными, то есть передающимися по проводящей среде Источниками кондуктивных ЭМП в СТЭС постоянного тока являются питающая сеть (система внешнего электроснабжения), выпрямитель на ТП, двигатели и преобразователи на ЭПС Принципиальная электрическая схема СТЭС постоянного тока с присоединенной аппаратурой РЦ представлена на рисунке 1

Питающая сеть Преобразователи подстанции

иш

Рисз'нок 1 Принципиальная электрическая схема СТЭС постоянного тока с ЭПС и аппаратурой РЦ

На рисунке 1 приняты следующие обозначения. G - питающая сеть (110 кВ или выше) с внутренним сопротивлением Х-ас и напряжением Unc, ПТ - понижающий трансформатор, преобразующий напряжение питающей сети Uuc в напряжение на шинах 10(6) кВ ТП £/ш; TT - тяговый трансформатор, питающий выпрямительный агрегат ВА, £р- сглаживающий реактор, ТСН -понижающий трансформатор собственных нужд; ШСН - шина питания собственных нужд 380 В, ТСЦБ - повышающий трансформатор СЦБ, BJIСЦБ -высоковольтная линия электроснабжения устройств СЦБ, ТрРЦ - понижающий однофазный трансформатор (типа ОМ), UРц - напряжение питающей цепи аппаратуры РЦ

На схеме показаны основные силовые устройства СТЭС, влияющие на уровень ЭМП, на примере консольной схемы питания В схеме можно выделить несколько электрических цепей, разделенных трансформаторами или выпрямителем, и имеющими различное функциональное назначение питающая сеть (ПС), шина 10 кВ ТП, цепь выпрямленного напряжения (тяговая сеть), ВЛ СЦБ, питающая цепь аппаратуры РЦ, сигнальная цепь аппаратуры РЦ Обозначим номера гармоник напряжения ПС буквой v, номера гармоник

9

цепи шины ТП и питающей цепи аппаратуры РЦ - £ номера гармоник цепи выпрямленного напряжения буквой п, номера частот сигнального тока РЦ в рельсах - е

Уровень ЭМП в питающих цепях аппаратуры РЦ определяется качеством электроэнергии, параметры которого задаются в стандарте ГОСТ 13109-97 с помощью показателей качества электроэнергии (ПЭН) Среди ПЭН для целей исследования влияния СТЭС на аппаратуру РЦ были выбраны три коэффициент и-й гармонической составляющей напряжения i£u(n)> коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Ки и коэффициент несимметрии напряжений обратной последовательности К2и Формулы для расчета коэффициентов и их допустимые значения определены в ГОСТ 13109-97

Уровень ЭМП в сигнальных цепях зависит от величины тока помехи в рельсах на частотах сигнального тока и от асимметрии токов в рельсах, определяемой коэффициентом асимметрии Требования к величине токов помехи от электропоездов на частотах сигнального тока РЦ (25, 50, 175, 420, 480, 580, 720, 780,4545, 5000, 5555 Гц) устанавливаются в НБЖТ ЦТ 03-98

Математическая модель работы трехфазного выпрямителя тяговой подстанции известна работа полупроводниковых преобразователей (выпрямителей) основана на переключении (коммутации) групп вентилей таким образом, чтобы в каждый момент времени ток на выходе преобразователя имел требуемую величину и протекал в нужном направлении Моделирование полупроводникового выпрямителя, как правило, основано на описании преобразователя единой системой дифференциальных уравнений, справедливой для всех структурных состояний преобразователя и позволяющей исследовать электромагнитные процессы В моменты времени, когда создаются условия проводимости или запирания ветвей, эквивалентные сопротивления изменяют свои значения, что вызывает изменение коэффициентов схемы, а не ее структуры Численное интегрирование дифференциальных уравнений позволяет определить формы кривых напряжения и токов в любой точке преобра-

зователя и, соответственно, цепи питающего и выпрямленного напряжения Количество дифференциальных уравнений зависит от количества пульсаций так, для 12-ти пульсовой схемы выпрямления необходимо решать систему из двенадцати (без учета коммутации) дифференциальных уравнений для каждого интервала времени

На моторные вагоны типовых электропоездов постоянного тока серии ЭД4 устанавливаются тяговые электродвигатели (ТЭД) напряжением 750 В и мощностью (в номинальном режиме) около 230 кВт, электрически соединенные последовательно Во время работы двигателя в режиме тяги его обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря, а при электрическом (рекуперативно-реостатном) торможении создается независимое возбуждение от специального статического возбудителя

При описании переходных процессов в электродвигателе пользуются дифференциальными уравнениями Так как в нем происходит преобразование электрической энергии в механическую, система уравнений, описывающих работу двигателя, включает как описание электромагнитных процессов в электрической схеме, так и процессов изменения механических величин Система уравнений для электродвигателя последовательного возбуждения имеет следующий вид

где и — мгновенное напряжение на зажимах двигателя, г — мгновенный ток двигателя, А, еа - э д с якоря, В, У - момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу двигателя, кг м2, сот - угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с, Мет - электромагнитный момент вращения двигателя, приведенный к валу двигателя, Н м, Л4 - момент сопротивления нагрузки, приведенный к валу двигателя, Н м

(О

Первое уравнение в системе уравнений (1) представляет собой описание электрической цепи, а второе - механической подсистемы электродвигателя Структурная схема модели электродвигателя, построенная на основе системы уравнений (1), показана рисунке 2

Рисунок 2 Структурная схема модели тягового двигателя

Тяговая сеть является многопроводной электрической цепью с распределенными параметрами и может быть представлена в виде Г-образной схемы замещения в продольной цепи каждого проводника имеется полное сопротивление г, а в поперечной цепи - полная проводимость Г, как показано на рисунке 3

тивлениями 2 и проводимостями У

В трехпроводной распределенной линии (такой, как тяговая сеть) изменение напряжения V и тока / в каждом из проводников для элементарного участка длиной дх может быть получено следующим образом

Каждая из математических моделей, приведенных выше, включает в себя систему (или несколько систем) дифференциальных уравнений, описывающих работу устройств Чтобы учесть взаимное влияние электромагнитных процессов в СТЭС, необходимо выполнить совместное решение дифференциальных уравнений модели выпрямителя и электродвигателей (система уравнений 1) во временной области Для определения величины искажения токов и напряжений при прохождении по ТС также следует решить системы дифференциальных уравнений (системы уравнений 2 и 3) Очевидно, что громоздкость систем уравнений и самих уравнений, а также разнородность систем, требует применение компьютерного моделирования с использованием численных методов решения дифференциальных уравнений Поэтому, для исследования электромагнитных процессов, протекающих в СТЭС, в настоящей работе выбирается метод имитационного моделирования на компьютере В качестве программного обеспечения при этом выбирается программа для инженерных расчетов МаЙаЬ и встроенный в него инструмент моделирования 8птш1шк

Третья глава содержит детальное описание моделирования электрических цепей системы тягового электроснабжения, которое включает в себя моделирование тяговой подстанции, электроподвижного состава, тяговой сети, измерительных блоков, а также описание методики измерения гармонических составляющих токов и напряжений

ск ёх сЬс

(3)

С точки зрения моделирования, электрическую цепь подстанции можно разделить на 3 части питающая сеть (система внешнего электроснабжения), устройства электроснабжения (силовые устройства тяговой подстанции), нетяговые потребители При создании модели в МаАаЬ/БшпЛшк эти цепи моделировались в отдельных блоках с тем, чтобы затем было удобнее ими оперировать при составлении модели СТЭС в целом. Для примера, на рисунке 4 показана силовая цепь блока тяговых преобразователей "Бй«?', смоделированных в системе Ма1:1аЬ/8тш1тк, в соответствии с силовой схемой (рисунок !)•

О*-

А

<5>-

<Z>-

рт стаи»

TSCB (ТЫ)

-KD

Bridge D

-KZ)

l_10!(V

&

J

Г' ь t>

XD

Ц

I I I

ГТ ITRDP) 1№¥->2х1Л(|5

—<D

a SCB

Bridge V

< Q

LI

VL SCB 10 KV

r4D

b_SCB

Рисунок 4 Блок тяговых устройств и нетяговых потребителей "Subst"

В схеме, изображенной на рисунке 4, ввод напряжения от ПС осуществляется через зажимы "А", "В", "С" на первичную обмотку понижающего трансформатора "PT(TRDN)", к шине подстанции подключаются тяговый трансформатор "TT(TRDP)", блок нетяговых потребителей (трансформаторы "TSN(TM)'" и "TSCB(TM)"), измеритель напряжения "V4" и тока "14", 12-ти пульсовая схема выпрямления реализуется с помощью блоков трехфазных мостовых выпрямителей "Bridge", присоединенных к тяговому трансформатору "TT(TRDP)", цепь нетяговых потребителей моделируется с помощью блоков "TSN(TM)" (трансформатор собственных нужд) и "TSCB(TM)" (по-

14

вышаюший трансформатор СЦБ), реактор подстанции реализуется индуктивностью 1Р

Блок "БиЬз?' имеет ряд выводов (интерфейсов или портов) для взаимодействия с электрическими цепями подстанции выводы тягового фидера "11_+3 3" и "и_-3 3", выводы питающего фидера трехфазной линии ВЛ СЦБ "а_8СВ", "Ь^СВ", "с_8СВ" Кроме этого, вывод "Ц_10кУ" выдает численное значение напряжения на шине ТП, измеренное блоком "У4", предварительно приведенное к фазному значению блоком "1лп->Ра2" Блок "14" измеряет величину тока в фазе А на шине подстанции

Моделирование электрической цепи электропоезда проводилось следующим образом Сначала моделировался блок электродвигателя (ТЭД) в соответствии со структурной схемой, показанной на рисунке 2, затем моделировалась электрическая цепь одного моторного вагона, в которую были включены блоки ТЭД, а на последнем этапе к двигателям подключались алгебраические блоки для расчета механических характеристик тяги После этого моторные вагоны соединялись друг с другом с тем, чтобы получить электропоезд с соответствующим количеством моторных вагонов

Тяговая сеть моделировалась как электрическая цепь, в соответствии с рисунком 3, при этом учитывались сопротивления взаимоиндукции между проводами и частотная зависимость активного сопротивления и индуктивно-стей проводников тяговой сети Сопротивления взаимоиндукции учитывались путем внедрения в тяговую сеть источников напряжения, генерировавших противо-ЭДС, в соответствии с величиной взаимного сопротивления и тока, протекающего в соседнем проводнике Частотно-зависимые сопротивления и индуктивности моделировались с помощью схем замещения, представляющих собой последовательно-параллельные соединения активных сопротивлений и индуктивностей

Модель СТЭС в целом показана на рисунке 5 Как и на рисунке 1, модель СТЭС состоит из следующих функциональных блоков 'Р8ТР" - ПС, "БиЬв^

- блок тяговых устройств и нетяговых потребителей (рисунок 4), "TS" -электрическая цепь ТС, "ED4" -электрическая цепь ЭПС, "Zscb" -сопротивление линии ВЛ СЦБ, "TSCB(TM)" - понижающий трансформатора для питания трехфазной аппаратуры СЦБ, "SCB Devices" - электрическая нагрузка аппаратуры СЦБ, "TrRC(OM)" - понижающий трансформатор для питания двухфазной нагрузки аппаратуры РЦ, "RC Devices" - двухфазная электрическая нагрузка аппаратуры РЦ

А iiraw UJOkV А l_10kV U_t33

8 U_-3 3

a_SCB

С с b_SCB o_SCB

PSTP SUbst

< ¡р U

<Ти

TS1 Ir1_0

Ir2 0

I ts

R1_1 И 1

1г2_1

ra 1 TS2

nij

R2_2

Gr1 Sr2

п

"1

TrRC(OM)

,1

RC Devices

TSCB (ТМ) 1»kV-»J8<IV

SCB Devices

Рисунок 5 Модель системы тягового электроснабжения в целом, выполненная в Ма1> (аЬ/БипиЬпк

После завершения моделирования была проведена проверка работы модели путем сравнения результатов моделирования с данными, полученными при натурных испытаниях и аналитических расчетах Результаты моделирования соответствовали экспериментальным данным и аналитическим расчетам с погрешностью в пределах 5%, что позволяет убедиться в достоверности работы имитационной модели системы тягового электроснабжения

В четвертой главе исследуется влияние гармоник питающей сети, типа выпрямителя, величины тягового тока и других факторов на уровень ЭМП в питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ и шине ТП Затем по резуль-

16

тэтам работы предлагаются меры по снижению ЭМП аппаратуры РЦ, разрабатывается методика оценки ЭМП и приводится технико-экономическое обоснование внедрения методики в качестве инструмента для расчета ЭМП.

ЭМП от ПС возникает тогда, когда в ПС имеются гармонические составляющие напряжения (тока) и/или несимметрия напряжений, и выражается в появлении или усилении ЭМП через питаюшие или сигнальные цепи аппаратуры РЦ. Для создания условий несинусоидальности напряжения, в каждую фазу источников напряжения, имитирующих ПС, вводятся дополнительные гармоники соответствующих частот, амплитуд и фазового сдвига. В случае, если к линиям ПС преимущественно присоединены 6-ти пульсовые (6-п.) выпрямители. принимается, что напряжение ПС содержит высшие гармоники с порядковыми номерами у=6ЬН, где к=1,2,3,..., т.е. у=5,7,1 1,13,... По аналогии, при преобладании тяговых подстанций с 12-ти пульсовыми (12-п.) выпрямителями, напряжение ПС содержит гармоники с номерами у=12Ш, т.е. у=11,13,23,25,.. Результаты моделирования - коэффициенты Ки и Кщ§ напряжения питающей цепи аппаратуры РЦ, в случае, когда гармоники порядка ч=6к+1 имеют прямую, а ч=6к-1 — обратную последовательность чередования фаз - представлены на рисунке 6.

N"5.7 v-S.7_ll.13 К2и-2%

Качество напряжении пнтахнией сети

□ Ки ККи(5) ОКи(7) ОКц(П) !■ Ки(13) |

>=5,7 «"11,13 «=5,7,11,13 К2и=2% Качество напряжения питающей сети

ВКи1ь<5) ОВД ОККП) ВЙ1(13)|

а) б)

Рисунок 6. Диаграммы зависимостей коэффициента Ки и Кщ^ от качества напряжения ПС при одном (а) и двух (б) ЭПС на линии при 12.-п. выпрямителе

На рисунке 6 видно, что, при использовании 12-п. выпрямителя Ки снижается. если у=11, 13; и увеличивается, если у=5, 7 или у=5,7,11,13. Это происходит за счет компенсации гармоник соответствующих порядков на шине

17

10 кВ ТП. При повышенном тяговом токе (2 ЭПС в режиме тяги) Ку и в питающих цепях значительно увеличиваются (рисунок 6.6). Также было установлено, что гармоники ПС порядков у=17,19,23,25,.. практически не влияют на значение Ки.

Тяговая подстанция, имеющая 6-п. выпрямители, создает другой уровень помехи по критериям Кц и как показано на рисунке 7. При сравнении с результатами на рисунке 6, коэффициенты Кц и существенно изменились при воздействии тех же гармоник V ПС. Измерение коэффициентов Ки и Кщ) в цепи шины 10 кВ подстанции показало, что они немного выше, чем в питающей цепи аппаратуры РЦ, что объясняется наличием гальванической развязки питания линии В Л СЦБ (рисунок 1).

а) б)

Рисунок 7. Зависимость Кц и Кщ) в питающей цепи £/Рц(а) и шинные 10 кВ подстанции иш (б) от качества напряжения в ПС при 6-пульс. выпрямителе

Значения коэффициентов К-ц питающей цепи аппаратуры РЦ и шины 10 кВ подстанции, полученные при различиях условиях моделирования (начальные условия, уменьшение мощности ПС, противоположное направление чередования фаз гармоник у=5,7,11,13 по отношению к начальным условиям), а также при различных схемах выпрямления и наличии различных гармоник в ПС (110кВ или выше), приведено в таблице 1. Результаты показывают, что коэффициент Кц, которым измеряется уровень ЭМП, варьируется в широких пределах как в питающих цепях аппаратуры РЦ (от 1,57% до 5,64%), так и на шине подстанции (от 2,22% до 6,17%) в зависимости от условий, режимов и

параметров работы системы тягового электроснабжения, а также типа тяговых устройств При сравнении с нормально допустимыми значениями, Кц соизмерим, но находится в пределах допустимых значений (за исключением двух случаев при использовании 6-п выпрямителя)

Таблица 1 Сравнение коэффициентов Кц при использовании различных типов выпрямителей и различных условий экспериментов ___

Цепь Тип выпр Условия Эксп 1 (у=0) Эксп 2 (у=5,7) Эксп 3 (VII, 13) Эксп 4 (у=5,7, 11,13) Эксп 5 К2и=2%

Начальные условия 2,63 3,78 1,57 3,16 2,65

1 и 12- пульс Уменьшение мощности ПС (на 50%) 2,92 4,00 1,85 3,32 2,94

5 Оч Э 12 2 ея ь ¡8 Й Противополож фазы гармоник 2,63 3,66 3,44 4,34 2,65

Начальные условия 3,67 2,46 3,76 2,42 3,69

С & Я с 6- пульс Уменьшение мощности ПС (на 50%) 4,14 2,78 4,25 2,76 4,10

ь?! Противополож фазы гармоник 3,67 5,49 3,88 5,64 3,69

Нормально-допуст значение, % 8 8 8 8 8

Начальные условия 3,33 4,39 2,22 3,63 3,37

а к 12-пульс Уменьшение мощности ПС (на 50%) 3,69 4,68 2,56 3,87 3,73

а я Противополож фазы гармоник 3,33 4,25 4,26 5,09 3,37

1 3 Начальные условия 4,18 3,09 4,27 3,02 4,20

3 а ^ Й 6-пульс Уменьшение мощности ПС (на 50%) 4,7 3,48 4,81 3,42 4,65

§ с Противополож фазы гармоник 4,18 5,96 4,50 6,17 4,20

Нормально-допуст значение,% 5 5 5 5 5

Анализ кривой тягового тока при моделировании системы тягового электроснабжения позволяет сделать вывод, что 1) основным источником токов помех на частотах сигнального тока 25 и 50 Гц является ЭПС, 2) величина токов помехи зависит как от работы выпрямителей, так и от работы ЭПС, 3) тяговая сеть незначительно искажает кривую тягового тока

Результаты моделирования показали, что токи помехи, возникающие в кривой тягового тока при движении электропоезда ЭД4 в режиме тяги для

19

рассматриваемых условий, имеют следующие значения на частоте е=25 Гц -в 1,5-2 раза превышают допустимый уровень (согласно нормам безопасности такое превышение является опасной помехой для аппаратуры РЦ), на частотах е=50 и 175 Гц - соизмеримы с допустимым уровнем помехи, но не превышают его, на частотах диапазона ТРЦЗ (£=420-780 Гц) - не превышают допустимых уровней помехи, на частотах диапазона ТРЦ4 (£=4545-5555 Гц) - существенно (в 8-10 раз) ниже допустимых уровней помехи Скачки тягового тока и токов помехи, обусловленные замыканием контакторов в цепи электроподвижного состава, превышают допустимые уровни помех, но не являются опасными для аппаратуры РЦ, так как их длительность не превышает 0,1 с

С помощью разработанной модели было продемонстрировано, что трехфазный фильтр компенсационного типа устанавливаемый в линию ВЛ С ЦБ, позволяет снизить коэффициент Kv с 7,51% до 0,52%, поэтому он может быть использован как техническая мера для снижения ЭМП через питающие цепи аппаратуры РЦ

В качестве организационных (предупредительных) мер для обеспечения ЭМС аппаратуры РЦ, в настоящей работе рекомендуется использовать разработанную компьютерную имитационную модель для исследования электромагнитных процессов, так как она позволяет- 1) оценивать ЭМС аппаратуры РЦ с системой тягового электроснабжения и ЭПС при помехах, проникающих через питающие и сигнальные цепи, 2) оценивать ЭМС системы тягового электроснабжения с питающей сетью (внешним электроснабжением) при проектировании нового или расчете существующего участка электроснабжения, 3) оценивать эффективность применения технических средств для снижения ЭМП, 4) оценивать ЭМС аппаратуры СЦБ и прочих нетяговых потребителей с системой тягового электроснабжения и ЭПС при воздействии через питающие цепи

На основе разработанной модели была создана методика оценки ЭМС аппаратуры РЦ, а также проведено технико-экономическое обоснование ее внедрения на предприятиях железнодорожного транспорта и в проектно-конструкторских организациях, занимающихся проектированием новой аппаратуры РЦ, испытаниями на электромагнитную совместимость и другими смежными задачами

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе для достижения поставленной цели были определен набор критериев для оценки кондуктивных ЭМП в питающей и сигнальной цепях аппаратуры РЦ (в питающей цепи - это коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кц, а в сигнальной цепи - величина тока помехи от тягового тока в рельсе), разработана имитационная компьютерная модель электрических цепей системы тягового электроснабжения, для исследования электромагнитных процессов С использованием модели было проведено исследование ЭМП в питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ и разработана методика расчета ЭМП По результатам работы были сделаны следующие выводы

1 При отрицательном чередовании фаз гармоник порядков 5 и 11 и положительном чередовании фаз гармоник 7 и 13 в питающей сети 110кВ, на шине 10 кВ возникает их компенсация с гармониками тех же частот, создаваемыми выпрямителем тяговой подстанции - это ведет к снижению коэффициента Кц,

2 На уровень ЭМП на шинах 10 кВ подстанции и в питающих цепях аппаратуры РЦ влияние оказывают

• амплитуды и фазы гармоник питающей сети 110 кВ порядков 5,7,11,13,

• тип преобразовательного агрегата тяговой подстанции,

• величина тягового тока,

• мощность питающей сети 110 кВ (в меньшей степени)

3 На уровень ЭМП в сигнальных цепях аппаратуры РЦ наибольшее влияние оказывают

• режим работы и тип электроподвижного состава,

• величина тягового тока,

• тип преобразовательного агрегата тяговой подстанции

4 Условия, создающие наихудшую электромагнитную обстановку в питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ, следующие

• наличие в питающей сети 110 кВ гармоник порядков у=5,7,11,13, если при этом направление чередования фаз гармоник 5 и 11 - положительное, а гармоник 7 и 13 - отрицательное,

• наличие двух и более единиц электроподвижного состава в режиме тяги в пределах одной электрической секции,

• наличие асимметрии сопротивлений рельсовых нитей

5 Электроподвижной состав при работе в тяговом режиме является источником токов помех на частотах сигнального тока РЦ, в частности, электропоездом ЭД4 создается опасная помеха на частоте 25 Гц, превышающая допустимый уровень в 1,5-2 раза при обычных условиях и, в 2-2,5 раза при наихудших условиях электромагнитной обстановки

6 Результаты, полученные с помощью разработанной имитационной модели системы тягового электроснабжения для анализа электромагнитных процессов, позволили рекомендовать для снижения ЭМП через питающие и сигнальные цепи аппаратуры РЦ следующие меры

• технические меры - устанавливать в цепь шин тяговых подстанций трехфазные фильтры для уменьшения гармоник порядков 5,7,11,13,

• организационные (предупредительные) меры - осуществлять предварительную оценку ЭМП на стадии проектирования рельсовых цепей и участков электроснабжения, а также при проведении обоснования на ЭМС перспективного подвижного состава (включая ЭПС с тири-сторно-импульсными преобразователями и асинхронным приводом)

22

7 Срок окупаемости Ток внедрения расчетной методики в качестве альтернативной натурным испытаниям на ЭМС аппаратуры РЦ и электроподвижного состава, составляет 0,55 года при проведении не менее 20 испытаний в год и 0,11 года при проведении 100 испытаний в год. Частичная замена (50%) испытаний моделированием сокращает приведенные затраты на 28%, а полная замена - на 83%

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Бочарников Ю В Классификация факторов системы тягового электроснабжения, влияющих на надежность функционирования аппаратуры тональных рельсовых цепей // Неделя науки-2004, М МИИТ, 2004 -С III 7-III 8

2 Моторкин А.В , Бочарников Ю В Влияние тягового электроснабжения постоянного тока на аппаратуру тональных рельсовых цепей // Неделя науки-2004, М МИИТ, 2004 - С III 32-III33

3 Бочарников Ю В Программа для расчета электромагнитного и гальванического воздействия тягового тока на работу рельсовых цепей на магистральных железных дорогах // Вестник МИИТа, выпуск №10 М МИИТ, 2004 - С. 45-49

4 Антонец В Р, Шмытинский В В , Лабецкая Г П, Бочарников Ю В Оценка показателей надежности волоконно-оптической линии связи с помощью имитационного моделирования отказов и восстановления // Девятая международная научно-практическая конференция «Информационные технологии на железнодорожном транспорте Инфотранс 2004», С-Петербург, 2004 -С 52-53

5 Бочарников Ю В Комплексный метод расчета токов и напряжений, возникающих в рельсе под воздействием электромагнитного и гальванического влияния тяговых токов // Сборник трудов Уральского государственного университета путей сообщения «Совершенствование

схем устройств электроснабжения транспорта и проектирование их конструкций», Выпуск 48 (131), 2005 - С 42-51.

6 Бочарников ЮВ Оптимизация расхода энергии электропоездом при движении на пригородных железных дорогах постоянного тока // Мир транспорта, Вып 4,2006 - С 28-36.

7 Bocharnikov Y V, Tobias А М, Roberts С, Hillmansen S , Goodman С J Optimal Driving Strategy for Traction Energy Saving on DC Suburban Railways // IET Electrical Power Application, Volume 1, Issue 5, September 2007, pp 675-682

8 Бочарников Ю В , Бадер M П, Антонец В Р Влияние качества электроэнергии питающей сети на уровень электромагнитного воздействия системы тягового электроснабжения на аппаратуру рельсовых цепей // Наука и техника транспорта, Вып 1,2008 - С 8-15

9 Бочарников Ю В Моделирование системы тягового электроснабжения для оценки электромагнитной совместимости со смежными системами // Технологии электромагнитной совместимости, № 1 (24), 2008 -

БОЧАРНИКОВ ЮРИЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И АППАРАТУРЫ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЧЕРЕЗ ПИТАЮЩИЕ И СИГНАЛЬНЫЕ ЦЕПИ

Специальность 05 14 02 - Электростанции и электроэнергетические системы

С 45-55

Объем 1,5 п л Заказ - iSßr

Подписано в печать <, Q-fy-. 2008 г Формат бумаги 60x84 1/16 Тираж 80 экз

127994, Москва, ул Образцова, 15 Типография МИИТ

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ МЕЖДУ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И АППАРАТУРОЙ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ.

1.1 Аналитический обзор литературы.

1.1.1 Общие вопросы электромагнитной совместимости на железнодорожном транспорте.

1.1.2 Тяговые подстанции и выпрямители как источники электромагнитных помех.

1.1.3 Электроподвижной состав как источник гармоник тягового тока.

1.1.4 Тяговая сеть как проводник электромагнитных помех.

1.1.5 Моделирование системы тягового электроснабжения для оценки 1 величины электромагнитных помех.

1.2 Объекты и границы исследования.

1.3 Выводы.

2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СОЗДАЮЩИЕ ПОМЕХИ В ЦЕПЯХ АППАРАТУРУ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ.

2.1 Особенности электромагнитных процессов в системе тягового электроснабжения постоянного тока.

2.1.1 Взаимодействие электромагнитных процессов в электрических цепях системы тягового электроснабжения.

2.1.2 Причины возникновения электромагнитных помех в питающих цепях аппаратуры рельсовых цепей.

2.1.3 Пути проникновения помех в сигнальные цепи аппаратуры рельсовых цепей.

2.2 Критерии оценки уровня электромагнитных помех на аппаратуру рельсовых цепей через питающие и сигнальные цепи.

2.3 Математические модели источников электромагнитных помех.

2.3.1 Модель работы выпрямителя тяговой подстанции.

2.3.2 Модель электромеханической системы тягового двигателя постоянного тока.

2.3.3. Модель электрической цепи тяговой сети с учетом взаимоиндукции

2.4 Методология исследования электромагнитных процессов в системе тягового электроснабжения.

2.5 Выбор программного обеспечения для имитационного моделирования.

2.6 Выводы.

3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ И РЕЦЕПТОРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.!.

3.1 Моделирование тяговой подстанции постоянного тока.

3.1.1 Описание силовой цепи тяговой подстанции.".

3.1.2 Питающая сеть.

3.1.3 Тяговые устройства и цепь нетяговых потребителей.:.

3.1.4 Модель электрической цепи тяговой подстанции.

3.2 Моделирование электропоезда ЭД4.

3.2.1 Тяговый электродвигатель.

3.2.2 Силовая цепь электроподвижного состава на примере электропоезда ЭД4.

3.3 Моделирование электрической цепи тяговой сети.

3.3.1 Формулы для расчета электрических параметров контактной сети

3.3.2 Выражения для расчета электрических параметров рельсов.

3.3.3 Расчет и исследование частотной зависимости сопротивлений тяговой сети.

3.3.4 Синтез двухполюсника с частотно-зависимым входным сопротивлением.

3.3.5 Моделирование тяговой сети в программе Matlab/Simulink.

3.4 Методика разложения электрического сигнала с использованием преобразования Фурье.

3.5 Моделирование измерительных компонентов в программе Matlab/Simulink.

3.6 Модель системы тягового электроснабжения и режимы ее работы.

3.7 Проверка достоверности расчетов (верификация) разработанной модели

3.8 Выводы.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА УРОВЕНЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ В ПИТАЮЩИХ И СИГНАЛЬНЫХ ЦЕПЯХ АППАРАТУРЫ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ.

4.1 Влияние качества электроэнергии питающей сети и тягового оборудования подстанции на уровень электромагнитных помех.

4.1.1 Условия проведения расчетных экспериментов.

4.1.2 Электромагнитные помехи при 12-ти пульсовых выпрямителях .Л

4.1.2.1 Влияние гармоник питающей сети различного порядка.

4.1.2.2 Влияние сопротивления питающей сети.

4.1.2.3. Влияние фазы гармоник питающей сети.

4.1.2.4 Влияние через сигнальные цепи аппаратуры РЦ.

4.1.3 Электромагнитные помехи при 6-ти пульсовом выпрямителе.

4.1.3.1 Помехи через питающие цепи аппаратуры РЦ.

4.1.3.2 Влияние через сигнальные цепи аппаратуры РЦ.

4.1.4 Сравнение значений смоделированных электромагнитных помех, проникающих через питающие цепи, с нормативными значениями.

4.2 Влияние электроподвижного состава на величины токов помехи.

4.2.1 Описание временных диаграмм токов помехи.

4.2.2 Анализ степени влияния электроподвижного состава и тяговой сети на величины токов помехи в контактном проводе и рельсах.

4.3 Влияние параметров рельсовой линии на электромагнитные помехи через сигнальные цепи.

4.4 Определение наихудших условий электромагнитной совместимости и разработка мер по снижению электромагнитных помех.

4.4.1 Наихудшие условия электромагнитной совместимости.

4.4.2 Технические меры для снижения уровня электромагнитных помех

4.4.3 Организационные меры для снижения уровня электромагнитных помех.

4.5 Технико-экономическое обоснование внедрения методики оценки электромагнитной совместимости аппаратуры рельсовых цепей.

4.5.1 Общие сведения.

4.5.2 Расчет капитальных затрат при сравнении вариантов экспериментальной и расчетной оценки электромагнитной совместимости.

4.5.3 Расчет эксплуатационных расходов для различных вариантов.

4.5.4 Количественная оценка экономической эффективности и сравнение различных вариантов.

4.6 Результаты и выводы.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ.

Актуальность исследования

Системы интервального регулирования и электрической централизации на железных дорогах являются основными по обеспечению безопасности движения на перегонах и станциях соответственно. В качестве датчиков информации о местонахождении подвижного состава, занятости участка железной дороги и целостности рельсовой линии эти системы используют рельсовые цепи.

Работа рельсовых цепей (РЦ) основана на использовании сигнальных токов, передающихся между приемником и передатчиком по рельсовой линии: сигнал может быть как постоянного, так и переменного тока в различных частотных диапазонах. В то же время, на электрифицированных железных дорогах рельсы являются обратным проводником тягового тока: ток от электроподвижного состава (ЭПС) возвращается на тяговую подстанцию (ТП) через рельсы. Таким образом, если в тяговом токе присутствуют помехи на частоте сигнального тока рельсовых цепей, то они могут оказывать мешающее и опасное влияние на аппаратуру РЦ через сигнальные цепи. Аппаратура РЦ получает электроэнергию от фидеров ТП через высоковольтную линию электроснабжения устройств сигнализации, централизации и блокировки (BJIСЦБ), при этом, некачественная электроэнергия также может оказывать мешающее влияние на работу аппаратуры РЦ. Таким образом, аппаратура РЦ работает в условиях воздействия электромагнитных помех, созданных системой тягового электроснабжения (СТЭС) и ЭПС, и проникающих через питающие и сигнальные цепи.

Согласно статистическим данным, на всей сети Российских железных дорог в 2006 году по вине службы электроснабжения (Э) был допущен 871 отказ рельсовых цепей (20% от всех отказов устройств железнодорожной автоматики по вине службы Э), общая продолжительность которых составила 1250 часов 49 минут. Основной причиной отказов рельсовых цепей была некачественная электроэнергия в линиях ВЛ СЦБ. В 2006 году также был зафиксирован ряд отказов по причине асимметрии тяговых токов в рельсах, которые повлекли за собой проникновение в приемную аппаратуру РЦ через сигнальные цепи токов помехи, превышающих допустимый уровень.

Для того, чтобы снизить количество отказов рельсовых цепей, необходимо установить причину превышения установленных норм по качеству электроэнергии и величине токов помехи в рельсах, и определить источники электромагнитных помех (ЭМП) через питающие и сигнальные цепи. Экспериментально проанализировать электромагнитные процессы, происходящие в цепях СТЭС и ЭПС достаточно сложно и дорого, поэтому для исследований электромагнитных процессов была разработана имитационная модель, которая позволяет моделировать электромагнитные процессы при различных параметрах СТЭС, измерять любые электрические параметры в любой точке цепей ТП, ЭПС и тяговой сети. На основе полученных данных была оценена степень электромагнитного влияния тягового тока на качество электрической энергии в цепях электропитания аппаратуры РЦ и величина помех, возникающих в сигнальных цепях аппаратуры РЦ.

По определению, электромагнитной совместимостью (ЭМС) технических средств называется способность технического средства функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке (ЭМО) и не создавать недопустимых электромагнитных помех (ЭМП) другим техническихм средствам [1]. Принимая во внимание сказанное выше, обеспечение электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения и аппаратуры рельсовых цепей является важной научно-технической задачей, решение которой предлагается в данной работе.

Актуальность данной диссертации заключается в том, что она посвящена изучению электромагнитной совместимости (ЭМС) устройств и систем, которые непосредственно влияют на безопасность движения поездов. Исследование, проведенное в работе, позволило определить причины электромагнитных помех, разработать меры по их снижению, что должно привести к уменьшению количества отказов рельсовых цепей и, следовательно, повышению безопасность движения поездов.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель работы — определить условия работы и параметры системы тягового электроснабжения, при которых возникают наибольшие электромагнитные помехи на аппаратуру рельсовых цепей, проникающие через питающие и сигнальные цепи, разработать методику оценки электромагнитной совместимости и предложить меры для снижения электромагнитного воздействия.

Для достижения цели в работе были решены следующие задачи:

• выбраны критерии оценки уровня ЭМП через питающие и сигнальные цепи аппаратуры РЦ;

• разработана имитационная модель СТЭС (включающая ТП, тяговую сеть (ТС) и ЭПС) для анализа электромагнитных процессов;

• оценен уровень электромагнитных помех на шинах ТП и в питающих цепях аппаратуры РЦ при несинусоидальности и несимметрии напряжения в питающей сети и различных типах выпрямителей подстанции;

• исследовано влияние различных типов выпрямителей и ЭПС на уровень токов помехи в рельсах на частотах сигнального тока;

• рекомендованы защитные меры для снижения ЭМП.

Научная новизна работы

Научная новизна заключается в следующем:

• предложен новый подход к оценке электромагнитной совместимости аппаратуры рельсовых цепей и системы тягового электроснабжения, основанный на комплексной оценке электромагнитного влияния, как через цепи питания, так и через сигнальные цепи;

• разработана имитационная модель электрических цепей системы тягового электроснабжения (включающая тяговую подстанцию тяговую сеть и электроподвижной состав) для исследования электромагнитных процессов;

• установлены зависимости уровня электромагнитных помех в питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ от качества электроэнергии питающей сети (внешней системы электроснабжения), типа выпрямительного агрегата подстанции, условий тяги и параметров тяговой сети.

Практическая ценность работы

Практическая ценность работы заключаются в том, что:

• разработано инструментальное средство в виде компьютерной модели для исследования и анализа электромагнитных процессов, протекающих в системе тягового электроснабжения и подверженных влиянию питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ;

• рекомендованы технические и организационные меры по снижению электромагнитных помех во входных цепях аппаратуры РЦ;

• разработана методика оценки ЭМС аппаратуры РЦ с СТЭС и ЭПС;

• выполнено внедрение разработанной методики оценки ЭМС на предприятиях железнодорожной отрасли.

Достоверность полученных результатов

Достоверность исследования и результатов работы обеспечивалась путем сравнения данных, полученных экспериментально, аналитически и при моделировании работы системы тягового электроснабжения в схожих условиях. В зависимости от полноты исходных данных, расхождение результатов при их сравнении варьировалось в пределах 5%. Сравнение также показало, что формы и гармонический состав токов и напряжений в реальных цепях адекватны полученным при моделировании.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры, конференциях «Неделя науки», «Инфотранс» и международной конференции «Railway Traction Systems» (Япония). По теме диссертации опубликовано девять печатных работ, в том числе две из них - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ для данной специальности.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по диссертации, списка сокращений и списка использованной литературы и приложений.

Основные результаты диссертационной работы следующие.

1. Определен набор критериев для оценки кондуктивной ЭМП в питающей и сигнальной цепях аппаратуры РЦ.

2. Разработана имитационная модель системы тягового электроснабжения (включающая тяговую подстанцию, электроподвижной состав, тяговую сеть) для исследования электромагнитных процессов.

3. Проведено исследование электромагнитных процессов в цепях системы тягового электроснабжения и аппаратуры РЦ при типовых параметрах системы. Результаты моделирования ЭМП на шине подстанции ЮкВ и в питающей цепи аппаратуры РЦ следующие:

• при компенсации гармоник порядков 5,7,11,13 на шине ЮкВ подстанции, уровень ЭМП (по критерию коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения Кц) может снизиться на 40% при использовании 12-ти пульсовых выпрямителей, и снизиться на 35% при использовании 6-ти пульсовых выпрямителей на подстанции;

• гармоники порядков 17 и выше в питающей сети 110 кВ мало влияют на уровень Кц на шине 10 кВ подстанции и в питающих цепях аппаратуры

РЦ;

• амплитуды гармоник и коэффициент Кц в питающей цепи аппаратуры РЦ снижаются на 5-20% по сравнению с шиной 10 кВ тяговой подстанции за счет наличия гальванической развязки (понижающих и повышающих трансформаторов);

• в питающих цепях аппаратуры РЦ значения коэффициентов Kv и Кщ„) (коэффициент п-й гармонической составляющей) не превышает допустимых норм;

• в цепи шины 10 кВ подстанции коэффициенты Ки, Кщ5), Кщ^, КщП), Хиоз) могут превышать нормативные значения, что может привести к неправильной работе нетяговых устройств, питающихся от шины.

4. Результаты моделирования показали, что токи помехи, возникающие в кривой тягового тока при движении электропоезда ЭД4 в режиме тяги, имеют следующие значения:

• на частоте е=25 Гц - в 1,5-2 раза превышают допустимый уровень; согласно нормам безопасности такое превышение является опасной помехой для аппаратуры РЦ;

• на частотах е—50 и 175 Гц - соизмеримы с допустимым уровнем помехи, но не превышают его;

• на частотах диапазона ТРЦЗ (е=420-^780 Гц) - не превышают допустимых уровней помехи;

• на частотах диапазона ТРЦ4 (е=4545-^-5555 Гц) - существенно (в 8-10 раз) ниже допустимых уровней помехи

• скачки тягового тока и токов помехи, обусловленные замыканием контакторов в цепи электроподвижного состава, превышают допустимые уровни помех, но не являются опасными для аппаратуры РЦ, так как их* длительность не превышает 0,1 с.

5. Разработана методика оценки ЭМС аппаратуры РЦ (расчет величин ЭМП) с устройствами электроснабжения и электроподвижным составом.

6. Выполнено технико-экономическое обоснование и проведено внедрение методики оценки ЭМС на предприятиях железнодорожной отрасли.

По результатам работы были сделаны следующие выводы.

1. При отрицательном чередовании фаз гармоник порядков 5 и 11 и положительном чередовании фаз гармоник 7 и 13 в питающей сети 110 кВ, на шине 10 кВ возникает их компенсация с гармониками тех же частот, создаваемыми выпрямителем тяговой подстанции — это ведет к снижению коэффициента Кц;

2. На уровень ЭМП на шипе 10 кВ подстанции и в питающих цепях аппаратуры РЦ, влияние оказывают:

• амплитуды и фазы гармоник питающей сети 110 кВ порядков 5,7,11,13;

• тип преобразовательного агрегата тяговой подстанции;

• величина тягового тока;

• мощность питающей сети 110 кВ (в меньшей степени).

3. На уровень ЭМП в сигнальных цепях аппаратуры РЦ влияние оказывают:

• режим работы и тип электроподвижного состава;

• величина тягового тока;

• тип преобразовательного агрегата тяговой подстанции.

4. Условия, создающие наихудшую электромагнитную обстановку в питающих и сигнальных цепях аппаратуры РЦ, следующие:

• наличие в питающей сети 110 кВ гармоник порядков v=5,7,11,13, при этом направление чередования фаз гармоник 5 и 11 — положительное, а гармоник 7 и 13 - отрицательное;

• наличие двух и более единиц электроподвижного состава в режиме тяги в пределах одной электрической секции;

• наличие асимметрии сопротивлений рельсовых нитей.

5. Электроподвижной состав, при работе в тяговом режиме, является источником токов помех на частотах сигнального тока РЦ; в частности, электропоездом ЭД4 создается опасная помеха на частоте 25 Гц, превышающая допустимый уровень в 1,5-2 раза при обычных условиях и, в 2-2,5 раза при наихудших условиях электромагнитной обстановки.

6. Результаты, полученные с помощью разработанной имитационной модели системы тягового электроснабжения для анализа электромагнитных процессов, позволили рекомендовать для снижения ЭМП через питающие и сигнальные цепи аппаратуры РЦ следующие меры:

• технические меры — устанавливать в цепь шин тяговых подстанций трехфазные фильтры для уменьшения гармоник порядков 5, 7, 11, 13;

• организационные (предупредительные) меры — осуществлять предварительную оценку ЭМП на стадии проектирования рельсовых цепей и участков электроснабжения, а также при проведении обоснования на ЭМС перспективного подвижного состава (включая ЭПС с тиристорно-импульсными преобразователями и асинхронным приводом).

7. Срок окупаемости Гок внедрения расчетной методики в качестве альтернативной натурным испытаниям на ЭМС аппаратуры РЦ и электроподвижного состава, составляет 0,55 года при проведении не менее 20 испытаний в год и 0,11 года при проведении 100 испытаний в год. Частичная замена (50%) испытаний моделированием сокращает приведенные затраты на 28%, а полная замена — на 83%.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ

BJT СЦБ - высоковольтные линии электропитания устройств сигнализации, централизации и блокировки ДТ - дроссель-трансформатор

ЖАТ — железнодорожная автоматика и телемеханика КЗ - короткое замыкание КС - контактная сеть

ЛПЭ - линия продольного электроснабжения

ТП - тяговая подстанция

ТРЦ - тональные рельсовые цепи

ТРЦЗ - частотный диапазон, включающий в себя частоты сигнальных токов е=420 Гц, е=480 Гц, £=580 Гц, £=720 Гц, £=780 Гц ТРЦ4 - частотный диапазон, включающий в себя частоты сигнальных токов

4545 Гц, £=5000 Гц, £=5555 Гц ТС — тяговая сеть

ТСН - трансформатор собственных нужд ТСЦБ — повышающий трансформатор СЦБ ТЭД — тяговый электродвигатель

ПС - питающая сеть подстанции (система внешнего электроснабжения) РЦ - рельсовая цепь РШ - релейный шкаф

СЦБ - сигнализация, централизация, блокировка СТЭС — система тягового электроснабжения ТС - тяговая сеть

ЭМО — электромагнитная обстановка ЭМП — электромагнитная помеха ЭМС - электромагнитная совместимость ЭПС - электроподвижной состав XX - холостой ход

1. ГОСТ 30372-95. Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. М., 1996. — 16 с.

2. ГОСТ Р 51317.2.5—2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств. — М.: Госстандарт России, 2001. 38 с.

3. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М., 1998. - 31 с.

4. НБЖТ ЦТ 03-98. Нормы безопасности железнодорожного транспорта. Электропоезда. Требования по сертификации. — М.: МПС, 1998. — 54 с.

5. ГОСТ Р 50656-2001. Совместтмость технических средств электромагнитная. Технические средства железнодорожной автоматики и телемеханики. Требования и методы испытаний. М.: Госстандарт России, 2002. - 16 с.

6. Марквардт К.Г. (под ред.) Справочник по электроснабжению железных дорог. Т.1.-М: Транспорт, 1980.-256 с.

7. Шалимов М.Г. (под ред.), Барковский Б.С., Магай Г.С., Маценко В.П., Панфиль М.С. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций. М.: Транспорт, 1990. — 127 с.

8. Allan J., Chan S., Shao Z.Y., Mellitt B. Low frequency and radio frequency electromagnetic compatibility for rapid transit railways // Conference of European Power Electronics Association, Brighton, United Kingdom, 13-16 September 1993, pp 106-111

9. Hill R.J. Electric Railway Traction. Part 6. Electromagnetic compatibility -disturbance sources and equipment susceptibility // Power Engineering Journal, December 1997, pp 31-39

10. Hill R.J. Electric Railway Traction. Part 7. Electromagnetic interference in traction systems // Power Engineering Journal, December 1997, pp 259-266

11. Rambukwella N. Some low frequency EMC issues in electrified railways // International Conference on Development in Mass Transit Systems, 20-23 April 1998, pp 260-265

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

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

14. Косарев Б.И. Заземление электроустановок транспортных тоннелей. — М.: МИИТ, 2005-271 с.

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

16. Дарчиев С.Х., Косарев Б.И., Мориц Э.Я. Устройства электроснабжения Байкало-амурской магистрали. -М.: Транспорт, 1989. 176 с.

17. ЦЭ-462. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации. М.: МПС, 1997. - 78 с.

18. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи.— М.: Транспорт, 2001 -464 с.

19. Евдокимов С.А. Анализ и синтез схемных решений трехфазных многопульсных выпрямителей с естественной коммутацией: Диссертация кандидата технических наук. — Новосибирск, 2006. — 231 с.

20. Скоков Р.Б. Снижение влияния тяговой сети постоянного тока на автоблокировку с тональными рельсовыми цепями: Автореферат диссертации на соискание степени кандидата технических наук. Омск, 2004.- 18 с.

21. Borchard L.O., Beukes H.J., Enslin J.H.R. Development of regenerative 3kV do traction substation with active power filter capability // Computers in Railways VII, WIT Press, 2000, pp 567-575

22. Wilkinson R., Putter C., Enslin J. DC-side harmonic compensation in DC traction applications // IEEE 1996, pp 827-832

23. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость тягового электроснабжения с линиями связи, устройствами железнодорожной автоматики и питающими электросетями: Диссертация доктора технических наук. М.: МИИТ, 1999.-471 с.

24. Prudenzi A. Estimation of Electrical Traction Load Harmonic Impact on Distribution Networks // IEEE 2003, pp 1166-1171

25. Бородулин Б.М., Герман JI.A., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983. — 183 с.

26. Розанов Ю.К., Гринберг Р.П. Гибридные фильтры для снижения несинусоидальности тока и напряжения в системах электроснабжения // Электротехника, №10, 2006. С. 55-60

27. Находкин М.Д. (под ред.) Проектирование тяговых электрических машин. М.: Транспорт, 1976. - 624 с.

28. Антонюк М.С. Регулятор скорости для электровоза ЧС2К с индивидуальными электропневматическими контакторами реостатного пуска: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук-М.: МИИТ, 2007. 188 с.

29. Просвирин Б.К. Электропоезда постоянного тока. М.: УМК МПС России, 2001.-668 с.

30. Просвирин Б.К. Электрические схемы электропоезда. Силовая схема моторного и головного вагонов // Локомотив, 2001, №5

31. Руководство по устройству электропоездов серии ЭТ2, ЭР2Т, ЭД2Т, ЭТ2М. — М.: Центр коммерческих разработок, 2005. — 184 с.

32. Цукало П.В., Просвирин Б.К. Эксплуатация электропоездов: справочник. М.: Транспорт, 1994 - 383 с.

33. Holtz J., Klein H-J. The Propagation of Harmonic Currents Generated by Inverter-Fed Locomotives in the Distributed Overhead Supply System // IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 4, No.2, April 1989, 168-174

34. Langella R., Solazzo A., Testa A. Modeling Waveform Distortion Produced by DC Locomotive Conversion System. Part 1: Locomotive Model // IEEE 11th International Conference on Harmonics and Quality of Power, 2004, pp 477482

35. Langella R., Solazzo A., Testa A. Modeling Waveform Distortion Produced by DC Locomotive Conversion System. Part 2: Italian Railway System Model // IEEE 11 th International Conference on Harmonics and Quality of Power, 2004, pp 483-488

36. Брылеев A.M., Кравцов Ю.А., Шишляков A.B. Теория, устройство и работа рельсовых цепей. М.: Транспорт, 1978. — 344 с.

37. Zajac W., Scelag A. Harmonic Distortion Caused by Suburban and Underground Rolling Stock with D.C. Motors // CIEP Conference, Cuernavaca, Mexico, 14-17 October 1996, pp 200-206

38. Шевердин И.Н., Шаманов В.И., Трофимов Ю.А. Влияние тяжеловесных поездов на рельсовые цепи и AJIC // Автоматика, связь, информатика, №8, 2004. С. 24-29

39. Антонов А.А. Повышение работоспособности станционных рельсовых цепей: Диссертация кандидата технических наук — М.: МИИТ, 2007. — 204 с.

40. Аркатов B.C., Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. — М.: Транспорт, 1990. — 295 с.

41. Hill R.J., Carpenter D.C. Determination of rail internal impedance for electric traction system simulation // IEE Proceedings-B, Vol. 138, No. 6, November 1991, pp 311-321

42. Hill R.J., Carpenter D.C. Rail Track Distributed Transmission Line Impedance and Admittance: Theoretical Modeling and Experimental Results // IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, VOL. 42, NO. 2, MAY 1993, pp 225-241

43. Hill R.J., Fracchia M., Pozzobon P., Sciutto G. A frequency domain model for 3 kV DC traction DC-side resonance identification // IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 10, No. 3, August 1995, pp 1369-1375

44. Hill R.J., Brillante S., Leonard PJ. Electromagnetic field modelling for transmission line distributed parameters of railway track // IEE Proc-Electrical Power Application, Vol. 146, No. 1, January 1999, pp 53-59

45. Hill R.J., Brillante S., Leonard P J. Railway track transmission line parameters from finite element field modelling: Shunt Admittance // IEE Proc-Electrical Power Application, Vol. 147, No. 3, May 2000, pp 227-238

46. Пупынин B.H. Синтез схемы замещения тяговой сети постоянного тока в переходном режиме по ее частотной характеристике // Труды МИИТ. — 1970. Вып. 340.-С. 113-125

47. Coles P.С., Fracchia M., Hill R.J., Pozzobon P., Szelag A. Identification of catenary harmonics in 3kv DC railway traction systems // 7th Mediterranean Electrotechnical Conference, 12-14 April 1994. IEEE Proceedings vol.2 1994, pp 825-828

48. Brillante S. Hill R.J. Pozzobon A., Sciutto G. Modelling for Electromagnetic Interference Assessment in Electric Railway Traction System // IEE Conference "Electric Railways in a United Europe". 27-30 March 1995, pp 148-152

49. Лукьянов П.Ю. Модель энергосбережения в контактной сети и рельсах // Мир транспорта, №3, 2006. С. 33-36

50. Бочарников Ю.В. Программа для расчета электромагнитного и гальванического воздействия тягового тока на работу рельсовых цепей на магистральных железных дорогах // Вестник МИИТ, выпуск №10. М.: МИИТ, 2004. С. 45-49

51. Артюх А.Н., Косарев А.Б. Матричный метод расчета токораспределения в многопроводных тяговых сетях переменного тока // Сб. науч. трудов ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1991. 119 с.

52. Сербиненко Д.В., Хлопков М.С. Расчет электромагнитных процессов в тяговых сетях постоянного тока // Технологии электромагнитной совместимости, №2(5), 2003. С. 65-68

53. Сербиненко Д. В., Хлопков М. С. Электромагнитные процессы в тяговой сети и их влияние на показатели качества электрической энергии // Вестник ВНИИЖТ, 2003, №3. С. 38-42

54. Kneschke Т., Mbika P. Determination of Traction Power Distribution System Impedance and Susceptances for AC Railroad Electrification Systems // Proceedings of the 2004 ASME/IEEE Joint Rail Conference April 6-8, 2004, Baltimore, Maryland, USA, pp 27-34

55. ЦЭ-191. Инструкция по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах. М.: МПС, 1993. - 68 с.

56. Наумов А.В., Наумов А.А. Выбор параметров и правила построения обратной тяговой рельсовой сети на электрифицированных железных дорогах со скоростным и тяжеловесным движением. М.: Интекст, 2005. - 143 с.

57. Котельников А.В., Наумов А.В., Наумов А.А., Закиев Е.Э. Оптимизация параметров цепей обратного тока тягового электроснабжения в условиях интенсификации движения и повышения весовых норм поездов // Вестник ВНИИЖТ, 2006, №1. С. 3-12

58. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0. СПб.: Корона-Принт, 2001 - 320 с.

59. Бочарников Ю.В. Оптимизация расхода энергии электропоездом при • движении на пригородных железных дорогах постоянного тока // Мир Транспорта, Вып.4, 2006. С. 28-36

60. Bocharnikov Y.V., Tobias A.M., Roberts С., Hillmansen S., Goodman C.J. Optimal Driving Strategy for Traction Energy Saving on DC Suburban Railways // IET Electrical Power Application, Volume 1, Issue 5, September 2007, pp. 675-682

61. Chang C.S., Wang F., Lock K.S. Harmonic worst case identification and filter optimal design of MRT systems using genetic algorithms // IEE Proc.-Electrical Power Application, Vol. 144, No. 5, September 1997, pp 372-380

62. Chang C.S., Lu L.R., Wang F. Application of Differential Evolution for Harmonic Worst-case Identification of Mass Rapid Transit Power Supply System // IEEE Congress on Evolutionary Computation. Volume 1, 8-12 December 2003, pp 593-599

63. Сузгаев M.B. Мониторинг режимов работы и технического состояния трансформаторов тяговых подстанций при наличии высших гармоник // Железные дороги мира, №6, 2007. С. 58-60

64. Бочарников Ю.В. Классификация факторов системы тягового электроснабжения, влияющих на надежность функционирования аппаратуры тональных рельсовых цепей // Неделя науки, М.: МИИТ, 2004

65. Prudenzi A. Estimation of Electrical Traction Load Harmonic Impact on Distribution Networks // IEEE, 2003, pp 1166-1171

66. Мансон X. Оптимальный подвижной состав и его техническое обслуживание в системе грузовых перевозок будущего // Железные дороги мира, №1, 2007. С. 28-37

67. Осипов С.И., Осипов С.С. Основы тяги поездов. — М.: УМК МПС России, 2000.-592 с.

68. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник, изд. 11-е. — М.: "Гардарики", 2006. — 701 с.

69. Андреев В.В. Разработка обобщенной модели процесса движения поезда // Сборник научных трудов МИИТ, М.: МИИТ, 2002

70. Андреев В.В. Разработка обобщенной модели системы электрической тяги. // Сборник научных трудов МИИТ, М.: МИИТ, 2004

71. Хемди А.Т. Введение в исследование операций. М.: Диалектика, 2007. — 912 с.

72. Бочарников Ю.В., Бадер М.П., Антонец В.Р. Влияние качества электроэнергии питающей сети на уровень электромагнитного воздействия системы тягового электроснабжения на аппаратуру рельсовых цепей // Наука и техника транспорта, Вып.1, 2008. — С. 8-15

73. Бочарников Ю.В. Моделирование системы тягового электроснабжения для оценки электромагнитной совместимости со смежными системами // Технологии электромагнитной совместимости, № 1 (24), 2008. — С. 45-55

74. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов). ОАО «РЖД», филиал «Проектно-конструкторское бюро по электрификации железных дорог». — М.: Трансиздат, 2004 384 с.

75. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике: Справочник для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978. - 832 с.

76. Klewe M.R.G. Interference between Power Systems and Telecommunications Lines. London, U.K.: Edward Arnold, 1958

77. Толстов Ю.Г. Теория линейных электрических цепей. М.: «Высшая школа», 1978 279 с.

78. Харкевич А.А. Спектры и анализ. — М.: Издательство ЛКИ, 2007. — 240 с.

79. Бадер М.П. и др. Компенсационный фильтр трехфазной сети переменного тока. Авторское свидетельство на изобретение №1146771, 1985

80. Экономика железнодорожного транспорта. Учебник под редакцией В.А. Дмитриева. М.: Транспорт, 1996. — 328 с.

81. Руководящие материалы по релейной защите систем тягового электроснабжения. Департамент электрификации и электроснабжения МПС РФ. -М.: Трансиздат, 1999. 97 с.

82. Косарев Б.И. Электробезопасность в тяговых сетях переменного тока. — М.: Транспорт, 1988. 216 с.

83. Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник. Кн. 1.— М.: НПФ «Планета», 2000 960 с.