автореферат диссертации по транспорту, 05.22.09, диссертация на тему:Показатели электромагнитной совместимости и методы обеспечения в системе электрической тяги переменного тока

РГБ ОД

К /

На правах рукописи "

ЕРМОЛЕНКО Дмитрий Владимирович

I

ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ И МЕТОДЫЁЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

05.22.09 - Электрификация железнодорожного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1999 г.

Работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ).

Научный консультант:

- доктор технических наук, профессор

КУЧУМОВ Владислав Алексеевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Сухопрудский Николай Дмитриевич (МГУПС);

- доктор технических наук, профессор

Герман Леонид Абрамович (РГОТУПС);

- доктор технических наук, профессор

Черемисин Василий Титович (ОмГАПС).

Ведущая организация -

Восточно-Сибирская железная дорога

Защита состоится «_

» " 1/0 Я о}.

ОРЬ Д1Ш

1999 г. в

•/5

час.

мин. на

заседании диссертационного совета Д 114.01.02 при Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта по адресу: • 129851, Москва, ул. 3-я Мытищинская, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан «6а ОКТЯБРЯ 1999 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу совета института.

Учень*1й секретарь диссертационного совета, .доктор технических наук

П.Т. Гребенюк

ОЩОб-ОМуО

На правах рукописи

ЕРМОЛЕНКО Дмитрий Владимирович

ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ И МЕТОДЫ ЕЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

05.22.09 - Электрификация железнодорожного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1999 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Тиристорные преобразователи электроподвижного состава (ЭПС) выполняют плавное регулирование напряжения на тяговых двигателях в режиме тяги и инвертирование электрической энергии в режиме рекуперативного торможения. Обеспечивая высокие тягово-энергетические характеристики ЭПС, они оказывают сильное влияние на качество электроэнергии питающих сетей. В то же время способность электрооборудования ЭПС выполнять свои функции зависит от качества электроэнергии питающей системы.

Опыт эксплуатации подтверждает, что при сильном искажении напряжения в тяговой сети и непосредственно на токоприемнике ЭПС эффективное его функционирование затруднено. При отсутствии электромагнитной совместимости с системой тягового электроснабжения работа ЭПС, особенно в режиме рекуперативного торможения, может сопровождаться функциональными нарушениями. Искажение кривой питающего Напряжения, сопровождающееся многократными переходами кривой напряжения нулевой линии в течение каждого полупериода основной частоты, способно приводить к сбоям в работе систем управления тиристорными преобразователями. В связи с тем, что работа системы управления синхронизируется с напряжением на токоприемнике ЭПС путем использования момента пересечения кривой напряжения нулевой линии, то из-за сильного искажения напряжения на токоприемнике ЭПС в момент подачи управляющих импульсов не всегда выполняются необходимые потенциальные условия для надежного открытия и закрытия силовых тиристоров плеч преобразователя.

Наличие нескольких тяговых нагрузок на межподстанционной зоне значительно усложняет электромагнитные процессы в системе тягового электроснабжения. Искажение переднего и заднего фронтов кривой полупериода питающего напряжения, вызванное работой соседних тяговых нагрузок и(или) неблагоприятной реакцией системы тягового электроснабжения, вынуждает принимать специальные меры по обеспечению работы ЭПС - увеличивать начальный угол полного открытия тиристоров ао в режиме тяги и увеличивать угол запаса 5 в режиме рекуперативного торможения.

При наличии на межподстанционной зоне поездов с интенсивной тяговой или рекуперативной нагрузкой переход с двухсторонней схемы питания

тяговой сети на одностороннюю (вынужденный режим работы системы тягового электроснабжения) приводит к существенному снижению действующего значения рабочего напряжения в тяговой сета и на токоприемнике ЗПС. При этом существенное влияние на качество электроэнергии оказывают режимы работы системы внешнего электроснабжения.

Искажение синусоидальности питающего напряжения может проявляться также в импульсных перенапряжениях в течение каждого полупериода основной частоты. Эта перенапряжения опасны для изоляции силового оборудования ЭПС, которая с учетом защитной аппаратуры, устанавливаемой на ЭПС, рассчитана на работу при атмосферных и аварийных перенапряжениях, возникающих в тяговой сети, а также в случае кратковременных рабочих коммутаций, связанных с переключениями режимов работы системы тягового электроснабжения и ЭПС. Импульсные перенапряжения, повторяющиеся в течение каждого полупериода основной частоты с амплитудой меньшей уровня срабатывания защитной аппаратуры, но значительно превышающей амплитуду наибольшего рабочего напряжения, приводят к ускоренному старению изоляции силового оборудования и преждевременному выходу его из строя.

На ряде участков железных дорог Восточно-Сибирского региона неоднократно отмечалась неустойчивая работа ЭПС в режимах тяги и рекуперации с повреждением высоковольтного электрооборудования. Это вызвало необходимость подробного исследования вопросов взаимодействия ЭПС с системой тягового электроснабжения (СТЭ).

Задача при этом заключалась в определении показателей качества электроэнергии (ПКЭ) на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения, нормирование которых и дальнейшее выполнение конкретных требований к ним при проектировании и в эксплуатации позволят обеспечить электромагнитную совместимость (ЭМС) СТЭ с ЭПС и системой внешнего электроснабжения, а также с проводными цепями связи.

Обзор проблемы ЭМС в системе электрической тяги, причин ее нарушения и анализ действующих нормативных документов, направленных на обеспечение ЭМС в системе электрической тяги переменного тока, представлен на рис. 1. Фоном выделены фундаментальные нормативные документы, отвечающие за взаимодействие системы тягового электроснабжения с ЭПС и системой внешнего

Электромагнитная с а системе электрической тяги переменного т

ЭМС системы электрической тяги с системой внешнего

э ле кт роен абжени я --„

ЭМСЭПС с< тягового электроснабжения

Исжажение напряжения в системе тягового электроснабжения при отсутствии тяговой нагрузки

Влияние промышленных _ предприятий с мощными ~ источниками искажения электроэнергии

Ухудшение показателей работы нетягоеых потребителей электроэнергии

Влияние системы " электрической тяги

Нормативные докумекш —

гост 13109 •установившееся отклонение напряжения 511};

- размах изменения напряжения Ди,:

- доза фликера Р(;

• коэффициент ношений синусоидальности кривой напряжения К^:

• коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения

• коэффициент нес* м метр ни напряжений по обратной последовательности К1а:

• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой

последовательности К^;

• отклонение частоты

- длительность провала напряжения Д^;

- импульсное напряжение

- коэффициент временного перенапряжения К,,^.

ЭМС системы электрической тяги с устройствами связи и С ЦБ

Биоэл ект роматитна я

] ЭМС системы электрической тяги с устройствами проводной связи I -1 -

Проблемы 1

Трудность оценки мешающего влияния при различных устройствах а тяговой сети, на ЭПС и их взаимном расположении на межл од станционной зоне

Повышенные алиями* ст пиний продольного электроснабжения

Установка в тяговой сети КУ(МКУ). ПУ для повышения энергетических показателей и обеспечения ЭМС

Нормативные документы

I

"Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока"

Подключение мощных потребителей электроэнергии к система ДПР(ПР)

П робле мы Причины

X

[Неустойчиваяработа I | 1,2.3,4,4.5.6 | ЭПС е рекуперации |

I Недостаточная I (1 2 3,4,5 6 7 э| I мощмостьв^ти_ге_'* ' 1

|1.2,3.5 6.в|То|

I Повреждения электрооборудования

| Повреждения есломо-1 | 1 2,3,7

¡Повышенные искажения

1 Ь .2.3.5 61 напряжения в тяговой сити|

Нормативные документы * —

]

Методика учета раэнофазного управления ЭПС. бортовых устройств компенсации КРМ. устройств а тяговой сети

Формулы волнового коэффициента для различного расположения устройств в тяговой сети. Методика расчета мешающего влияния от линий продольного электроснабжения.

ГОСТ 6662-75

номинальное напряжение на шинах тяговой подстанции - 27,5 кВ, номинальное напряжение на токоприемнике ЭПС • 25 хВ; максимальное напряжение на токоприемнике ЭПС • 29 кВ; минимальное напряжение на токоприемнике ЭПС -19 кВ; сопротивление системы электроснабжения (на 50 Гц) - <30 Ом.

дейтвукчцев значение напряжение на ЭПС для скоростных магистралей с рекуперативным торможением -21 »В

ПУСТЭ, "Технические требования к ПКЭ на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения .,.*

• действующие значения напряжения на ткоприемнияе ЭПС; - амплитудные значения напряжения на токоприемнике ЭПС.

Причины нарушения ЭМС ЭПС с системой тягового электроснабжения:

1 - искажение напряжения мощными нетягоаыми потребителями электроэнергии;

2 * искажение напряжения соседними ЭПС;

3 - повышенное искажение синусоидальности тока ЭПС.

4 - увеличенное сопротивление системы электроснабжения на основной частоте;

б - увеличенное сопротивление входного сопротивления системы тягового электроснабжения относительно токоприемника ЭПС на п-ой гармонике;

6 * взаимное несогласование параметров системы электроснабжения, схемы управления ВИП ЭПС и условий эксплуатации;

7 » пониженное действующее значение напряжения на токоприемнике ЭПС.

8 - повышенное действующее значение напряжения на токоприемнике ЭПС;

9 - многократные переходы кривой напряжения через нулевую линию в течение каждого периода,

10 - резонансные перенапряжения

"Технические требования ПКЭ на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения ...*

• действующе« значение напряжения на токоприемника номинальное - 25*В, максимальное - 28 кВ(нормапьный режим), 29 кВ(вынужденный). 31 к8(коммутационный); минимальное - 21кВ(нормальный У<160км). 24 кЭ (нормальный Уг1б0км), 19 неформальный, слабоэагруженные участки). 17 кВ(коммутационный);

• амплитудное значение напряжения на ЭПС 90 кЭ(коммутационные перенапряжения). 46 кВ(режимные);

• коэффициент импульсного провала напряжения на токоприемнике ЭПС. • модуль входного сопротивления системы тягового электроснабжения относительно ЭПС для п-ой гармоники: • коэффициент подключения ЭПС;

• коэффициент искажения синусоидальности напряжения не токоприемнике.* коэффициент гармонической составляющей тока ЭПС: • приведенный коэффициент искажения синусоидальности тока ЭПС.

Рис. 1. Вопросы электромагнитной совместимости в системе электрической тяги

электроснабжения, а также с устройствами проводной связи. Как видно, ряд специфических проблем в системе электрической тяги не могут быть решены с помощью существующих нормативных документов.

Проблемам электромагнитной совместимости в системе электрической тяги переменного тока посвящены работы отечественных ученых Бородулина Б.М., БочеваА.С., Германа J1.A., Карякина Р.Н., Косарева Б.И, Котельникова A.B., Кучумова В.А., Мамошина P.P., Минина Г.А, Михайлова М.М., Павлова И.В., Тихменева Б.Н., Черемисина В.Т., Широченко Н.Н, а также зарубежных исследователей Aburaya К., Brodkord A., Brresen Н.Е., Bruce J., Fox J., Frackowiak L., Toshima M., Morrison R.E., Сано Кадзуя, Solarek Т., Sternik R. и др.

Диссертация выполнялась в соответствии с отраслевой научно-технической программой по экономии топливно-энергетических ресурсов на железнодорожном транспорте в 1986 - 1990 годах и в период до 2000 года «Разработка и внедрение многофункциональных устройств, подавляющих высшие гармоники тока и напряжения в тяговой сети, на базе установок компенсации реактивной мощности».

Цель работы. Обеспечение электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения с тиристорным ЭПС, системой внешнего электроснабжения и устройствами проводной связи.

Методика исследований. Выполнен анализ электромагнитных процессов в системе тягового электроснабжения при установившихся режимах работы ЭПС и при коммутационных режимах в системе электрической тяги путем представления этой системы в виде линейно-параметрической цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами. Использованы методы спектрального анализа и синтеза, теория четырехполюсников, методы матричного исчисления, теория функций комплексного переменного, аппарат математической статистики и теория планирования эксперимента. Результаты расчетов экспериментально подтверждены на физической модели, а также в условиях действующих магистральных участков железных дорог Сибирского региона.

Научная новизна. Разработана концепция комплексного обеспечения электромагнитной совместимости в системе электрической тяги переменного тока, включая ЭМС системы тягового электроснабжения с ЭПС, системой внешнего

электроснабжения, а также ЭМС системы электрической тяги с устройствами проводкой связи.

В диссертационной работе впервые, используя теорию планирования эксперимента, комплексно решен ряд задач, позволяющих одновременно повысить показатели электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения с ЭПС, с системой внешнего электроснабжения и с устройствами проводной связи.

Разработана и реализована на компьютере математическая модель СТЭ, позволяющая исследовать электромагнитные процессы для различных схем СТЭ на переменном токе при включении в тяговую сеть различных устройств продольной (ПУ) и поперечной емкостной компенсации (КУ), многофункциональных компенсирующих устройств (МКУ) при работе ЭПС в режимах тяги и рекуперации.

Разработана и изготовлена комплексная физическая модель системы тягового электроснабжения, нескольких электровозов и проводной линии связи. Модель оборудована современной высокочастотной многоканальной системой измерения исследуемых токов и напряжений. Предложены методики:

- определения кривых напряжения и тока в произвольной точке СТЭ;

- определения амплитудных и фазовых спектров токов и напряжений в любых точках СТЭ и многофункциональных устройств;

- расчета ПКЭ и параметров системы электрической тяги;

-измерения модуля входного сопротивления СТЭ относительно токоприемника ЭПС на физической модели и в эксплуатационных условиях;

- расчета распределения потерь от высших гармоник, а также полной и реактивной мощности в элементах СТЭ и МКУ.

Разработана методика определения мешающего влияния на проводные цепи связи от линий продольного электроснабжения.

Предложен ряд показателей, нормирование и выполнение которых обеспечивает ЭМС СТЭ с ЭПС и системой внешнего электроснабжения.

Разработан и реализован на компьютере алгоритм определения нормируемых ПКЭ на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения переменного тока в течение каждого периода основной частоты.

Выполнен адаптивный синтез МКУ применительно к условиям участка, переведенного с системы постоянного тока на переменный ток, путем многоцелевой оптимизации.

Достоверность результатов подтверждена практической реализацией теоретических положений и экспериментальной проверкой материалов исследования на магистральных участках Красноярской и Восточно-Сибирской железных дорог, положительным опытом эксплуатации предложенных технических устройств и организационных мероприятий по обеспечению ЭМС системы тягового электроснабжения с ЭПС, системой внешнего электроснабжения, устройствами проводной связи.

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

1. Результаты аналитических и экспериментальных исследований электромагнитного взаимодействия системы тягового электроснабжения с ЭПС положены в основу «Технических требований к показателям качества электроэнергии на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения на электрифицированных железных дорогах переменного тока», утвержденных Заместителем Министра путей сообщения 25 марта 1998 г.

2. По результатам эксплуатационных испытаний модернизированных многофункциональных компенсирующих устройств на Красноярской ж.д. обеспечены минимальные перенапряжения в тяговой сети при работе ЭПС, улучшена форма кривой напряжения, снижены электромагнитные влияния на линии связи и СЦБ от тяговой сети и системы ПР ("провод-рельсы") (справка Главного инженера Красноярской ж. д. от 20.10.90).

3. Результаты аналитических и экспериментальных исследований использованы в качестве рекомендаций при разработке ПКБ ЦЭ МПС проекта и рабочих чертежей унифицированного демпфирующего модуля для типового ряда мощностей МКУ ПЗЭ4.000.ПЗ, которые утверждены Департаментом электрификации и электроснабжения МПС РФ 18.06.92.

4. Аналитические исследования в области электромагнитной совместимости ЭПС с СТЭ использованы при включении и нормировании ряда показателей качества электроэнергии в «Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации», утвержденные Заместителем министра путей сообщения 4 июня 1997 г.

-9«

5. Устранены причины радиопомех от контактной сети на станции Канаш Горьковской ж. д., где предложена и установлена модернизированная арматура ВНИИЖТ в очагах интенсивных радиопомех. Уровень радиопомех в обработанных местах снижен до нормированных значений (справка Главного инженера Горьковской ж. д. N° 55 от 22.03.90).

6. В условиях горного перевала участка Зима-Слюдянка ВосточноСибирской ж. д. смонтировано и включено в эксплуатацию МКУ.с параметрами, адаптированными к условиям участка, и направленными на комплексное обеспечение электромагнитной совместимости в системе электрической тяги переменного тока. При этом обеспечена электромагнитная совместимость ЭПС с системой тягового электроснабжения, а также системы электрической тяги с системой внешнего электроснабжения и проводными цепями связи, СЦБ (справка Главного инженера Восточно-Сибирской ж. д. № 15-269/17 от 05.01.99).

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и были одобрены:

- на Первой международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (Москва, МИИТ, 18-21 апреля 1994 г.);

- на научно-техническом совете МПС РФ «Проблемы оптимизации качества электроэнергии и средств его улучшения в системе тягового электроснабжения и ЭПС» (10 ноября 1994 г.);

- на XX научно-технической конференции сотрудников ИрИИТа и специалистов эксплуатации и строительства железных дорог Сибири «Транспортные проблемы Сибирского региона» (Иркутск, ИрИИТ -1995 г.);

- на Первом Международном симпозиуме «Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте» (Москва, МИИТ -1997 г.);

- на Международной научно-практической конференции «Проблемы безопасности на транспорте» (Гомель, БелГУТ- 1997 г.);

- на II Международной конференции «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава» (Новочеркасск, 4-6 июня 1997 г.);

- на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития транспортных систем» (Гомель, БелГУТ - 1998 г.);

- на научно-технической конференции «Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование» (Новомосковск, РХТУ им. Д.И. Менделеева - 1998 г.);

- на научно-технической конференции «Железнодорожный транспорт Сибири: проблемы и перспективы» (Омск, ОмГАПС - 1998 г.);

-на научно-техническом совещании ОАО ВЭлНИИ секции «Электрическая тяга» (10 января 1997 г.);

-на научно-техническом совещании ЦТ и ЦЭ МПС РФ, ВЭлНИИ, ВНИИЖТ, МГУПС;

- на научно-технических совещаниях отделения электрификации с привлечением специалистов ЦЭ МПС РФ и МГУПС.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 23 печатные работы, включая патент РФ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, и приложения, содержит 185 страниц машинописного текста, 112 рисунков, 26 таблиц, список литературы из 235 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение посвящено обоснованию решаемой проблемы, а именно разработке показателей качества электромагнитной совместимости и методов ее обеспечения в системе электрической тяги переменного тока, имеющей важное народно-хозяйственное значение. Подтверждена ее актуальность. Показана острота проблемы электромагнитной совместимости в системе электрической тяги. Выполнен обзор существующих в мировой практике показателей качества электроэнергии и других параметров, определяющих электромагнитную совместимость электрических устройств и систем. Рассмотрены специфические показатели, предложенные в разные годы для оценки формы кривой напряжения на токоприемнике ЭПС и в тяговой сети. Предложена концепция комплексного обеспечения электромагнитной совместимости в системе электрической тяги переменного тока, включая ЭМС системы тягового электроснабжения с ЭПС, с системой внешнего электроснабжения, а также ЭМС системы электрической тяги с устройствами проводной связи. Сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена моделированию электромагнитных процессов в системе электрической тяги для анализа показателей электромагнитной совместимости и синтеза технических устройств для ее обеспечения.

Разработана комплексная математическая модель взаимодействия СТЭ с ЭПС, системой внешнего электроснабжения и проводными цепями связи, которая позволила рассматривать электромагнитные процессы для различных схем СТЭ переменного тока при работе ЭПС в режимах тяги и рекуперации, а также при включении в тяговую сеть устройств продольной и поперечной компенсации, многофункциональных устройств. Применено сочетание моделирования электромагнитных процессов в частотной и временной области. При этом наличие перемещающихся ЭПС и устройств в тяговой сети переводит процесс моделирования в трехмерную область.

Исходными данными математического моделирования (рис.2) являются: кривая тока ЭПС; режим работы (рекуперативный, тяговый); коэффициент мощности ЭПС по первой гармонике (cos <р); активное RT и реактивное Хт сопротивления тягового трансформатора подстанции на частоте 50 Гц; коэффициент трансформации п трансформатора тяговой подстанции; длина межподстанционной зоны или консольного участка тяговой сети /т; начальное, конечное положение ЭПС и дискретный шаг его движения; положение КУ(МКУ) на межподстанционном участке (предусмотрено перемещение его вдоль всего участка: начальное, конечное положения и шаг перемещения); положение ПУ1 (начальное и конечное - от тяговой подстанции Т1 до ЭПС, шаг перемещения); положение ПУ2 (начальное и конечное - от ЭПС до подстанции Т2 или до дальнего от тяговой подстанции конца консоли, шаг перемещения); длина трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) (минимальная, максимальная, шаг изменения) и ее номинальное напряжение; режим питания тяговой сети (консольный или двухсторонний); тип и параметры основного МКУ; тип и параметры дополнительных МКУ, включенных на тяговых подстанциях; тип и параметры ПУ, и ПУг; спектральный состав входного сопротивления нетяговых потребителей, подключаемых к шинам 27,5 кВ тяговых подстанций (рассчитывается в специальном модуле для конкретной схемы электроснабжения); вторичные волновые параметры тяговой сети; вторичные волновые параметры трехфазной ЛЭП, приведенной к однофазной нагрузке

Рис. 2. Расчетная схема при анализе взаимодействия системы тягового электроснабжения с ЭПС и системой внешнего электроснабжения

тягового трансформатора подстанции; порядок верхней нечетной гармоники, которая учитывается в расчетах.

В результате математического моделирования получена следующая информация:

- комплексы токов и напряжений в любом характерном сечении системы тягового электроснабжения;

- полная, активная и реактивная мощность, выделяемая в элементах тяговой сети, в основном и дополнительных КУ(МКУ), в обоих ПУ, в трансформаторах тяговых подстанций и ЭПС;

-спектр напряжения на 110 (220) кВ тяговой подстанции или в любой другой характерной точке системы тягового электроснабжения;

- коэффициент искажения синусоидальности по напряжению или току в произвольной точке рассматриваемой системы;

- частотные характеристики входных сопротивлений элементов тяговой сети и внешнего электроснабжения;

- распределение токов, напряжений и потерь активной и реактивной электроэнергии в элементах основного МКУ по каждой гармонике и в целом по всему спектру частот;

- частотные характеристики волнового коэффициента, используемого при расчетах мешающих влияний на линии связи;

- напряжение шума в цепи проводной связи.

СТЭ, нагруженная ЭПС с тиристорными преобразователями, рассмотрена как линейно-параметрическая цепь, в которой ЭПС изменяет свое сопротивление два или несколько раз в течение полупериода основной частоты. Для определения формы кривой напряжения на токоприемнике применена теория спектрального анализа и синтеза, причем ЛЭП и тяговая сеть рассмотрены как линии с распределенными параметрами.

В общем виде математическая модель для определения кривой напряжения как на токоприемнике ЭПС, так и в любой точке системы тягового электроснабжения при односторонней или двухсторонней схеме питания межподстанционной зоны, построена на основе теории четырехполюсников с использованием матричного исчисления. Такой прием позволил проводить построение искомой кривой напряжения сложной конфигурации при резком

различии электрической добротности на п-ой гармонике элементов, входящих в математическую модель: ЛЭП, трансформаторов тяговых подстанций, тяговой сети, а также различных устройств, подключенных в пределах межподстанционной зоны.

Система тягового электроснабжения (см. рис. 2) представлена простейшими г-ми четырехполюсниками, каждому из которых соответствует матрица параметров

||м|=||А' в'

«С, ц

Для ЛЭП (г = 1; 22) коэффициенты матрицы имеют вид:

А, - сЬ Bi = Zв^shyll¡■, С, = ^ эЬ р^сЬу,/,; для участков тяговой сети (¡' = 5; 7; 9; 11; 12; 14; 16; 18)

А, =сЬ у /,; В, = эЬ 7 /,; С, = эЬ у Э; = сЬ у /,; для трансформаторов тяговых подстанций (/ = 2; 21)

А,=-; В, = 0; С, = 0; 0, = п, п

где п = 1)1 /и„ - коэффициенты трансформации.

Для приведенных к тяговой сети сопротивлений подстанций Ъ^ (г = 3; 20)

А,=1; В, = 2Н; С/ = 0; =

для устанавливаемых на шинах 27,5 кВ тяговых подстанций дополнительных МКУ с сопротивлением 2иь в значении которого при необходимости учитывается система ДПР («два провода - рельсы») для нетяговых потребителей электроэнергии (г = 4; 19)

А,=1; в, = о; С/ = 2й'; о,- = 1;

для основного МКУ, включенного между контактным проводом и рельсами в произвольной точке межподстанционной зоны (г = 8; 15)

А,=1; в, = о; с, = г"1; о, = 1;

для устройства продольной компенсации Zp^]^, включаемых в тяговую сеть в произвольной точке между тяговой подстанцией "П и ЭПС

А,=1; В,- = 2рШ; С/ = 0; г>, = 1; для устройства продольной компенсации 2рш. включаемых в тяговую сеть в произвольной точ^е между ЭПС и тяговой подстанцией Тг

В/ — ZP

С, = о ; D, = 1 •

Приведенные матрицы функционально связывают входные (Ui,-, Ii,) и выходные (U?„ Ь,) параметры четырехполюсника (с направлением передачи от ЭПС):

|и| = м ||и2, II ii II II Ь/

При определении зависимости (U^, I2,) от (U1;-, I),) использованы матрицы

вида:

M =

А,- В,-

II С; D,

где - Ai = D, ; Di = А, ; в! = - в, ; ci = Ci .

т.е.

U2

Î2II

= Mi

и, ij

N1 =

22

= П11м,]|, i = 12

При определении аргумента и фазы напряжений высших гармонических составляющих на токоприемнике ЭПС выполнены следующие матричные преобразования. Эквивалентная матрица участка СТЭ, расположенного от ЭПС в сторону подстанции Т2, определена как

ai Ъ\ ci d\

откуда следует, что входное сопротивление указанного участка по отношению к ЭПС определяется: при двухстороннем питании ZBX2 = b\ld\, при консольном питании от тяговой подстанции Т1 - ZBX2 = а\!с\.

Далее, учитывая Zb« как параллельный элемент относительно ЭПС и рассматривая его в виде матрицы:

az Ъг\

Мп =

ci ¿2

||Мш||:

1

1

1 = п

= Цм||- П1м,1-

где а2 = 1; Ьг = 0; Сг = с1\1Ъ\\ ¿г~ 1 при двухстороннем питании и Сг = с\!щ при консольном питании от тяговой подстанции Ть определена матрица параметров всей системы тягового электроснабжения по отношению к ЭПС:

¡аз Ъъ I ||сз

Входное сопротивление СТЭ относительно токоприемника ЭПС 2вх = Напряжение на ЭПС, обусловленное высшими гармониками тока ЭПС:

Напряжение и ток высших гармонических составляющих в участках цепи, расположенных слева от ЭПС (г = 1 ..11):

I ^ 11

п-м-'пм-Р

где Ми определяется аналогично м(

|1я'| ' ¡-и ' ПэЙ Таким образом, напряжение и ток высших гармоник на выходе /-ой матрицы (/= 1 .. 11), соответствующей г'-му участку цепи слева от ЭПС, определяют на основании эквивалентной матрицы СТЭ, описывающей связь токов и напряжений высших гармоник на ЭПС с выходными токами и напряжениями г-ой матрицы с учетом параметров участка СТЭ от ЭПС в сторону тяговой подстанции Тг.

Далее получена зависимость токов и напряжений на участках цепи, расположенных от ЭПС в сторону тяговой подстанции Тг, от соответствующих гармоник тока и напряжения ЭПС.

Эквивалентная матрица участка СТЭ, расположенного от ЭПС в сторону подстанции Ть представлена в виде:

||му|| =

*|=пн-

С 5 «5 ¿ = 11

Входное сопротивление указанного участка относительно ЭПС - ¿5 /<^5 • Учитываем 7аХ] как параллельный элемент относительно

токоприемника ЭПС, который в матричном виде может быть представлен как ЦМу! = 06 Ьб . гДе Об = 1; ¿6 = 0; с6 = ¿5/65; ¿6 = 1 • Напряжение и ток высших гармоник в участках цепи, расположенных справа

от ЭПС (/ = 12 .. 22) будут определяться по выражению:

—2| = ||Му|" П !1м11' | 1 ' где определяется аналогично ||м',)| ■

/г; I ( = 12 ||1э||

По основной гармонике питающего напряжения определение токов и напряжений в элементах СТЭ выполнено на основании напряжений и токов холостого хода системы (при отсутствии ЭПС) и гармонических составляющих токов и напряжений, вызванных работой ЭПС путем использования векторной алгебры. При этом учтен коэффициент мощности и режим работы ЭПС (тяги или рекуперативного торможения).

Дополнена теория определения мешающего влияния системы электрической тяги на проводные цепи связи (Лившиц В.Н., Павлов И.В.). Получена система формул для определения волнового коэффициента, учитывая произвольное включение в тяговую сеть устройств ПУ, КУ, МКУ (см. рис. 2).

Кусда-рио' (^Х/рш + ' (<%/Ри1 -1)) + —в

+ Кус(РШ-и) • (зЬу(/и - /рш) + -вх1Ри' + ~РШ • (сЬуС/и - /рш) -1)) +

+ ~ус(и-ри1) • (^(/¿ш + (сЬ7(/РШ - /ц) -1)) +

йъ

+ Кус(рш. А) • (5Ьу(/э - /;ш) + —°х1ри^+—рш'. (сЬуС/з - /ри.) -1)) -

>

- —ус(о-рш') • (еьу(/т - /рш) + =~ ■ (сьу(/т - /риг) ~ v) ~

2в

- Кусдаг-и)' (зЬ10ги2 - /и) + ■ (сМ,РШ - /и) ~ 1)) --Кус(и'Ри2) • (£Ьу(/и -/рш) + ^• (сЪу(1и -/рш)-1)) -

-Кус(Ри2.А) • ^у(!Ри2 -/3) + -вх1ри^+ -РШ-(сЬ7(/ра2-/э) -1» где:

Кв =

У и

ZBx2)_.

-yc(Pu.'-A) chl(/3 _ /ra¡) + (2х|рш, + zpu.) • shv(/3 - /PU1) /ZB '

К ,-K ___\_•

-yc(U-pu,) ~-yc(PU1"A) chv(/;ш -/„)+ZBx2U ■ shv(/PU1 - y /ZB ' „ ~ ___Z„ /(ZtJ + ZBXltj) __

í^v-íPin-m — ÍS:

yc(Pui-u) - yc(u-pui ) ch]:(/u _ w + (?Bxipu¡ + 2pui) • shy (/и - /РШ) /ZB '

1

—yc(B-PUl) ~ Kyc(PUl-U) '

chy/pui + ZHJ11 • shy/pui ! ZB Z-vi /,(z„v i + Z„v7)

■гл ______ _^¿bxi bxi —вх2

—yc(PU2-A)

К

chY(/pu2 - /э) + (ZBXlPU2 + ZpU2) • shv(/PU2 - h) /ZB

1

~ "yC(PU2-A) chv (/U - W + ZBX2Ü' • shv(/U - W 'Z, '

К , , - fe . ____—V —и —bxlu

—yc(PU2'-U ) —yc(u'-PU2)

chyOpuz - /и) + (ZBxIPÜ2' + Zpu2.) • зЬ^С/рщ - /ц) /zB

KyC(D.PÜ2) - Kyc(PU2-u',• chY(/í _ lpm) + ,shy(/T _ /рш) , ;

(ZH + ZQ1 ' th 7^(1,22) ! n ) ' Z

«Л2

2Л

:U1

-HJT(1,2) „ ,„ . th „,..../ 2 '

z„ +Zul + ZB|-thY1/(1,22)/n

ZBX1PU1 = ZB • (г11Л1 + гв • thv/PU1)/(zB + zm¡ ■ Лу/РШ) ; 7 zHX,P„,+ZpW+zB-thvau-/PU,)

£bx1U —в „ , /-7 , „ \ / BX2U ¿¡bxIU —U bxIU —U' '

—в + irBXipui+ Zpui-» ■ thlVv - W ZaxlPU1' = ZB • (ZBx2U + ZB • thY(/;ш - /и))/(гв + ZBx2U • thYa;m - /ц)) ; Z8Xl = ZB • (Zax|pul. + Zpu , + ZB • thY(/, - /PU1))/(ZB + (Zxlpui. + ZpuI.) • thy(/3 - /pui)); ZnïlPIn •= ZB -(Z,™ + ZB • thy(/T - /Pu2MZB + Z„,2 • thY(/T - /PU2)) ;

z . W + ZPU2-+ZB-thY(/PU2-/u)

¿bx.U ¿B ZB + (ZBxlpU2. + ZpU20-thY(/PU2-/U) —вхШ —U —bxíU

ZBXIPU2 = Za • (ZBx2U. + ZB • thy (iv - W)/(ZB + Z x2U. ■ thy (!v - /PU2));

„ _ gBx1PU2 + gpU2 + ZB-thY(/FU2-/3)

~ ~ ZB + (ZBxlPU2 + ZPU2)-thY(/PU2-/3)

Выполнен парный корреляционный анализ 25-ти показателей качества электроэнергии и параметров системы электрической тяги, способных характеризовать электромагнитную совместимость систем, с целью максимального ограничения их количества, устранения избыточности информации и соблюдения принципа необходимости и достаточности.

Коэффициент парной корреляции между всеми возможными парами ПКЭ определялся по формуле:

V 11=1 u=\

N _ N

где Yi - , Yj = 2УjuI^ " выборочные средние соответственно по

а=[ и=1

параметрам уt и Уу. Корреляционный анализ позволил сократить количество показателей ЭМС более чем 2 раза.

Выполнен анализ показателей качества электроэнергии на ЭПС и в тяговой сети при их взаимодействии.

Рассмотрены особенности электромагнитных процессов в системе тягового электроснабжения. Показано, что наличие элементов с распределенными параметрами (ЛЭП, тяговая сеть) предполагает появление волновых процессов, которые значительно усложняют электромагнитные явления, происходящие в системе электроснабжения, и могут приводить к резонансным процессам одновременно по нескольким частотам. Выполнено исследование искажений формы кривой напряжения в контактной сети и на токоприемнике ЭПС, а также оценено влияние системы внешнего электроснабжения на уровень перенапряжений в контактной сети.

Предложена методика расчета мешающего влияния линий продольного электроснабжения на электрифицированных участках переменного тока. Для

расчетного режима работы системы тягового электроснабжения, при котором определяют уровень электромагнитных влияний тяговой сети на проводные цепи связи, коэффициент усиления для n-ой гармоники вычислен по формуле

Syrn = -Z-i-shv^ + chY^) |. где Zaxmn - входное сопротивление от шины РУ-27,5 кВ (с учетом всех присоединений к ней), Ом; ZaTn, ут - волновое сопротивление относительно шины РУ-27,5 кВ (с учетом всех присоединений тяговой сети, Ом) и ее постоянная распространения.

Примем, что к шине «а» РУ-27,5 кВ тяговой подстанции А, кроме фидера консольного плеча контактной сети присоединен один из проводов системы ДПР. Эта шина через трансформатор подстанции с сосредоточенным сопротивлением ZTpr, соединена с входным сопротивлением ЛЭП-110(220) кВ.

Вследствие этого значение входного сопротивления шины РУ-27,5 кВ по отношению к тяговой сети ZBXlun составляет

—Bxojn ~ (?трп + 2ВХЛП)' 2вхдп ■ (ZTpn~''"ZBXJm+Z!!XJ!n) ,

где ZBXJm - входное сопротивление ЛЭП-110(220) кВ, причем ZBXjin=ZBjin'thyлп/л, где 2влпи Улп - волновое сопротивление и постоянная распространения ЛЭП.

При этом величина входного сопротивления линии «провод ДПР - рельсы»

равна

2ВХдп ~ ^Ban^tg Удп^д.

где ZMn, удп -волновое сопротивление и постоянная распространения линии «провод ДПР - рельсы».

Напряжение п-ой гармоники на шин' РУ-27,5 кВ тяговой подстанции, вызванное током 1пп, составит Unn = Inn"ZaXmn •

Под действием этого напряжения в провод системы ДПР входит ток п-ой гармоники, равный IMn = Unn / ZBIM1.

Вследствие волновых процессов ток п-ой гармоники изменяется вдоль провода ДПР от значения ¡„д,, в его начале, у подстанции, до нуля в конце провода.

Эквивалентный влияющий ток п-ой гармоники в проводе системы ДПР,

обуславливающий мешающее влияние на длине /Д| равен

'д

I =—• II с!х,

±дп , Лдхп '

I д О

где Гцп - ток п-ой гармоники в сечении провода ДПР, отстоящем на расстоянии х от тяговой подстанции.

Обозначим 1дП = 1плп-Квдп , где Квлп - волновой коэффициент для провода системы ДПР. Для его вычисления предложена формула

Квд„ =|(сЬудп/д-1)-(удп-/д-зЬудп/л)•

С учетом представленных выше соотношений эквивалентный влияющий ток в проводе системы ДПР(ПР) для п-ой гармоники составит

1дп = 1 п * К.утп ' 2вхшп * Квдп ' 2вчдп •

Дальнейший расчет мешающего напряжения, индуцированного токами одного провода системы ДПР(ПР) в цепи проводной линии связи, проводится таким же образом, как это рекомендовано «Правилами защиты устройств проводной связи ...» при влиянии на последнюю эквивалентного тока контактной сети.

В случае включения МКУ в тяговую сеть происходит подавление резонансных явлений в СТЭ, что ведет к снижению высших гармоник тока не только в контактной сети, но и в проводах систем ДПР и ПР.

Мешающее напряжение, индуцированное системой ДПР и ПР в цепи связи при включении МКУ, определяется по вышеизложенной методике, но при условии, что на конце участка тяговой сети включено сопротивление 2у.

При этом изменяется входящее в расчетные формулы значение коэффициента усиления Ку™, которое при МКУ вычисляют по формуле

К

утп

7т+

■Ь

+|7 -7 +1

" .вхшп £^уп

)-сЪ1т} »

В этой главе также выполнено физическое моделирование, с помощью

которого рассмотрена картина электромагнитных процессов в системе электрической тяги переменного тока при одновременной работе на межподстанционной (или фидерной в случае консольного питания) зоне нескольких тиристорных ЭПС с фазовым регулированием. Далее исследованы режимные и коммутационные перенапряжения при различных условиях работы СТЭ с целью проверки требований к показателям качества электроэнергии и показаны возможности их реализации.

Вторая глава посвящена исследованию вопросов электромагнитной совместимости в эксплуатационных условиях. Исследованы вопросы взаимодействия ЭПС и СТЭ на Красноярской железной дороге. Выполнен анализ вероятных причин повреждений и отказов электрооборудования ЭПС, связанных с режимами работы СТЭ и ЭПС. Максимальное действующее значение напряжения в электрической сети, при котором питающееся от этой сети электрооборудование может работать сколь угодно длительное время, называется наибольшим рабочим напряжением сети. Любые повышения напряжения сверх наибольшего значения в той или иной степени опасны для изоляции и называются перенапряжениями (рис 3). •

Защита электрооборудования от кратковременных атмосферных и коммутационных перенапряжений выполнена с помощью разрядников, устанавливаемых в контактной сети, на тяговых подстанциях, а также с помощью ОПН, включенных до первичной обмотки тягового трансформатора ЭПС. Защита от кратковременных коммутационных перенапряжений с амплитудой до напряжения срабатывания ОПН гарантируется согласно принципам координации изоляции одноминутным испытательным напряжением основной частоты, которым нагружается защищаемое электрооборудование в заводских условиях.

В отдельный класс выделены резонансные перенапряжения, которые могут возникать как при определенных параметрах электрической системы с сосредоточенными элементами, так и в результате волновых процессов в цепях с распределенными параметрами. Резонансные' перенапряжения происходят каждый полупериод основной частоты до изменения условий, способствующих возникновению резонанса. Установлено, что резонансу в результате волновых процессов в реальной системе электрической тяги могут быть подвержены высшие гармоники, начиная с 9-ой и выше.

Кратковременные перенапряжения

Атмосферные

II Й а® Коммутационные

й|§ | Разрядники в тяговой сети и на ТП

¿Ьа/Г | ОПН (разрядники) ЗПС

'тЧ-^ Ш 4-ЧЙ Т Испытание изоляции Амплитуда максимального , м допустимого рабочего напряжения | трансформатора

1| I

Длительные перенапряжения

Рис. 3. Характеристики перенапряжений в системе электрической тяги переменного тока

Вследствие длительного действия резонансных перенапряжений применяемые устройства защиты не способны их ограничивать. При этом, если амплитуда резонансных перенапряжений больше уставки защитных устройств, происходит ускоренный выход из строя этих устройств, имеющих ограниченный ресурс срабатываний. В другом случае, если амплитуда перенапряжений в сети меньше уставки применяемых защитных устройств, но больше амплитуды максимального допустимого рабочего напряжения электрооборудования, происходит ускорение процесса изоляции эксплуатируемого электрооборудования.

Выполненная проверка показателей качества электроэнергии в эксплуатационных условиях Восточно-Сибирской железной дороги подтвердила разработанные теоретические положения.

В третьей главе произведен выбор доминирующих показателей, определяющих электромагнитную совместимость СТЭ с ЭПС, системой внешнего электроснабжения и устройствами проводной связи.

К особым условиям работы ЭПС переменного тока и системы электроснабжения отнесены: отключение тяговой подстанции; одностороннее питание тяговой подстанции от системы внешнего электроснабжения; недостаточная мощность системы внешнего электроснабжения; недостаточная мощность тяговой подстанции; искажения формы напряжения системы внешнего электроснабжения нетяговыми потребителями; возникновение резонансных явлений в системах внешнего и тягового электроснабжения; коммутационные режимы в системах внешнего и тягового электроснабжения, вызывающие импульсы и провалы напряжения; атмосферные перенапряжения; коммутационные режимы на различных объектах ЭПС; сбои системы управления и отказы оборудования ЭПС, вызывающие броски и провалы тока.

Эксплуатация ЭПС переменного тока при отключении тяговой подстанции и организации односторонней схемы питания тяговой сети, а также при других выше изложенных режимах может вызывать сбои и отказы электрооборудования ЭПС, обрывы поездов, если не обеспечить необходимые величину и форму напряжения на токоприемнике ЭПС. В последние годы на электровозах с тиристорными преобразователями наблюдался повышенный выход из строя тяговых и измерительных высоковольтных трансформаторов, вспомогательных

машин, регистрировались многочисленные срабатывания защиты, обрывы составов при колебаниях напряжения в тяговой сети.

Из рис. 4 следует, что для электрооборудования ЭПС переменного тока опасны перенапряжения, понижение напряжения и искажение его формы. Их можно классифицировать по характеру, месту возникновения, длительности, степени опасности для ЭПС, параметрам и режимам работы системы электрической тяги и других потребителей. Таким образом, можно представить зависимость условий возникновения опасных режимов для ЭПС от различных факторов. Это позволило осуществить выбор показателей, отвечающих за электромагнитную совместимость ЭПС с системой тягового электроснабжения.

Выполнен выбор показателей качества электроэнергии на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения, характеризующих ЭМС с каналами проводной связи.

Приведен расчет мешающего напряжения в цепи типового магистрального железнодорожного кабеля связи, проложенного вдоль полотна двухпутного участка, для одного усилительного участка цепи связи в предположении, что расчетный ЭПС состоит из одной секции электровоза типа ВЛ85, работающей с длительной нагрузкой 150 А при характерных условиях: ширина сближения кабеля 25 м, проводимость земли 10-10"3См/м, контактная сеть выполнена проводами ПБСМ-95+МФ100, рельсы Р65, длина питающей ЛЭП - 110 кВ составляет 54 км, трансформатор тяговой подстанции мощностью 40 МВА, длина плеча питания тяговой сети 25 км. Напряжение шума в проводной цепи связи в этих условиях составляет

Um = J£uL= 0,416 мВ.

Vn-l

В реальных условиях при ЭПС, состоящем из пэ секций, и при нескольких nw усилительных участков расчетной цепи связи напряжение шума равно

иш = Urn ■ л/пэ ' л/пуу ■

Для представленных выше условий при пэ = 2 и п)у = 3 имеем иш = 0,416-л/2 -V3 =1,02 мВ.

Такая величина напряжения шума равна допустимому значению индуктированного напряжения в групповом канале низкой частоты МПС на участке

Условия повреждений и отказов электрооборудования ЭПС, связанные с режимами работы системы электроснабжения

Режим работы других потребителей

Ампли- du/dt Длитель-

туда ность

Частота повторений

Условия климата

Рис. 4. Условия повреждений и

отказов ЭПС при его взаимодействии с системой электроснабжения

сближения избирательной связи, что соответствует минимально возможному значению норм индуцированных помех для различных цепей связи.

Анализ показал, что в перечень показателей качества электроэнергии на ЭПС и в устройствах тягового электроснабжения, определяющих ЭМС системы электрической тяги переменного тока с устройствами проводной связи, следует ввести три фактора: псофометрический ток ЭПС; волновой коэффициент тяговой сети; обобщенный фактор электромагнитного влияния системы электрической тяги переменного тока на проводные цепи связи.

В расчет принимают значение первичного тока, соответствующего продолжительному режиму работы электровоза. Для одной секции электровоза ВЛ85 этот расчетный усредненный длительный ток равен 150 А.

В качестве обобщенного показателя для расчетной единицы ЭПС (одной секции электровоза или односекционного электровоза) следует ввести псофометрическое значение тока расчетного электровоза, которое характеризует ЭМС ЭПС с устройствами проводной связи.

Псофометрический ток расчетного электровоза определяют по формуле

При характерном спектре тока ЭПС с зонно-фазовым регулированием для условного ЭПС 1псэ = 5 А.

В режиме рекуперации значение эффективного расчетного первичного тока нагрузки условного ЭПС ниже, чем в тяговом режиме и равно 90 А. Расчеты показали, что в режиме рекуперации для условного ЭПС псофометрический ток также равен 5 А.

Учитывая представленные выше соотношения, расчетный псофометрический ток составит:

- для двухсекционного электровоза типа ВЛ85 (пэ = 2)

Значение максимального волнового Квтах в практически возможных

при работе двух электровозов ВЛ85 в режиме двойной тяги (пэ = 4)

эксплуатационных условиях колеблется в пределах 3,5 -9, а соответствующая им гармоника изменяется от 19 до 33. При этом индуцированное мешающее напряжение в цепи связи изменяется в достаточно узких пределах - 0,7 - 1,0 мВ. Это позволило рекомендовать в качестве нормируемого значения волнового коэффициента Кв тах „ = 9.

Вследствие того, что индуцированное мешающее напряжение возрастает с увеличением 1пСЭ и Квтах, представляет интерес обобщенный фактор электромагнитного влияния системы электрической тяги переменного тока на проводные цепи связи

Ф =л/пГ 1 1псэ' Квтах "Х.Э ' Хт "Хс >

где Ьэ - коэффициент снижения мешающего влияния устройствами на ЭПС; К -коэффициент снижения мешающего влияния устройствами в тяговой сети; Хс-коэффициент изменения мешающего влияния, обусловленный конструкцией устройств связи; при отсутствии указанных устройств =1,^=1,^ = 1.

Этот фактор введен в перечень показателей ЭМС, причем ■ из условий работы двухсекционного ЭПС нормируемый коэффициент у при условиях пэ = 2, 1по = 5 А, Кв тах н = 9, = ^ = Я* = 1 составит

ф„ = Т2-5-9-М-1<57А. При этом соблюдается норма шума в цепи связи.

Следует, однако, отметить, что на устранение гармоник направлено МКУ в тяговой сети, компенсаторы реактивной мощности (КРМ) с демпфирующими цепями на ЭПС, а также система разнофазного управления выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИП) электровоза. Поэтому при совместном использовании эффективность их применения не определяется произведением относящихся к ним коэффициентов Хз, Ъ и Х^, а будет близка значению одного их них при условии равенства 1 других коэффициентов.

Четвертая глава посвящена разработке технических требований к показателям качества электроэнергии на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения на электрифицированных железных дорогах переменного тока.

Технические требования устанавливают следующие показатели качества электрической энергии на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения, а также

параметры системы электрической тяги, характеризующие электромагнитную совместимость СТЭ с ЭПС и системой внешнего электроснабжения: и - действующее значение напряжения на токоприемнике ЭПС; иА - амплитудное значение напряжения на токоприемнике ЭПС (рис. 5,6); ^иимп - коэффициент импульсного провала напряжения на токоприемнике ЭПС; Хп - модуль входного сопротивления системы тягового электроснабжения относительно токоприемника ЭПС для п-ой гармоники (параметр); Кпэпс" коэффициент подключения тиристорного ЭПС к системе тягового электроснабжения (параметр);

Киэ - коэффициент искажения синусоидальности напряжения на токоприемнике ЭПС;

К,- г, - коэффициент гармонической составляющей тока ЭПС;

Кш- - приведенный коэффициент искажения синусоидальности тока ЭПС.

Коэффициент импульсного провала напряжения на токоприемнике ЭПС Щ™ (Рис- 7) рассчитан по формуле

Шимл = - ¿0 / (19 • л/2)|, где а - мгновенное значение минимальной первой гармоники напряжения на токоприемнике ЭПС в точке импульсного провала; Ъ - фактическое мгновенное значение напряжения на токоприемнике ЭПС в точке импульсного провала; а 5 0 и Ь йа\ а ¿0 и Ъ г а; а, Ъ - определяются на каждом полупериоде основной частоты (180°Эл в диапазоне (8 - 172)°Эл.

Нормирование предельно допускаемого значения импульсного провала напряжения на токоприемнике ЭПС для нормального режима работы системы тягового электроснабжения в размере 10 % от амплитуды минимального напряжения на токоприемнике ЭПС для вынужденного режима работы системы

тягового электроснабжения при условии синусоидальной его формы (19-\/2 кВ) позволяет обеспечить надежную работу ЭПС:

- в режиме тяги при минимальном угле сетевой коммутации ао, равном 8°Эл;

- в режиме рекуперативного торможения при минимальном угле опережения открытия тиристоров р, равном 16°Эл.

u, кВ

I

1

hwhLWHW ...........I.........................

-- % рр m щ

m ш

w///// WM

щ f/M Ш

s

--

0 .002 .001 .006 .008 .01 .012 .ОН .016 .018 .02

t,c

Рис. 5. Ограничения на форму напряжения на токоприемнике ЭПС: 1 - предельно допускаемая амплитуда коммутационных перенапряжений; 2 - предельно допускаемая амплитуда режимных перенапряжений;

3- запретная область, обеспечивающая потенциальные условия работы тиристоров ВИП ЭПС

и, кВ

-юо

О .002 .004 .006 .008 .01 .012 .014 .016 .018 .02

Ъс

Рис. 6. Недопускаемое искажение формы напряжения

на токоприемнике ЭПС: обозначения те же, как на рис. 5

Подача управляющих импульсов на силовые тиристоры ВИП в момент нахождения кривой напряжения в запретной области {см. рис.5 и рис.6) может привести к срыву режимов тяги и рекуперации.

50403020100-100 45 90 135 180

еЛ гоад Эл

Рис. 7. К определению коэффициента импульсного провала напряжения

Модуль входного сопротивления системы тягового электроснабжения относительно токоприемника ЭПС для п-ой гармоники Ъп одиночного на межподстанционной (консольной) зоне ЭПС не должен превышать предельно допускаемых значений

н — Ап н'А'^ I н»

где гпн - нормированное предельно допускаемое значение модуля сопротивления системы электроснабжения относительно токоприемника одиночного на межподстанционной зоне ЭПС на п-ой гармонике; Апн -нормированный коэффициент, учитывающий максимально возможное усиление гармоник напряжения в системе тягового электроснабжения вследствие волновых процессов; Ъ^ „ - нормированное предельно допускаемое значение модуля сопротивления системы электроснабжения относительно токоприемника одиночного на межподстанционной зоне ЭПС на основной частоте 50 Гц, т.е. (т.е. модуля сопротивления СТЭ на основной частоте при напряжении 25 кВ от токоприемника ЭПС переменного тока до шин бесконечно большой мощности).

и. кВ

А

/C = iS■f2кB ТМИ/\

а N \А

Коэффициент подключения ЭПС с тиристорными преобразователями к системе тягового электроснабжения Кпэпс рассчитывается по формуле

где Бпэпс- мощность ЭПС, приведенная в соответствие с нормированным искажением синусоидальности базисного тока Бп эпс = $эпс"К, / К,„ , где Ээнс - фактическая мощность ЭПС; К,- - коэффициент искажения синусоидальности тока ЭПС:

где п - порядок гармоники; 1„- действующее значение п-ой гармонической составляющей тока ЭПС, А; 1[ - действующее значение первой гармоники тока ЭПС; К,- „ - нормированное значение коэффициента искажения синусоидальности базисного тока ЭПС, К;„= 3%; 5га - мощность короткого замыкания системы тягового электроснабжения в точке подключения ЭПС:

где 1И- действующее значение установившегося тока короткого замыкания системы тягового электроснабжения в точке подключения ЭПС; и - номинальное действующее значение напряжения на токоприемнике ЭПС.

При нормировании К„ эпс учитывается взаимосвязь между нормированным коэффициентом искажения синусоидальности базисного тока ЭПС, коэффициентом импульсного провала напряжения на токоприемнике ЭПС в заданной области его определения, модулем входного сопротивления системы тягового электроснабжения относительно токоприемника ЭПС для п-ой гармоники, мощностью короткого замыкания системы тягового электроснабжения в точке подключения ЭПС и фактической мощностью ЭПС. В этом случае Бэпс = $пэпс- в случае, когда коэффициент искажения синусоидальности тока ЭПС отличен от нормированного, а все вышеуказанные показатели сохраняются на прежнем уровне, фактическая мощность ЭПС, допускаемая к подключению к системе тягового электроснабжения, определяется по формуле Бэпс ~ эпс'

КпЭПС ~ 5„ЭПС / ,

II

Если углы сетевой коммутации ао в режиме тяги и углы опережения открытия тиристоров в режиме рекуперации (3 по конструктивным, технологическим, режимным и другим причинам превышают минимальные значения, то допускаемые значения Шимп и КпЭпс. при которых будут обеспечены потенциальные условия работы тиристоров преобразователей ЭПС, определяются по нижеследующим формулам.

Для 16° ^ р 2 90° (что соответствует выполнению потенциальных условий в диапазоне 8° < £ < 172°, и возможности обеспечения 8° < ао ^ 90° также в режиме тяги) коэффициент импульсного провала пересчитывается как

Шимп[«„] = Ш„мп[г]" 5'п(8°) + зт(Я0),

где Шимп[8°]" нормированное значение коэффициента импульсного провала напряжения на токоприемнике ЭПС при ао = В" (или ¡} = 16°).

Коэффициент подключения ЭПС с тиристорными преобразователями для вышеуказанного диапазона изменения (3 и ао рекомендуется пересчитать:

Ц • Л ■ БшСар) - с • [эт(8°) - Щимп[8-]] Кп эпс[а„] = Кп ЭПф"]' г^.^.з^-с.^-хинг]! '

где с-амплитуда минимальной первой гармоники напряжения на токоприемнике ЭПС (19-72 кВ); и - действующее значение напряжения системы электроснабжения в точке подключения ЭПС без нагрузки, кВ; Кпэпс[8°] " нормированное значение коэффициента подключения ЭПС с тиристорными преобразователями при а0 = 8° (или |3 = 16°).

Приведенный коэффициент искажения синусоидальности тока ЭПС Кп,- не должен превышать нормально и предельно допускаемых значений, равных соответственно 10 и 20 %. Приведенный коэффициент искажения синусоидальности тока ЭПС Кш рассчитывается по формуле

/ / л 2Л I

N

X

п = 3

Г \ Кпн 1п--

К,П Н

У IV,п н J Кш = Ю0-^-¿- , %

где п-порядок гармоники; N - порядок последней гармоники в расчетном диапазоне спектра частот; 1п - действующее значение п-ой гармонической составляющей тока ЭПС, А; К,п „ - нормированное значение коэффициента п-ой гармонической составляющей тока ЭПС; Кд „ - нормированное значение коэффициента 3-ей гармонической составляющей тока ЭПС; ¡1 - действующее значение первой гармоники тока одной секции электровоза или одиночного электровоза, А.

Показатель нормируется для одной секции электровоза или односекционного электровоза с действующим значением тока 150 А: нормально допускаемым значением - для продолжительного режима работы ЭПС; предельно допускаемым значением - для часового режима работы ЭПС.

В пятой главе выполнен адаптивный синтез многофункционального устройства для повышения ЭМС в системе электрической тяги применительно к условиям участка Зима-Слюдянка Восточно-Сибирской ж.д. Разработаны соответствующие технические требования по изготовлению и монтажу устройства. Модуль демпфирующий подключается в точку батареи конденсаторов КУ, для которой частота последовательного резонанса части КУ, заключенной между точкой и рельсами (реактор и часть батареи конденсаторов КУ), составляет 50 ± 1 Гц. Емкость блока конденсаторов модуля демпфирующего, номинальная -4±0,4мкФ. Сопротивление блока резисторов модуля - 80 ±10 Ом. Индуктивность блока резисторов модуля демпфирующего должна составлять 6 -ЮмГн. Длительно рассеиваемая мощность в блоке резисторов модуля должна быть не менее 200 кВт; Длительно рассеиваемая мощность в конденсаторной батарее модуля демпфирующего должна быть не менее 2,7 кВт.

Шестая глава посвящена вопросам измерения нормированных ПКЭ в эксплутационных условиях и созданию измерительного комплекса, позволяющего определять ПКЭ в течение каждого периода основной частоты питающего напряжения. Разработаны алгоритм и программа расчета по основной частоты питающего напряжения, изменяющейся в диапазоне 49,5 - 50,5 Гц, с абсолютной погрешностью не более 0,02 Гц для каждого ее периода. Обосновано применение специализированных ОЭР-процессоров при создании измерительного

комплекса, выполняющего определение нормированных ПКЭ в течение каждого периода основной частоты в режиме реального времени.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана концепция комплексного обеспечения электромагнитной совместимости в системе электрической тяги переменного тока, включая ЭМС СТЭ с ЭПС, системой внешнего электроснабжения, а также ЭМС системы электрической тяги с устройствами проводной связи. Разработанные и введенные в нормативные документы для руководства по сети железных дорог показатели ЭМС в системе электрической тяги, а также методы ее обеспечения позволяют предупредить повреждения высоковольтного электрооборудования, исключить опасные отказы системы управления ЭПС вследствие электромагнитного воздействия при отсутствии необходимого уровня электромагнитной совместимости, обеспечить надежную и устойчивую работу электроподвижного состава.

2. Экспериментально и теоретически показано, что одной из причин повреждения высоковольтного электрооборудования ЭПС, связанных с режимами совместной работы СТЭ и ЭПС, .наряду с конструктивными особенностями изоляции электрооборудования, являются резонансные перенапряжения. Они возникают в результате усиления высших гармоник токов и напряжений в системе тягового электроснабжения при неблагоприятных параметрах и режимах работы систем тягового и внешнего электроснабжения.

3. Разработана методика гармонического анализа и синтеза кривых напряжений и токов в произвольной точке СТЭ при произвольном включении в тяговую сеть различных устройств продольной, поперечной емкостной компенсации, многофункциональных компенсирующих устройств, которая рассмотрена как сложная линейно параметрическая цепь с сосредоточенными и распределенными параметрами при установившихся и коммутационных режимах работы системы электрической тяги. Методика позволяет проводить одновременное исследование электромагнитных процессов взаимодействия СТЭ с ЭПС, системой внешнего электроснабжения, а также электромагнитных влияний на цепи проводной связи в трехмерном измерении - частотной, временной и пространственной плоскостях. Методика позволяет учесть немаловажный фактор - изменение параметров

системы электроснабжения и устройств от частоты.

4. На комплексных математической и физической моделях системы электрической тяги исследованы вопросы взаимодействия ЭПС с СТЭ в установившемся и коммутационном режиме работы системы электрической тяги при различных схемах питания тяговой сети и режимах работы ЭПС. Показано распределение потерь электроэнергии от высших гармоник по элементам системы электроснабжения. Подтверждена необходимость применения для учета потребления электроэнергии реверсивных электронных счетчиков, имеющих высокий класс точности не только на частоте 50 Гц, а в диапазоне частот до 2 кГц и выше,

5. Корреляционный анализ ПКЭ, используемых в практике для оценки взаимодействия различных электрических систем, выполненный при помощи математического моделирования, позволил в несколько раз сократить количество ПКЭ на ЭПС и устройствах тягового электроснабжения при полном сохранении информативности об электромагнитных процессах, происходящих в системе электрической тяги и влияющих на качество электроэнергии. Получены корреляционные матрицы ПКЭ и параметров системы электрической тяги для нормального и вынужденного режимов работы системы тягового электроснабжения.

6. Получены интегральные выражения волнового коэффициента для произвольных схем СТЭ и при включении нескольких устройств продольной, поперечной емкостной компенсации и многофункциональных компенсирующих устройств. Предложенная система формул для определения волнового коэффициента включена в раздел комплексной математической модели для определения мешающего влияния системы электрической тяги на цепи проводной связи.

7. С целью снижения уровня перенапряжений на токоприемнике ЭПС и в тяговой сети, а также для исключения преждевременного выхода из строя изоляции электрооборудования ЭПС на участках с неблагоприятной электромагнитной обстановкой на период разработки и внедрения конкретных технических устройств по предотвращению резонансных перенапряжений разработан комплекс организационных мероприятий:

- при переходе к консольному питанию тяговой сети независимо от наличия

тяговой нагрузки включение на тяговых подстанциях, питающих консоль, параллельно два трансформатора;

- исключение совпадений одностороннего питания тяговой подстанции по ЛЭП с консольным питанием тяговой сети от этих подстанций;

- ограничение организации консольного питания тяговой сети длиной равной или близкой длине межподстанционной зоны;

- при консольном питании на длину всей межподстанционной зоны включение установки поперечной емкостной компенсации отключенной подстанции.

8. С целью защиты высоковольтного электрооборудования электровоза от коммутационных перенапряжений при внезапном отключении питания тяговой сети с повторными включениями (система АПВ) показана целесообразность автоматической системы выключения главного выключателя и снятия нагрузки с повторным его включением в случае появления напряжения на токоприемнике. Повторное включение следует задержать на время коммутационного процесса, ориентировочно на 5-10 мс.

9. Установлено, что при соблюдении требований к качеству электроэнергии по напряжению на шинах подстанции без тяговой нагрузки на уровень режимных перенапряжений на токоприемнике ЭПС влияют: коммутируемая мощность в результате непрерывных, функциональных параметрических переключений в силовом тиристорном оборудовании ЭПС; параметры системы тягового и внешнего электроснабжения в частотном диапазоне; спектральный состав тока ЭПС; расположение ЭПС на межподстанционной зоне.

10. Исследован уровень режимных перенапряжений на токоприемниках двух электровозов при одновременной их работе на межподстанционной зоне. Первый работает в режиме интенсивной тяги (рекуперации), второй - в режиме холостого хода (на выбеге, на станции, в депо). Установлено, что уровень этих перенапряжений, воздействующих на изоляцию силового электрооборудования, вследствие волновых процессов в тяговой сети может быть существенно выше у электровоза без тяговой нагрузки.

11. На физической модели исследованы коммутационные перенапряжения при включении фидера тяговой подстанции и проверен способ снижения этих перенапряжений с помощью включения МКУ. Показано, что если для типовой схемы питания тяговой сети амплитуда напряжения на токоприемнике ЭПС может

достигать двойного значения амплитуды рабочего напряжения, то при включении фидера тяговой подстанции, питающего консоль тяговой сети с работающим на ее конце МКУ, амплитуда напряжения на токоприемнике ЭПС в момент коммутации не превышает амплитуду рабочего напряжения более чем на 5 %.

12. Выбраны показатели, отвечающие за ЭМС СТЭ с устройствами проводной связи. Впервые предложено для типовых условий использовать при оценке мешающего влияния обобщенный фактор электромагнитного влияния системы электрической тяги переменного тока на проводные цепи связи. Обобщенный фактор позволяет учитывает мероприятия по снижению мешающего влияния устройствами на ЭПС, в тяговой сети и влияние конструкции устройств связи. Выполнено нормирование показателей ЭМС: псофометрический ток ЭПС, волновой коэффициент тяговой сети, обобщенный фактор электромагнитного влияния. Разработана методика оценки мешающего влияния при включении многофункциональных устройств в тяговой сети и на ЭПС. Предложен метод обеспечения ЭМС системы электрической тяги с проводными цепями связи путем сочетания различных мероприятий во влияющих и подверженных влиянию системах.

13. Предложены показатели, определяющие ЭМС системы электрической тяги с системой внешнего электроснабжения. Получена связь гармонических составляющих тока ЭПС с соответствующими гармоническими составляющими напряжения в точке общего присоединения в системе внешнего электроснабжения. Выполнено нормирование гармонических составляющих тока ЭПС с учетом условий эксплуатации. Предложен приведенный коэффициент искажения синусоидальности тока ЭПС, который позволил аналитически связать искажения тока ЭПС с коэффициентом искажения синусоидальности в точке общего присоединения системы внешнего электроснабжения, выведена его математическая формула. Этот коэффициент позволил учесть всю специфику распространения гармоник из системы тягового в систему внешнего электроснабжения: различия в усилении гармоник из-за волновых процессов и степени затухания гармонических составляющих токов и напряжений. Данный коэффициент, при необходимости, позволяет выполнить требования ГОСТ 1310997 к коэффициенту искажения синусоидальности напряжения в точке общего присоединения путем проведения отдельных мероприятий по снижению

конкретных гармоник тока ЭПС при определенной мощности тяговой и рекуперативной нагрузки.

14. Разработана и утверждена терминология и классификация перенапряжений в системе электрической тяги. Введены определения импульсного провала и коэффициента импульсного провала напряжения на токоприемнике ЭПС, коэффициента подключения ЭПС системе тягового электроснабжения, приведенного коэффициента искажения синусоидальности тока ЭПС. Уточнены допустимые режимы совместной работы ЭПС и системы тягового электроснабжения в зависимости от действующего значения напряжения на токоприемнике ЭПС.

15. Получены при помощи математического и физического моделирования нормативные значения коэффициента, учитывающего максимально допускаемое усиление гармоник в системе тягового электроснабжения и накладывающего ограничения на модуль входного сопротивления системы тягового электроснабжения в частотном диапазоне относительно токоприемника ЭПС без МКУ и при их наличии. Так, при отсутствии многофункциональных устройств усиление токов и напряжений для 9-ой и выше гармоник в системе тягового электроснабжения из-за волновых процессов может достигать девятикратного уровня. При включений МКУ с оптимальными параметрами усиление не превышает 1,2 раза. Коэффициент возможного усиления нормирован также и для низкого порядка гармоник, что позволяет контролировать и исключать резонансные явления из-за переключений в системе электроснабжения при неблагоприятных схемных решениях.

16. Разработана система ПКЭ и параметров системы электрической тяги, позволяющая оценить и обеспечить устойчивость работы ЭПС в эксплуатационных условиях. Показано, что устойчивость работы ЭПС, особенно в режиме рекуперативного торможения, зависит о+ взаимного соотношения между собой таких параметров, как мощность системы электроснабжения, реализуемая мощность и спектральный состав тока ЭПС, параметры системы тягового и внешнего электроснабжения в частотном диапазоне относительно токоприемника ЭПС, настройка системы управления тиристорами ВИП ЭПС. При этом существенное влияние на работу ЭПС может оказать система внешнего электроснабжения, от которой питаются мощные, сильно искажающие качество

электроэнергии нагрузки промышленных предприятий.

17. Результаты аналитических исследований в области "электромагнитной совместимости электроподвижного состава с системой тягового электроснабжения использованы при включении и нормировании ряда показателей качества электроэнергии в «Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации», утвержденные Министерством путей сообщения.

18. Разработана методика проверки ПКЭ в эксплуатационных условиях и алгоритм выбора оптимальных технических и организационных мероприятий по обеспечению ЭМС в системе электрической тяги переменного тока применительно к конкретному участку. Выполнена проверка ПКЭ, установленных этими Техническими требованиями, в эксплуатационных условиях на действующих магистральных участках: Абакан-Тайшет Красноярской ж.д., Вихоревском (Моргудон-Братск-Галачинский) и Зима-Слюдянка ВосточноСибирской ж.д., а также в условиях экспериментального кольца института.

19. Выполнен адаптивный синтез МКУ с разработкой соответствующих технических требований применительно к условиям участка Зима-Слюдянка Восточно-Сибирской ж.д. Технические требования устанавливают ряд параметров МКУ, при которых максимально снижается усиление высших гармонических составляющих токов и напряжений в системе тягового электроснабжения. При этом обеспечиваются нормативы ПКЭ на токоприемнике ЭПС, а также ЭМС системы электрической тяги с проводными цепями связи. На основании рекомендаций на горном перевале участка Зима-Слюдянка Восточно-Сибирской ж.д. смонтировано и включено в эксплуатацию МКУ с параметрами, адаптированными к условиям участка.

20. Разработан алгоритм определения нормируемых ПКЭ в эксплуатационных условиях в реальном масштабе времени без потери информации на базе сверхвысокочастотных ОЭР-процессоров. Разработаны технические требования к измерительному комплексу, которые приняты МПС РФ к реализации. Показана реальная возможность определения нормируемых ПКЭ в течение каждого периода основной частоты. Разработан и реализован алгоритм определения частоты основной гармоники в диапазоне 49,5 - 50,5 Гц с точностью 0,02 Гц по десяти периодам.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ермоленко Д.В., Павлов И.В. Улучшение электромагнитного взаимодействия тиристорного электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения // Вестник ВНИИЖТ. 1989. № 8. С. 25. ..30.

2. Ермоленко Д.В. Анализ потерь электроэнергии от высших гармоник в системе тягового электроснабжения // Вестник ВНИИЖТ. 1990. № 6. С. 15...18.

3. Ермоленко A.B., Ермоленко Д.В., Павлов И.В. Особенности мешающего влияния электрифицированных железных дорог постоянного тока на цепи связи при ЭПС с тиристорными преобразователями // Вестник ВНИИЖТ. 1997. №4. С.26...29.

4. Индуктивное влияние тяговой сети многопутных участков / A.B. Ермоленко, Д.В. Ермоленко, В.Е. Марский., И.В. Павлов II Вестник ВНИИЖТ. 1992. №5 С. 34...37.

5. Мешающее влияние линий продольного электроснабжения на электрифицированных участках переменного тока / A.B. Ермоленко, Д.В. Ермоленко, И.В. Павлов, Б.В. Шевцов // Вестник ВНИИЖТ. 1992. №8. С. 19...24.

6. Ермоленко A.B., Ермоленко Д.В., Павлов И.В. Защитное действие рельсовой сети станций // Вестник ВНИИЖТ. 1993. №1. С. 32...36.

7. Утилизация энергии высших гармоник в системе тягового электроснабжения / A.B. Ермоленко, Д.В. Ермоленко, И.В. Павлов, Б.В. Шевцов // Вестник ВНИИЖТ. 1993. №8. С. 41.. .45.

8. Капустин Л.Д., Ермоленко Д.В. Экстремальные условия работы подвижного состава и системы электроснабжения переменного тока в эксплуатации // Тезисы докладов Первой международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта», 18-21 апреля 1994 г. Часть 1. М.: МИИТ, 1994. С. 65.

9. Патент РФ 2009907. Устройство для диагностирования сглаживающих фильтров тяговых подстанций постоянного тока / авт. Павлов И.В., Пительмахов A.B., Ермоленко Д.В. Опубл. в Бюллетене №6 30.03.94.

10. Ермоленко A.B., Ермоленко Д.В., Павлов И.В. Анализ показателей качества электроэнергии в системе электрической тяги переменного тока на участках Сибирского региона // Транспортные проблемы Сибирского региона: Тезисы докладов XX научно-технической конференции сотрудников ИрИИТа и специалистов эксплуатации и строительства железных дорог Сибири. Иркутск. 1995. С. 79...80.

П.Ермоленко A.B., Ермоленко Д.В., Павлов И.В. Особенности технических требований к показателям качества электроэнергии на ЭПС и в системе тягового электроснабжения // Улучшение качества и снижение потерь электрической энергии в системах электроснабжения железных дорог: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск. 1995. С. 58...62.

12. Ермоленко Д.В. Учет волновых процессов в системе тягового электроснабжения при определении показателей ЭМС II Разработка и исследование автоматизированных средств контроля и управления для предприятий железнодорожного транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск. 1996. С. 29...34.

13. Показатели качества электроэнергии на токоприемнике и взаимодействие ЭПС с системой тягового электроснабжения переменного тока / В.А. Кучумов, Д.В. Ермоленко, H.H. Молин, И.В. Павлов, H.H. Широченко, A.B. Ермоленко II Вестник ВНИИЖТ. 1997. №2. С. 11... 16.

14. Ермоленко Д.В., Павлов И.В., Минин Г.А. Особенности нормирования тока электроподвижного состава с целью обеспечения качества электроэнергии в системах электроснабжения II Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте. Первый Международный симпозиум: Сб. науч. тр. М.: МИИТ. 1997. С. 98...100.

15. Ермоленко Д.В., Павлов И.В., Минин Г.А. Учет мешающих влияний от электроподвижного состава с тиристорными преобразователями в условиях электрифицированных железных дорог постоянного тока II Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте. Первый Международный симпозиум: Сб. науч. тр. М.: МИИТ. 1997. С. 131...133.

16. Ермоленко Д.В. Определение условий устойчивого . взаимодействия электроподвижного состава с системой тягового электроснабжения //

Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте. Первый Международный симпозиум: Сб. науч. тр. М.: МИИТ. 1997. С. 141... 143.

17.Ермоленко A.B., Ермоленко Д.В., Павлов И.В. Особенности мешающего влияния электрифицированных железных дорог постоянного тока на цепи связи при ЭПС с тиристорными преобразователями // Вестник ВНИИЖТ. 1997. №4. С. 26...29.

18. Ермоленко Д.В. Качество электроэнергии в системе электрической тяги как условие безопасности на электрифицированной железнодорожной магистрали // Проблемы безопасности на транспорте: Тезисы докладов. Междунар. науч,-практ. конф. / Под общ. ред. В.П. Ярошевича. Гомель: БелГУТ, 1997. С. 34...35.

19. Ермоленко Д.В., Широченко H.H. К вопросу обеспечения устойчивой работы ЭПС с тиристорными преобразователями в условиях горных перевалов // II Международная конференция «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава»: Тезисы докладов. Новочеркасск, 4-6 июня 1997 г. С. 30...31.

20. Основные положения методики расчета мешающего влияния в новых «Правилах защиты устройств проводной связи от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог постоянного тока» / O.K. Васильев, Д.В. Ермоленко, И.В. Павлов, Г.Б. Васюкова, A.B. Ермоленко, A.M. Кошелева // Вестник ВНИИЖТ. 1997. №3. С. 16... 19.

21. Ермоленко Д.В. К вопросу измерения и контроля показателей качества электроэнергии на электроподвижном составе и устройствах тягового электроснабжения переменного тока // Актуальные проблемы развития транспортных систем: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. / Под общ. ред. В.Я. Ярошевича. Гомель: БелГУТ. 1998. С. 145.

22.Ермоленко Д.В. Применение адаптивного синтеза многофункциональных устройств с целью обеспечения электромагнитной совместимости в системе электрической тяги // Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование: Тез. докл. науч.-техн. конф. / Под общей редакцией д-ра техн. наук Б.И. Кудрина и канд. техн. наук Б.В. Жилина. Новомосковск. Изд-во НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. 1998. С. 50...51.

23. Ермоленко Д.В. Влияние волновых процессов в системе тягового электроснабжения на уровень перенапряжений на токоприемнике ЭПС // Железнодорожный транспорт Сибири: проблемы и перспективы / Тезисы докладов Межвузовской научно-технической конференции, посвященной 160-летию отечественных железных дорог и 100-летию железнодорожного образования в Сибири. Омск. 22-23 апреля 1998г. С.97..98.

ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВ 1 МЕТОДЫ ЕЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЯ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

05.22.09 - Электрификация железнодорожного транспорта

Ермоленко Дмитрий Владимирович

Подписано к печати

Объем печ. л. 2,7 Заказ № 222

Формат бумаги 60x100 1/16 Тираж 100 экз.

Типография ВНИИЖТ, 129851, Москва, 3-я Мытищинская ул., 10