автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Снижение влияния электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения на качество электрической энергии в контактной сети

003461153

На правах рукописи

СКОРИК ВИТАЛИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ

СНИЖЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПЛАВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ФЕВ

Хабаровск-2009

003461153

Работа выполнена на кафедре «Электротехника, электроника и электромеханика» Дальневосточного государственного университета путей сообщения (ГОУ ВПО ДВГУПС).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ВЛАСЬЕВСКИЙ Станислав Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

КУЛИНИЧ Юрий Михайлович

кандидат технических наук, доцент СОЧЕЛЕВ Анатолий Федорович

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет путей сообщения»

Защита состоится «26» февраля 2009 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 218.003.06 в ГОУ ВГ10 «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» по адресу: 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47, ауд. 204.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения».

Автореферат разослан « 2/» января 2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета ДМ 218.003.06.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Э.Г. Бабенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время для российских железных дорог программой «Энергетическая стратегия железнодорожного транспорта на период до 2010 г. и на перспективу до 2020 г.» поставлены основные задачи по внедрению ресурсосберегающих технологий и новых технических средств. И в этой стратегии ресурсосбережения вопрос повышения качества электроэнергии в системе электроснабжения занимает не последнее место. В связи с возрастающим грузооборотом и пассажирооборотом магистральных железных дорог переменного тока, к качеству электрической энергии предъявляются все более жесткие требования. Это связано с системой сертификации качества элеюроэнергии как объекта, относящегося к числу хозяйственных товаров.

Использование тиристоров в полупроводниковых выпрямителях электровозов ВЛ80Р, ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, ВЛ80ТК и 2ЭС5К дало возможность создать бесконтактные многозонные силовые схемы, позволяющие плавно регулировать напряжение на тяговых двигателях. Однако, применение тиристорных выпрямителей вызывает значительные искажения синусоидальной формы напряжения контактной сети на токоприемнике электровоза. Коэффициент искажения синусоидальности напряжения достигает значений 5-15 % в зависимости от загруженности фидерной зоны элеетроснабжения и расположения электровозов относительно тяговых подстанций.

Эти искажения напряжения в контактной сети оказывают влияние, как на эксплуатационные характеристики электровозов, так и на систему тягового электроснабжения. Так, высшие гармоники напряжения, генерируемые электровозом, приводят к появлению добавочных потерь в обмотках вспомогательных машин электровоза В силовом трансформаторе гармоники напряжения вызывают увеличение потерь в стали, связанные с гистерезисом, а также увеличение потерь в меди обмоток. Это сокращает срок службы изоляции, а также повышает затраты электроэнергии на тягу поездов.

Влияние несинусоидальности напряжения на индукционные и электронные приборы учета электроэнергии, потребляемой электровозом, приводит к увеличению погрешности результатов измерений этих приборов.

Гармоники могут нарушать работу устройств защиты или ухудшать их характеристики. При этом наиболее распространенными являются ложные срабатывания, которые наиболее вероятны в работе систем защиты, основанных на измерении сопротивлений.

Степень отклонения формы напряжения на токоприемнике электровоза от синусоиды определяется двумя основными показателями качества электроэнергии: коэффициентом п-ной гармонической составляющей напряжения и коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения. Эти показатели нормируются ГОСТом 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». При отступлении от нормативных значений этих показателей элекгроснаб-жающая организация начисляет штрафные санкции в размере до 10 % от тарифа за электрическую энергию на каждый нарушенный показатель.

По данным ОАО «РЖД», ущерб от невыполнения требований ГОСТа 13109-97 только по двум показателям качества электроэнергии может ежегодно составлять

порядка 1,2-1,4 млрд. рублей по сети железных дорог. Это определяет актуальность и экономическую значимость данной проблемы.

Достаточно высокое значение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения на токоприемнике электровоза побуждает вести поиски способов и средств его снижения, то есть повышения качества электроэнергии в контактной сети железных дорог переменного тока.

Указанные недостатки ставят задачу улучшения формы кривой напряжения в контактной сети при работе электровозов с тиристорными выпрямителями за счет плавного изменения эквивалентного сопротивления электровоза при переходе многозонного выпрямителя электровоза из режима проводимости в режим основной коммутации и обратно. Такое более плавное изменение сопротивления электровоза способствует снижению высокочастотных колебаний напряжения в контактной сети, возникающих при начале и после окончания коммутации. Однако, при алгоритме управления выпрямителем, применяемом на существующих серийных моделях электровозов, поставленную задачу решить невозможно.

Решением этой проблемы является применение алгоритма одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч и включение в электрическую схему электровоза разрядного диодного плеча, благодаря которым основная коммутация начинается непосредственно после смены полярности питающего напряжения и завершается в несколько этапов. Плавное начало основной коммутации и ее окончание значительно снижают амплитуды свободных колебаний напряжения на токоприемнике. Уменьшение гармоник, соответствующих частотам этих колебаний ведет к снижению коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения и, в целом, к повышению качества электрической энергии в контактной сети.

Цель работы. Целью работы является повышение качества электрической энергии в контактной сети путем применения одновременной коммутации тиристорных плеч и разрядного диодного плеча в многозонном выпрямителе электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- выполнен анализ существующих способов и средств повышения качества электроэнергии в контактной сети при работе электровозов переменного тока;

- разработана математическая модель системы, включающей в себя трансформатор тяговой подстанции, контактную сеть и электровоз в режиме тяги с многообмоточным трансформатором и четырехзонным выпрямителем для исследования форм напряжений и токов в этой системе;

- разработан способ снижения колебаний напряжения в контактной сети, вызванных процессом основной коммутации при работе четырехзонного выпрямителя электровоза с плавным регулированием напряжения;

- выполнены расчеты установившихся и переходных электромагнитных процессов для различных способов управления тиристорных выпрямителей электровоза и определением показателей качества электрической энергии, потребляемой из контактной сети;

- выполнено сравнение показателей качества электрической энергии, потребляемой из контактной сети при типовом способе управления и способе с одновременной ком-

мутацией четырех тиристорных плеч и применением диодного разрядного плеча при различном расположении электровозов на фидерной зоне электроснабжения;

- разработаны схемотехнические решения изменений в блоке управления вы-прямительно-инверторным преобразователем для реализации алгоритма одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч;

- выполнена технико-экономическая оценка эффективности разработанных технических решений, повышающих качество электроэнергии в контактной сети.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель для анализа электромагнитных процессов в системе «контактная сеть - электровоз» и определения показателей качества электроэнергии с учетом нового алгоритма управления многозонным выпрямителем, систем слежения за потенциальными условиями на анодах тиристоров плеч выпрямителя и слежения за окончанием переходного процесса в большом контуре коммутации выпрямителя электровоза;

- разработан способ управления четырехзонным выпрямителем электровоза, реализующий новый алгоритм одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч на четвертой зоне регулирования напряжения, который способствует снижению амплитуд высших гармоник напряжения в контактной сети;

- аналитически показано, что использование способа одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч и применение разрядного диодного плеча, включенного параллельно цепи выпрямленного тока, приводит к уменьшению амплитуд свободных колебаний напряжения в контактной сети;

- разработаны устройства управления четырехзонным выпрямителем электровоза в режиме тяги, реализующие алгоритм одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч на 4-й зоне регулирования напряжения.

Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в следующем:

- с помощью пакета схемотехнического моделирования ОгСАБ 9.2 реализован комплекс математических моделей для исследования электромагнитных процессов в контактной сети, электровозе и определения показателей качества электроэнергии при работе электровозов переменного тока;

- доказана адекватность разработанной математической модели путем проведения испытаний на электровозе с существующим способом управления четырехзонным выпрямителем на участке Белогорск - Сковородино Забайкальской железной дороги и Артем-3 - Партизанск Дальневосточной железной дороги;

- разработан измерительный комплекс для бортового измерения мгновенных значений напряжения и тока, потребляемого электровозом и оценки показателей качества электроэнергии, характеризующих искажение синусоидальности кривой напряжения в контактной сети;

- модернизированы кассеты БПН-061 и БРУ-552 БУВИП-030 электровозов ВЛ65 и ВЛ80Р, реализующие новый алгоритм управления четырехзонным выпрямителем электровоза.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались:

- на научно-практической конференции «Электроэнергетическое управление, качество и эффективность использования энергоресурсов», Хабаровск, ДВГУПС, 8-10 декабря 2004 г.;

- на международном научном форуме «Перспективные задачи инженерной науки», КНР, Гонконг, 23-30 марта 2005 г.;

- на международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии», Томск, ТПУ, 20-22 октября 2005 г.;

- на региональной научно-технической конференции творческой молодежи, Хабаровск, ДВГУПС, 18-20 апреля 2006 г.;

- на XI краевом конкурсе-конференции молодых ученых и аспирантов (секция «Технические науки»), Хабаровск, ТОГУ, 17 января 2007 г.;

- на второй международной научно-практической конференции «ТРАНСЭ-JIEKTPO-2008», Днепропетровск, Украина, 30-4 октября 2008 г.;

- на заседаниях семинаров кафедры «Электротехника, электроника и электромеханика», Хабаровск, ДВГУПС, 2006-2008 гг.;

Публикации. Основное содержание работы отражено в 16 научных работах, в том числе в 9 материалах докладов на научных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, приложения, библиографического списка из 108 наименований. Содержит 129 страниц основного текста, 8 таблиц и 45 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, дана краткая характеристика работы.

Первая глава посвящена обзору существующих на настоящий момент способов и средств повышения качества электроэнергии в контактной сети при работе электровозов переменного тока, выявлены их достоинства и недостатки.

Теоретической основой для проведения исследования стали работы отечественных ученых: Р. Р. Мамошина, В. С. Руденко, Б. Н. Тихменева, Л. М. Трахтмана, С. В. Захаревича, А. Н. Савоськина, Ю. М. Кулинича, К. Г. Кучмы, А. Т. Буркова,

B. А. Кучумова, Н. Н. Широченко, Ю. М. Инькова, Б. И. Хоменко, В. П. Янова,

C. В. Власьевского, А. В. Каменева, В. В. Литовченко, Ю. А. Басова и многих других.

На основании проведенного анализа способов и средств повышения качества электроэнергии в контактной сети при работе электровозов переменного тока определена цель работы и сформулированы задачи исследования.

Вторая глава посвящена созданию математической модели системы «контактная сеть - электровоз переменного тока» для исследования влияния основной коммутации тока тиристоров четырехзонного выпрямителя на показатели качества электрической энергии в контактной сети.

В главе изложена методика создания обобщенной математической модели. Электровоз переменного тока в процессе своей работы непрерывно электрически взаимодействует как непосредственно с контактной сетью, так и через нее с тяговыми подстанциями. Поэтому при построении обобщенной математической моде-

ли схемы силовых цепей электровоза с учетом контактной сети целесообразно использовать принцип разбивки общей модели на взаимодействующие между собой частные модели: тяговую подстанцию, участок тяговой сети, силовой трансформатор, четырехзонный выпрямитель электровоза и цепь выпрямленного тока.

Математическая модель тяговой подстанции представлена источником синусоидального напряжения. Составление математической модели силового трансформатора тяговой подстанции производится по Г-образной схеме замещения.

Контактную сеть переменного тока для исследования процессов в диапазоне частот от 0 до 2 кГц при составлении схемы замещения предлагается определять в виде каскадно соединенных конечных элементов, представленных Т-образными четырехполюсниками. Приведена методика определения оптимальной длины конечного элемента, исходя из соотношения «достоверность результатов - длительность расчета на ЭВМ». Согласно расчетам по этой методике, для участка контактной сети переменного тока 25 кВ длина такого элемента составляет 1 км.

Сравнительная оценка длинной линии и линии из каскадно соединенных четырехполюсников проводилась для каждой частоты по сравнению амплитуды напряжения и его фазы на выходе этих линий при равных входных параметрах.

Частотная зависимость электрических продольных параметров линии была получена аппроксимацией данных, полученных сотрудниками ВНИИЖТ при экспериментальных исследованиях зависимости параметров линии от частоты.

При реализации модели контактной сети в пакете схемотехнического моделирования ОгСАБ 9.2 возможно также представлять контактную сеть как модель линии с потерями, которая присутствует в библиотеке ОгСАБ. В этом случае по погонным данным линии аналитически рассчитывается комплексный коэффициент передачи линии, а анализ переходных процессов производится с помощью интеграла свертки с импульсной характеристики линии, которая в свою очередь вычисляется как преобразование Фурье коэффициента передачи.

Математическая модель схемы силовых цепей электровоза состоит из модели силового многообмоточного трансформатора электровоза, четырехзонного выпрямителя и цепи выпрямленного тока.

При создании математической модели силовой трансформатор электровоза представлен в качестве трехобмоточного на каждой зоне регулирования, кроме первой. При этом параметры двух вторичных обмоток меняют свои значения при переходе с одной зоны регулирования на другую.

Вследствие того, что в библиотеке пакета ОгСАБ 9.2 нет модели многообмоточного трансформатора, то воспользуемся моделью, разработанной С. В. Власьев-ским, которая состоит из нескольких двухобмоточных трансформаторов, соединенных параллельно. В этой модели учитываются взаимная индуктивность между обмотками с соответствующими коэффициентами магнитной связи, индуктивности рассеяния и активные сопротивления отдельных частей обмоток.

Математическая модель выпрямителя электровоза в режиме основной коммута-

<ИК

ции выполняется расчетом производной тока коммутации —— в контурах коммутации в соответствии со схемами замещения для выпрямителя на 4-й зоне регули-

рования. Расчет выполняется для существующего типового алгоритма управления и разработанного алгоритма одновременной коммутации тока четырех тиристор-ных плеч с включением в электрическую цепь электровоза диодного плеча.

Модель выпрямленного тока выполнена с учетом того, что эквивалентная индуктивность цепи выпрямленного тока в модели имеет нелинейный характер в зависимости от величины выпрямленного тока ¡¡¡. Уменьшение пульсаций тока возбуждения обеспечивается шунтированием обмотки возбуждения постоянным резистором гпш• Размагничивающее действие реакции якоря скомпенсировано включением добавочных полюсов и компенсационной обмотки тягового двигателя. Падение напряжения на разрядном диодном плече УЭ учитывается величиной А11^ Согласно методике М. 3. Жица, влияние вихревых токов на изменение магнитного потока двигателя и переходных процессов учитывается действием дополнительного короткозамкнутого витка, расположенного на главных полюсах электрической машины.

Разработанная математическая модель позволяет с достаточной достоверностью моделировать электромагнитные процессы во всех элементах системы «контактная сеть - электровоз», в том числе и производить оценку параметров, характеризующих качество электроэнергии в контактной сети в зависимости от алгоритма управления коммутацией тока тиристоров выпрямителя.

Третья глава посвящена разработке нового способа управления выпрямителем, реализующего алгоритм одновременной коммутации четырех тирисгорных плеч на четвертой зоне регулирования.

В главе доказано, что одной из причин достаточно высоких значений коэффициента искажения синусоидальности напряжения является появление высокочастотных свободных колебаний напряжения на токоприемнике в момент начала и окончания основной (сетевой) коммутации тиристоров выпрямителя электровоза.

Также в главе раскрыта сущность возникновения свободных колебаний напряжения. Возникновение этих колебаний объясняется тем, что при подаче управляющих импульсов на тиристоры выпрямителя в момент времени а0 происходит снижение общего сопротивления электровоза из-за возникновения короткозамкнутого контура, в котором ток коммутации замыкается через коммутируемые тиристоры выпрямителя и части вторичных обмоток электровозного трансформатора. Результатом этого является снижение напряжения на токоприемнике на величину А1/н (см. рис. 1) и появление высокочастотных коммутационных колебаний напряжения из-за возникновения колебательного контура «индуктивность электровоза - емкость контактной сети». После окончания основной коммутации в момент времени а0 + у выпрямитель переходит в режим проводимости, в результате чего воз-

Рис. 1. Свободные колебания напряжения на токоприемнике электровоза при штатном алгоритме управления выпрямителя (итп - напряжение на шинах тяговой подстанции, {/[ - напряжение на токоприемнике электровоза)

никают аналогичные им послекоммутационные колебания. Причиной появления этих колебаний является резкое увеличение принужденной составляющей напряжения контактной сети на токоприемнике электровоза на величину Дик вследствие увеличения эквивалентного индуктивного сопротивления электровоза.

Исследования, посвященные этому вопросу, которые были проведены во ВНИ-ИЖТе, показали, что амплитуда коммутационных колебаний определяется снижением принужденной составляющей напряжения на токоприемнике на величину Аин при подаче импульсов на тиристоры в момент времени а0

Аи '"пао " ^ ~ ¿V С + 2тп +2тэ))-( 2КС + 2ТП ^

(2>тэ + %кс + 2-тп ) (%кс +%тп )

где ит ■ ^!па0 - напряжение на шинах тяговых подстанций в момент а0; 2ко 2ТП - полные эквивалентные сопротивления контактной сети (без учета распределенной емкости) и тяговых подстанций соответственно; - полное сопротивление обмоток трансформатора электровоза, приведенное к напряжению контактной сети; '¿л - полное сопротивление цепи выпрямленного тока (сглаживающего реактора и тяговых двигателей), приведенное к напряжению контактной сети.

Соответственно, амплитуда послекоммутационных колебаний определяется значением роста принужденной составляющей питающего напряжения на величину Д(Ук в момент окончания основной коммутации а0 + 7

Л„ (V т

( %ТЭ 2кс + ^/77 )'(%кс + + )

Для снижения амплитуд коммутационных и послекоммутационных колебаний напряжения на токоприемнике электровоза необходимо непосредственно воздействовать на причину, порождающую эти колебания, а именно, на процесс основной коммутации выпрямителя электровоза

Ранее, в работах С. В. Власьевского для повышения коэффициента мощности электровоза был разработан способ одновременной коммутации тиристорных плеч выпрямителя, который приводил к уменьшению эквивалентного индуктивного сопротивления цепи переменного тока электровоза по сравнению со штатным способом управления выпрямителем. Смысл алгоритма, реализующего этот способ, заключается в следующем. Подача нерегулируемых импульсов управления с фазой а0 осуществляется одновременно в каждом полупериоде напряжения не только на тиристоры плеч, участвующих в создании данной зоны, но и на тиристоры противофазного плеча, имеющего отрицательное анодное напряжение по отношению к остальным открываемым плечам. Это разбивает большой контур протекания тока коммутации на два малых.

Образование двух короткозамкнутых контуров привело к уменьшению длительности основной коммутации выпрямителя за счет одновременного разряда

электромагнитной энергии в этих контурах. Однако, такой алгоритм управления выпрямителем не оказывает никакого влияния на величины послекоммутационных колебаний напряжения.

Для усовершенствования этого алгоритма с целью снижения амплитуд после-коммутационных колебаний при работе электровоза на четвертой зоне регулирования напряжения (режим номинальной нагрузки электровоза) предлагается новая организация подачи импульсов управления на тиристоры плеч выпрямителя.

Импульсы управления с фазой а0 необходимо подавать не только на три плеча в каждом полупериоде, но также и на четвертое плечо. Например, в полупериод, обозначенный на рис. 2 пунктирной стрелкой, подаются импульсы на три плеча УБЗ, УБ4, УБ7, а также на четвертое плечо У55. В другой полупериод напряжения подача импульсов с фазой а0 осуществляется на тиристоры плеч УЯЗ, У54, и У86. Такая организация подачи импульсов является возможной, поскольку плечи УБ5 и У86 не задействованы на четвертой зоне. Этот алгоритм разбивает большой контур коммутации не на два, а на три малых короткозамкнутых контура и таким образом значительно влияет на снижение свободных колебаний напряжения сети. Распределение управляющих импульсов по тиристорным плечам выпрямителя для каждой зоны регулирования представлено в табл. 1.

Таблица 1

Предлагаемый алгоритм одновременной коммутации четырех тиристорных плеч

Зона регулирования Полупериод Плечи выпрямителя

У81 УБ2 У83 УЭ4 У55 У86 У87 УБ8

1 <— - - ао - - аР - -

- - - аР ао - - -

2 аР - ао ао - ао - -

—> - аР ао ао ао - - -

3 - - аР - ао ао - ао

- - - ар ао ао ао -

4 <- ар - ао ао - ао - ао

- аР ао ао ао - ао -

Кроме того, для эффективного снижения амплитуд свободных колебаний напряжения является целесообразным включение параллельно цепи выпрямленного тока диодного плеча.

Диодное плечо в силовой схеме электровоза служит для разряда энергии, накопленной в тяговых двигателях и сглаживающем реакторе при смене полярности питающего напряжения без отдачи ее во внешнюю сеть и полезно используемой в тяговых двигателях.

Схема протекания токов коммутации в преобразователе при разработанном алгоритме управления приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема протекания токов во время основной коммутации в выпрямителе электровоза с использованием нового способа управления (4-я зона регулирования)

Амплитуда коммутационных колебаний зависит от величины угла а0 (1). В номинальном режиме работы электровозов с типовым алгоритмом управления минимальный угол ай составляет 9±2°, что обусловлено обеспечением нормальных потенциальных условий на анодах тиристоров для открытия последних при значительном снижении или искажении напряжения контактной сети (см. рис. 3).

Одновременная же коммутация тока тиристоров создает необходимые нормальные потенциальные условия на анодах тиристоров при величине угла а0 равного 5° на четвертой зоне регулирования.

Использование диодного плеча, включенного параллельно цепи выпрямленного тока, позволяет уменьшить угол аа до 3°, а также не передавать запасенную в сглаживающем реакторе и тяговых двигателях электромагнитную энергию в контактную сеть, а полезно использовать ее в тяговых двигателях путем образования буферного контура.

В этом случае сам процесс основной коммутации начинается не с момента а0, а сразу после смены полярности питающего напряжения, что способствует плавному изменению кривой потребляемого тока при переходе выпрямителя из режима проводимости в режим коммутации (см. рис. 3).

Следствием применения такого способа управления является полное исчезновение свободных колебаний напряжения, вызванных началом основной коммутации (см. рис. 4).

Рис. 3. Механизм протекания токов в плечах выпрямителя, напряжения на секциях вторичной обмотки трансформатора и потребляемый ток электровоза во время основной коммутации при использовании алгоритма поочередной (а) и одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч с применением разрядного диодного плеча (б)

Причиной повышенных амплитуд послекоммутационных колебаний при существующем (поочередном) алгоритме управления является то, что после окончания работы малого контура происходит переход в режим проводимости одновременно секций 1-2 и 2-х1 вторичной обмотки трансформатора. Таким образом, после окончания основной коммутации результирующее индуктивное сопротивление электровоза резко возрастает. Такое изменение эквивалентного сопротивления вызывает скачкообразное

изменение производной тока, потребляемого электровозом — и, следовательно, поЛ

явление большого значения ЭДС самоиндукции обмоток трансформатора, которая и определяет амплитуды послекоммутационных колебаний.

Особенностью же протекания электромагнитных процессов при работе электровоза согласно алгоритму одновременной коммутации четырех тиристорных плеч является то, что переходные процессы в малых короткозамкнутых контурах четырехзонного выпрямителя заканчиваются в различное время с определенной очередностью.

Из рис. 3 видно, что разновременность окончания токов коммутирующих тиристорных плеч способствует тому, что процесс перехода вторичного, а, соответственно, и первичного напряжения электровоза из режима коммутации в режим проводимости происходит не одновременно для всех секций вторичной обмотки силового трансформатора.

В полупериод, показанный на рис. 2, после закрытия плеч УЯ1 и УБЗ возникают условия для увеличения скорости протекания тока ¡к4_8, так как секция вторичной обмотки 1-2 оказывается под напряжением

(3)

где Еъ - ЭДС секции 1-2 трансформатора, Ц - индуктивность от потока рассеяния этой секции.

То есть происходит скачкообразное увеличение напряжения обмотки 1-2 (см. рис. 3). Действие напряжения

и -17 Г ^'*8-4 , г I , <1'к7-5 (л\

т ш ш

способствует более интенсивному протеканию коммутации в контуре У84-У88.

Под действием этого напряжения происходит закрытие тиристоров плеча и соответствующий рост тока в плече У84. Увеличение длительности коммутации в контуре У85-У87 определяется тем, что ЭДС, действующая в секции 2-х1, практически скомпенсирована ЭДС самоиндукции, наведенной в этой секции от тока коммутации '*4-8 • Поэтому закрытие плеча происходит с небольшой скоростью.

Однако, после окончания переходного процесса в контуре, образованном плечами У84 и У88 происходит активное протекание коммутации в контуре У85-У87. В этот момент, ток коммутации, протекающий через плечи У85 и У87, определяется из выражения

Ш Ц'

При этом образуется контур проводимости, составленный из тиристоров плеч У84, У55, секции вторичной обмотки трансформатора 1-2 и цепи выпрямленного тока. То есть, еще до окончания коммутации в контуре У85-У87 часть вторичной обмотки силового трансформатора работает в нагрузочном режиме. Следствием этого является увеличение эквивалентного сопротивления электровоза и повышение напряжения на токоприемнике на величину А1!КХ (см. рис. 4). После полного запирания тиристоров плеча У85 в режим проводимости переходит также секция 2-

х1, и в результате, к цепи выпрямленного тока прикладывается напряжение 1-х1.

Таким образом, в процессе окончания основной коммутации происходит переход в режим проводимости сначала секции 1-2, а затем и 2-х1. Это способствует постепенному нарастанию эквивалентного индуктивного сопротивления электровоза, а не резкому нарастанию, как при типовом алгоритме управления. В свою очередь, ток, потребляемый электровозом, при окончании основной коммутации имеет меньшую скорость нарастания —1,

Л

чем при типовом алгоритме. То есть при окончании коммутации свободные колебания напряжения на токоприемнике будут иметь меньшую амплитуду (см. рис. 4). В главе также проведено сравнение форм напряжения на токоприемнике электровоза по результатам математического моделирования с оценкой показателей качества электроэнергии: коэффициента п-ной гармонической составляющей напряжения (Ки<п)) и коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения (Ки)

и(п) и<1)

где и1п) - значение п-ной гармонической составляющей напряжения на токоприемнике электровоза; и( 1( - значение первой (основной) гармоники напряжения.

Для номинального режима работы оборудования (3,5 зоны регулирования) при расположении электровоза на середине фидерной зоны длиной 48 км осциллограммы напряжения и тока при различных алгоритмах управления представлены на рис. 5.

Сравнение показателей качества электроэнергии при существующем и разработанном алгоритмах управления коммутацией показали:

- по коэффициенту п-ной гармонической составляющей напряжения - снижение Ки(п> практически во всем диапазоне нечетных гармоник (см. рис. 6). Снижение 3, 5, 7-й гармоник связано с образованием буферного контура за счет включения диодного плеча;

- по коэффициенту искажения синусоидальности напряжения - снижение Ки в различных тяговых режимах работы электровоза в диапазоне от 10 до 34 % от существующего значения. Наибольшее снижение наблюдается при эксплуатации электровоза в начале и в конце зоны регулирования напряжения, то есть в режимах, где невелико влияние фазовой коммутации.

Рис. 4. Форма напряжения на токоприемнике электровоза при новом способе управления (£/777 - напряжение на шинах тяговой подстанции, (/[ - напряжение на токоприемнике электровоза)

К„ =

40 ,

Е и(п) 1=2

и,

■100%

(6)

<1)

.ддДд и, у \ / ^ \ Л.44.

у. 7

7/

1

Рис. 5. Осциллограммы напряжения на токоприемнике электровоза и кривые потребляемого тока в режиме тяги при типовом алгоритме (а) и алгоритме одновременной коммутации четырех тиристорных плеч с диодным плечом (б) (ар =90°)

Результаты моделирования процессов коммутации тока тиристоров плеч при работе на фидерной зоне в режиме тяги двух электровозов также продемонстрировали уменьшение амплитуд высокочастотных свободных колебаний напряжения в контактной сети, вызванных основной коммутацией тиристоров выпрямителей при использовании разработанного алгоритма управления основной коммутацией и включением параллельно цепи выпрямленного тока диодного плеча.

7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 36 37 Ш Поочередная коммутация

номер гармони»

□ Одновременная кодаутация с диодньм плечо«

Рис. 6. Коэффициенты Ки<п) напряжения на токоприемнике электровоза

при исследуемых алгор (4-я зона регулирования)

при исследуемых алгоритмах управления выпрямителем с а^ = 90'

Эффективность повышения качества электроэнергии по показателям Ки и Кц(п) определяется способом питания участка контактной сети, положением электровоза относительно тяговых подстанций и величиной фазового угла регулирования напряжения зоны.

Четвертая глава посвящена описанию процесса экспериментальных исследований электровоза на участке железной дороги, проведенных для оценки адекватности созданной математической модели «контактная сеть - электровоз».

В 2006 г. с целью определения достоверности созданной модели на участке Бе-логорск - Сковородино Забайкальской железной дороги были проведены экспериментальные поездки электровоза с поездом. В главе описана разработанная система измерения мгновенных значений тока, потребляемого электровозом, и напряжения, приложенного к обмотке возбуждения силового трансформатора электровоза.

Для построения системы измерения тока и напряжения с дальнейшей оценкой показателей качества электроэнергии были использованы датчики тока компенсационного типа на эффекте Холла и датчики напряжения компенсационного типа производства компании LEM (Швейцария). Для предварительной обработки сигналов с датчиков было использовано устройство сбора данных National Instruments N1 USB 6009.

Подключение оборудования для проведения эксперимента, представлено на : рис. 7.

В этой же главе выполнена проверка адекватности электромагнитных переходных и установившихся процессов в математической модели реальным процессам в | электровозе на участке железной дороги.

Рис. 7. Размещение датчиков в электровозе для проведения эксперимента

В основу сравнения с осциллограммами модели были положены полученные в результате эксперимента осциллограммы напряжения обмотки возбуждения тягового трансформатора и кривые тока, потребляемого электровозом. Эти осциллограммы сняты в режиме тяги электровоза на участке Белогорск - Сковородино. Согласно принципам математического моделирования, изложенным в главе 2, был смоделирован режим работы электровоза, аналогичный режиму, получившемуся в ходе эксперимента Результаты моделирования и эксперимента представлены на рис. 8.

Критерием сравнения электромагнитных процессов модели и эксперимента был выбран коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Ки как один из основных показателей качества электроэнергии, характеризующих синусоидальность формы напряжения, а также коэффициент искажения кривой тока К,.

Анализ сравнения результатов опытов на электровозе и модели показал, что относительная погрешность кривой тока электровоза по коэффициенту искажения

тока АГ/ и кривой напряжения и обмотки возбуждения тягового трансформатора по коэффициенту Ки невелика и составляет около 10 %.

а

400 300-

и 200-

I 100!-.«>

-200 -ЗОО--400-

V-« 1

у!^ / "" ...... —

.....!\

----- — ...... У ------ .....

400 400 г

300 300-

я 200- 200-

¡■ш. „100-

И Г" -100-,

"-200 -200-

-ЗОО -зоо-

-400-1-

120 180 240 Угол, град

300 360 420

120 180 240 Угол, град

Рис. 8. Кривые напряжения и тока по данным датчиков (а) и результатам моделирования (б) электровоза, работающего в режиме тяги

Проверка адекватности модели силового трансформатора электровоза с реальным трансформатором по результатам опытов короткого замыкания одной и двух тяговых обмоток показала хорошую сходимость результатов опытов короткого замыкания на модели с паспортными параметрами реального трансформатора электровоза.

Экспериментальные испытания на участке Белогорск - Сковородино ЗабЖД подтвердили достаточную для моделирования сходимость процессов, протекающих в модели «тяговая подстанция - контактная сеть - электровоз», и реальных электромагнитных процессов электровоза.

В 2007 г. были проведены экспериментальные испытания разработанной системы на участке Артем-3 - Партизанск Дальневосточной железной дороги электровоза с поездами. Полученные результаты в ходе этих испытаний также показали сходимость моделируемых и реальных электромагнитных процессов.

На основе проведенного сравнения результатов эксперимента и моделирования, описанных выше, можно сделать вывод о том, что процессы, происходящие в тяговом трансформаторе модели и реального электровоза адекватны, и созданная модель пригодна для проведения моделирования с целью исследования электромагнитных процессов при работе электровоза переменного тока.

Все это позволяет говорить о том, что форма реального напряжения на обмотке тягового трансформатора электровоза соответствует форме напряжения, полученной в процессе моделирования.

Пятая глава посвящена описанию разработки схемотехнических решений, которые позволяют реализовать разработанный алгоритм управления выпрямителем электровоза по принципу организации одновременной коммутации токов четырех тиристорных плеч на четвертой зоне регулирования.

В главе разработаны основные схемотехнические решения путем внесения изменений и дополнений в отдельные кассеты блока управления выпрямительно-инверторным преобразователем (БУВИП) современных электровозов. Модерниза-

ции подверглись кассеты блока перевода нагрузки БПН-061 и блока распределительного устройства БРУ-552 БУВИП-030 электровозов ВЛ65 и ВЛ80Р.

Схемные изменения и дополнения, выполненные в кассетах БПН-061 и БРУ-552, представлены на рис. 9.

Рис. 9. Схема изменений и дополнений, внесенных в кассетные блоки БПН-061 и БРУ-552 БУВИП-030 электровозов ВЛ65 и ВЛ80Р для осуществления разработанного алгоритма управления

Изменения, внесенные в схему БПН-061, заключаются в том, чтобы отменить адрес подачи из БПН-061 в кассету БРУ-552 сигнала с фазой аю, который не используется при одновременной коммутации, и заменить его сигналом с фазой а0.

Изменения и дополнения, произведенные в схеме кассеты БРУ-552, позволяют осуществить подачу импульсов а0 на его выходы 3, 4, 5 и 6 на требуемых зонах в соответствии с алгоритмом одновременной коммутации.

В итоге, с помощью описанных в главе изменений в схемах кассетных блоков БПН-061 и БРУ-552 осуществлено плавное регулирование напряжения на тяговых двигателях по предложенному алгоритму с применением диодного плеча для электровозов ВЛ65 и ВЛ80Р, работающих в режиме тяги, не изменяя существующей конструкции БУВИП-030.

Также в пятой главе выполнен расчет технико-экономической оценки эффективности разработанного устройства управления, снижающего негативное влияние электровозов на качество электроэнергии в контактной сети.

В результате проведенного расчета была получена годовая экономия денежных средств на один электровоз ДЭГ = 236,373 тыс. руб., срок окупаемости разработки составил Ток = 0,5 года.

Таким образом, диссертационная работа представляет собой решение важной народно-хозяйственной проблемы повышения качества электрической энергии в контактной сети по показателям, характеризующим синусоидальность формы напряжения.

ВЫВОДЫ:

- разработан алгоритм управления выпрямителем электровоза методом одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч на четвертой зоне регулирования напряжения;

- показано, что применение одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч и включение диодного плеча в электрическую схему электровоза позволяет снизить коммутационные и послекоммутационные колебания напряжения на токоприемнике электровоза;

- создана математическая модель системы «контактная сеть - электровоз» с учетом слежения за потенциальными условиями на анодах тириторов плеч выпрямителя и слежения за окончанием переходного процесса в большом контуре коммутации выпрямителя электровоза, а также нового алгоритма управления многозонным выпрямителем. Эта модель позволяет проводить исследования электромагнитных процессов в системе с оценкой показателей качества электрической энергии по несинусоидалыюсти напряжения;

- проведены сравнительные исследования влияния алгоритма управления выпрямителем на качество электроэнергии в контактной сети по показателям, характеризующим синусоидальность напряжения. Результаты сравнения в зависимости от удаления электровоза относительно тяговых подстанций показали снижение коэффициента искажения синусоидальности напряжения на 10-34 % от существующих значений;

- разработаны схемотехнические решения модернизации кассет БПН-061 и БРУ-552 БУВИП-030 электровозов ВЛ65 и ВЛ80Р для реализации нового алгоритма управления выпрямителем;

- проведены экспериментальные исследования на электровозе с существующим алгоритмом управления четырехзонным выпрямителем на участке Забайкальской железной дороги, доказавшие адекватность модели;

- рассчитана годовая экономическая эффективность, которая на один электровоз при использовании разработанного способа управления составила 236,373 тыс. руб. с незначительным сроком окупаемости.

Публикации по теме диссертации в изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. Скорик, В.Г. Улучшение формы напряжения контактной сети при работе электровозов с тиристорными выпрямителями [Текст] / В.Г. Скорик, C.B. Власьевский, О.В. Мельниченко // Вестник ВНИИЖТ. - 2007. - № 5. - С. 42-47.

2. Власьевский, C.B. Измерение расхода и показателей качества электрической энергии, потребляемой электровозами переменного тока [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик, O.A. Клинкова // Вестник ИрГТУ. - 2007. - № 4. - С. 94-98.

Другие публикации по теме диссертации:

3. Власьевский, C.B. О коэффициенте несинусоидальности кривой напряжения [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик // Вопросы энергетики и электромеханики: Труды региональной научно-практической конференции «Электроэнергетическое управление, качество и эффективность использования энергоресурсов» / Под ред.

B.И. Сечина/ Хабаровск, ДВГУПС, 2004. - С. 32-38.

4. Скорик, В.Г. Влияние процессов коммутации вентильных преобразователей электровозов однофазно-переменного тока на качество электрической энергии в контактной сети магистральных железных дорог [Текст] / В.Г. Скорик,

C.B. Власьевский // Материалы 6-го международного научного форума «Перспективные задачи инженерной науки» / Гонконг, КНР, 2005. - С. 115-118.

5. Власьевский, C.B. Проблемы обеспечения качества электрической энергии в контактной сети железных дорог при работе электровозов переменного тока [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик // Дальневосточный энергопотребитель. -2005,-№9.-С. 32-33.

6. Скорик, В.Г. Повышение качества электрической энергии, подаваемой в электровозы переменного тока из контактной сети магистральных железных дорог [Текст] / В.Г. Скорик, C.B. Власьевский П Электромеханические преобразователи энергии. Материалы международной научно-технической конференции 20-22 октября 2005 / Томск, 2005. - С. 444-447.

7. Скорик, В.Г. Пути повышения качества электроэнергии в контактной сети при работе электровозов переменного тока [Текст] / В.Г. Скорик, C.B. Власьевский // Внедрение наукоемких технологий на магистральном и промышленном железнодорожном транспорте: Тезисы докладов второй научно-практической международной конференции 5-9 июня 2006. / г. Алушта, Украина, 2006. - С. 53.

8. Скорик, В.Г. Снижение коэффициента искажения синусоидальности напряжения контактной сети при работе электровоза переменного тока [Текст] / В.Г. Скорик, C.B. Власьевский // Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и

образования: Труды Региональной научно-технической конференции творческой молодежи, 18-20 апреля 2006 г. - Хабаровск, ДВГУПС, 2006. - С. 59-61.

9. Скорик, В.Г. Пути снижения искажения синусоидальности напряжения в контактной сети электрифицированных железных дорог [Текст] / В.Г. Скорик, C.B. Власьевский // Электроника и электрооборудование транспорта - 2006.

- № 2. - С. 15-17.

10. Скорик, В.Г. Компьютерное моделирование системы «электровоз - контактная сеть переменного тока» [Текст] / В.Г. Скорик // Проблемы и перспективы развития транссибирской магистрали в XXI веке: Труды всероссийской научно-практической конференции ученых транспорта, ВУЗов, НИИ, инженерных работников и представителей академической науки. Т. 1. - Чита, 2006. - С. 296-300.

11. Власьевский, C.B. Снижение коммутационных и послекоммутационных колебаний напряжения в контактной сети при работе электровозов однофазно-постоянного тока [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик // Вестник ВЭлНИИ.

- 2006.-№3,-С. 84-89.

12. Скорик, В.Г. Способ снижения колебаний напряжения в контактной сети, вызванных работой тиристорных преобразователей электровозов переменного тока [Текст] / В.Г. Скорик // Материалы XI краевого конкурса-конференции молодых ученых и аспирантов, 17 января 2007. - Хабаровск: ТОГУ, 2007. - С. 12-20.

13. Власьевский, C.B. Свободные колебания напряжения в контактной сети, вызванные процессами коммутации тиристорных преобразователей электровозов [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик, О.В. Мельниченко // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2007. - № 1. - С. 14-19.

14. Власьевский, C.B. Повышение эксплуатационной надежности работы тиристорных преобразователей электровоза переменного тока [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик, О.В. Мельниченко, Т.Н. Мельниченко // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке: Труды Пятой международной научной конференции творческой молодежи, 17-19 апреля 2007 г. - Хабаровск, 2007.-Т. 2-С. 185-189.

15. Власьевский, C.B. Система учета расхода и контроля качества электрической энергии, потребляемой электровозами на тягу поездов [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик, O.A. Клинкова // Инновационные технологии - транспорту и промышленности: Труды 45-й Международной научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки, 7-9 ноября 2007. - Хабаровск, 2007. - Т.2 - С. 8-13.

16. Власьевский, C.B. Технические решения для повышения коэффициента мощности и качества электроэнергии, потребляемой электровозами переменного тока в режиме тяги [Текст] / C.B. Власьевский, О.В. Мельниченко, В.Г. Скорик, O.A. Клинкова // Электрификация железнодорожного транспорта ТРАНСЭЛЕК-ТРО-2008: Материалы второй международной научно-практической конференции 30-4 октября 2008 г. - Днепропетровск, шна, 2008. - С. 4.

СКОРИК ВИТАЛИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ

СНИЖЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПЛАВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 19.01.2009. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO. Усл. печ. л. 1,3. Зак. 24. Тираж 100 экз.

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

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ разработок, повышающих качество электроэнергии в контактной сети.

1.2 Постановка цели и задач исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ «КОНТАКТНАЯ СЕТЬ - ЭЛЕКТРОВОЗ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА» ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ.

2.1 Общие принципы математического моделирования.

2.2 Обобщенная математическая модель системы «контактная сеть -электровоз» для определения показателей качества электроэнергии.

2.2.1 Математическая модель контактной сети переменного тока.

2.2.2 Математическая модель электровоза переменного тока

2.3 Реализация обобщенной математической модели системы «контактная сеть - электровоз» в пакете схемотехнического моделирования OrCAD 9.2.

3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОВОЗА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ.

3.1 Причины снижения качества электрической энергии на токоприемнике электровоза в системе тягового электроснабжения магистральных железных дорог

3.2 Влияние алгоритма основной коммутации выпрямителя электровоза на свободные колебания в контактной сети

3.3 Разработка алгоритма управления основной коммутацией выпрямителя электровоза для повышения качества электроэнергии.

3.4 Сравнительный анализ электромагнитных процессов в системе «контактная сеть - электровоз» при разных алгоритмах управления основной коммутацией.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОВЕДЕННЫЕ ДЛЯ ПРОВЕРКИ АДЕКВАТНОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ ОБОБЩЕННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «КОНТАКТНАЯ СЕТЬ -ЭЛЕКТРОВОЗ» .,.

4.1 Система измерения токов и напряжений для оценки показателей качества электроэнергии в контактной сети при работе электровоза на участке железной дороги.

4.2 Оценка адекватности процессов в обобщенной математической модели системы «контактная сеть - электровоз» процессам в реальном электровозе.

4.3 Оценка адекватности математической модели силового трансформатора электровоза.

5 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ НОВОГО АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ОЦЕНКА ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

5.1 Разработка устройств управления в БУВИП-030 электровозов ВЛ65 и ВЛ80Р для реализации предлагаемого алгоритма управления выпрямителем.

5.1.1 Разработка схемных изменений в кассете БПН-061.

5.1.2 Разработка схемных изменений в кассете БРУ

5.2 Экономическое обоснование разработки

ВЫВОДЫ.

Применение тиристорных выпрямителей в статических преобразователях электровозов переменного тока в нашей стране и за рубежом дало возможность производить управление коллекторными тяговыми двигателями путем плавного регулирования напряжения на них. Это регулирование осуществляется изменением моментов отпирания соответствующих плеч вы-прямительно-инверторного преобразователя (ВИП) электровоза в пределах периода питающего напряжения.

Преобразователи на основе полупроводниковых тиристоров позволили разработать и внедрить на электровозах переменного тока системы электрического рекуперативного и реостатного торможения, а также провести автоматизацию управления и регулирования по току двигателей и скорости движения с одновременным управлением по системе многих единиц. Опыт использования тиристоров и систем управления ими позволили добиться по ряду показателей достаточно эффективной эксплуатации электровозов. Но все же эксплуатация таких электровозов наряду с достоинствами силовых схем тиристорных преобразователей выявила и ряд их недостатков по сравнению с электровозами, оборудованными неуправляемыми вентилями.

Вопросы эффективности работы электровозов всегда были актуальными, и им уделялось большое внимание в многочисленных научных исследованиях. ОАО «Российские железные дороги» разработало и осуществляет специальную программу повышения эффективности работы всех звеньев работы железнодорожного транспорта. В этой программе основным направлением повышения эффективности является снижение эксплуатационных расходов и экономия топливно-энергетических ресурсов путем разработки новых и совершенствования существующих конструкций и технологий, а также роста надежности их работы.

Одной из задач, требующих решения в рамках программы ОАО «РЖД» является повышение электромагнитной совместимости электроподвижного состава и систем тягового и внешнего электроснабжения. Другими словами, является необходимым снизить негативное воздействие работы оборудования электровозов на качество электроэнергии в тяговой сети. Влияние электровозов проявляется в искажении синусоидальной формы напряжения, вырабатываемого генерируемыми станциями. Природа этого явления заключается в том, то распределенная индуктивность контактной сети и ее распределенная емкость в совокупном действии вызывают переходные колебательные процессы в системе «контактная сеть - электровоз». Кроме того, индуктивности и активные сопротивления контактной сети и тягового трансформатора электровоза вызывают падение напряжения в них при работе одного или нескольких электровозов на фидерной зоне тягового электроснабжения и возникновение существенных искажений формы кривой напряжения сети. Все это влияет на характеристики и работу преобразователей электровоза.

Падение напряжения в контактной сети в свою очередь вызывает понижение выпрямленного напряжения холостого хода преобразователей, что уменьшает полезную мощность и скорость электровоза. Искажения, возникающие во время коммутации тока тиристоров преобразователей, проявляются в переднем фронте кривой напряжения сети при нагрузке электровоза в режиме тяги, то есть когда преобразователь работает как выпрямитель, а также на спадающей части кривой при нагрузке электровоза в режиме рекуперативного торможения, то есть когда преобразователь выполняет функцию инвертора. В результате, искажения формы кривой напряжения сети снижают среднее значение выпрямленного напряжения преобразователя, что, соответственно, ухудшает характеристики тяговых двигателей. Кроме того, искажения напряжения влияют на протекание электромагнитных процессов в системе «контактная сеть - электровоз». В то же время сами электромагнитные процессы оказывают существенное влияние на работу преобразователя, что выражается в нарушении обеспечения потенциальных условий работы тиристоров. Также негативное воздействие оказывается и его систему управления, в частности, на систему синхронизации импульсов управления.

В настоящее время в нашей стране в связи с возрастающим грузооборотом и пассажирооборотом магистральных железных дорог переменного тока, к качеству электрической энергии (КЭЭ) предъявляются жесткие требования. Это связано с системой сертификации КЭЭ как объекта, относящегося к числу хозяйственных товаров. В ГОСТ 13109-97 [21] на качество электрической энергии установлено одиннадцать показателей, отступление от которых влечет за собой штрафные санкции со стороны энергоснабжающей организации размере до 10 % от тарифа на каждый нарушенный по вине потребителя показатель качества. Железнодорожный транспорт является как раз потребителем, сильно влияющим на большинство этих показателей.

По данным [26] ущерб от невыполнения требований ГОСТа 13109-97 только по двум показателям качества электроэнергии может ежегодно составлять порядка 1,2-1,4 млрд. руб. по сети железных дорог.

Эти условия и определяют актуальность поставленной проблемы.

В настоящей работе представлен один из способов улучшения синусоидальной формы напряжения в контактной сети при работе электровозов в режиме тяги. Снижение искажения синусоидальности напряжения достигается путем уменьшения амплитуд высокочастотных колебаний напряжения, вызванных процессами коммутации в преобразователях электровозов. В работе исследованы процессы коммутации преобразователя электровоза в режиме выпрямления и их влияние на КЭЭ в тяговой сети.

Для определения показателей качества электроэнергии, потребляемой электровозами, разработана обобщенная математическая модель системы «контактная сеть - электровоз» и методика моделирования динамических электромагнитных процессов в преобразователе с реализацией модели на ЭВМ.

Определены показатели качества питающего напряжения на токоприемнике электровоза с типовым способом управления, с одновременной коммутацией четырех тиристорных плеч и применением диодного разрядного плеча при различном расположении электровозов на фидерной зоне электроснабжения и разном их количестве.

Разработаны предложения по применению средств, уменьшающих влияние электровозов. с тиристорными преобразователями BJI80P, ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, ВЛ80ТК и 2ЭС5К на синусоидальность формы напряжения в контактной сети.

Целью работы является повышение качества электрической энергии в контактной сети путем применения одновременной коммутации четырех ти-ристорных плеч и разрядного диодного плеча в многозонном выпрямителе электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- выполнен анализ существующих способов и средств повышения качества электроэнергии в контактной сети при работе электровозов переменного тока;

- разработана математическая модель системы, включающей в себя трансформатор тяговой подстанции, контактную сеть и электровоз в режиме тяги с многообмоточным трансформатором и четырехзонным выпрямителем для исследования форм напряжений и токов в этой системе;

- разработан способ снижения колебаний напряжения в контактной сети, вызванных процессом основной коммутации при работе четырехзонного выпрямителя электровоза с плавным регулированием напряжения;

- выполнены расчеты установившихся и переходных электромагнитных процессов для различных способов управления тиристорных выпрямителей электровоза и определением показателей качества электрической энергии, потребляемой из контактной сети;

- выполнено сравнение показателей качества электрической энергии, потребляемой из контактной сети при типовом способе управления и способе с одновременной коммутацией четырех тиристорных плеч и применением диодного разрядного плеча при различном расположении электровозов на фидерной зоне электроснабжения;

- разработаны схемотехнические решения изменений в блоке управления выпрямительно-инверторным преобразователем для реализации алгоритма одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч;

- выполнена технико-экономическая оценка эффективности разработанных технических решений, повышающих качество электроэнергии в контактной сети.

Общая методика исследований:

- аналитическое исследование электромагнитных процессов в многозонном выпрямителе электровоза в предположении бесконечной мощности источника электрической энергии с приведением ко вторичной обмотке трансформатора электровоза параметров трансформатора тяговой подстанции, тяговой сети;

- численное интегрирование системы дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные процессы в системе «трансформатор тяговой подстанции, контактная сеть и электровоз с многообмоточным трансформатором и четырехзонным выпрямителем», на основе применения программного пакета схемотехнического моделирования OrCAD 9.2;

- амплитудный спектральный анализ электромагнитных процессов с целью определения гармонического состава токов и напряжений в первичной обмотке трансформатора электровоза;

- имитационное моделирование электромагнитных переходных процессов в системе «трансформатор тяговой подстанции - контактная сеть -электровоз» с применением пакета схемотехнического моделирования OrCAD 9.2;

- испытания электровоза на участке железной дороги с штатной комплектацией оборудования для определения адекватности модели; испытания электровоза с новым способом управления для определения правильности выбранных технических решений. Регистрация и анализ электромагнитных процессов осуществлялся с помощью измерительных датчиков тока, напряжения и устройства сбора и передачи данных (УСПД).

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель для анализа электромагнитных процессов в системе «контактная сеть — электровоз» и определения показателей качества электроэнергии с учетом нового алгоритма управления многозонным выпрямителем, систем слежения за потенциальными условиями на анодах тиристоров плеч выпрямителя и слежения за окончанием переходного процесса в большом контуре коммутации выпрямителя электровоза;

- разработан способ управления четырехзонным выпрямителем электровоза, реализующий новый алгоритм одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч на четвертой зоне регулирования напряжения, который способствует снижению амплитуд высших гармоник напряжения в контактной сети;

- аналитически показано, что использование способа одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч и применение разрядного диодного плеча, включенного параллельно цепи выпрямленного тока, приводит к уменьшению амплитуд свободных колебаний напряжения в контактной сети;

- разработаны устройства управления четырехзонным выпрямителем электровоза в режиме тяги, реализующие алгоритм одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч на 4-й зоне регулирования напряжения.

Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в следующем:

- с помощью пакета схемотехнического моделирования OrCAD 9.2 реализован комплекс математических моделей для исследования электромагнитных процессов в тяговой сети, электровозе и определения показателей качества электроэнергии при работе в режиме тяги;

- доказана адекватность разработанной математической модели путем проведения испытаний на электровозе с существующим способом управления четырехзонным выпрямителем на участке Белогорск — Сковородино Забайкальской железной дороги и с новым способом управления на участке Артем-3 - Партизанск Дальневосточной железной дороги;

- разработан измерительный комплекс для бортового измерения мгновенных значений напряжения и тока, потребляемого электровозом и оценки показателей качества электроэнергии, характеризующих искажение синусоидальности кривой напряжения в контактной сети;

- модернизированы кассеты БПН-061 и БРУ-552 БУВИП-030 электровозов BJI65 и BJI80P, реализующие новый алгоритм управления четырехзон-ным выпрямителем электровоза.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались:

- на научно-практической конференции «Электроэнергетическое управление, качество и эффективность использования энергоресурсов», Хабаровск, ДВГУПС, 8-10 декабря 2004 года;

- на международном научном форуме «Перспективные задачи инженерной науки», КНР, Гонконг, 23-30 марта 2005 года;

- на международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии», Томск, ТПУ, 20-22 октября 2005 года;

- на региональной научно-технической конференции творческой молодежи, Хабаровск, ДВГУПС, 18-20 апреля 2006 года;

- на XI краевом конкурсе-конференции молодых ученых и аспирантов (секция «Технические науки»), Хабаровск, ТОГУ, 17 января 2007 года;

- на второй международной научно-практической конференции «ТРАНСЭЛЕКТРО-2008», Днепропетровск, Украина, 30-4 октября 2008 года

- на заседаниях научных семинаров кафедры «Электротехника, электроника и электромеханика», Хабаровск, ДВГУПС, 2006-2008 годы.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 16 научных работах, в том числе в 9 материалах докладов на научных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, приложения, библиографического списка из 108 наименований. Содержит 130 страниц основного текста, 8 таблиц и 45 рисунков.

Общие выводы по результатам работы: разработан алгоритм управления выпрямителем электровоза методом одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч на четвертой зоне регулирования; показано, что применение одновременной коммутации тока четырех тиристорных плеч и включение диодного плеча в электрическую схему электровоза позволяет снизить коммутационные и послекоммутационные колебания напряжения на токоприемнике электровоза; создана математическая модель системы «тяговая подстанция — контактная сеть - электровоз» для исследования электромагнитных процессов в этой системе; проведены сравнительные исследования влияния алгоритма управления выпрямителем на качество электроэнергии в контактной сети по показателям, характеризующим синусоидальность напряжения. Результаты сравнения показали снижение коэффициента искажения синусоидальности напряжения на 10-34% от существующих значений; разработаны схемотехнические решения модернизации кассет БПН-0б1и БРУ-552 БУВИП-030 электровозов BJI65 и BJI80P для реализации нового алгоритма управления выпрямителем; проведены экспериментальные исследования на электровозах ЭП1 № 203 и BJI65 № 46 с существующим алгоритмом управления четырехзонным выпрямителем на участке Белогорск - Сковородино ЗабЖД, доказавшие адекватность модели; проведены экспериментальные исследования на электровозе BJI80P № 1513 на участке Артем-3 - Партизанск, доказавшие работоспособность разработанного способа управления и правильность выбранных технических решений для его реализации. рассчитана годовая экономическая эффективность на один электровоз BJI65, которая составила 236,373 тыс. руб. при одновременной коммутации с применением разрядного диодного плеча при незначительном сроке окупаемости.

1. Андреев, B.C. Теория нелинейных электрических цепей. Текст. / B.C. Андреев // М.: Связь, 1972. 328 с.

2. Асанов, Т.К. Исследование электромагнитных процессов в тяговой сети при совместной работе нескольких преобразовательных агрегатов Текст. / Т.К. Асанов // Автореф. дисс. на соис. уч. ст. канд. техн. наук. М.: 1979. -24 с.

3. Асанов, Т.К. Особенности моделирования работы электровоза BJI80P при амплитудно-фазовом регулировании Текст./ Т.К. Асанов, А.В. Фролов // Электричество. 1984. - № 10. - С. 31-35.

4. Беркович, Е.И. К определению понятия мощности в нелинейных цепях Текст./ Е.И. Беркович // Электричество. 1989. - № 1. - С. 61-64.

5. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники Текст. / JI.A. Бессонов // М.: Высшая школа, 1978.- 528 с.

6. Василянский, А. М. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц Текст. / А. М. Василянский, Р. Р. Мамошин, Г. Б. Якимов // Железные дороги мира. 2002. - № 8. - С. 40-51.

7. Власьевский, С.В. Математическое моделирование процессов коммутации в выпрямительно-инверторных преобразователя электровозов однофазно-постоянного тока Текст.: Монография. / С.В. Власьевский // Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001. 138 с.

8. Влияние искажений синусоидальной формы кривых тока и напряжения на погрешности измерительных трансформаторов Текст. / Н.Е. Миронюк, Ю.И. Дидик, Ю.В. Гилев и др. // Электричество. 2005. - №2. - С. 31-36.

9. Вольдек, А.И. Электрические машины Текст. / А.И. Вольдек // Л.: Энергия, 1978.-832 с.

10. Годжелло, А.Г. Первые уроки моделирования с помощью пакета программ PSpice Текст. Методическое пособие по курсу «Моделирование в элек-троаппаратостроении» / А.Г. Годжелло, М.В. Рябчицкий, М.И. Гливка // М: Изд-во МЭИ, 1998.-36 с.

11. Голованов, В.А. Режимы управления тиристорной выпрямительной установки в период коммутации Текст. / В.А. Голованов, Н.И. Родионов // Локомотив. 1967. - №1. - С.7- 22.

12. Дербас, Н.В. Определение экономической эффективности инновационных разработок Текст. / Н.В. Дербас // Хабаровск, ДВГУПС, 2004. 69 с.

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

14. Ермоленко, Д.В. Повышение электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения с тиристорным электроподвижным составом Текст. / Д.В. Ермоленко// Автореф. дисс. на соис. уч. ст. докт. техн. наук. -М.: ВНИИЖТ, 1999.

15. Ермоленко, Д.В. Улучшение электромагнитного взаимодействия тири-сторного электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения Текст./ Д.В. Ермоленко, И.В. Павлов // Вестник ВНИИЖТ. 1989. -№8. - С. 25-30.

16. Житенев, Ю.А. Ресурсосбережение на новом этапе преобразований в отрасли Текст. / Ю.А. Житенев // Локомотив. 2000. — № 6. - С. 2-4.

17. Жиц, М.З. Переходные процессы в машинах постоянного тока. Текст. / М.З. Жиц // М.: Энергия, 1974. - 113 с.

18. Зажирко, В.Н. Спектры активной мощности электровозов переменного тока BJ180 Текст. / В.Н. Зажирко, В.В. Черемисин // Транссибвуз-2000, Омск, 2000. С. 66-69.

19. Захаревич С.В. Переходные и установившиеся процессы в схемах электроподвижного состава выпрямительного типа Текст. /С.В. Захаревич // Л.: Наука, 1966.-240 с.

20. Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники Текст. / Г.С. Зиновьев // Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2003 664 с.

21. Исследование способов демпфирования высокочастотных колебаний в тиристорных преобразователях Текст. / Б.Н. Тихменев, В.Д. Кондратов, Н.Н. Горин и др. // Тр. ВНИИЖТ.- М.: Транспорт, 1982. Вып. 642. -С. 94-115.

22. Каменев, А.В. Энергетические показатели рекуперативного торможения электровозов переменного тока системы РИФ Текст. / А.В. Каменев, Б.К. Бурдасов // Вестник ВНИИЖТ. 1983. - №3. - С. 15-19.

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

24. Киселев, В.В. Влияние несинусоидальности напряжения и тока на показания электронных счетчиков электроэнергии Текст./ В.В. Киселев, И.С. Пономаренко // Промышленная энергетика. — 2004. — №2. С. 40-45.

25. Китаев, А.В. Математическое описание электромагнитных процессов трансформаторов на основе теории четырехполюсников Текст. / А.В. Китаев // Электричество. 2000. - №4. - С. 64.

26. Копанев, А.С. О выборе схемы тиристорного преобразователя для электроподвижного состава Текст. / А.С. Копанев, Б.И. Хоменко // Электротехника. 1975. - № 10. - С. 46-49.

27. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин Текст. / И.П. Копылов // М.: Высшая школа, 2001 327 с.

28. Косарев, Б.И. Оценка влияния тяговой сети переменного тока при квазиу-становившемся режиме работы электроподвижного состава Текст. / Б.И. Косарев В.В. Волынцев, Е.И. Коннова // Транспорт. Наука, техника, управление. 2000. - №9. - С.24-26.

29. Кравчук, В.В. Особенности конструкции и управления электровоза BJI65 Текст. / В.В. Кравчук, А.С. Поддавашкин, Ю.М. Кулинич и др. // Хабаровск: ДВГАПС., 1997. 133 с.

30. Крамсков, С.А. Моделирование устройств управления преобразователями электровоза на ЦВМ Текст. / С.А. Крамсков, В.Г. Скрипка // Сб. науч. тр. Электровозостроение // ВЭлНИИ. Т. 27. - Новочеркасск, 1986. -С. 110-119.

31. Крамсков, С.А. Повышение эффективности работы узлов системы управления тиристорными преобразователями электровозов однофазно-постоянного тока Текст. / С.А. Крамсков // Автореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук. -М.: МИИТ, 1985. 24 с.

32. Крумм, JI.A. Применение метода Ньютона-Рафсона для расчета стационарного режима сложных электрических систем Текст. / JI.A. Крумм // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт — 1965. №5. - С. 3-12.

33. Кулинич Ю.М. Испытания электровоза ВЛ85 с разнофазным управлением выпрямительно-инверторными преобразователями Текст. / Ю.М. Кулинич, В.В. Находкин, Н.Н. Широченко// Вестник ВНИИЖТ. 1986. - №4. -С. 23-26.

34. Кулинич, Ю.М. Адаптивные системы автоматического управления гибридным компенсатором реактивной мощности электровоза с плавным регулирование напряжения Текст.: Монография / Ю.М. Кулинич // Хабаровск, Изд-во ДВГУПС, 2001.-152 с.

35. Кулинич, Ю.М. Блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем электровоза BJ165 Текст. / Ю.М. Кулинич // Локомотив. — 2001. — №1-5.

36. Кучумов, В.А. Выбор схемы и параметров компенсаторов реактивной мощности для электроподвижного состава переменного тока Текст. / В.А. Кучумов, Н.Н. Широченко, Д.И. Мамонов // Вестник ВНИИЖТ. — 1991. — №4. С.23-25.

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

38. Кучумов, В.А. Электромагнитные процессы в тяговой сети с распределенной емкостью при коммутации тока в преобразователе электроподвижного состава: Текст. / В.А. Кучумов, Н.Н. Широченко // Вестник ВНИИЖТ. — 1984. -№ 1.-С. 19-23.

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

40. Лейтес, Л.В. Схемы замещения многообмоточных трансформаторов. Текст. / Л.В. Лейтес, A.M. Пинцов М.: Энергия, 1974. - С. 192.

41. Лещев, А.И. Магистральный электровоз ЭП1 Текст. / А.И. Лещев, Л.К. Тюрина, А.И. Ковалев // Локомотив, 1999. № 7. С. 8-12.

42. Лещев, А.И. Электромагнитная совместимость электровозов с системой тягового электроснабжения Текст. / А.И. Лещев, Б.А. Москалев // Сб. трудов второго международного симпозиума. М.: МИИТ, С. 136-137.

43. Литовченко, В.В. Регулируемый компенсатор реактивной мощности Текст. / В.В. Литовченко, A.M. Кривной // Железнодорожный транспорт. -2005.-№9.

44. Мамошин, P.P. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока. Текст. / P.P. Мамошин // М.: «Транспорт», 1973. 224 с.

45. Марквардт, К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог Текст. / К.Г. Марквардт // М.: Транспорт, 1982. 528 с.

46. Математическое моделирование динамики электровозов Текст. / А.Г. Никитенко, Е.М. Плохов, А.А. Зарифьян, и др. М.: Высшая школа, 1998. -274 с.

47. Мельниченко, О.В. Повышение энергетических показателей электровозов однофазно-постоянного тока с тиристорными выпрямителями Текст. / О. В. Мельниченко // Автореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук; ДВГУПС. Хабаровск, 2005. - 21 с.

48. Методические рекомендации по обоснованию эффективности инноваций на железнодорожном транспорте Текст. — М.: Транспорт, 1999. — 230 с.

49. 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.

50. Нейман, JI.P. Метод расчета переходных процессов в цепях, содержащих вентильные преобразователи, индуктивности и ЭДС Текст. / JI.P. Нейман, А.В. Поссе, М.А. Слоним // Электричество -1966. -№12. С.7-12.

51. Новый алгоритм управления выпрямительно-инверторным преобразователем Текст./ С.В. Власьевский, Ю.А. Басов, M.JI. Перцовский и др. // Электрическая и тепловозная тяга. 1988. — № 5. - С.30-31.

52. Плакс, А.В. Параметры коллекторных тяговых электродвигателей при моделировании переходных процессов в цепях электровозов Текст./ А.В. Плакс, М.Ю. Изварин // Вестник ВЭлНИИ, Новочеркасск, С. 112-118.

53. Показатели качества электроэнергии на токоприемнике и взаимодействие ЭПС с системой тягового электроснабжения переменного тока Текст./ А.В. Кучумов, Д.В. Ермоленко, Н.И. Молин и др./ Вестник ВНИИЖТ. -1997. -№2. С.11-16.

54. Прозоров, В.Ф. Выбор параметров устройства повышения качества электрической энергии Текст. / В.Ф. Прозоров // Вестник ВНИИЖТ. 1983. -№3. — С. 19-22.

55. Разевиг, В.Д. Применение программ P-CAD и Pspice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ Текст.: в 4 выпусках. / В.Д. Разевиг М.: Радио и связь, 1992.

56. Разевиг, В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2 Текст. / В.Д. Разевиг -М.: Солон-Р, 2001. 528 с.

57. Разевиг, В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0 Текст. / В.Д. Разевиг М.: Солон-Р, 2003. - 704 с.

58. Расчет и проектирование статических преобразователей подвижного состава Текст./ Ю.М. Иньков, В.М, Антюхин, В.В. Литовченко, и др. / Под ред. Ю.М. Инькова: Учеб. пособие. М.: МИИТ, 1985.-196 с.

59. РД 153-34.0-15.501-00 Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения Текст. Часть 1. Контроль качества электрической энергии — М.: 2000.-39 с.

60. РД 153-34.0-15.501-00 Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения Текст. Часть 2. Анализ качества электрической энергии. — М.: 2000.-32 с.

61. Режимы работы магистральных электровозов Текст./ под ред. О.А. Некрасова // М.: Транспорт, 1983, 223 с.

62. Розанов, Ю.К. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой электроники Текст./ Ю.К. Розанов, М.В. Рябчин-ский, А.А. Кваснюк // Электротехника. 1999. - №4. - С. 36-38.

63. Рустамов, С.А. К учету параметров модели ЛЭП, учитывающей поверхностный эффект в земле и проводах Текст. / С.А. Рустамов, М.М. Демирташ // Электричество. 2005. - №5. - С. 12.

64. Рюденберг, Р. Переходные процессы в электрических системах Текст. / Р. Рюденберг //: пер. с англ. Под ред. В.Ю. Ломоносова / М.: Издательство иностр.литературы, 1955, 714 с.

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

66. Савоськин, А.Н. Повышение коэффициента мощности электровоза переменного тока Текст./ А.Н. Савоськин, Ю.М. Кулинич, Р.П. Гринберг // Электротехника 2002, - № 5. - С. 11-16.

67. Симонов, М.Д. Повышение энергетических показателей преобразовательных установок электроподвижного состава Текст. / М.Д. Симонов //: Ав-тореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук. СПб.: СПИТМИО, 1992.-26 с.

68. Смирнов, С.С. К вопросу определения вклада тяговой нагрузки в ухудшение качества электрической энергии, связанного с высшими гармониками Текст./ С.С. Смирнов, Л.И. Коверникова, Н.И. Молин // Промышленная энергетика 1997. - №11. - С. 46-49.

69. Соловьев В.А. К вопросу возникновения отказов в работе устройств электроснабжения / В.А. Соловьев, А.А. Цевелев // Дальневосточный энергопотребитель. 2006. - № 11/12. - С. 46-48.

70. Стратегия развития ОАО РЖД до 2010 года с перспективой до 2020 года Текст.// Железнодорожный транспорт. 2004. - № 9.

71. Татур, Т.А. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях Текст. / Т.А. Татур, В.Е. Татур М.: Высшая школа, 2001. - 407 с.

72. Тихменев, Б.Н. Исследование устройств демпфирования перенапряжений в преобразовательной установке электровоза переменного тока Текст. / Б.Н. Тихменев, В.Д. Кондратов, В.А. Кучумов // Тр. ВНИИЖТ.- М.: Транспорт, 1981.- Вып. 636. С. 27-34.

73. Тихменев, Б.Н. Основные вопросы совершенствования электровоза ВЛ80Р с тиристорными преобразователями Текст. / Б.Н. Тихменев // Вестник ВНИИЖТ.-1982.-№ 1.-С. 14-17.

74. Тихменев, Б.Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог: теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. Текст. / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман М.: Транспорт, 1980, 471 с.

75. Тихменев, Б.Н. Система импульсно-фазового преобразования и регулирования электроподвижного состава переменного тока Текст. / Б.Н. Тихменев, А.В. Каменев, З.М. Рубчинский // Вестник ВНИИЖТ 1980. - №7. -С. 1-4.

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

77. Тушканов, Б.А. Электровоз BJI65 Текст. / Б.А. Тушканов, И.Ф Кодинцев., А.Т. Юдин // Электровозостроение: Сб. науч. тр. Всерос. науч.-исслед., проект.-конструкт. и технол. ин-та электровозостроения. Новочеркасск, 1991.-Т. 32. - С. 15-27.

78. Фаенсон, А.И. Расчеты за электроэнергию — реформа со знаком минус Электронный ресурс. / А.И. Фаенсон // Новости электротехники. 2006. -№1.

79. Феоктистов, В.П. Перспективы совершенствования подвижного состава Текст. / В.П. Феоктистов // Железнодорожный транспорт. 2001. - №1.

80. Фроленков, И.Н. Свободные колебания тока в тяговой сети электрифицированных железных дорог и испытательных полигонов Текст. / И.Н. Фроленков // Тр. ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1980. - Вып. 636. - С. 93-100.

81. Фролов, А.В. Аналитическое моделирование ключевого эффекта тиристора при его работе в нестационарных режимах Текст./ А.В. Фролов // Изв. ВУЗов. Энергетика, 1981. -№ 5.

82. Хацкелевич, А.А. Повысить точность измерения расхода электроэнергии Текст./ А.А. Хацкелевич, Б.Д. Никифоров // Локомотив. 2003. - №5. — С. 39-41.

83. Чиженко, И.М. Основы преобразовательной техники Текст. / И.М. Чи-женко, B.C. Руденко, В.И. Сенько / М.: Высшая школа, 1974. 430 с.

84. Шидловский, А.К. Повышение качества электроэнергии в электрических сетях Текст./ А.К. Шидловский, В.Г. Кузнецов // Киев, Наукова думка, 1985.

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

86. Штибен, Г.А. Статические преобразователи на управляемых кремниевых вентилях Текст. // Электрическая и тепловозная тяга. — 1966. — № 12.

87. Электровоз BJI65: Руководство по эксплуатации. Техническое описание Текст. / Электрические аппараты. // Книга 4, ИДМБ. 661142. 003 Р94. / Новочеркасск: ВЭлНИИ, 1992. 295 с.

88. Электровоз с полупроводниковыми выпрямителями Текст. / А.А. Гарни-чев, В.А. Голованов, С.С. Крылов и др. // М.: Трансжелдориздат, 1963. — 101 с.

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