автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение энергетической эффективности электровоза переменного тока на основе применения регулируемого пассивного компенсатора реактивной мощности

На правах рукописи

ДУХОВНИКОВ Вячеслав Константинович

ОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ПАССИВНОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Хабаровск - 2012

1 3 ДЕК 2012

005057113

005057113

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учрежден высшего профессионального образования «Дальневосточный государстве™ университет путей сообщения» (ДВГУПС).

Научный руководитель: Кулинич Юрий Михайлович,

доктор технических наук, профессор, профессор ФГБОУ ВПО «ДВГУПС», г. Хабаровск

Официальные оппоненты: Климаш Владимир Степанович,

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Промышленная электроника» ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», г. Комсомольск-на-Амуре

Васильченко Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», г. Комсомольск-на-Амуре

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Омский государственный

университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится «27» декабря 2012 г. в 1600 часов, в ауд. 201/3 заседании диссертационного совета Д 212.092.04 при Комсомольском-на-Амуре ] сударственном техническом университете по адресу: 681013, г. Комсомольск-1 Амуре, пр. Ленина д. 27. aureol@inbox.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КнАГТУ, www.knastu.ru.

Автореферат разослан «_»ноября 2012 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печать просим направлять в адрес диссертационного совета Д 212.092.04, e-mail: kepapu@knastu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент //¿—-^ В.И. Суздорф

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

ОАО «Российские железные дороги» входит в тройку мировых лидеров среди железнодорожных компаний. В её эксплуатации находится свыше 85 тыс. км железных дорог, 46 % которых электрифицированы, из них 53 % составляют линии переменного тока. На долю железнодорожного транспорта в Российской Федерации приходится более 80 и около 40 % всего объёма грузовых и пассажирских перевозок соответственно. Ежегодно ОАО «РЖД» потребляет около 6 % от всей вырабатываемой электроэнергии в стране.

Одним из направлений принятой в ОАО «РЖД» программы «Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года» является повышение энергоэффективности подвижного состава. Эта программа включена в состав государственной энергетической политики, которая направлена на переход Российской Федерации к энергосберегающим технологиям. В соответствии с программой планируется сократить удельный расход электроэнергии на 5 %.

На сети железных дорог Российской Федерации эксплуатируются электровозы переменного тока, имеющие низкое значение коэффициента мощности (0,65...0,85), сто обусловлено отставанием по фазе потребляемого тока относительно питающего напряжения, а также искажением формы этого тока. По этой причине из контактной сети потребляется непроизводительная реактивная мощность, ухудшающая преимущества электрической тяги переменного тока.

Для повышения коэффициента мощности на электроподвижном составе и федприятиях железнодорожного транспорта используются компенсаторы реак-гивной мощности. Наиболее эффективным является использование устройств компенсации при установке их непосредственно у потребителя реактивной мощности, 1 именно на электроподвижном составе. Сотрудниками ВНИИЖТа были выполне-•ы исследования нерегулируемого компенсатора реактивной мощности (КРМ), установленного на электровозе ВЛ85. Испытания устройства КРМ показали, что гакой компенсатор является эффективным средством для повышения коэффициента мощности электровоза. Однако применение пассивного компенсатора приводит к увеличению коэффициента мощности лишь в ограниченном диапазоне токовых «грузок, поскольку параметры его элементов выбраны в соответствии с номинальным режимом работы электровоза.

Целью работы является повышение энергетической эффективности работы электровозов переменного тока за счёт разработки устройства компенсации реактивной мощности, позволяющего увеличить коэффициент мощности локомотивов ю всём диапазоне токовых нагрузок.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе представлено »ешение следующих задач:

- предложен принципиально новый способ компенсации реактивной мощности, который заключается в пассивном регулировании компенсации реактивной мощности, и разработано устройство, реализующее этот способ;

- разработана математическая модель системы «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз, оборудованный разработанным компенсатором»;

- проведены компьютерные и физические исследования работы разработанног компенсатора реактивной мощности;

- определена экономическая эффективность от внедрения предлагаемого ком пенсатора реактивной мощности.

Методика исследований. Методика исследований основана на применении ме тодов теории электрических цепей, теории дифференциальных уравнений, теори автоматического управления и вычислительного эксперимента. При определени структуры и параметров компенсатора реактивной мощности применялись метод! математического моделирования с использованием пакета компьютерных прс грамм OrCAD и физического моделирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработан новый способ и устройство для компенсации реактивной мощнс сти пассивного компенсатора, который может в зависимости от режимов работ! электровоза изменять реактивную мощность;

-с помощью разработанной математической модели системы «тяговая noi станция - контактная сеть - электровоз, оборудованный предлагаемым устройст вом» установлен эффект повышения коэффициента мощности во всех режимах р£ боты электровоза;

- разработана система управления, которая позволяет управлять предложеь ным компенсатором реактивной мощности.

Практическая ценность работы:

- использование разработанного компенсатора реактивной мощности на эле» тровозах переменного тока позволяет увеличить коэффициент мощности во всё диапазоне токовых нагрузок;

- разработанная математическая модель позволяет исследовать электромагнит ные процессы в системе «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз, оборз дованный дополнительно разработанным компенсатором реактивной мощности»;

-экономическая эффективность от внедрения на электровозе предлагаемог спроектированного устройства составляет 490 тыс. руб. в год.

Внедрение результатов работы. Изготовлено устройство, позволяюще улучшить качество потребляемой электроэнергии, которое внедрено в ремонтно локомотивном депо Белогорск-Восточный Забайкальской железной дороги.

На защиту выносятся:

- новый способ компенсации реактивной мощности с помощью пассивног компенсатора за счёт плавного изменения его реактивной мощности;

- математическая модель системы «тяговая подстанция - контактная сеть электровоз, оборудованный разработанным компенсатором реактивной мощности)

- теоретические и экспериментальные исследования компенсации реактивно мощности, направленные на увеличение коэффициента мощности электровозов ш ременного тока.

Апробация работы. Основные результаты работы были одобрены и доложены

- на Всероссийской научно-практической конференции с международным уч. стием «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI в< ке» (Хабаровск, 2009 год), ДВГУПС;

- Всероссийской научно-практической конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» (Хабаровск, 2010 год), ДЗГУПС;

- Всероссийской научно-практической конференции с международным участи-:м «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке» Хабаровск, 2011 год), ДВГУПС;

- 13-м Краевом конкурсе-конференции молодых учёных и аспирантов (Хаба-ювск, 2011 год), ТОГУ;

- Всероссийской научно-практической конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» (Хабаровск, 2012 год), ДВГУПС;

- 14-м Краевом конкурсе-конференции молодых учёных и аспирантов (Хаба-ювск, 2012 год), ТОГУ;

- заседании кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог» )мГУПС;

- заседаниях кафедры «Электроподвижной состав» ДВГУПС.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ,

: том числе три статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и журналах [еречня ВАК РФ, и один патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заклю-1ения, библиографического списка. Объём работы составляет 146 страниц маши-юписного текста, которая содержит 81 рисунок, 9 таблиц и библиографический писок, включающий 113 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и значимость выбранной темы диссерта-[ионной работы. Проведён анализ существующих до настоящего времени резуль-атов научных исследований, намечены перспективы внедрения от использования редлагаемого регулируемого пассивного компенсатора реактивной мощности. На-чной основой работы послужили исследования вопросов, связанных с повышени-м энергоэффективности электровозов переменного тока, выполненные следую-дами учёными и специалистами: Б.Н. Тихменевым, JI.M. Трахтманом, В.Д. Тулу-овым, В.А. Кучумовым, В.Б. Похелем, JI.A. Мугинштейном, Ю.М. Иньковым, I.A. Ротановым, В.П. Феоктистовым, P.P. Мамошиным, А.Н. Савоськиным, I.M. Антюхиным, A.JI. Лозановским, H.H. Широченко, Н.С. Назаровым, Б.И. Хо-[яковым, Ю.А. Басовым, C.B. Власьевским, Ю.М. Кулиничем, Р.И. Мирошничен-о, А.И. Лицевым, В.В. Литовченко, О.В. Мельниченко и многими др.

В первой главе представлен проведённый анализ электромагнитных потерь, озникаюших в контактной сети вследствие потребления электровозом реактивной ющности. Рассмотрены устройства компенсации реактивной мощности электро-одвижного состава, сформулированы цель и задачи научного исследования.

В результате потребления реактивной мощности увеличивается нагрузка на элек-рооборудование контактной сети, в том числе и электровоза; растёт полный ток, тзебляемый электровозом, что приводит к повышению технологических потерь

электроэнергии в контактной сети, а также к возрастанию в ней падения напряжения. Как показывают расчеты, передача 1А реактивного тока вызывает в 5-7 раз большие потери напряжения по сравнению с передачей 1А активного тока.

При передаче реактивной мощности в тяговой сети происходит снижение напряжения на токоприемнике электровоза, это приводит к дополнительному потреблению тока, что в свою очередь вызывает ещё большие потери сетевого напряжения. Указанное означает, что снижение напряжения может привести к уменьшению напряжения на токоприёмнике электровоза до предельно допустимого уровня - 19,5 кВ, более того, потери напряжения уменьшают скорость движения поездов на 10-16 %.

Компенсировать реактивную мощность электроподвижного состава переменного тока без изменения силового преобразователя возможно, если подключить пассивный нерегулируемый компенсатор реактивной мощности к вторичной обмотке силового трансформатора электровоза (рис. 1).

Рис. 1. Схема подключения нерегулируемого КРМ

Как следует из рис. 1, компенсатор реактивной мощности представляет собой последовательную резонансную ЬС-цепь, включаемую с помощью ключевого элемента, состоящего из двух встречно-параллельно соединённых тиристоров V*/ и У«.

Устройство КРМ предназначено для улучшения формы потребляемого электровозом тока и сокращения отставания по фазе первой гармоники этого тока, в результате это приводит к повышению коэффициента мощности. Уменьшение высших гармонических составляющих во входном токе электровоза происходит зг счёт шунтирования третьей гармоники тока цепью компенсатора, настроенного нг близкую частоту (135 Гц), а также некоторого ослабления ближайших по частоте высших гармоник. Уменьшение фазового угла <р осуществляется путём создания неуправляемой ёмкостной составляющей тока основной частоты, протекающей через ¿С-цепь, которая для частоты 50 Гц имеет ёмкостное сопротивление. Благодаря этому происходит смещение фазы потребляемого тока в сторону опережения и приближение к фазе питающего напряжения.

Назначение схемы управления тиристорами ключевого элемента сводится

к отключению КРМ при возникновении аварийных режимов работы электровоза, а также к включению КРМ в момент равенства мгновенных значений напряжения на вторичной обмотке трансформатора и напряжения на конденсаторе КРМ.

Применение на электровозе рассматриваемого нерегулируемого компенсатора реактивной мощности приводит не только к значительному увеличению коэффициента мощности в номинальном режиме работы, но и к перекомпенсации реактив-

ой мощности при малых токах нагрузки, что объясняется постоянной величиной мкостного тока, протекающего через ¿С-цепь компенсатора. Следует отметить, то работа КРМ является эффективной лишь в определённом диапазоне токовых агрузок и не является таковой при других условиях.

Компенсировать реактивную мощность электроподвижного состава в более шроком диапазоне нагрузок позволяет переключаемый пассивный компенсатор еактивной мощности. Этот компенсатор увеличивает соБф в нескольких режимах аботы электровоза за счёт подключения ¿С-фильтра к различным секциям вто-ичной обмотки тягового трансформатора, обеспечивая тем самым ступенчатое избиение реактивной мощности компенсатора.

При изменении реактивной мощности нагрузки и сохранении номинального гачения мощности компенсатора происходит недокомпенсация или перекомпен-ация реактивной мощности электровоза, что приводит к изменению фазового угла цвига ф. При превышении величины (р за пороговое значение происходит ереключение ¿С-фильтра к обмоткам тягового трансформатора с большим или еньшим напряжением. В этом случае увеличивается или уменьшается мощность омпенсатора реактивной мощности. Благодаря этому происходит увеличение или меныиение ёмкостной составляющей входного тока электровоза и обеспечивается инфазность питающего напряжения и потребляемого электровозом тока в ескольких режимах его работы, а именно: происходит увеличение энергетической |)фективности электровоза, оборудованного переключаемым пассивным компен-зтором реактивной мощности в нескольких фиксированных режимах работы гектровоза, т. е. наиболее полная компенсация реактивной мощности электровоза остигается только в пределах каждой ступени изменения реактивной мощности омпенсатора. Это связано с тем, что при фиксированных ступенях реактивной ощности компенсатора и изменяющейся реактивной мощности электровоза полная омпенсация возможна только в том случае, если потребляемая электровозом гактивная мощность будет равна мощности соответствующих ступеней компенса-эра. Невыполнение этого условия приводит к неполной компенсации реактивной ощности электровоза и к снижению его энергетической эффективности.

Следовательно, применение пассивного переключаемого КРМ значительно пучшает коэффициент мощности электровоза в пределах каждой ступени компен-1тора, но не решает задачи наиболее полной компенсации реактивной мощности э всех режимах его работы.

На основе проведённого анализа работы существующих пассивных компенса-эров реактивной мощности выявлены достоинства и недостатки, определены и формулированы цели и задачи выполняемых исследований.

Во второй главе представлены разработанные математические модели основ-ых элементов системы «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз», ко-эрые реализованы в пакете программ ОгСАБ 10.5.

Модель тяговой подстанции представляет собой электрическую цепь с последо-иельно соединёнными источником переменного синусоидального напряжения, сгивным сопротивлением и индуктивностью, которые приведены к вторичной об-->тке трансформатора подстанции.

В диссертационной работе принята математическая модель контактной сет разработанная учёными кафедры «Электрическая тяга» МИИТа под руководство профессора А.Н. Савоськина. Она представляет собой линию с распределённым параметрами, состоящую из однотипных звеньев. Каждое звено выполнено в вш Г-образной схемы, моделирующей контактную сеть длиной 400 м. Используемг модель является наиболее адекватной при моделировании электромагнитных пр< цессов, происходящих в контактной сети, поскольку учитывает поверхностный эс фект и нелинейность продольных параметров тяговой сети.

В качестве модели электровоза однофазно-постоянного тока принят пассажи] ский электровоз ЭП1, на котором установлен многообмоточный тяговый трап форматор 0НДЦЭ-5700/25У2. Поскольку в библиотеке программы OrCAD 10.5 i содержится модели многообмоточного трансформатора, тяговый трансформатс электровоза представлен схемой замещения из нескольких двухобмоточных тран форматоров. Параметры элементов схемы замещения приняты из работ, выполне! ных профессором C.B. Власьевским.

Модель выпрямительно-инверторного преобразователя выполнена на базе би( лиотечного тиристора программы OrCAD 10.5, параметры которого изменены в ci ответствии с условиями решаемой задачи.

Модель тягового электродвигателя представлена с помощью двух схем замещ ния, соответствующих режиму тяги и режиму рекуперативного торможения. Во действие вихревых токов в модели не учитывалось, поскольку они качественно I оказывают влияния на процессы, происходящие в тяговом электродвигателе пр установившемся режиме.

Проверка адекватности разработанной mi дели «тяговая подстанция - контактная сеть электровоз» заключалась в сравнении результ; тов математического моделирования с эксп риментальными данными, которые были пол; чены сотрудниками ВНИИЖТа при испытав электровоза ЭП1 на опытном кольце станщ Щербинка. Осциллограммы эксперимента!! ных и расчётных кривых приведены на рис. 2.

Количественная оценка между расчётным (Udp, hp) и экспериментальными («¿э, г2з) да] ными была определена при помощи коэффищ

Udo

UdP

* v v œt

1AA.

ента детерминации Я , который составил: до диаграмм напряжения Я2 = 0,962; для диаграм тока Я2 = 0,984. Значение коэффициентов I

Рис. 2. Диаграммы выпрямленного

напряжения ид>) и тока

вторичной обмотки тягового

трансформатора (¡¿э, І2г) г-

г подтверждает, что разработанная модель аде:

ватно отражает электромагнитные процессы, протекающие в реальной системе «т

говая подстанция - контактная сеть - электровоз».

В третьей главе описано рассмотренное устройство для компенсации реакти

ной мощности, которое позволяет повысить коэффициент мощности км электрово:

во всем диапазоне токовых нагрузок за счёт обеспечения равенства мощности кг

юнсатора и реактивной мощности нагрузки (()н = <2КГм) путём плавного изменения »еактивной мощности компенсатора £>кгк<-

Принцип работы предлагаемого устройства представлен на упрощенной струк-урной схеме электровоза ЭП1, оборудованного компенсатором (рис. 3).

Рис. 3. Структурная схема предлагаемого устройства компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности осуществляется с помощью последова-ельно соединённых ¿С-фильтра и вольтодобавочного трансформатора ВДТ, под-лючённых к вторичной обмотке тягового трансформатора Тр. На первичную об-іотку вольтодобавочного трансформатора поступает напряжение с выхода авто-омного инвертора напряжения АИН «Вдт-ь На вторичной обмотке этого транс-юрматора формируется напряжение мВдт-2, пропорциональное кВдг-і и коэффици-нту его трансформации. Алгоритм переключения ЮВТ-транзисторов VI -У4, со-гавляющих силовую часть автономного инвертора напряжения, реализован на ос-ове применяемого устройства формирования импульсов управления (УФИУ). На ход УФИУ поступает сигнал, пропорциональный реактивной мощности нагрузки »я, который вычисляется при помощи блока управления инвертором БУИ, датчика эка ДТ, датчика напряжения ДН и блока синхронизирующих импульсов БСИ. 'стройство формирования импульсов управления позволяет обеспечить плавное зменение выходного напряжения ивдт-1 АИН.

Изменение реактивной мощности компенсатора 0,крм при фиксированной ёмк< сти его конденсатора С осуществляется за счёт увеличения или уменьшения велі чины напряжения Ис на его обкладках и определяется по формуле

Єкри=соси2с, С

где С - ёмкость конденсатора источника реактивной мощности; Ус - напряжет на обкладках конденсатора источника реактивной мощности;

В замкнутом контуре электрической цепи, включающем в себя І-ІІ-ІІІ секции вт ричной обмотки трансформатора напряжения Тр, вторичную обмотку вольтодобаво' ного трансформатора ВДТ, индуктивность Ь и ёмкость С источника реактивной мои ноет, в соответствии со вторым законом Кирхгофа, выполняется соотношение

"2+ивдг-2 =иь+ис, с

где М2 - напряжение І-ІІ-ІІІ секций вторичной обмотки трансформатора напряжения 7 ивдг-2 - напряжение вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора ВДТ.

Изменение £}крм предлагается осуществлять за счёт изменения напряжения і конденсаторе С источника реактивной мощности. При фиксированном значені напряжения и2 вторичной обмотки трансформатора Тр это можно реализовать путе изменения напряжения на вторичной обмотке иВдг-2 вольтодобавочного трансфо] матора ВДТ. Напряжение кВдг-2 формируется с помощью автономного инвертої напряжения АИН из постоянного напряжения Ел, поступающего с накопительно] конденсатора СЕ. Заряд СЕ выполняется через обратные диоды, подключённь встречно-параллельно к транзисторам У1-У4.

Напряжения первичной иВдт-і и вторичной иВщ-.2 обмоток ВДТ связаны меж; собой соотношением

и

вдт-г ~ ивдт-\ /квдт'

где к-вдт — коэффициент трансформации ВДТ.

Амплитудное значение напряжения на первичной обмотке вольтодобавочної трансформатора вычисляется по формуле

ивдт-\ ~ М- Ел >

где ц - глубина модуляции сигналов; - постоянное напряжение на входе АИН.

Таким образом, плавное изменение реактивной мощности КРМ йкрм возможі за счёт изменения величины напряжения на вторичной обмотке ВДТ мВдт-2. которі определяется по формуле

"вдг-2 И , и , ' V

*ВДТ ГПН лвдг

где им - амплитуда модулирующего напряжения; Ыгпн - амплитуда несуще пилообразного напряжения.

При постоянных значениях Еа и квдт изменение мвдт-2 осуществляется за сч глубины модуляции ц.

Моделирование работы АИН при различных величинах ц показало, что напряжение на накопительном конденсаторе Се не является стабильным и имеет пульси-ующую форму (рис. 4). Чтобы обеспечить работу предлагаемого компенсатора ре-ктивной мощности, необходимо поддерживать на накопительном конденсаторе СЕ аданное стабильное значение напряжения Е¿. На основании выполненных расчё-ов было установлено, что напряжение на накопительном конденсаторе СЕ должно оставлять 600 В. Для поддержания постоянного напряжения на Се была разрабо-ана система управления с каналом стабилизации напряжения (КСН), структурная кома которой приведена на рис. 5.

О.Зб 0.325

О.Збї 0.38Б

Рис. 4. Диаграмма напряжения на конденсаторе Се при глубине модуляции ц = 0,4

От да БСИ

,и*с

ОтДТ БУИ ву ь

Ел

ФНЧ

и,

УФИУ

пи

к АИН

Рис. 5. Система управления компенсатором с КСН, позволяющая стабилизировать напряжение на накопительном конденсаторе Се

Система с КСН отслеживает величину напряжения на накопительном конденса-эре СЕ и не допускает его отклонений свыше заданной величины. Канал стабили-щии напряжения состоит из фильтра нижних частот (ФНЧ), элемента сравнения ЗС1) и пропорционально-интегрирующего регулятора (ПИ). Поддержание постового напряжения Ел осуществляется следующим образом. При уменьшении, на-ример, напряжения Ег1 меньше величины заданного напряжения и3 на выходе эле-енга сравнения ЭС1 формируется отрицательный сигнал ит, поступающий в про-эрционально-интегрирующий регулятор ПИ, на выходе которого, в свою очередь, иеньшается напряжение 1]ксн. Сигнал с ПИ-регулятора поступает на элемент уммирования СУМ, в котором 11 кси складывается с напряжением 11БУ. На выходе іемента СУМ формируется сигнал модулирующего напряжения [/„, уменьшенный і величину иКСн■ Вследствие снижения амплитуды модулирующего напряжения м, поступающего в УФИУ, время заряда накопительного конденсатора СЕ увели--івается. что приводит к росту на нём напряжения Еа до заданной величины.

Эффективность использования канала стабилизации напряжения на накопительном конденсаторе СЕ показана на рис. 6.

Как видно из рис. 6, после включения КСН в цепь слежения за напряжением Ел [1 = 0,5 с) через 150 миллисекунд напряжение на СЕ становится практически посто-(ным и достигает заданного значения, равного 600 В. Увеличение ёмкости нако-ітельного конденсатора СЕ, позволит уменьшить пульсации выпрямленного на-эяжения Ел. Из этого следует, что применение КСН позволяет поддерживать на жопительном конденсаторе СЕ заданную величину напряжения (Есі = 600 В).

Ел V;

600У

500У

05 0.05з 0.1я 0.155 0.2з 0.255 О.Зя О.Э5з 0.4б 0.455 С.5ь 0.55я О.бз 0,655 0.7а 0 75* 0.85 0.855 0.95 0.955 /. л

Рис. 6. Переходной процесс напряжения на накопительном конденсаторе Се при включении КСН

Математическое моделирование работы электровоза, оборудованного предла гаемым устройством компенсации реактивной мощности, выполнялось при еле дующих условиях: локомотив работал в тяговом режиме на четвёртой зоне с угло! регулирования ар = 90°. Типовое значение неуправляемого по фазе угла принят а0 = 9°. Питание межподстанционного участка - двухстороннее, локомотив нахс дился на удалении четырёх километров от тяговой подстанции, расстояние межд подстанциями - 50 километров. Значения элементов ¿С-фильтра составляют С = 3,3 мФ; Ь = 421 мкГн. Для достижения полной компенсации реактивной мощ ности требуется амплитудное значение первой гармоники напряжения £/вдт_2 н выходе вольтодобавочного трансформатора, равное 440 В (рис. 7), при этом глуби на модуляции составит: ц = 0,73.

ивдт, В

• иВДТ-2 -

Ивдт-щ)

440 В

Рис. 7. Диаграмма напряжения на выходе вольтодобавочного трансформатора: ивдт-2 - выходное напряжение ВДТ; ивдт-2(1) - первая гармоника выходного напряжения ВДТ

Результаты моделирования работы электровоза, оборудованного предлагаемым стройством с каналом КСН, приведены на рис. 8, из которого следует, что потреб-лемый электровозом ток г синфазен с питающим напряжением и (ф = 0°); форма того тока I приближена к синусоидальной: V = 0,9953.

Рис. 8. Мгновенные диаграммы напряжений и тока электровоза ЭП1 в режиме тяги при включении предлагаемого устройства с КСН: и - питающее напряжение; I - потребляемый электровозом ток; ил - выпрямленное напряжение; ;„ - ток тяговых двигателей электровоза;

1снр - средний ток тяговых двигателей электровоза

Коэффициент мощности приближается к единичному значению (км = 0,992) за чёт максимального увеличения соБф = 1 и ограничен только значением коэффици-нта искажения синусоидальности потребляемого тока V. Вместе с тем, в форме ыпрямленного напряжения появились высокочастотные пульсации, связанные с аботой АИН.

В связи с этим была определена природа появления этих пульсаций в форме 1а основной частоте (50 Гц) общее сопротивление цепи компенсатора, состоящего [3 последовательно включённых конденсатора С и индуктивности Ь, имеет ёмкостной характер, так как 1/(£>С>(йЬ. На выходе автономного инвертора напряжения ЛИН и вторичной обмотке ВДТ формируется высокочастотное переменное им-ульсное напряжение (рис. 7). В соответствии с законом коммутации, напряжение а конденсаторе компенсатора не может изменяться мгновенно. Поэтому высшие армонические составляющие напряжения вторичной обмотки ВДТ прикладываются к цепи тяговых двигателей, а гармоника напряжения основной частоты (50 Гц) -к конденсатору С компенсатора. Величина напряжения на конденсаторе определятся суммой напряжений /-//-/// секций вторичной обмотки трансформатора Тр и первой гармоники выходного напряжения ВДТ. На рис. 9 приведены формы напря-

жений на конденсаторе электровоза, оборудованного пассивным компенсатором ] электровоза с предлагаемым устройством компенсации реактивной мощности. Kai следует из гармонического анализа этих напряжений, напряжение на конденсатор» электровоза с предлагаемым устройством имеет на 440 В большую амплитуду, чт( соответствует величине первой гармоники выходного напряжения ВДТ (см. рис. 7) Таким образом, возникающие высокочастотные пульсации в кривой выпрямленной напряжения ud связаны с работой автономного инвертора напряжения.

Рис. 9. Мгновенные диаграммы напряжений на конденсаторах электровозов: а - оборудованного пассивным компенсатором; б - оборудованного предлагаемым устройством компенсации реактивной мощности с КСН

На основании гармонического анализа потребляемого тока і было оценено влия ние высокочастотных пульсаций напряжения на форму тока і при работе электровоза в штатном режиме и с предлагаемым устройством компенсации реактивной мощности. По результатам анализа установлено, что использование предлагаемого устройства способствует улучшению синусоидальности потребляемого электровозом тока за счёт уменьшения токов третьей и пятой гармоник в разы, т. е. в 3,12 и в 1,51 раз соответственно. Отмечается также снижение значений высших (п>5) гармонических составляющих потребляемого тока і. Из этого можно сделать вывод, I что высокочастотные пульсации в кривой выпрямленного напряжения не влияют на форму потребляемого электровозом тока і.

Структурная схема системы управления устройством компенсации реактивной мощности с каналом стабилизации напряжения на накопительном конденсаторе СЕ приведена на рис. 10.

Рис. 10. Блок-схема системы управления устройством компенсации реактивной мощности

Система управления разработанного компенсатора работает следующим образом. Текущие значения сетевого напряжения и и потребляемого тока г поступают в устройства выборки-хранения УВХ1 и УВХ2 с датчиков напряжения ДН1 и тока ДТ1 »ответственно. Сигналы с УВХ1 и УВХ2 передаются в микроконтроллер Р1С1, который вычисляет заданное значение тока С. Рассчитанное значение заданного тока С поступает в цифроаналоговый преобразователь ЦАП, на выходе которого формируется :игнап напряжения 1а , пропорциональный заданному значению тока С. С помощью первого сумматора СУМ1 и второго элемента сравнения ЭС2 осуществляется сложение и вычитание соответствующих сигналов токов. Величина модулирующего напряжения ил, формируется в результате сложения (СУМ2) сигналов с выхода элемента сравнения ЭС2 ик и иксн, поступающего с модуля КСН. В микроконтроллере Р1С2, согласно методу широтно-импульсной модуляции, генерируются импульсы управления, обеспечивающие заданный алгоритм работы автономного инвертора напряжения АИН. Общая синхронизация работы системы управления компенсатором осуществляется от блока синхронизирующих импульсов БСИ.

В четвертой главе приведены результаты исследования математической и физической модели работы электровоза, оборудованного предлагаемым компенсатором реактивной мощности.

Исследование работы электровоза на основе математической модели проводі лось в двух вариантах: режиме тяги и рекуперативного торможения на всех зона регулирования.

В рассматриваемых моделях принято, что локомотив находится на расстояни четырёх километров от тяговой подстанции, питание межподстанцинного участка двухстороннее, полная длина участка составляет 50 километров. Во всех режима работы угол регулирования оір и неуправляемые по фазе углы а0 и (3 приняты раї ными: Ор = 90°; Оо= 9°; Р = 35°.

В качестве примера на рис. 11 приведены диаграммы работы электровоза к третьей зоне регулирования в режиме тяги и рекуперативного торможения.

Режим тяги Режим рекуперативного торможения

Рис. 11. Мгновенные диаграммы питающего напряжения и и потребляемого тока і при работе электровоза на III зоне: а, б - штатная схема; в, г - с предлагаемым компенсатором

Результаты математического моделирования представлены в таблице, в которо приняты следующие обозначения: v', V — коэффициент искажения синусоидалг ности потребляемого тока штатной схемы и с разработанным компенсатором соо-ветственно; к'м, км - коэффициент мощности штатной схемы и с разработанны компенсатором соответственно.

На основании представленной таблицы можно сделать вывод, что при использс вании разработанного компенсатора реактивной мощности происходит увеличенк коэффициента мощности км в режиме тяги (рекуперативного торможения) на перво зоне - на 81 % (71,4 %), второй - на 46,6 % (60,7 %), третьей - на 33,1 % (53,6 %) і четвёртой - на 30,9 % (49,4 %). На всех зонах регулирования с применением предл; гаемого компенсатора заметно явное улучшение синусоидальности потребляемого тс ка, которое увеличивается в режиме тяги (рекуперативного торможения) на перво зоне - на 0,26 % (1,41 %), второй - на 2 % (0 %), третьей - на 1,95 % (0,19 %) и четвё} той - на 1,85 % (0,62 %). С использованием предлагаемого компенсатора реактивно мощности на всех зонах происходит уменьшение амплитудного значения потребляв мого тока в режиме тяги (рекуперативного торможения) в разы, а именно: перво гармоники - в 1,12 (1,08) раз, третьей - в 2,15 (1,49) раз и пятой - в 1,45 (1,12) раз.

17

Таблица

№ зоны регулиров. Ф, эл. град. Vі, о. е. к'л„ о. е. V, о. е. к.и, 0. Є. ц, о. е.

Режим тяги

I зона Фі=80,1 со8фі=0,17 у';=0,9841 к'м,=ОД 69 У;=0,9867 х^=0,979 Ці=0,64

II зона ф2=57,8 СО8ф2=0,53 У'2=0,9647 ^'„2=0,514 У2=0,9847 Кл,2=0,980 (12=0,52

III зона Фз=47,3 СО5ф3=0,68 у>0,9687 к'мі=0,657 у;=0,9882 км3=0,988 Цз=0,64

IV зона ф4=45,6 СО8ф4=0,70 \'4=0.9768 к\,4=0,683 у<=0,9953 км4=0,992 |І4=0,73

Режим рекуперативного торможения

I зона Фі=75,2 со5фі=0,25 V',=0,9554 к'м,=0,244 У/=0,9691 км,=0,958 (-ІІ=0,52

II зона Ц>2=68,6 СО5ф2=0,36 У'2=0,9700 к'„2=0,354 У2=0,9700 к«2=0,961 (¿2=0,56

III зона Фз=64,0 со5фз=0,44 У'.І=0,9744 К'^=0,427 У.(=0,9763 Кмз=0,963 (із=0.67

IV зона ф4=60,1 СО5ф4=0,50 У'<=0,9774 к\,4=0,487 У4=0,9835 кл ,4=0,981 (14=0,78

Из этого следует, что применение разработанного компенсатора реактивной ющности позволяет увеличить коэффициент мощности электровоза до 0,965-0,985 - в зависимости от режима его работы.

В целях подтверждения правильности принятых схемных решений было выполнено физическое моделирование работы электровоза, оборудованного предлагаемым компенсатором реактивной мощности. При разработке физической модели истемы «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз» был учтён опыт создания подобных моделей, разрабатываемых в 50-60-е гг. XX в. учёными МИИТа, !ЗИИТа и ВНИИЖТа. Модель представляет собой электровоз, оборудованный редлагаемым компенсатором, который находится на электрифицированном участе контактной сети одностороннего питания. Параметры всех элементов модели ыли рассчитаны на основе масштабных коэффициентов. Разница при сравнении ритериев подобия реальной системы и разработанной модели не превышала 2 %, .то свидетельствует о хорошей сходимости протекающих электромагнитных провесов (в реальной системе и в разработанной модели).

Внешний вид разработанной физической модели «тяговая подстанция - контакт-| ая сеть - электровоз, оборудованный предлагаемым компенсатором реактивной ющности», приведён на рис. 12. Питание тяговой подстанции в модели осуществля-тся от сетевого напряжения 220 В. Модель контактной сети представлена Г-образной хемой замещения. Модель электровоза состоит из понижающего трансформатора, ыпрямительно-инверторного преобразователя (ВИП) и цепи выпрямленного тока, 'реобразователь ВИП выполнен на базе тиристоров типа КУ202, управление кото-:'и осуществляется в соответствии с алгоритмом работы электровоза от системы

управления, выполненной на микроконтроллере Р1С16Р84. Автономный инвертор не пряжения модели компенсатора состоит из ЮВТ-транзисторов типа С4ВС30ЕГ. управление которыми осуществляется при помощи драйверов типа Ш2101. Систем управления разработанного компенсатора выполнена на базе двух микроконтроллере Р1С16Р877, операционных усилителей типа К140УД7 и цифро-аналогового преобрг зователя типа А137224КЫ. Величины напряжений и токов контролируются с поме щью датчиков ЬЕМ ЬУ25-Р и С8№£25 соответственно.

Исследование работы физической модели происходило в трёх режимах: штата г _ схема, включение пассивного LC-фильтра и предлагаемого устройства компенсаци реактивной мощности.

Осциллограммы питающих напряжений и и потребляемых токов i при работ электровоза в штатном режиме и с включённым разработанным компенсаторо приведены на рис. 13. Мгновенные диаграммы напряжений и токов фиксирование при помощи многофункционального устройства ввода-вывода USB 9162 компани National Instruments, подключённого к компьютеру.

При штатном режиме работы первая гармоника потребляемого электровозо тока ¿(1) отстает от питающего напряжения и на угол фазового сдвига ср = 35,6 Форма сетевого тока i искажена вследствие процессов, протекающих во время сетевой (у = 22°) и фазной (ур) коммутаций. При работе модели со штатной схеме коэффициент мощности кЛ1 ~ 0,786. С применением разработанного компенсатор : реактивной мощности происходит совпадение по фазе потребляемого электровозо тока i и питающего напряжения и (<р ~ 0°), а кривая тока i приближается к синусог дальной форме. Уменьшается также продолжительность сетевой коммутацш у = 6,2°. При работе модели в режиме тяги с разработанным компенсатором коэффициент мощности км = 0,929. При использовании предлагаемого компенсатора нг блюдается снижение амплитудных значений первой, третьей и пятой гармоник потребляемого тока г. В форме выпрямленного напряжения отсутствуют высоко- -

Рис. 12. Внешний вид разработанной физической модели

гные пульсации, что объясняется низким значением напряжения Ел на накопи-'■: льном конденсаторе СЕ по отношению к напряжению на вторичной обмотке тяго-

в, г - выпрямленные напряжения и,1 и ток тягового двигателя ¡„

Таким образом, разработанная модель системы «тяговая подстанция - контакт-я сеть - электровоз, оборудованный предлагаемым устройством компенсации ре. гивной мощности», подтверждает эффективность применения разработанного мпенсатора на электроподвижном составе однофазно-постоянного тока.

В пятой главе представлен процесс выполнения расчётов габаритных размеров зработанного компенсатора и полученный экономический эффект от его внедре-я на электроподвижном составе.

Перед определением габаритных размеров предлагаемого компенсатора был уществлён подбор оборудования и создана его трёхмерная модель в программе МАУогкв. В результате габаритные размеры разработанного компенсатора соста-ли: вольтодобавочный трансформатор - ширина 800 мм; высота - 630 мм; длина 540 мм; автономный инвертор напряжения - ширина 320 мм; высота - 200 мм; :ина - 440 мм. Полученные размеры предлагаемого компенсатора позволяют гановить его в кузов электровоза. Капитальные вложения на оборудование компенсатором реактивной мощности ного электровоза ЭП1 составляют 995 тыс. руб. При этом экономический эффект т увеличения коэффициента мощности электровоза составит 490 тыс. руб./год. новываясь на полученных данных был определён срок окупаемости от внедре-я разработанного компенсатора на электровоз, который составил 26 месяцев (по -оду дисконтирования).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен и исследован новый способ компенсации реактивной мощност заключающийся в обеспечении равенства мощности компенсатора и реактивн< мощности нагрузки за счёт плавного изменения реактивной мощности пассивно] компенсатора;

2. Разработан компенсатор реактивной мощности, реализующий предложеннь способ и позволяющий повысить коэффициент мощности электровоза во всём ди пазоне токовых нагрузок;

3. Разработаны математическая и физическая модели системы «тяговая подста ция — контактная сеть - электровоз, оборудованный предлагаемым компенсатором

4. Проведены компьютерные и физические исследования работы разработанно] компенсатора реактивной мощности, подтверждающие его эффективность;

5. Определён срок окупаемости предлагаемого компенсатора реактивной М01 ности при оборудовании им одного электровоза.

Основные положения диссертации опубликованы:

в журналах перечня ВАК РФ:

1. Пат. 2420848 Российская Федерация, МПК Н 02 I 3/18. Трёхфазный компе сатор реактивной мощности [Текст] / Ю.М. Кулинич, В.К. Духовников ; заявите, и патентообладатель ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университ путей сообщения». - №2010123772/07 ; заявл. 10.06.2010 ; опубл. 10.06.201 Бюл. № 16. - 9 с.

2. Кулинич Ю.М., Духовников В.К., Турбин В.Л. Повышение энергетичесю эффективности электровоза переменного тока за счёт изменения структуры ВИ // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкгорско института электровозостроения. - Новочеркасск, 2010. - № 2(60). - С. 42-50.

3. Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Способы повышения производительное работы активного компенсатора реактивной мощности // Научные проблем транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2010. - № 2. - С. 16-20.

4. Савоськин А.Н., Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Применение активно: фильтра для нормализации качества электрической энергии // Транспорт: наук техника, управление. - 2011. - № 2. - С. 7-9.

в других научных изданиях

5. Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Повышение эффективности работы акта ного компенсатора реактивной мощности // Вестник института тяги и подвижно состава. : межвуз. сб. науч. тр. Вып. 6 / ДВГУПС ; под ред. А.Е. Стецюка, Ю.А. Г моли. - Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2009. - С. 28-31.

6. Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Активный компенсатор реактивной мощн сти как средство улучшения качества потребляемой энергии // Наука и транспор - 2010. - № 3(28). - С. 38-40.

7. Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Управляемый компенсатор реактивной эщности для улучшения качества потребляемой энергии // Вестник ИрГУПС. 2010,-№5.-С. 240-243.

8. Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Применение компенсатора реактивной эщности для нормализации качества электроэнергии // Ресурсное и кадровое 5еспечение инновационного развития дорог Восточного региона : тр. науч.-практ. >нф. - Чита, 2010. - С. 68-76.

9. Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Применение активного компенсатора реак-шной мощности для улучшения качества потребляемой энергии // Вестник инсти-'та тяги и подвижного состава. Вып. 7 : межвуз. сб. науч. тр. / ДВГУПС ; под ред. .Е. Стецюка, Ю.А. Гамоли. - Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2010. - С. 32-34.

10. Духовников В.К. Применение компенсатора реактивной мощности для 1учшения качества электрической энергии // Молодые учёные - Хабаровскому >аю : материалы ХШ Краевого конкурса молодых учёных и аспирантов : В 2 т.

2 / Тихоокеан. гос. ун-т. - Хабаровск : Изд-во ТОГУ, 2011. - С. 172-176.

11. Духовников В.К. Новый способ компенсации реактивной мощности как >едство улучшения качества потребляемой энергии // Молодые учёные — Хабаровс->му краю : материалы XIV Краевого конкурса молодых учёных и аспирантов : 2 т. Т. 2 / Тихоокеан. гос. ун-т. - Хабаровск : Изд-во ТОГУ, 2012. - С. 137-141.

ДУХОВНИКОВ Вячеслав Константинович

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ПАССИВНОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 14.11.2012. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO. Уч.-изд. л. 1,3. Усл. печ. л. 1,5. Зак. 301. Тираж 100 экз.

Издательство ДВГУПС 680021, г. Хабаровск, ул. Серьппева, 47.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ВЫПОНЕЬШЬ1Х РАБОТ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Потери, связанные с передачей реактивной мощности.

1.2 Анализ устройств компенсации реактивной мощности электроподвижного состава.

1.2.1 Пассивный компенсатор реактивной мощности электроподвижного состава.

1.2.2 Переключаемый пассивный компенсатор реактивной мощности электроподвижного состава.

1.3 Постановка задачи исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ - КОНТАКТНАЯ СЕТЬ - ЭЛЕКТРОВОЗ».

2.1 Описание пакета программ ОгСАБ 10.5.

2.2 Математическая модель тяговой подстанции.

2.3 Математическая модель контактной сети.

2.4 Математическая модель тягового трансформатора электровоза.

2.5 Математическая модель выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза.

2.6 Математическая модель тягового двигателя электровоза.

2.7 Проверка адекватности модели системы «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз».

2.8 Показатели качества электроэнергии.

3 ПРЕДЛОЖЕНИЕ О НОВОМ СПОСОБЕ КОМГОНСМЩИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ.

3.1 Существующие устройства компенсации реактивной мощности.

3.1.1 Работа электровоза в штатном режиме.

3.1.2 Работа электровоза с пассивным компенсатором реактивной мощности.

3.2 Структурная схема предлагаемого устройства компенсации реактивной мощности.

3.3 Математические модели узлов компенсатора реактивной мощности.

3.3.1 Автономный инвертор напряжения.

3.3.2 Устройство формирования импульсов управления.

3.4 Модель компенсатора реактивной мощности с условным вольтодобавочным трансформатором.

3.5 Работа предлагаемого компенсатора реактивной мощности с каналом слежения за напряжением на конденсаторе.

3.6 Разработка структуры системы управления предлагаемым компенсатором реактивной мощности.

4 АНАЛИЗ РАБОТЫ ПРЕДЛАГАЕМОГО КОЪШЁНСАТбРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ.

4.1 Работа электровоза в режиме тяги.

4.2 Работа электровоза в режиме рекуперативного торможения

ОАО «Российские железные дороги» входит в тройку мировых лидеров среди железнодорожных компаний. В её эксплуатации находится свыше 85 тыс. км железных дорог, 46 % которых электрифицированы, из них 53 % составляют линии переменного тока. На долю железнодорожного транспорта в Российской Федерации приходится более 80 и около 40 % всего объёма грузовых и пассажирских перевозок соответственно. Ежегодно ОАО «РЖД» потребляет около 6 % от всей вырабатываемой электроэнергии в стране. Система электроснабжения железных дорог включает более 1400 тяговых подстанций, обеспечивающих тягу поездов и собственные нужды подразделений дороги.

Одним из направлений принятой в ОАО «РЖД» программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года» является повышение энергоэффективности подвижного состава. Эта программа входит в государственную энергетическую политику, которая направлена на переход Российской Федерации к энергосберегающим технологиям. В соответствии с программой планируется сократить удельный расход электроэнергии на 5 %. Это решение обусловлено спецификой локомотивного хозяйства, которым на тягу поездов расходуется около 83 % от всей электроэнергии, потребляемой железнодорожным транспортом.

Одним из энергетических показателей работы электровоза переменного тока является коэффициент мощности (км), который определяет потребляемую производительную мощность.

На сети железных дорог Российской Федерации эксплуатируются электровозы переменного тока, имеющие низкое значение км, что обусловлено отставанием по фазе потребляемого тока относительно питающего напряжения, а также искажением синусоидальности этого тока. Из-за этого из контактной сети потребляется непроизводительная реактивная мощность, ухудшающая энергетическую эффективность локомотива. Электровозы ВЛ80Т,С с вентильными преобразователями, в зависимости от нагрузки и 4 удаления электровоза от тяговой подстанции, имеют коэффициент мощности км в пределах 0,65. .0,85. Средний коэффициент мощности указанных электровозов на Красноярской железной дороге по обобщённым годовым данным составляет 0,795. В соответствии с результатами обширных экспериментов по данным этой же дороги, электровозы переменного тока типа BJI80P с рекуперативным торможением имеют ещё более низкий коэффициент мощности: в режиме тяги -0,705; в режиме рекуперации - 0,5175 [69].

Для повышения коэффициента мощности на электроподвижном составе и предприятиях железнодорожного транспорта используются компенсаторы реактивной мощности. Наиболее эффективным является использование устройств компенсации при установке их непосредственно у потребителя реактивной мощности, а именно на электроподвижном составе.

Компенсировать реактивную мощность электроподвижного состава переменного тока без изменения силового преобразователя возможно с помощью подключения пассивного нерегулируемого компенсатора реактивной мощности к вторичной обмотке силового трансформатора электровоза. Использование на электровозе нерегулируемого компенсатора реактивной мощности приводит к значительному увеличению коэффициента мощности в номинальном режиме работы и к перекомпенсации реактивной мощности при малых токах нагрузки, что объясняется постоянной величиной ёмкостного тока, протекающего через цепь компенсатора [59]. В этой связи работа компенсатора является эффективной лишь в определённом диапазоне токовых нагрузок и не является таковой при других условиях.

Компенсировать реактивную мощность электроподвижного состава в более широком диапазоне нагрузок позволяет переключаемый пассивный компенсатор реактивной мощности [7]. Этот компенсатор увеличивает coscp во всех режимах работы электровоза, путём подключения ZC-цепи при помощи коммутатора к различным секциям вторичной обмотке тягового трансформатора, тем самым обеспечивая трёхступенчатое изменение его реактивной мощности. Благодаря использованию на электровозе 5 переключаемого пассивного компенсатора реактивной мощности происходит увеличение энергетической эффективности в более широком диапазоне его работы. Однако наибольшая компенсация реактивной мощности электровоза достигается только в пределах одной ступени изменения реактивной мощности компенсатора.

Таким образом, использование пассивных и переключаемых компенсаторов реактивной мощности на электроподвижном составе не позволяет повысить коэффициент мощности км во всем диапазоне токовых нагрузок.

Существенный вклад в изучении вопросов теории и практики, посвященных улучшению энергоэффективности электровозов внесли работы, выполненные такими учёными, как Б.Н. Тихменев, JI.M. Трахтман, В.Д. Тулупов, В.А. Кучумов, В.Б. Похель, JI.A. Мугинштейн, Ю.М. Иньков, H.A. Ротанов, В.П. Феоктистов, P.P. Мамошин, А.Н. Савоськин, В.М. Антюхин, A.JI. Лозановский, H.H. Широченко, Н.С. Назаров, Б.И. Хомяков, Ю.А. Басов, C.B. Власьевский, Ю.М. Кулинич, Р.И. Мирошниченко, А.И. Лещев, В.В. Литовченко, О.В. Мельниченко, а также другими учёными и специалистами.

Цель диссертационной работы заключается в разработке нового устройства компенсации реактивной мощности, позволяющего увеличить км во всём диапазоне токовых нагрузок за счёт обеспечения равенства мощности компенсатора и реактивной мощности нагрузки путём плавного изменения реактивной мощности компенсатора.

Схемотехнической основой для достижения поставленной задачи послужило появление в середине 70-х годов XX века высокоэффективных, мощных и полностью управляемых полупроводниковых приборов (GTO-тиристоров и IGBГ-транзисторов). Современные силовые /С7.6Г-транзисторы 6-го поколения могут коммутировать на частотах 2-20 кГц с достаточно небольшой энергией переключения. Такие типы транзисторов являются схемотехнической основой новых компенсаторов реактивной мощности, б имеющих небольшие массогабаритные параметры и обладающие высокой эффективностью.

Методика исследований.

Методика исследований основана на применении методов теории электрических цепей, теории дифференциальных уравнений, теории автоматического управления и вычислительного эксперимента. При определении структуры и параметров компенсатора реактивной мощности применялись методы математического моделирования с использованием пакета компьютерных программ ОгСАХ) и физического моделирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

-разработан новый способ и устройство для компенсации реактивной мощности пассивного компенсатора, который может в зависимости от режимов работы электровоза изменять реактивную мощность;

-с помощью разработанной математической модели системы «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз, оборудованный предлагаемым устройством» установлен эффект повышения коэффициента мощности во всех режимах работы электровоза;

- разработана система управления, которая позволяет управлять предложенным компенсатором реактивной мощности.

Практическая ценность работы:

- использование разработанного компенсатора реактивной мощности на электровозах переменного тока позволяет увеличить коэффициент мощности во всём диапазоне токовых нагрузок;

- разработанная математическая модель позволяет исследовать электромагнитные процессы в системе «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз, оборудованный дополнительно разработанным компенсатором реактивной мощности»;

- экономическая эффективность от внедрения на электровозе предлагаемого спроектированного устройства составляет 490 тыс. руб. в год.

Внедрение результатов работы. Изготовлено устройство, позволяющее улучшить качество потребляемой электроэнергии, которое внедрено в ремонтном локомотивном депо Белогорск-Восточный Забайкальской железной дороги.

На защиту выносятся:

- новый способ компенсации реактивной мощности с помощью пассивного компенсатора за счёт плавного изменения его реактивной мощности;

- математическая модель системы «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз, оборудованный разработанным компенсатором реактивной мощности»;

- теоретические и экспериментальные исследования компенсации реактивной мощности, направленные на увеличение коэффициента мощности электровозов переменного тока.

Апробация работы. Основные результаты работы были одобрены и доложены:

- на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке» (Хабаровск, 2009 год), ДВГУПС;

- Всероссийской научно-практической конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» (Хабаровск, 2010 год), ДВГУПС;

-Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке» (Хабаровск, 2011 год), ДВГУПС;

- 13-м Краевом конкурсе-конференции молодых учёных и аспирантов (Хабаровск, 2011 год), ТОГУ;

- Всероссийской научно-практической конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» (Хабаровск, 2012 год), ДВГУПС;

- 14-м Краевом конкурсе-конференции молодых учёных и аспирантов (Хабаровск, 2012 год), ТОГУ;

- заседании кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог» ОмГУПС;

- заседаниях кафедры «Электроподвижной состав» ДВГУПС.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе три статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и журналах перечня ВАК РФ, и один патент РФ на изобретение.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка. Объём работы составляет 146 страниц машинописного текста, которая содержит 81 рисунок, 9 таблиц и библиографический список, включающий 113 наименований.

Общие выводы по результатам работы:

- предложен и исследован новый способ компенсации реактивной мощности, заключающийся в обеспечении равенства мощности компенсатора и реактивной мощности нагрузки путём плавного изменения реактивной мощности компенсатора;

- разработан компенсатор реактивной мощности, реализующий предложенный способ и позволяющий повысить коэффициент мощности электровоза во всём диапазоне токовых нагрузок;

-разработаны математическая и физическая модели системы «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз, оборудованный предлагаемым компенсатором»;

- проведены компьютерные и физические исследования работы разработанного компенсатора реактивной мощности, подтверждающие его эффективность;

- определён срок окупаемости предлагаемого компенсатора реактивной мощности при оборудовании им одного электровоза.

1. Cheng, Po-Tai. Control of Square-Wave Inverters in High-Power Hybrid Active Filter Systems Текст. / Po-Tai Cheng, Subhash-ish Bhattacharya, Deepak M. Divan // IEEE Transactions on industry appli-cations. 1998. - C. 458-472.

2. OrCAD PSpice. User^s Guide. Part Number 60-30-6361998. - OrCAD, Inc., 1998.-404 c.

3. Wu, Horng-Yuan. Active Power Filtering Implementation Using Photovoltaic System with Reduced Energy Storage Capacitor Текст. / Horng-Yuan Wu, Chin-Yuan Hsu, Tsair-Fwu Lee // World Academy of Sci-ence, Engineering and Technology. 2010. - C. 27-34.

4. Yiauw, К. H. A Novel Three-Phase Active Power Filter Текст. / К. H. Yiauw, M. S. Khanniche // Power Engineering. 2001. - C. 77-84.

5. A.C. №1468791. Устройство для управления компенсированным выпрямительно-инверторным преобразователем электроподвижного состава. Авторы изобретения В.А. Кучумов, В.А. Татарников, Н.Н. Широченко, З.Г. Бибинеишвили. Опубл. в Б.И. 12 1989, МКИ В 60 L 9/12.

6. А.С. №2212086. Устройство для компенсации реактивной мощности. Авторы изобретения Ю.М. Кулинич, А.Н. Савоськин. Дата публикации 10.09.2003 г, МКИ 7 H02J3/18, B60L9/12.

7. Алексеев, А. С. Система автоматического регулирования тока тяговых двигателей : автореф. дисс. . канд. техн. наук / Алексеев Алексей Сергеевич. М. : МГУПС (МИИТ), 2009. - 24 с.

8. Алексеев, A.C. Использование метода конечных элементов для исследования переходных процессов в контактной сети Текст. / A.C. Алексеев // Труды 2 Международного симпозиума. М. : МИИТ, 2000-С, - 104.

9. Алямовский A.A. Solid Works. Компьютерное моделирование в инженерной практике / A.A. Алямовский и др.. СПб. : БХВ-Петербург, 2005.-800 с. : ил.

10. Асанов, Т.К. Элементы математической модели электровоза с тиристорным преобразователем Текст. / Т. К. Аксанов, Р. И. Караев, А. В. Фролов // Вестник ВНИИЖТ. 1981. - № 3 - С. 34-38.

11. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электроники : учебник для вузов. В 3 ч. Ч. 1. Линейные электрические цепи Текст. / Г.И. Атабеков. -5-е изд., испр. и доп. М. : Энергия, 1978. - 592 с.

12. Афифи, А. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ : пер. с англ. Текст. / А. Афифи, С. Эйзен. М. : Мир, 1982. - 488 с.

13. Белов, Е. Ф. Применение моделирования для исследования влияний электрических железных дорог переменного тока на линии связи Текст. / Е. Ф. Белов // Сборник трудов ВЗИИТ. 1968. - Вып. 30 - С. 21-36.

14. Бесекерский, В.А. Лекции по теории автоматического регулирования Текст. / В.А. Бесекерский. Л. : ЛКВВИА, 1962. - 583с. : ил.

15. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Текст. Электрические цепи : учебник. 10-е изд. - М. : Гардарики, 2000. - 638 с.

16. Бирюков, Д. В. Физическое моделирование контактной сети электрической железной дороги однофазного тока Текст. / Д. В. Бирюков // Труды МИИТ. 1962.-Вып. 144-С. 164-180.

17. Бочаров, Jl.H. Расчёт электромагнитных устройств на транзисторах Текст. / Л.Н. Бочаров, С.К. Жеребряков, И.Ф. Колесников. М. : Энергия, 1978.-208с. : ил.

18. Браммер Ю.А. Импульсная техника. Текст. / Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук М.: Высшая школа, 1971. - 328 с.

19. Власьевский, C.B. Математическое моделирование процессов коммутации в выпрямительно-инверторных преобразователях электровозов однофазного тока Текст. : монография. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2001. -138 с.

20. Власьевский, C.B. Процессы коммутации тока вентилей в выпрямительно-инверторных преобразователях электровозов однофазно-постоянного тока Текст. : монография. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2000. - 107 с.

21. Воронин, П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение Текст. / П.А. Воронин. М. : Изд-во Додэка-ХХ1, 2003. - 664 с.

22. Гапанович, В.А. Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» / В.А. Гапанович // Железнодорожный транспорт Электронный ресурс. -Электрон, журнал. 2007. - № 7. - Режим доступа: http://www.zeldortrans-iomaLru/magazine/magazin-2012-08.htm.

23. Глушков В.M. Компенсация реактивной мощности в электроустановках промышленных предприятий Текст. / В.М. Глушков, В.П. Грибин. -М. : «Энергия», 1975. С. 21-25. (104)

24. Данилов, И.А. Общая электротехника с основами электроники Текст. / И.А. Данилов, П.М. Иванов. М. : Высшая школа, 2000. - 752 с.

25. Джонсон, Д. Справочник по активным фильтрам : пер. с англ. М.Н. Микшина, под ред. Н.П. Теплюка Текст. / Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Г. Мур. М. : Энергоатомиздат, 1983. - 401 с.

26. Евдокимов Ю.К. LabVIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде LabVIEW. Текст. / Ю.К. Евдокимов, В.Р. Линдваль, Г.И. Щербаков. М. : ДМК Пресс, 2007. 400 с.

27. Ермоленко, Д.В. Исследование многофункциональных компенсирующих устройств в эксплуатационных условиях Текст. / Д.В. Ермоленко [и др.] // Вестник ВНИИЖТ. 1991. - № 7 - С. 44-47.

28. Ермоленко, Д.В. Повышение электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения с тиристорным электроподвижным составом : автореф. дис. . канд-та техн. наук / Ермоленко Дмитрий Владимирович. М. : ВНИИЖТ, 1991. - 22 с.

29. Захаров, В. И. Магистральный электровоз ЭП1 (тяговый двигатель НБ-520В) Текст. / В. И. Захаров, Е. Ш. Юрковецкий // Локомотив. 1999. -№10 (514).-С. 20-22.

30. Захарченко, Д.Д. Тяговые электрические машины Текст. / Д.Д. Захарченко, H.A. Ротанов. М. : Транспорт, 1991. - 343 с.

31. Захаревич, C.B. Переходные и установившиеся процессы в схемах электроподвижного состава выпрямительного типа Текст. / C.B. Захаревич. -Л. : Наука, 1966.-240 с.

32. Захватов, В.Г. Совершенствование устройств повышения качества электрической энергии в системе электроснабжения железных дорог переменного тока : Аавтореф. дис. . канд. техн. наук. / Захватов Владимир Геннадьевич. Омск. : Изд-во ОмИИЖТ, 1985. - 20 с.

33. Иванов B.C. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. Текст. / B.C. Иванов, В.И. Соколов М.: Энергоатомиздат, 1987. - 218 с.

34. Ионкин, П.А. Теоретические основы электротехники : учебник для электротехн. вузов. В 2 т. Т. 1. Основы теории линейных цепей Текст. / П.А. Ионкин. 2-е изд. перераб. и доп. М. : Высш. школа, 1976. - 544 с.

35. Испытания макетных образцов компенсированных выпрямительно-инверторных преобразователей на электровозе BJI85-023. Отчет о НИР. Госрегистрация №01870054572. М. : ВНИИЖТ, 1987.

36. Карпов Ф.Ф. Компенсация реактивной мощности в распределительных сетях Текст. / Ф.Ф. Карпов. М. : «Энергия», 1975. С. 62-69.(184)

37. Карташев, И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения Текст. / И.И. Карташев ; под ред. М.А. Калугиной. М. : Издательство МЭИ, 2000. -120 с. : ил.

38. Карташев, И.И. Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения Текст. / И.И. Карташев // Электротехника. 2001. - № 4 -С. 57-61.

39. Катцен Сид. PIC-микроконтроллеры. Все, что необходимо знать Текст. / С. Катцен; пер. с англ. Евстифеева А. В. М. : Додэка-ХХЗ, 2008. - 656 с.: ил.

40. Кеоун Дж. OrCAD Pspice. Анализ электрических цепей (+DVD) Текст. / Дж. Кеоун. М. : ДМК Пресс; СПб. : Питер, 2008. - 640 с.

41. Кёнинг А. Полное руководство по PIC-контроллерам : пер. с нем.ч

42. Текст. / А. Кёнинг, М. Кёнинг. К. : «МК-Пресс», 2007. - 256 с. : ил.

43. Китаев, A.B. Математическое описание электромагнитных процессов трансформаторов на основе теории четырехполюсников Текст. / A.B. Китаев // Электричество. 2000. - № 4 - С. 64-68.

44. Кобзе, С.А. Повышать энергоэффективность тягового подвижного состава. Текст. Локомотив. 2004. - №8. - С. 2-3.

45. Константинов Б.А. Компенсация реактивной мощности Текст. / Б.А. Константинов, Г.З. Зайцев. Л., «Энергия», 1976. - 104 с.

46. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин Текст. / И.П. Копылов 3-е изд. перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2001.-327 с.

47. Кочкин В.И. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятий Текст. / В.И. Кочкин, О.П. Нечаев. М. : Изд-во НЦ ЭНАС. - 248 с.

48. Кузнецова С.А., Нестеренко A.B., Афанасьев А.О. OrCAD 10. Проектирование печатных плат Текст. / Под ред. А.О. Афанасьева М. : Горячая линия-Телеком. 2005. - 454 с.

49. Кулинич, Ю.М. Адаптивная система автоматического управления гибридного компенсатора реактивной мощности электровоза с плавным регулированием напряжения Текст. : монография. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2001.- 153 с.

50. Кулинич Ю.М. Устройство и работа выпрямительно-инверторного преобразователя. Текст. Локомотив. - 2001. - №1. - С. 14-18.

51. Кулинич, Ю.М. Блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем электровоза ВЛ65 Текст. / Ю.М. Кулинич // Локомотив. -2001.-№2.-С. 18-23.

52. Кулинич, Ю.М. Электронное оборудование электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения Текст. /141

53. Ю.М. Кулинич : учебное пособие. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 1998. -96 с.

54. Кулинич, Ю. М. Испытания электровоза BJI85 с разнофазным управлением выпрямительно-инверторными преобразователями Текст. / Ю. М. Кулинич, В. В. Находкин, В. А. Кучумов, Г. А. Штибен // Вестник ВНИИЖТ. 1986. - №4. - С. 23-26.

55. Кучма, К.Г. Выпрямительные установки электроподвижного состава переменного тока Текст. / К.Г. Кучма. М. : Транспорт, 1996. - 224 с.

56. Кучумов, В.А. Электромагнитные процессы в однофазном компенсированном преобразователе электровоза Текст. / В.А. Кучумов // Вестник ВНИИЖТ. 1988. - №4. - С. 19-23.

57. Кучумов, В.А. Электромагнитные процессы в тяговой сети с распределенной ёмкостью при коммутации тока в преобразователе электроподвижного состава / В.А. Кучумов, H.H. Широченко // Вестник ВНИИЖТ. 1984. - № 1. - С. 19-23.

58. Кучумов, В.А. Электромагнитные процессы в тяговой сети с распределенной ёмкостью при выпрямлении тока в преобразователе электроподвижного состава Текст. / В.А. Кучумов, H.H. Широченко // Вестник ВНИИЖТ. 1984. - № 8. - С. 23-27.

59. Лабунцов В.А. Чжан Дайжун. Однофазные полупроводниковые компенсаторы пассивной составляющей мгновенной мощности. Текст. Электричество. 1991. №12. С. 20-32.

60. Лейтес Л.В. Схемы замещения многообмоточных трансформаторов / Л.В. Лейтес, A.M. Пинцов. М. : «Энергия», 1974. - 192 с.

61. Либерман, Ф.Я. Электроника на железнодорожном транспорте Текст. / Ф.Я. Либерман М. : Транспорт, 1987. - 284 с.

62. Литовченко B.B. 4qS четырёхквадрантный преобразователь электровозов переменного тока Текст. / В.В. Литовченко // Известия вузов. Электромеханика. - 2000. - №3. - С. 64-73.

63. Литовченко В.В. Современные силовые управляемые полупроводниковые приборы Текст. / В.В. Литовченко, О.Б. Баранцев, А.Е. Чекмарев // Локомотив. 1998. - №10. - С. 24-29.

64. Лыкин, A.B. Электрические системы и сети : учеб. пособие. Текст. / A.B. Лыкин. М. : Университетская книга; Логос, 2006. - 256 с.

65. Мамошин, P.P. Энергетика системы переменного тока Текст. / P.P. Мамошин. // Железнодорожный транспорт. 1987. - №9. - С. 69-70.

66. Марквардт, К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог Текст. : учебник для вузов ж.-д. трансп. / К.Г. Марквардт М. : Транспорт, 1982.-528с.

67. Марквардт, Г.Г. Статическая модель участка электрической железной дороги переменного тока Текст. / К.Г. Марквардт, О.В. Грибачев // Труды МИИТ. 1965. - Вып. 199 - С. 16-26.

68. Минин Г.П. Реактивная мощность Текст. / Г.П. Минин 2-е изд. перераб. - М. : Энергия, 1978. - 88 с.

69. Михайлов, М.И. Определение электрических параметров контактной сети однофазного переменного тока Текст. / М.И. Михайлов, Ю.Е. Купцов, А.Д. Разумов // Вестник ВНИИЖТ. 1957. - № 8. - С. 16-20.

70. Михеев, В.П. Контактные сети и линии электропередачи Текст. : учебник для вузов ж-д транспорта. М. : Маршрут, 2003. - 416 с.

71. Москалев, Б.А. Учёт электропотребления на электровозах переменного тока Текст. / Б.А. Москалев // Электровозостроение: сб. науч. тр. / ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1991.-Т. 32-С. 53-61.

72. Мустафа, Г.М. Применение гибридных фильтров для улучшения качества электроэнергии Текст. / Г.М. Мустафа [и др.]. Электричество. -1995. -№10.-С. 33-39.

73. Петров, С. А. Моделирование мгновенных схем системы электрической тяги переменного тока при выпрямительных электровозах Текст. / С. А. Петров // Труды ВНИИЖТ. 1959. - Вып. 170 - С. 63-90.

74. Разевиг, В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2 Текст. / В.Д. Разевиг. -М. : «Солон-Р», 2001. 520 с.

75. Разевиг, В.Д. Система проектирования цифровых устройств OrCAD Текст. / В.Д. Разевиг. М. : «Солон-Р», 2000. - 160 с.

76. Розанов, Ю.К. Электронные устройства электромеханических систем Текст. / Ю.К. Розанов, Е.М. Соколова. М. : Академия, 2004. - 272 с.

77. Савоськин, А.Н. Математическое моделирование электромагнитных процессов в динамической системе «контактная сеть электровоз» Текст. / А.Н. Савоськин, Ю.М. Кулинич, A.C. Алексеев // Электричество. - 2002. -№2. С. 29-35.

78. Савоськин, А.Н. Автоматизация электроподвижного состава : учебник для вузов Текст. / А.Н. Савоськин. М. : 1990. - 311 с.

79. Самарский, A.A. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры Текст. / A.A. Самарский, А.П. Михайлов 2-е изд. испр. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 320 с.

80. Семенов Б.Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. Текст. М. : СОЛОН-Пресс, 2005. - 416 с. : ил.

81. Семенов, Б. Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов Текст. / Б.Ю. Семенов. М. : COJIOH-P, 2001. - 328 с.

82. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов Текст. / А.Б. Сергиенко. СПб. : Питер, 2003. - 608 с.

83. Сипайлов, Г.А. Математическое моделирование электрических машин (АВМ) Текст. / Г.А. Сипайлов, A.B. JIooc : учебное пособие для студентов вузов. М. : Высш. школа, 1980. - 176 с.

84. Советов, Б.Я. Моделирование систем Текст. / Б .Я. Советов, С.А. Яковлев : учеб. для вузов 3-е изд. перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2001.-343 с.

85. Стратегия развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030 года Электронный ресурс. / ОАО «Российские железные дороги». Электрон, дан. - Режим доступа: http://doc.rzd.ru/doc/public/doc7STRUCTURE IP=704&layer id=5104&refererLayerId=5101 &id=3997.

86. Суранов А.Я. Lab VIEW 8.20: Справочник по функциям. Текст. М. : ДМК Пресс, 2007. - 536 с.

87. Тимощук A.A. Компенсация реактивной мощности веление времени Текст. / A.A. Тимощук [и др.] // Локомотив. - 2009. - №12. С. 37-38.

88. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство: пер. с нем. Текст. / У. Титце, К. Шенк. М. : Мир, 1982. - 512 с.

89. Тихменев, Б.Н. Исследование способов демпфирования высокочастотных колебаний в тиристорных преобразователях Текст. / Б.Н. Тихменев [и др.] // Труды ВНИИЖТ. М. : Транспорт, 1982. - Вып. 642. С.-94-115.

90. Тихменев, Б. Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог Текст. : учебник для вузов ж.-д. трансп. / Б. Н. Тихменев. 4-е изд., перераб. И доп. - М. : Транспорт, 1980. - 471 с.

91. Тихменев, Б. H. Электровозы переменного тока со статическими преобразователями Текст. / Б. Н. Тихменев М. : Трансжелдориздат, 1958. -268 с.

92. Тихменев, Б. Н. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями Текст. / Б. Н. Тихменев, Кучумов В. А. М. : Транспорт, 1988.-311 с.

93. Тревис Дж. LabVIEW для всех Текст. / Дж. Тревис: Пер. с англ. Клушин H.A. М. : ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2005. - 544 с. : ил.

94. Тру сова, Л.И. Организация производства и менеджмент в машиностроении: учебное пособие Текст. / Л.И. Трусова, В.В. Богданов, В.А. Щепочкин. Ульяновск: УлГТУ, 2009. - 63 с.

95. Тушканов, Б.А. Электровоз ВЛ80С: Руководство по эксплуатации Текст. / Б.А. Тушканов [и др.]. М. : Транспорт, 1985. - 542 с.

96. Тюрин, Ю. Н. Статистический анализ данных на компьютере Текст. / Под ред. В. Э. Фигурнова М. : ИНФРА-М, 1998. - 528 с.

97. Уилмсхерст Т. Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIC Текст. Принципы и практические примеры: Пер. с англ. К. : "МК-Пресс", СПб:. "КОРОНА-ВЕК", 2008. - 544 е., ил.

98. Феттер, X. Компактные силовые конденсаторы для мощных преобразователей напряжения Текст. / X. Феттер ; пер. с англ. Гнеушев О. А. // Силовая электроника. 2007. - № 1 - С. 2-5.

99. Фигурнов, Е.П. Ёмкость контактной сети переменного тока Текст. / Е.П. Фигурнов, П.А. Бодров // Вестник РГУПС. 2007. - № 2 - С. 90-94.

100. Фроленков, И.Н. Моделирование магнитного влияния электроподвижного состава с тиристорными преобразователями на проводные линии связи Текст. / И. Н. Фроленков // Труды ВНИИЖТ. 1969. - Вып. 395 - С. 25-36.

101. Халафян, A.A. STATISTICA 6. Статистический анализ данных Текст. : учебник. 3-е изд. - М. : ООО «Бином-Пресс», 2007. - 512 с.

102. Хныков A.B. Теория и расчёт трансформаторов источников вторичного электропитания. Текст. -М. : СОЛОН-Пресс, 2004. 128 с. : ил.

103. Хьюлсман, Л.П. Введение в теорию и расчёт активных фильтров Текст. : пер с англ. / Л.П. Хьюлсман, Ф.Е. Ален. М. : Радио и связь, 1984. -384 с. : ил.

104. Широченко, H.H. Улучшение энергетики электровозов переменного тока Текст. / H.H. Широченко, В.А. Татарников, З.Г. Бибинеишвили // Железнодорожный транспорт. 1988. - №7. - С. 33-37.

105. Электровоз ЭП1. Руководство по эксплуатации. Книга 1 -Техническое описание. Электрические схемы Текст. : ИДМБ.661142.004.РЭ1 Новочеркасск. : ВЭлНИИ - 220 с.

106. Электровоз ЭП1. Руководство по эксплуатации. Книга 3 Описание и работа. Электрические машины Текст. : ИДМБ.661142.004.РЭЗ -Новочеркасск. : ВЭлНИИ - 32 с.

107. Электровоз ЭП1. Руководство по эксплуатации. Книга 4 -Техническое описание. Электрические аппараты Текст. : ИДМБ.661142.004.РЭ4 Новочеркасск. : ВЭлНИИ - 327 с.

108. Электровоз ЭП1. Руководство по эксплуатации. Книга 5 Описание и работа. Электронное оборудование Текст. : ИДМБ.661142.004.РЭ5 -Новочеркасск. : ВЭлНИИ - 125 с.