автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Снижение влияния коммутации преобразовательных агрегатов на электропитание нетяговых потребителей электрических железных дорог

На правах рукописи

4850410

КАРАВАНОВ Максим Александрович

СНИЖЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КОММУТАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ НА ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-ЗНОЯ 2011

ОМСК 2011

!

4858446

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор СИДОРОВ Олег Алексеевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор АВИЛОВ Валерий Дмитриевич;

кандидат технических наук, доцент ОЩЕПКОВ Владимир Александрович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС)».

Защита диссертации состоится 18 ноября 2011 г. в 9 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)» по., адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219. j

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 15 октября 2011 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.

Тел./факс: (3812) 31-13-44; e-mail: nauka@omgups.ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор

О. А. Сидоров.

© Омский гос. университет путей сообщения, 2011

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В последние годы на железнодорожном транспорте наблюдается повышение весовых норм поездов, это вызывает увеличение тяговых нагрузок и, как следствие, более частое автоматическое подключение на тяговых подстанциях резервных преобразовательных агрегатов параллельно работающим, что сопровождается провалами питающего напряжения преобразовательных агрегатов. В ряде случаев величина провала напряжения превышает 30 %, что не удовлетворяет требованиям ГОСТ 13109-97 и Правилам технической эксплуатации железных дорог РФ. Выход напряжения за установленные нормы может привести к серьезным сбоям в работе устройств нетяговых потребителей. Например, в работе устройств сигнализации, централизации, блокировки (СЦБ) и связи наблюдались случаи излишних переходов с основного питания на резервное и обратно, ложного срабатывания модернизированных комплектов технических средств (КТСМ) и устройств контроля схода подвижного состава (УКСПС), перекрытия маневровых сигналов, сбоев в работе цифровой аппаратуры.

В соответствии со «Стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 г.», утвержденной распоряжением Правительства РФ Лг° 877-3 от 17 июня 2008 г., одними из ключевых направлений развития железнодорожного транспорта являются повышение весовых норм поездов, увеличение грузооборота и масштабная информатизация и компьютеризация железнодорожного транспорта с внедрением высокоинтеллектуальных и высокочувствительных вычислительных и коммуникационных комплексов. Это делает рассматриваемую в диссертации проблему особо актуальной.

Причиной провалов напряжения в моменты подключения преобразовательных агрегатов является бросок тока в тяговом трансформаторе. Значительный вклад в изучение явления бросков тока при включении трехфазных силовых трансформаторов внес большой коллектив отечественных ученых и инженеров, среди которых можно отметить Б. Г. Марквардта, А. И. Лурье, Л. В. Лейтеса, А. И. Вольдека, А. Д. Дроздова, М. X. Зихермана, С. Б. Васю-тинского, Е. Й. Левицкую, А. Н. Панибратеца, В. А. Кузьменко, А. С. Засып-кина, В. С. Чуприкова и др.

Применение известных способов снижения бросков тока включения на железнодорожном транспорте не является эффективным из-за специфики работы системы тягового электроснабжения.

Цель работы - повышение качества электрической энергии питания нетяговых потребителей путем минимизации бросков тока, снижающей провалы напряжения, в моменты подключения преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях за счет использования разработанного устройства синхронного включения трансформатора.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

1) выполнить анализ сбоев и отказов устройств нетяговых потребителей .по причине нестабильного электропитания и провести экспериментальную оценку влияния системы тягового электроснабжения в моменты подключения преобразовательных агрегатов на функционирование устройств нетяговых потребителей;

2) проанализировать существующие способы и технические мероприятия, направленные на оптимизацию переходного процесса при коммутациях трансформатора;

3) разработать математическую модель тягового трансформатора и получить расчетные уравнения для определения параметров, входящих в алгоритм управления процессом включения трансформатора;

4) оценить стабильность динамических характеристик вакуумных выключателей и установить зависимость изменения собственного времени включения и отключения выключателя от изменения напряжения цепей управления и температуры окружающего воздуха;

5) разработать и внедрить устройство для снижения бросков тока при включении тягового трансформатора;

6) выполнить оценку технико-экономической эффективности предлагаемого решения.

Методы исследования. В основу работы положены теоретические и экспериментальные исследования, а также имитационное моделирование переходного процесса при включении тягового трансформатора. В работе использованы основные законы и методы расчета нелинейных электрических и магнитных цепей, методы численного интегрирования, а также положения математической статистики и теории вероятностей. Для повышения точности анализа и вычислений применялись современные методы вычислительной техники и прикладного математического обеспечения в средах Mathcad, Mat-lab и Simulink. Экспериментальные исследования проведены с использованием регистратора аварийных событий «ТрансАУРА», четырехканалыюго

осциллографа Tektronix TDS 2014 с последующим применением пакета прикладных программ для обработки полученных данных.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) разработаны математические модели однофазного и тягового трехфазного трансформаторов на основе нелинейной характеристики намагничивания стали;

2) установлена зависимость кратности броска тока включения от сочетания моментов отключения и включения трансформатора относительно опорного напряжения, позволяющая исключить броски тока при включении трансформатора.

Достоверность научных положений и результатов диссертации обоснована теоретически и подтверждается на основе критерия Смирнова совпадением результатов бросков тока и провалов напряжения, полученных на . математических моделях в разных системах моделирования, с результатами экспериментальных исследования на действующей тяговой подстанции Западно-Сибирской железной дороги.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1) разработанные математические модели однофазного и тягового трехфазного трансформаторов позволяют анализировать переходный процесс при включении трансформатора с учетом нелинейной характеристики намагничивания стали;

2) установленная зависимость кратности броска тока включения от сочетания моментов отключения и включения дает возможность использовать их оптимальное сочетание для исключения бросков тока;

3) полученные зависимости изменения собственного времени отключения и включения вакуумного выключателя от изменения напряжения цепей управления и температуры окружающего воздуха позволяют получить максимальный эффект от предлагаемого способа снижения бросков тока включения.

Реализация результатов работы. Разработанное устройство снижения бросков тока при включении преобразовательного агрегата внедрено на действующем оборудовании тяговой подстанции (ТП) Любинская Западно-Сибирской железной дороги (ЗСЖД). Акт внедрения приведен в диссертационной работе.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на II международной научно-практической конференции «Современные направления научных исследований» (Екатеринбург, 2010); на X научно-практической конференции «Безопасность дви-

жения поездов» (Москва, 2009); на научно-технических семинарах кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа в 2006 - 2011 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе четыре статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ, и один патент РФ на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения, библиографического списка из 129 наименований и приложения на 10 страницах и содержит 165 страниц печатного текста, 70 рисунков, семь таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования и намечены пути их решения, определены научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе выявлено, что 45,3 % от всех отказов современной электронной аппаратуры происходит из-за проблем с электропитанием, среди них наибольшее число сбоев и отказов приходится на провалы напряжения (87 %).

Экспериментально подтверждено, что в 66 % случаев подключения на тяговых подстанциях преобразовательных агрегатов наблюдается провал напряжения свыше 10 %, что не удовлетворяет требованиям ГОСТ 13109-97 и ПТЭ. По этой причине были зафиксированы сбои и отказы в работе устройств нетяговых потребителей, ряд из которых приводил к снижению безопасности движения поездов.

Установлено, что причиной провалов напряжения в такие моменты являются броски тока намагничивания в тяговом трансформаторе.

Во второй главе рассмотрен переходный процесс включения трансформатора, при анализе которого были выделены зависимые (ток и напряжение) и влияющие (момент включения относительно синусоиды напряжения и величина и знак остаточной индукции в стержне трансформатора) параметры.

Опасность бросков тока обусловлена воздействием на обмотки электродинамических сил с кумулятивным эффектом, которые способны вызвать повреждение трансформатора. Кратность названных сил бывает сопоставима с электродинамическими силами при коротком замыкании, но вероятность появления бросков тока при включении преобразовательного агрегата значительно выше, нежели вероятность появления короткого замыкания.

Применение известных способов снижения бросков тока включения (изменение конструктивных особенностей трансформатора, применение дополнительного силового оборудования в схеме подключения трансформатора на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта) по технико-экономическим соображениям не является эффективным и не представляется возможным.

Способ снижения броска тока включения, основанный на фиксированном времени задержки на отключение и включение трансформатора относительно синусоиды питающего напряжения, имеет ряд недостатков. Наличие задержки по времени при отключении тягового трансформатора недопустимо. В случае короткого замыкания на контактной сети на шинах подстанции 3,3 кВ или преобразовательном агрегате требуется немедленное отключение тягового трансформатора от сети. В противном случае аварийный ток может вызвать серьезные повреждения дорогостоящего оборудования. В виду того, что тяговая нагрузка является динамически изменяющейся во времени нагрузкой, выставленное фиксированное время задержки при включении, которое предполагает данный способ, не обеспечит снижения бросков тока. Поэтому требуется разработка нового способа снижения бросков тока при включении тягового трансформатора, адаптированного к специфике системы тягового электроснабжения.

В третьей главе рассматривается процесс моделирования броска тока при включении трансформатора в зависимости от сочетания углов отключения и включения относительно синусоиды опорного напряжения на основе нелинейной характеристики намагничивания стали.

Для построения математической модели трехфазного тягового трансформатора была сформулирована основа метода расчета на примере однофазного трансформатора. Для повышения качества анализа переходного процесса и точности расчета по известным точкам В и Н с помощью универсальной математической программы МаЛСАВ получена сплайновая аппроксимация, позволяющая учесть нелинейность характеристики намагничивания стали и определить частные производные функций.

При составлении математической модели трехфазного тягового трансформатора были определены следующие допущения: первичная обмотка трансформатора соединена в «звезду» без нейтрального провода; пренебрегаем магнитными потоками, замыкающимися по воздуху между обмотками и между баком и активной частью трансформатора; взаимоиндукция между фазами трансформатора учитывается путем моделирования магнитной цепи

трехфазного трансформатора; насыщение стали магнитопровода учитывается путем сплайновой аппроксимации кривой намагничивания; не учитываются действия вихревых токов и явление гистерезиса; переходным сопротивлением контактной системы коммутационного аппарата пренебрегаем; нагрузка тягового трансформатора принята стационарной величиной.

Процесс включения и отключения трансформатора моделируется без учета горения электрической дуги между контактами выключателя, нестабильности собственного времени включения и отключения и разновременно-.сти замыкания и размыкания полюсов коммутационного аппарата.

Специфика расчета тягового трансформатора заключается в том, что требуется рассмотрение магнитной (рис. 1) и электри- } ческой (рис. 2) схем замещения. Для расчета магнитной схемы заме- -щения необходимо задавать значения токов обмоток, которые можно получить только после расчета электрической схемы. При этом расчет электрической схемы опирается на предварительно известные параметры магнитной схемы. Для разрешения указанных взаимозависимостей предлагается расчеты магнитной и электрической схем замещения разнести во времени. На первом этапе осуществляется серия расчетов магнитной цепи при различных сочетаниях намагничивающих сил стержней РА, Гв, Рс. Результатом расчета магнитной схемы являются магнитные потоки стержней Фа, Фв, Фс в зависимости от сочетания намагничивающих .сил:

Рис. 1. Магнитная схема замещения трехфазного трехстержневого тягового трансформатора

(1)

По полученным результатам проведенных вычислений осуществляется расчет электрической схемы замещения. Для этого на основе законов Кирх-

гофа записывается система нелинейных дифференциальных уравнений для схемы, приведенной на рис. 2:

ил

ив

"с

га 1\А

>> 1]В

''с г 1С

Рис. 2. Электрическая схема замещения тягового трансформатора с соединением обмоток У/УД

/• г/ф, „г ЗФВ

ф.

¿Фг.

й\Ф, т ¿11

с1Фп

' <к

йФ» . . /: , „ \ г

л

сИ

п ■ т? ^т Г (г +Я —

(2)

о = • + 4„ % - 4„ % - и^ + О- ^

с!и,

с1Фг

2Ьи 1 4н ' ¿н

Л

Л

("¿Ф, ¿Фа ¿Фс) О = г2й0 • ги + ■ ^ + • ги + + +

гы+г'.в+г'1с=°; 'гш + + 'ггс = ^ > ггда - Ьот " км = 0 > ЬдЬ — г24н — *2Дс -Ьдс ~ г2сн - г2До - ®'

где иА, ив, ис - напряжение фаз А, В, и С соответственно; гА, гв, гс, гуа гуЬ, гус, ''до, гдб. >*дс - активное сопротивление первичной и вторичных обмоток; i!A, iIB, he, hva: ЬуЬ, h)'c, hha, i2АЬ. Ыc, ha» hbw hen - ток фаз А, В, С первичной и вторичных обмоток и нагрузки; RaH, Rbn Rcn - активное сопротивление нагрузки; Lam LbH, LCH - индуктивность нагрузки; Wh W2y, W2a - число витков первичной и вторичных обмоток.

Система уравнений (2) после преобразований сводится к форме Коши и после задания начальных условий решается методом Рунге - Кутта четвертого порядка.

После расчета кратности броска тока включения в первый период подключения трансформатора при разных сочетаниях углов гртю1 и <рвкл в диапазоне от 0 до 360 ° была получена поверхность (зависимость) кратности броска тока для одной фазы (рис. 3). Для двух других фаз зависимость броска тока от сочетания углов <р0ткл и сршя идентична полученной.

'300°

т шел

360°

r-'V

^Рт

Рис. 3. Кратность броска тока в первый период после включения трансформатора в зависимости от сочетания углов включения и отключения

Из графика на рис. 3 видно, что наряду с такими областями, где бросок тока максимален, существуют геометрические места точек, в которых бросок тока отсутствует или величина его минимальна. Эти области расположены по диагоналям.

На основе полученной зависимости, приведенной на рис. 3, предлагается способ включения трансформатора при оптимальном сочетании углов отключения и включения, обеспечивающих снижение бросков тока при включении как на холостой ход, так и на нагрузку. На практике обеспечить такое идеальное сочетание углов затруднительно. Обусловлено это нестабильностью динамических характеристик высоковольтного выключателя.

В процессе исследования установлено, что провал напряжения превышает регламентированные 10 % при броске тока кратностью свыше двух.

Поэтому была определена минимальная ширина благоприятного участка, где броски тока не выше двух номинальных. Для этого поверхность кратности броска тока проецируется на плоскость, перпендикулярную диагонали (рис. 3), из начала координат. Из проекции, приведенной на рис. 4, видно, что не более чем двукратное увеличение значения броска тока обеспечивается при отклонении ± 33° (± 1,8 мс). Указанные величины крайне важны с практической точки зрения - они определяют требования к стабильности временных характеристик коммутационного аппарата.

(р 270° 180°

г о-ПСЛ

Рис. 4. Проекция поверхности кратности броска тока при разном сочетании углов включения и отключения

270° т

т вк

В четвертой главе приведен анализ динамических характеристик наиболее распространенных на железнодорожном транспорте вакуумных выключателей.

По результатам оценки стабильности собственного времени отключения и включения, а также величины разновременности размыкания и замыкания полюсов выключателя наилучшим из рассмотренных оказалась конструкция типа ВБЭ. Для этого коммутационного аппарата были проведены дополнительные исследования зависимостей собственного времени коммутации от изменения напряжения цепей управления и температуры окружающего воздуха и на основе этого выведены поправочные коэффициенты:

АТти =0,3616(110 -иау); АТоти =0,2126(110 -С/цу); АТтт = 0,227(Г0Ер,8 -Гсх); А^кят = -0,0863^., -Г„),

(3)

где А Ття

и? Д^вкл и - величина приращения собственного времени включения и отключения соответственно при изменении напряжения цепей управления иау, (П0-1/ц>) - изменение напряжения цепей управления по сравнению с номинальным, при котором снимались временные характеристики выключателя; АТвкя Т) АГВКЯ т - величина приращения собственного времени включения и отключения при изменении температуры окружающего воздуха Токр.в', Тсх -температура окружающего воздуха, при которой снимались временные характеристики выключателя.

Вакуумный выключатель типа ВБЭ с учетом полученных коэффициентов (3) позволяет получить максимальный эффект от предложенного способа снижения бросков тока при включении тягового трансформатора.

В пятой главе рассматривается алгоритм работы созданного на основе предложенного способа устройства синхронного включения тягового трансформатора (УСВТ) (пат. № 108233).

Для подготовки УСВТ к работе снимаются временные характеристики вакуумного выключателя 2, которые программируются в устройстве б (рис. 5) синхронного включения трансформатора. Для максимального эффекта выключатель должен иметь стабильные временные характеристиками, размах которых не должен превышать 3,6 мс.

Рис. 5. Блочно-модульная схема устройства синхронного включения тягового трансформатора

Каждое очередное подключение преобразовательного агрегата (см. рис. 5) (трансформатора 3 и выпрямительной схемы 4) к шинам 1 выключателем 2 осуществляется через устройство УСВТ 6. Для этого на преобразователь 22 контактных сигналов в логические подается сигнал от системы управления 7, а на преобразователь контактных сигналов в логические 18 - сигнал о положении выключателя с нормально разомкнутого блок-контакта 10. От преобразователей 22 и 18 сигналы поступают на логический элемент «И» 16, а он дает команду на включение только при поступлении на него сигнала от формирователя сигналов управления 14. В блок 15 настройки момента включения выключателя поступает информа:-ция о моменте отключения из запоминающего устройства 13. Блок настройки в диапазоне 20 мс (360°) формирует задержку по времени таким образом, чтобы с учетом собственного времени срабатывания выключателя 2 замыкание контактов происходило в такой же момент относительно синусоиды опорного напряжения 1]А, что и при отключении, которое отсчи-

тывается от такого же, как в предшествующем отключении, начала периода изменения напряжения с положительной производной. Эта информация поступает на формирователь сигналов 14, который подает управляющий сигнал на логический элемент «И» 16, который при наличии подтверждающих сигналов от преобразователей 22 и 18 разрешает прохождение команды включения на короткозамыкатель 17 для срабатывания катушки 8 привода выключателя. При готовности выключателя 2 (контролируется по его блок-контакту 10) и наличии команды на его отключение короткозамыкатель 17 подключает постоянное напряжение 110 В к катушке 8 и происходит включение выключателя 2.

Каждое очередное отключение трансформатора 3 выключателем 2 осуществляется через устройство 6 синхронного включения трансформатора. Для этого на преобразователь 23 контактных сигналов в логические подают сигнал от системы управления 7, а на преобразователь 19 контактных сигналов в логические - сигнал о положении выключателя с нормально замкнутого блок-контакта 11. От преобразователей 23, 19 сигналы поступают на логический элемент «И» 20, который разрешает прохождение команды отключения на короткозамыкатель 21 для срабатывания катушки 9 привода выключателя. При готовности выключателя 2 (контролируется по его нормально замкнутому блок-контакту 11) и наличии команды на его отключение короткозамыкатель 21 подключает постоянное напряжение 110 В к катушке 9 и происходит мгновенное отключение выключателя 2. Момент прохождения команды на катушку 9 привода отключения запоминается с помощью устройства 13. Этот момент с учетом собственного времени срабатывания выключателя 2 всегда отсчитывается от момента перехода синусоиды напряжения через ноль с возрастанием напряжения, т. е. с положительной производной. Для этого в блок 12 синхронизации с напряжением сети вводят опорное напряжение фазы А (и/) от трансформатора напряжения 5, от которого это напряжение подают в запоминающее устройство 13 и в формирователь сигналов управления 14.

На тяговой подстанции Любинская Западно-Сибирской железной дороги с помощью разработанного устройства был проведен ряд экспериментов, по результатам которых выполнен сравнительный анализ изменения кратности броска тока и величины провала напряжения при включении преобразовательного агрегата без УСВТ и с помощью УСВТ (рис. 6).

0,25 ед. 0,15 р 0,10 0,05 0

1 '

/ 2 \| /

/

/ - 2,6

/

1,0 0,20

ед. ед.

0,6 |

0,4 р 0,10

0,2 , 0,05

0 0

1

дгУср = J6,91

_I. I_JL

1,00

ед.

0,50 034 Р 0,25

0,30 0,85 1,401,95 2,50 3,05 3,60 ед. 4,70

IHwJlИОМ

а

д и ■

0,40 ед. 0,24 Р 0,16 0,08 О

>1

Я

; K/cp=U

1,0 0,40

ед. ед.

0,6 0,24

0,4 D р 0,16

0,2 0,08

0 0

030 0,94 1,58 2,22 2,86 3,5 ед. 4,78 03

Ï вю/^ном

в г

Рис. 6. Сравнительный анализ кратности броска тока и величины провала напряжения при включении преобразовательного агрегата без УСВТ (а, в) и с помощью УСВТ (б, г)

При использовании устройства синхронного включения наблюдается снижение среднего значения броска тока с 2,6 до 1,1/ном- Кроме этого, в 90 % случаев включения величина броска тока не превышает 21тм. Это приводит к снижению среднего значения величины провала напряжения с 16,9 до 3,4 %, а также в 94 % случаев включения величина провала напряжения не превышает 10 %. В результате существенно снижаются провалы напряжения в моменты подключения преобразовательных агрегатов, поэтому их можно перевести в

переключаемый режим.

В шестой главе рассматривается расчет экономической эффективности от перевода работы преобразовательных агрегатов в переключаемый режим на ТП Любинская ЗСЖД. В качестве экономического эффекта рассматривается снижение потерь электрической энергии в тяговом трансформаторе и выпрямительной схеме за счет уменьшения времени работы резервного преобразовательного агрегата.

В результате расчета экономической эффективности суммарные капитальные вложения на разработку, изготовление и внедрение УСВТ составляют 533,8 тыс. р., экономия электрической энергии в год должна составить 224,2 тыс. р., чистый дисконтированный доход за расчетный период в десять лет - 902,2 тыс. р., индекс доходности - 2,69, срок окупаемости с учетом дисконтирования - 2,6 года.

Технико-экономическая оценка позволяет сделать вывод об экономической эффективности применения предложенного устройства для снижения бросков тока включения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведены экспериментальные исследования включения преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях Западно-Сибирской железной дороги, в результате которых было установлено, что в 66 % случаев коммутаций величина провала напряжения на шинах 10 кВ превышала установленные ГОСТ и ГТГЭ 10 %, что вызывало сбои и отказы в работе устройств нетяговых потребителей, а также приводило к снижению безопасности движения поездов.

2. Установлено на основании сравнительного анализа известных способов снижения бросков тока включения, что применение их на тяговых подстанциях нецелесообразно, поэтому необходимо разработать новый способ.

3. Разработана математическая модель однофазного и тягового трехфазного трансформаторов на основе нелинейной характеристики намагничивания стали, с помощью которой выявлено, что броски тока отсутствуют при подключении трансформатора к сети в такой же момент времени относительно синусоиды опорного напряжения, какой был при отключении.

4. Выполнена оценка стабильности динамических характеристик вакуумных выключателей, применяемых на железнодорожном транспорте, по результатам которой был выбран тип выключателя, позволяющий получить максимальный эффект от предлагаемого способа.

5. Предложен новый способ снижения бросков тока при включении тягового трансформатора, на его основе разработано устройство синхронного включения, при внедрении которого на действующей тяговой подстанции удалось добиться снижения среднего значения броска тока с 2,6 до 1,17ном, в 90 % случаев включения бросок тока не превышал 21тм, что привело к снижению

среднего значения величины провала напряжения с 16,9 до 3,4 %, а также в 94 % случаев включения величина провала напряжения не превышает 10 %.

6. Показано в результате проведенных технико-экономических расчетов, что от внедрения УСВТ на одной тяговой подстанции чистый дисконтированный доход за расчетный период, равный 10 годам, должен составить 902 200 р., индекс доходности - 2,69. Расчетный срок окупаемости устройства синхронного включения трансформатора равен 2,6 года.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Карабанов М. А. Снижение влияния системы тягового электроснабжения на электропитание нетяговых потребителей в моменты подключения преобразовательных агрегатов / М. А. Карабанов // Известия Транссиба. 2011. № 3(7). С. 58-67.

2. Сидоров О. А. Влияние системы тягового электроснабжения на надежность электропитания устройств СЦБ и связи / О. А. Сидоров, П. В. Тарута, М. А. Карабанов // Транспорт Урала. 2009. № 4. С. 95 - 97.

3. Карабанов М. А. Снижение величины броска тока включения преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта / М. А. Карабанов, В. А. Кващук, Н. М. Лапенко // Транспорт Урала. 2011. № 2(5). С. 82 - 86.

4. Черемисин В. Т. Снижение провалов напряжения при коммутациях преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях / В. Т. Черемисин, В. А. Кващук, М. А. Карабанов // Транспорт Российской Федерации: Журнал о науке, экономике, практике. 2011. № 3(34). С. 46 - 49.

5. Сидоров О. А. Анализ влияния отклонения напряжения питания на надежность функционирования сигнальной точки / О. А. Сидоров, М. А. Карабанов //Известия Транссиба. 2011. № 1(5). С. 100-104.

6. Тарута П. В. Экспериментальная оценка величины провала напряжения при подключении резервного выпрямительного агрегата / П. В. Тарута, М. А. Карабанов//ИзвестияТранссиба. 2010. № 2. С. 76 - 80.

7. Сидоров О. А. Влияние качества электроснабжения на работу устройств СЦБ и связи / О. А. Сидоров, М. А. Карабанов // Безопасность движения поездов: Труды науч.-практ. конф. / МИИТ. М., 2009. С. VIII-14 -VIII-15.

8. Кар аба нов М. А. Экспериментальная оценка разновременности моментов начала размыкания и замыкания контактов полюсов трехфазных вакуумных выключателей от момента подачи команды / М. А. Карабанов // Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта: Сб. науч. статей / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. С. 64 - 67.

9. Карабанов М. А. Влияние качества электроснабжения на надежность функционирования электронной аппаратуры нетяговых потребителей / М. А. Карабанов // Современные направления научных исследований: Труды междунар. науч.-практ. конф. // Мир гуманитарных наук. Екатеринбург, 2010. С. 87-89.

10. Пат. 108233 РФ, МКП Н02Н9/02 (2006.01). Устройство для снижения бросков тока при включении трансформатора / В. А. Кващук, Н. М. Лапенко, М. А. Карабанов. № 2011108012/07; Заявлено 02.03.2011; Опубл. 10.09.2011.

Автор выражает благодарность начальнику Дорожной электротехнической лаборатории Западно-Сибирской железной дороги Валентину Андреевичу Кващуку за помощь и консультации в написании диссертации.

Типография ОмГУПСа. 2011. Тираж 100 экз. Заказ 704. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Введение.

1. Влияние системы тягового электроснабжения на качество электропитания нетяговых потребителей.

1.1. Влияние качества электроснабжения на функционирование электронной аппаратуры нетяговых потребителей.

1.2. Влияние отклонения напряжения питающей сети на надежность функционирования устройств СЦБ.

1.3. Экспериментальная оценка величины провала напряжения при подключении преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях.

1.4. Объект исследования.

1.5. Выводы.

2. Анализ переходных процессов и способов снижения броска тока при включениях трансформатора.

2.1. Процесс включения трансформатора.

2.1.1. Схемы замещения для моделирования процессов в трансформаторе с насыщением стали.

2.1.2. Влияние насыщения стали на процесс включения трансформатора

2.2. Остаточная индукция в стали стержня трансформатора.

2.3. Электродинамические силы при броске тока включения.

2.4. Способы снижения броска тока включения.

2.4.1. Изменение конструктивных особенностей трансформатора.

2.4.2. Применение дополнительного оборудования в цепи подключения трансформатора.

2.4.3. Управление моментами отключения и включения трансформатора

2.5. Выводы.

3. Разработка математической модели переходного процесса при включении тягового трансформатора.

3.1. Анализ методов расчета переходных процессов в трансформаторах

3.1.1. Графические методы расчета переходных процессов в нелинейных цепях.

3.1.2. Аналитические методы расчета переходных процессов в нелинейных цепях.

3.1.3. Численные методы расчета переходных процессов в нелинейных цепях.

3.2. Модель трансформатора на основе нелинейной магнитной характеристики стали.

3.2.1. Включение однофазного трансформатора на холостой ход

3.2.2. Включение однофазного трансформатора на нагрузку.

3.3. Модель трехфазного тягового трансформатора на основе нелинейной магнитной характеристики стали.

3.4. Выводы.

4. Требования к коммутационным аппаратам.

4.1. Дуговые процессы при отключении преобразовательных агрегатов

4.1.1. Процесс гашения дуги в вакууме.

4.1.2. Отключение преобразовательного агрегата вакуумным выключателем

4.2. Оценка динамических характеристик вакуумных выключателей.

4.2.1. Стабильность временных характеристик вакуумного выключателя BB/TEL.

4.2.2. Стабильность временных характеристик вакуумного выключателя ВВТЭ.

4.2.3. Стабильность временных характеристик вакуумного выключателя ВБЭ.

4.3. Выводы.

5. Разработка и эффект от применения устройства снижения бросков тока при включении преобразовательного агрегата.

5.1. Разработка алгоритма работы устройства.

5.2. Принцип работы и схема подключения устройства.

5.3. Эффективность применения УСВТ на тяговой подстанции.

5.4. Оценка адекватности математической модели тягового трансформатора

5.5. Выводы.

6. Оценка экономической эффективности от внедрения устройства снижения бросков тока при включении преобразовательных агрегатов . 144 6.1. Показатели экономической эффективности.

6.2. Расчет годового экономического эффекта, капитальных и эксплуатационных затрат.

6.3. Оценка экономической эффективности.

Актуальность исследования. В последние годы на железнодорожном транспорте наблюдается повышение весовых норм поездов, это вызывает увеличение тяговых нагрузок и, как следствие, более частое автоматическое подключение на тяговых подстанциях резервных преобразовательных агрегатов параллельно работающим, что сопровождается провалами питающего напряжения преобразовательных агрегатов. В ряде случаев величина провала напряжения превышает 30 %, что не удовлетворяет требованиям ГОСТ 13109-97 [1] и Правилам технической эксплуатации железных дорог РФ [2]. Выход напряжения за установленные нормы может привести к серьезным сбоям в работе устройств нетяговых потребителей. Например, в работе устройств сигнализации, централизации, блокировки (СЦБ) и связи наблюдались случаи излишних переходов с основного питания на резервное и обратно,—ложных— срабатываний—модернизированных—комплектов^гехнических средств (КТСМ) и устройств контроля схода подвижного состава (УКСПС), перекрытий маневровых сигналов, сбоев в работе цифровой аппаратуры.

Наиболее чувствительной к провалам напряжения является современная микропроцессорная аппаратура, которая в последние годы активно внедряется на объектах железнодорожного транспорта. Разрабатываемая на протяжении многих десятилетий и эксплуатирующаяся в настоящее время аппаратура нетяговых потребителей реализована в основном на принципах использования электромагнитных реле. Названная аппаратура была менее чувствительна к параметрам электропитания и к отклонениям показателей качества напряжения вследствие значительной инерционности элементной базы и отсутствия быстродействующих устройств памяти, чего нельзя сказать о современной электронной аппаратуре, которая выполняется на микропроцессорных функциональных узлах с устройствами памяти. Применение новой элементной базы и усложнение устройств значительно обострило проблему влияния электроснабжения на работу современных устройств.

В соответствии со «Стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030», утвержденной распоряжением Правительства РФ № 877-з от 17 июня 2008 г., одними из ключевых направлений развития железнодорожного транспорта являются повышение весовых норм поездов, увеличение грузооборота и масштабная информатизация и компьютеризация железнодорожного транспорта с внедрением высокоинтеллектуальных и высокочувствительных вычислительных и коммуникационных комплексов. Это делает рассматриваемую проблему особо актуальной.

Причиной провалов напряжения в моменты подключения преобразовательных агрегатов является бросок тока в тяговом трансформаторе. Значительный вклад в изучение явления бросков тока при включении трехфазных силовых трансформаторов внес большой коллектив отечественных ученых и инженеров, среди которых можно отметить Е. Г. Марквардта, А. И. Лурье, Л. В. Лейтеса, А. И. Вольдека, А. Д. Дроздова, М. X. Зихермана, С. Б. Васю-тинского, Е. И. Левицкую, А. Н. Панибратеца, В. А. Кузьменко, А. С. Засып-кина, В. С. Чуприкова и др.

Известные работы, направленные на минимизацию тока включения, можно условно разделить на три основных направления: изменение конструктивных особенностей трансформатора, применение дополнительного оборудования в цепи подключения трансформатора, управление моментами откл юченияи последующего включения-трансформатора относительно синусоиды питающего напряжения. Ни один из указанных способов минимизации бросков тока включения не применялся и не применяется в настоящее время на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта.

Установлено, что изменение конструктивных особенностей трансформатора и применение дополнительного силового оборудования в схеме подключения трансформатора в виде пусковых резисторов, реакторов, симисто-ров, элементов, обеспечивающих размагничивание и принудительное намагничивание магнитопровода, комплектов высоковольтных выключателей и измерительных трансформаторов напряжения на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта по технико-экономическим соображениям не является эффективным и не представляется возможным.

Способ снижения броска тока включения, основанный на управлении моментами отключения и включения трансформатора относительно синусоиды питающего напряжения, является наиболее перспективным, не требующим установки дополнительного силового оборудования и изменения конструктивных особенностей трансформатора, хотя в нем имеются существенные недостатки. Во-первых, наличие задержки времени отключения тягового трансформатора недопустимо, так как в случае короткого замыкания на контактной сети или на шинах напряжением 3,3 кВ подстанции, или на выпрямительном агрегате требуется немедленное отключение трансформатора, в противном случае аварийный ток может вызвать серьезные повреждения дорогостоящего оборудования. Во-вторых, тяговая нагрузка является нагрузкой, динамически изменяющейся во времени, поэтому выставить фиксированное время задержки на отключение и включение, как предполагает рассматриваемый способ, будет неправильно, так как при определенном сочетании остаточной индукции в стержнях это может привести к броскам тока включения. Необходимо разработать новый способ минимизации бросков тока включения, которой можно будет рекомендовать для тяговых подстанций железнодорожного транспорта.

Целью диссертационной работы является повышение качества электрической энергии питания нетяговых потребителей путем минимизации бросков тока, снижающей провалы напряжения, в моменты подключения преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях за счет использования разработанного устройства синхронного включения трансформатора.

В диссертационной работе были поставлены следующие задачи: -1) - выполнить анализ сбоев -и-отказов -устройств -нетяговых потребителей по причине нестабильного электропитания и провести экспериментальную оценку влияния системы тягового электроснабжения в моменты подключения преобразовательных агрегатов на функционирование устройств нетяговых потребителей;

2) проанализировать существующие способы и технические мероприятия, направленные на оптимизацию переходного процесса при коммутациях трансформатора;

3) разработать математическую модель тягового трансформатора и получить расчетные уравнения для определения параметров, входящих в алгоритм управления процессом включения трансформатора;

4) оценить стабильность динамических характеристик вакуумных выключателей и установить зависимость изменения собственного времени включения и отключения выключателя от изменения напряжения цепей управления и температуры окружающего воздуха;

5) разработать и внедрить устройство для снижения бросков тока при включении тягового трансформатора;

6) выполнить оценку технико-экономической эффективности предлагаемого решения.

Методы исследования. В основу работы положены теоретические и экспериментальные исследования, а также имитационное моделирование переходного процесса при включении тягового трансформатора. В работе использованы основные законы и методы расчета нелинейных электрических и магнитных цепей, методы численного интегрирования, а также положения математической статистики и теории вероятностей. Для повышения точности анализа и вычислений применялись современные методы вычислительной техники и прикладного математического обеспечения в средах Mathcad, Matlab и Simulink. Экспериментальные исследования проведены с использованием регистратора аварийных событий «ТрансАУРА», четырехканального осциллографа Tektronix TDS 2014 с последующим применением пакета прикладных программ для обработки полученных данных.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Разработаны математические модели однофазного и тягового трехфазного трансформаторов на основе нелинейной характеристики намагничивания стали, заданной сплайновой аппроксимацией.

2. Установлена зависимость кратности броска тока включения от сочетания—моментов-отключения-и-включения—трансформатора- относительно опорного напряжения, позволяющая исключить броски тока при включении трансформатора.

Достоверность научных положений и выводов работы обоснована теоретически и подтверждается на основе критерия Смирнова совпадением результатов бросков тока и провалов напряжения, полученных на математических моделях в разных системах моделирования, с результатами экспериментальных исследований на действующей тяговой подстанции Западно-Сибирской железной дороги (ЗСЖД).

Практическая ценность диссертации заключается в следующем.

1. Разработанные математические модели однофазного и тягового трехфазного трансформаторов позволяют анализировать переходный процесс с учетом нелинейной характеристики намагничивания стали.

2. Установленная зависимость кратности броска тока включения от сочетания моментов отключения и включения трансформатора относительно опорного напряжения дает возможность использовать оптимальное их сочетание для исключения бросков тока.

3 Полученные зависимости изменения собственного времени отключения и включения вакуумного выключателя от изменения напряжения цепей управления и температуры окружающего воздуха позволяют получить максимальный эффект от предлагаемого способа снижения бросков тока включения.

Реализация результатов работы. Разработанное устройство снижения бросков тока при включении преобразовательного агрегата внедрено на действующем оборудовании тяговой подстанции (ТП) Любинская ЗСЖД. Акт внедрения приведен в диссертационной работе.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на II международной научно-практической конференции «Современные направления научных исследований» (Екатеринбург, 2010); на X научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, 2009); на научно-технических семинарах кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа в 2006-2011 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе четыре статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ, и один патент РФ на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоитиз введения, шести глав, заключения, библиографического списка из 129 наименований и приложения на 10 страницах и содержит 165 страниц печатного текста, 70 рисунков, семь таблиц.

5.5. Выводы

1. На основе установленной зависимости кратности броска тока включения от сочетания моментов отключения и включения трансформатора разработан алгоритм, реализующий замыкание и размыкание контактов вакуумного выключателя при включении в такой же момент относительно перехода через ноль с возрастанием синусоиды опорного напряжения, какой был при размыкании контактов в предшествующем отключении.

2. В соответствии с данным алгоритмом на языке программирования С/С++ была написана программа для А VII микроконтроллера типа ATmega 8515 и на его основе изготовлено устройство синхронного включения тягового трансформатора.

3. В УСВТ заложена защита от зависания и воздействия помех, обусловленных электромагнитным полем, введена корректировка собственного времени включения и отключения выключателя в зависимости от изменения напряжения цепей управления 110 В и температуры окружающего воздуха.

4. Схема подключения устройства к цепям РЗА, ТМ и ТУ проста и не требует внесения корректировки или изменения этих цепей.

5. Эффект от применения разработанного способа, реализованного в УСВТ, заключается в снижении среднего значения броска тока до 1,1/ном, а среднее значение величины провала напряжения на шинах 10 кВ составляет 3,4 %, что удовлетворяет требованиям ГОСТа [1] и руководящих документов [2] и обеспечивает стабильную работу устройств нетяговых потребителей в моменты подключения преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях.

6. На основе полученных экспериментальных значений бросков тока включения и бросков тока, определенных моделированием с учетом случайной величины, обусловленной дифференциальными функциями распределения собственного времени коммутации выключателя, была выполнена проверка статистических гипотез на основе критерия Смирнова для уровня значимости 10 %, которая подтвердила, что математическая модель тягового трехфазного трансформатора адекватно имитирует бросок тока при включении трансформатора.

6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ УСТРОЙСТВА СНИЖЕНИЯ БРОСКОВ ТОКА ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

На большинстве тяговых подстанций постоянно в работе находятся основной и параллельно — резервный преобразовательные агрегаты независимо от наличия или отсутствия тяговой нагрузки. Перевод их в переключаемый режим работы был невозможен, так как подключения резервного агрегата часто сопровождались бросками тока включения тягового трансформатора, вызывающими провалы напряжения в сети как 10 кВ, так и 0,4 кВ. Это подтверждено экспериментально и описано в гл. 1. Провалы напряжения, в свою очередь, приводили к серьезным сбоям в работе устройств нетяговых потребителей, в частности, аппаратуры СЦБ, связи, затрудняли настройку и работу релейной защиты, снижали ресурс оборудования и, как следствие, безопасность движения поездов. Такая схема подключения приводила к необоснованному снижению ресурса оборудования и к дополнительным потерям электрической энергии в полупроводниковых диодах и тяговом трансформаторе.

Предлагаемый способ, реализованный в устройстве синхронного включения тягового трансформатора, позволяет снизить броски тока при подключении тягового трансформатора до 1 кА и обеспечивает' снижение 1 величины провала напряжения до 3,4 %. Этот факт подтвержден, экспери 1 ментально и описан в гл. 5, поэтому применение предлагаемого устройства позволит обеспечить работу преобразовательных агрегатов подстанции в переключаемом режиме.

Проведем оценку экономической эффективности от снижения величины потерь электрической энергии за счет перевода преобразовательных агрегатов в переключаемый режим работы на тяговой подстанции Лю-бинская ЗСЖД.

6.1. Показатели экономической эффективности

Расчет экономической эффективности внедрения проекта на железнодорожном транспорте выполнен в соответствии с методикой, предложенной а работах [123 - 125], которая позволяет определить срок окупаемости устройства, рассчитать интегральный эффект для каждого периода в течение срока действия проекта.

Показатели эффективности подразделяются на две группы. К первой группе можно отнести показатели общей эффективности, которые помогают оценить экономическую целесообразность капитальных вложений. Ко второй группе относятся показатели сравнительной эффективности, которые позволяют сравнить различные варианты для выбора наиболее оптимально. В данном случае это сравнение потерь электрической энергии, когда работают стационарно два преобразовательных агрегата с потерями, когда резервный агрегат находится в переключаемом режиме.

Оценка затрат и результатов производится в пределах расчетного периода Т, который принят равным десяти годам. В нулевой год выполняется разработка алгоритма, проектирование и монтаж устройства, проведение экспериментов, что требует капиталовложений. Срок службы разработанного устройства составляет не менее 25 лет, поэтому данный проект классифицируется как мероприятие с длительным сроком службы. Расчетный период разбивается на десять шагов. За величину шага принимается год.

Для оценки эффективности инвестиций используются дисконтированные денежные потоки наличности, отражающие притоки и оттоки денежных средств в процессе реализации проекта. Баланс денежных средств для каждого периода корректируется с учетом коэффициента приведения У (бЛ) где Е - ставка дисконтирования. Для железнодорожного транспорта принимается равной 0,1; t - номер шага расчета.

В качестве показателей для расчета эффективности согласно рекомендациям [123] принимаем: чистый доход (ЧД), чистый дисконтированный доход (ЧДД), индекс доходности (ИД), внутреннюю норму доходности (ВИД), срок окупаемости инвестиций.

Чистый доход характеризуется накопленным эффектом - сальдо денежного потока за расчетный период. Основным показателем является ЧДД -накопленный дисконтированный эффект за расчетный период, приведенный к начальному шагу по норме дисконта, определяется по формуле: чдд = Е(р,-з>,,

6.2) где Р, - приток денег в году V,

3/ - отток денег в году I без учета амортизационных отчислений, но с учетом инвестиций.

В состав притоков денежных средств Р, применительно к нашему случаю включаются следующие группы статей денежных поступлений, преимущественно по операционной деятельности: снижение эксплуатационных расходов на удельный расход и потери электрической энергии в системе тягового электроснабжения; амортизационные отчисления.

В состав оттоков денежных средств 3( включаются следующие группы статей расходов:

1) по операционной деятельности:

- текущие затраты на исследовательские работы;

- текущие эксплуатационные расходы на техническое обслуживание новой техники;

2) по инвестиционной деятельности:

- единовременные затраты на исследовательские работы, входящие в инвестиционный проект;

- инвестиции, необходимые для закупки и внедрения оборудования. Расчеты притоков и денежных средств производятся в действующих ценах на 2011 г. Текущие цены принимаются постоянными на весь расчетный период определения показателей эффективности [123].

Индекс доходности показывает величину в рублях дохода, который приходится на каждый вложенный рубль инвестиций:

ИД = -, (6.3) 0 где К, - капиталовложения на ¿-м шаге;

Зт( - текущие затраты без учета капиталовложений и амортизационных отчислений.

Внутренняя норма доходности Ев есть такая положительная величина, равная ставке дисконтирования, при которой ЧДД проекта обращается в ноль. Она определяется из равенства: у" ^пл )

6.4)

Срок окупаемости инвестиций, или срок возврата вложений, представляет собой период времени от начала реализации проекта, за пределами которого интегральный эффект становится положительным. Срок окупаемости определяет время, за которое возмещаются первоначальные вложения за счет чистых поступлений, исчисляется от базового момента времени. Для определения срока окупаемости используется равенство: уокуп 'окуп

Е(р,-з „>, = 1Х.а,. (6.5)

1 /=1

6.2. Расчет годового экономического эффекта, капитальных и эксплуатационных затрат

Проведем оценку снижения потерь электрической энергии после внедрения устройства для снижения бросков тока при включении преобразовательного агрегата. Определяем потери энергии в тяговых трансформаторах и вентильных конструкциях. До внедрения устройства на тяговой подстанции Любинская постоянно находились в работе два преобразовательных агрегата. Потери электрической энергии в двух тяговых трансформаторах типа ТРДП-12500/10 за год определяются по формуле, кВт-ч [7]:

А^Т1;Т2 = 2

АР + АР

X X. К.З

2 ^ \6 ■[/ ' I и с! ¿/1т у

•10е р>

6.6) где АРх.х. - потери мощности холостого хода, ДРХ Х = 16 кВт;

АРк.3. ~ потери мощности короткого замыкания, АР,с.3. = 71,5 кВт; кэ — коэффициент эффективности тока нагрузки (кэ ~ 1,05);

- количество электроэнергии, переработанной одним преобразовательным агрегатом за время его работы tp, принимаем равной средней переработке электроэнергии за 2010 г. одним выпрямителем подстанции: Щ = 11444,57 тыс. кВт-ч; tp - время работы тягового трансформатора, ¿р = 8760 ч; и а - среднее значение выпрямленного напряжения на шинах тяговой подстанции за время £/¿ = 3,6 кВ;

1т - номинальный ток трансформатора, /<дт = 3200 А.

Потери энергии в вентильных конструкциях 12-пульсового преобразовательного агрегата с последовательным соединением мостов на базе блоков типа БСЕ, состоящих из 48 диодов, и ПВЭ-5 на штыревых диодах определяем по формуле, кВт-ч: к • ?-и -Ж ЫУ 0 1 иА

4 а'Гр-и,.и0 у

6.7) где ксх - коэффициент схемы выпрямления для 12-пульсового преобразовательного агрегата с последовательным соединением мостов ксх = 4; я, а-число последовательно и параллельно включенных диодов в одном вентильном плече;

С/о - среднее значение порогового напряжения диода, В; Дд - среднее значение динамического сопротивления диода, Ом. Параметры схемы выпрямления и диодов приведены в таблице 6.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведены экспериментальные исследования включения преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях Западно-Сибирской железной дороги, в результате которых было установлено, что в 66 % случаев коммутаций величина провала напряжения на шинах 10 кВ, к которым подсоединялся тяговый трансформатор, была выше установленных ГОСТом и ПТЭ 10 %, а в ряде случаев наблюдались броски тока, кратные 4,6/ном, что приводило к провалу напряжения свыше 30 %; все это вызывало сбои и отказы в работе устройств нетяговых потребителей, а также приводило к снижению безопасности движения поездов.

2. Установлено на основании сравнительного анализа известных, ранее не применяемых на тяговых подстанциях способов снижения бросков тока включения, что изменение конструктивных особенностей трансформатора и применение дополнительного силового оборудования в схеме подключения трансформатора в виде пусковых резисторов, реакторов, симисторов, элементов, обеспечивающих размагничивание и принудительное намагничивание магнитопровода, комплектов высоковольтных выключателей и измерительных трансформаторов напряжения на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта по технико-экономическим соображениям не является эффективным и не представляется возможным, а наиболее перспективным является способ снижения броска тока включения, основанный на управлении моментами отключения и включения трансформатора относительно синусоиды питающего напряжения, не требующий установки дополнительного силового оборудования и изменения конструктивных особенностей трансформатора, хотя и в нем имеются существенные недостатки. Таким образом, необходим новый способ, лишенный недостатков, который можно будет рекомендовать для тяговых подстанций железнодорожного транспорта.

3. Разработана математическая модель трансформатора на основе нелинейной характеристики намагничивания стали, позволяющая моделировать переходный процесс при включении однофазного и тягового трехфазного трансформаторов и выявлено, что броски тока отсутствуют, если подключение трансформатора к сети осуществляется в такой же момент времени относительно синусоиды опорного напряжения, какой был при отключении.

4. Выполнена оценка стабильности времени замыкания и размыкания контактов вакуумного выключателя от момента подачи команды на включение и отключение соответственно, а также разновременности замыкания и размыкания полюсов ВВ для наиболее распространенных на железнодорожном транспорте типов выключателей, по этим критериям был выбран выключатель, позволяющий получить максимальный эффект от предлагаемого способа снижения бросков тока при включении тягового трансформатора.

5. Предложен новый способ снижения бросков тока при включении тягового трансформатора, на основе которого разработано устройство синхронного включения, при внедрении которого на действующей тяговой подстанции удалось добиться снижения среднего значения броска тока с 2,6 до 1,1/ном, в 90 % случаев включения бросок тока не превышал 2/ном, что привело к снижению среднего значения величины провала напряжения с 16,9 до 3,4 %, а также в 94 % случаев включения величина провала напряжения не превышает 10 %.

6. Показано в результате проведенных технико-экономических расчетов, что от внедрения УСВТ на одной тяговой подстанции чистый дисконтированный доход за расчетный период, равный 10 годам, составляет 902 200 р., индекс доходности - 2,69. Расчетный срок окупаемости устройства синхронного включения трансформатора равен 2,6 года.

156

1. ГОСТ 13-109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 1999-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2002. 33 с.

2. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации: ЦРБ-756: утв. Министерством путей сообщения Российской Федерации 26.05.00: М.: Техинформ, 2000. 191 с.

3. Сапожников В. В., Ковалев Н. П. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник. М.: Маршрут, 2005. 453 с.

4. Степанов Н. М. Электропитание устройств СЦБ / Н. М. Степанов, П. К Велтистов М.: Транспорт, 1976. 168 с.

5. Ведомственные нормы технологического проектирования. ВНТП / МПС-85 / Гипротранссигналсвязь. Д.: Транспорт, 1986.

6. Аржанников Б. А., Набойченко И.О., Сергеев Б.С. Электроснабжение устройств и систем автоматики, телемеханики и связи / Б. А. Аржанников, И. О. Набойченко, Б. С. Сергеев // Железнодорожный транспорт. 2004. № 6. С. 48, 49.

7. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций / С. Д. Соколов, Ю. М. Бей и др. М.: Транспорт, 1979. 264 с.

8. Гончаров А. Источники бесперебойного питания фирмы «Алексан-дер Электрик» / А. Гончаров, И. Твердов // Силовая Электроника. 2004. № 1. С. 55-57.

9. Сидоров О. А. Влияние качества электроснабжения на работу устройств СЦБ и связи / О. А. Сидоров, М. А. Карабанов // Безопасность движения поездов: Труды науч.-практ. конф. МИИТ. М., 2009. С. VIII-14 VIII-15.

10. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030. М.: 2008. 171 с.

11. Силовые трансформаторы: Справочная книга / Под ред. С. Д. Лизу-нова, А. К. Лоханина. М.: Энергоиздат, 2004. 616 с.

12. Сидоров О. А. Влияние системы тягового электроснабжения на надежность электропитания устройств СЦБ и связи / О. А. Сидоров, П. В. Тару-та, М. А. Карабанов // Транспорт Урала. 2009. № 4. С. 95 97.

13. Фишлер Я. JL Преобразовательные трансформаторы / Я. JI. Фиш-лер, Р. Н. Урманов. М.: Энергия, 1974. 224 с.

14. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник / А. Т. Бурков. М.: Транспорт, 1999. 464 с.

15. Набойченко И. О. Анализ работы систем электроснабжения сигнальных точек СЦБ / И. О. Набойченко // Транспорт Урала. 2006. № 2(9). С. 19-23.

16. Комплектная трансформаторная подстанция с однофазным трансформатором с литой изоляцией КТПОЛ-1,25/10(6)-0,22-У 1 / НПП «Электро-маш». Екатеринбург, 2001. 22 с.

17. Сидоров О. А. Анализ влияния отклонения напряжения питания на надежность функционирования сигнальной точки / О. А Сидоров, М. А. Ка-рабанов // Известия Транссиба. 2011. № 1(5). С. 100 104.

18. Герман Л. А. Устройства и линии электроснабжения автоблокировки / Л. А. Герман, М. И. Векслер, И. А. Шелом. М.: Транспорт, 1987. 192 с.

19. Лурье А. И. Процесс включения трансформатора на холостой ход и короткое замыкание / А. И. Лурье // Электротехника. 2008. № 2. С. 2 18.

20. Rogowski W. Über die Streuungenim Transformator / W Rogowski. ETZ. H. 41. 1910. S. 1033 1069.

21. Марквардт E. Г. Об электромагнитном рассеянии / E. Г. Марквардт // Электричество. 1935. № 9.

22. Беляков Н. Н. П-образная схема замещения трансформатора с учетом насыщения / Н. Н. Беляков, М. X. Зихерман // Труды ВНИИЭ. М.: Энергия, 1969. Вып. 34. С. 59 71.

23. Марквардт Е. Г. Электромагнитные расчеты трансформатора / Е. Г. Марквардт / ОНТИ. М., 1938. 135 с.

24. Вольдек А. И. Схемы замещения индуктивно связанных цепей и их параметры / А. И. Вольдек // Труды / Таллинский политехи, ин. Таллин, 1952. № 40.

25. Лейтес Л. В. Учет намагничивающего тока в схеме замещения трансформатора / Л. В. Лейтес // Электричество. 1971. № 11. С. 63 69.

26. Лейтес Л. В. Эквивалентная схема двухобмоточного трансформатора; опыты холостого хода и короткого замыкания / Л. В. Лейтес // Вопросы трансформаторостроения / Под ред. Э. А. Манькина. М.: Энергия, 1969. Вып. 79. С. 277-295.

27. Петров Г. Н. Электрические машины / Г. Н. Петров. Л.: Энергия, 1965. ч. 1.

28. Рюденберг Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах / Р. Рюденберг. М.: Иностранная литература, 1955.

29. Дроздов А. Д. Методы расчета намагничивающего тока силовых трансформаторов в энергосистемах / А. Д. Дроздов, В. А. Борисов // Электричество. 1968. № 10. С. 73 76.

30. Васильев А. Б. Расчет магнитного поля и электродинамической стойкости трансформаторов при бросках намагничивающего тока / А. Б. Васильев, А. И. Лурье // Электричество. 1992. № 1. С. 21 -26.

31. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники: Учебное пособие / Л. А. Бессонов. М.: Высшая школа, 1961. 792 с.

32. Нейман Л. Р. Теоретические основы электротехники: Учебник / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчян. Л.: Энергия, 1967. Т. 1. 524 с.

33. Зихерман M. X. Об остаточной индукции в трансформаторах 330750 кВ / M. X. Зихерман, Н. П. Камнев //Электричество. 1972. № 5. С. 86 88.

34. ГОСТ 21427.1-83. Сталь электротехническая холоднокатаная анизотропная тонколистовая. М.: Изд-во стандартов, 1984. 13 с.

35. Иродов И. Е. Основные законы электромагнетизма: Учебное пособие / И. Е. Иродов. М.: Высшая школа, 1991. 289 с.

36. Нейман Л. Р. Теоретические основы электротехники: Учебник / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчян. Л.: Энергия, 1967. Т.2. 408 с.

37. Атабеков Г. И. Основы теории цепей: Учебник / Г. И. Атабеков. М.: Энергия, 1969. 424 с.

38. Вольдек А. И. Электрические машины: Учебник / А. И. Вольдек. Л.: Энергия, 1978. 832 с.

39. Kegel R. Ferroresonanz bei Transformatoren mit freiem Stempunkt / R. Kegel, K. Heuck. etzArchiv Bd.l, 1979. H 4, S. 113 120.

40. Шугайло А. И. Совершенствование конструкции магнитопроводов силовых трансформаторов / А. И. Шугайло // Электротехника. 1976. № 3. С. 53-56.

41. Электротехнический справочник / Под ред. В. Г. Герасимова, П. Г. Грудинского и др. М.: Энергоатомиздат, 1986. Т.П. 713 с.

42. Лейтес Л. В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов / Л. В. Лейтес. М.: Энергия, 1981. 392 с.

43. Елагин В. Н. Броски тока включения трансформаторов / В. Н. Елагин, А. И. Лурье, А. Н. Панибратец // Электротехника. 1997. № 2. С. 29 32.

44. Дружинин В. В. Справочник по магнитным и электрическим свойствам горячекатаной электротехнической стали / В. В. Дружинин, А. 3. Векс-лер. М.: Изд-во стандартов, 1971. 127 с.

45. Дружинин В. В. Магнитные свойства электротехнической стали /

46. B. В. Дружинин. М.: Энергия, 1974. 240 с.

47. Болдырев Е. А. Переменное электромагнитное поле в проводящем листе с нелинейной магнитной проницаемостью / Е. А. Болдырев, М. X. Зихерман, Н. П. Камнев // Электричество. 1974. № 3. С. 61 67.

48. Анализ работы хозяйства электроснабжения в 2010 году ОАО «РЖД» . М.: 2011. 137 с.

49. Пат. 1269755 Ни, Н02Н9/02. Устройство для снижения бросков тока при включении сетевых трансформаторов / Т. Фачади, Л. Торньи; Заявл. 03.03.1983; Опубл. 07.11.1986. Бюл. № 41.

50. Тарута П. В. Экспериментальная оценка величины провала напряжения при подключении резервного выпрямительного агрегата / П. В. Тарута, М. А. Карабанов // Известия Транссиба. 2010. № 2. С. 76 80.

51. Нечаев О. П. Электрические воздействия на оборудование статического тиристорного компенсатора на Молдавском металлургическом заводе / О. П. Нечаев, И. П. Таратута, В. С. Чуприков // Электротехника. 1989. № 8.1. C. 15-19.

52. Пат. 97223 РФ, МКП Н02Н9/02 (2006.01). Устройство защиты трехфазного трансформатора от бросков тока / А. А. Николаев, Г. П. Корнилов,

53. A. С. Карандаев, Т. Р. Храмшин. № 2010112689/07; Заявл. 01.04.2010; Опубл. 27.08.2010.

54. Пат. 1335904 СССР, С01Ю1/02. Устройство для испытаний трансформаторов на электродинамическую стойкость при коротком замыкании / Е. И. Левицкая, А. И. Лурье, В. Д. Ляшенко. № 4002902/24-21; Заявл. 06.01.1986; Опубл. 07.09.1987. Бюл. № 33.

55. Пат. 2093943 РФ, МПК Н02Н9/02. Способ снижения токов включения при многократных коммутациях трансформатора / В. А. Кузьменко, Л. В. Лейтес, Н. А. Лозовский, А. И. Лурье, А. Н. Панибратец, И. А. Пиндак,

56. B. Л. Рабинович, В. С. Чуприков. № 94014785/07; Заявл. 20.04.1994; Опубл. 20.10.1997.

57. Кузьменко В. А. Снижение тока включения трансформаторов / В. А. Кузьменко, А. И. Лурье и др. // Электротехника. 1997. № 2. С. 22 27.

58. Основы теории цепей: Учебник / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин и др. М.: Энергоатомиздат, 1989. 528 с.

59. Теоретические основы электротехники. Учебник / Под ред. К. М. Поливанова, Б. Я. Жуховицкого, И. Б. Негневицкого. М.: Энергия, 1972. Т. 2. 200 с.

60. Цуканов В. И. К расчету параметров электромагнитных устройств с учетом насыщения ферромагнитных материалов / В. И. Цуканов, Н. А. Сери-хин. С. 65 68.

61. Джорж А. Численное решение больших разреженных систем уравнений: Пер. с англ. / А. Джорж. М.: Мир, 1984. 333 с.

62. Зажирко В. Н. Нелинейные электрические цепи: Учебное пособие /

63. B. Н. Зажирко/Омский ин-тинж. ж.-д. трансп. Омск, 1988. 93 с.

64. Агафонов С. А. Дифференциальные уравнения: Учебник /

65. C. А. Агафонов, А. Д. Герман, Т. В. Муратова / МГТУ им. Н. Э. Баумана. М., 2004. 348 с.

66. Васютинский С. Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов / С. Б. Васютинский. Л.: Энергия, 1970. 432 с.

67. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн. М.: Наука, 1984. 832 с.

68. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике для вузов и втузов / М. Я. Выгодский. М.: Джангар Большая медведица, 2001. 864 с.

69. Мышкис А. Д. Математика для технических вузов: Учебник / А. Д. Мышкис. СПб.: Лань, 2002. 640 с.

70. Бутырин П. А. К созданию аналитической теории трансформаторов / П. А. Бутырин // Изв. РАН. Энергетика. 2002. № 2. С. 44-53.

71. Матханов П. Н. Основы анализа электрических цепей. Нелинейные цепи: Учебник / П. Н. Матханов. М.: Высшая школа, 1986. 352 с.

72. Алпатова А. И. Идентификация трансформаторов / А. И. Алпатова // Изв. РАН. Энергетика. 2001. № 4. С. 93 98.

73. Дьяконов В. П. МАТЪАВ 6.5 БР 1/7 + БипиПпк 5/6. Основы применения / В. П. Дьяконов. М.: Солон-Пресса, 2005. 800 с.

74. Ануфриев И. Е. МАТЬАВ 7 / И. Е. Ануфриев, А. В. Смирнов, Е. Н. Смирнова. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 1104 с.

75. Котенев С. Переходные процессы при включении трансформатора в сеть с синусоидальным напряжением / С. Котенев, А. Евсеев // Силовая Электроника. 2005. № 4. С. 34 37.

76. Васильев А. Н. МаШсас! 13 на примерах / А. Н. Васильев. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 528 с.

77. Гурский Д. А. Вычисление в МаШсаё 12 / Д. А. Гурский, Е. С. Турбина. СПб.: Питер, 2006. 544 с.

78. Лейтес А. В. Схемы замещения многообмоточных трансформаторов / А. В. Лейтес, А. М. Пинцов. М.: Энергия, 1974. 192 с.

79. Евдокулин Г. Трансформаторы в электрической сети моделирование переходных процессов с учетом конфикурации магнитной системы / Г. Евдокулин, М. Дмитриев // Электротехника. 2008. № 5. С. 3 13.

80. Засыпкин А. С. Релейная защита трансформаторов / А. С. Засыпкин. М.: Энергоатомиздат, 1989. 240 с.

81. Шкуропат И. А. Уравнение напряжения и схема замещения трансформатора / И. А. Шкуропат // Электро. 2004. № 4. С. 21 25.

82. Тяговые подстанции: Учебник / Ю. М. Бей, Р. Р. Мамошин и др. М.: Транспорт, 1986. 320 с.

83. Лукацкая И. А. Исследование коммутационного ресурса вакуумных дугогасительных камер / И. А. Лукацкая // Электротехника. 1998. № 1. С. 36-38.

84. Щуцкий В. И. Эксплуатационная надежность шахтных взрывобезо-пасных электрических аппаратов / В. П. Щуцкий, Л. А. Плащанский, Э. В. Каменин // Горный журнал. 1975. № 2.

85. Белых Б. П. Распределительные электрические сети рудных карьеров / Б. П. Белых, Б. И. Заславец. М.: Недра, 1978. 326 с.

86. Карабанов М. А. Снижение влияния системы тягового электроснабжения на электропитание нетяговых потребителей в моменты подключения преобразовательных агрегатов / М. А. Карабанов // Известия Транссиба. 2011. №3(7). С. 58-67.

87. Карабанов М. А. Снижение величины броска тока включения преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта / М. А. Карабанов, В. А. Кващук, Н. М. Лапенко // Транспорт Урала. 2011. № 2(5). С. 82 86.

88. Сусуркин В. Р. Анализ процесса включения вакуумного выключателя / В. Р. Сусуркин, В. И. Ершов, В. Ю. Лепешев // Электротехника. 1991. № 1. С. 9- 11.

89. Сливинская А. Г. Электромагниты и постоянные магниты: Учебное пособие / А. Г. Сливинская. М.: Энергия, 1972. 248 с.

90. Щуцкий В. И. Электрические аппараты и средства автоматизации горных предприятий: Учебник / В. И. Щуцкий, А. В. Ляхомский. М.: Недра, 1990. 284 с.

91. Прохорский А. А. Тяговые и трансформаторные подстанции: Учебник / А. А. Прохорский. М.: Транспорт, 1983. 496 с.

92. Почаевец В. С. Электрические подстанции: Учебник / В. С. Почае-вец. М.: Желдориздат, 2001. 512 с.

93. Пат. 108233 РФ, МКП Н02Н9/02 (2006.01). Устройство для снижения бросков тока при включении трансформатора / В. А. Кващук, Н. М. Лапенко, М. А. Карабанов. № 2011108012/07; Заявл. 02.03.2011; Опубл. 10.09.2011.

94. Хоменчук Б. Е. Устройство для определения скоростей подвижного контактного стержня высоковольтного выключателя / Б. Е. Хоменчук // Электротехника. 1992. № 6-7. С. 32 34.

95. Сивяков С. К. Вакуумные коммутационные аппараты нового поколения / С. К. Сивяков // Электротехника. 2003. № 12. С. 54 57.

96. Хоменчук Б. Е. Метод сравнительной номограммы в оценке скорости удара подвижного контактного стержня высоковольтного выключателя / Б. Е. Хоменчук // Электротехника. 1991. № 1. С. 11 13.

97. Брон О. Б. Потоки плазмы в электрической дуге выключающих аппаратов / О. Б. Брон, JI. К. Сушков. JL: Энергия, 1975. 211 с.

98. Рыбкин А. М. Износ контактов под действием дуги отключения переменного тока / А. М. Рыбкин. М.: Энергия, 1971. 124 с.

99. Намитоков К. К. Электроэрозионные явления / К. К. Намитоков. М.: Энергия, 1978. 456 с.

100. Борисов Н. С. Высоковольтные вакуумные выключатели / Н. С. Борисов, JI. К. Сушков. М.: Энергия, 1987. 214 с.

101. Рашпер А. В. Эрозия материалов теплотехнического оборудования / А. В. Рашпер. М.: 1983. 312 с.

102. Чарльз X. Теория и конструкция выключателей / X. Чарльз, А. Флершейма. JL: Энергоиздат, 1982. 496 с.

103. Вакуумное коммутационное оборудование. Перенапряжения / Исследования и рекомендации. 2004. - 59 с.

104. Лурье А. И. Экспериментальное исследование осевой устойчивости обмоток трансформаторов при коротком замыкании / А. И. Лурье, Л. И. Мильман // Электротехника. 1985. № 12. С. 26 29.

105. Лурье С. И. Динамические осевые усилия в обмотках трансформаторов / С. И. Лурье, М. П. Савельев // Электричество. 1972. № 6. С. 25 28.

106. Лурье С. И. Осевые усилия в обмотках трансформаторов / С. И. Лурье // Электричество. 1972. № 4. С. 23 25.

107. Мильман Л. И. Расчет прочности наружных обмоток трансформаторов при действии радиальных усилий короткого замыкания / Л. И. Мильман, С. И. Лурье // Электричество. 1965. № 8. С. 77-81.

108. Мильман Л. И. Расчет внутренних обмоток трансформаторов на прочность с учетом конечной ширины реек / Л. И. Мильман, С. И. Лурье // Электричество. 1971. № 9. С. 10-13.

109. Лурье С. И. Электродинамическая прочность трансформаторов I -II габаритов со слоевыми цилиндрическими обмотками / С. И. Лурье, Е. И. Левицкая // Электротехника. 1967. № 4. С. 14-17.

110. Зенова В. П. Электродинамическая устойчивость наружных обмоток трансформаторов больших мощностей / В. П. Зенова, Н. С. Иванова и др. // Электричество. 1971. № 10. С. 1 5.

111. Левицкая Е. И. Проблема электродинамической стойкости трансформаторов при коротких замыканиях / Е. И. Левицкая, А. И. Лурье,

112. A. Н. Панибратец // Электротехника. 2001. № 9. С. 31 - 35.

113. Зенова В. П. Тангенциальные силы в обмотках трансформаторов при коротком замыкании / В. П. Зенова, А. И. Лурье и др. // Материалы все-союз. науч.-техн. конф. М.: ВЭИ, 1990.

114. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров / Под ред. Ю.А. Шпак. К.: МК-Пресс, 2006. 400 с.

115. Стэнли Б. Основы программирования на С++ / Б. Стэнли, Липп-ман. М.: Вильяме, 2002. 256 с.

116. Давыдов В. Технология программирования С++: Учебное пособие /

117. B. Давыдов. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 672 с.

118. Голубцов М. С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному / М. С. Голубцов. М.: Солон Пресса, 2003. 288 с.

119. Микропроцессорные системы: Учебное пособие / Под ред. Д. В. Пузанкова. СПб.: Политехника, 2002. 935 с.

120. Бродин В. Б. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс / В. Б. Бродин. М.: Эком, 1999. 400 с.

121. Кулаков В. Проектирование на аппаратном уровне: Специальный справочник / В. Кулаков. СПб.: Питер, 2001. 588 с.

122. Злобинский Э. Л. Расчет электродинамической сдвигающей силы в обмотках трансформаторов / Э. Л. Злобинский, А. П. Савин // Электричество. 1994. №3. С. 51-53.

123. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие / В. Е. Гмурман. М.: Высшая школа, 2003. 479 с.

124. Черемисин В. Т. Электрические измерения и способы обработки результатов наблюдения: Учебное пособие / В. Т. Черемисин, А. А. Кузнецов и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002. 130 с.

125. Методические рекомендации по расчету экономической эффективности новой техники, технологии, объектов интеллектуальной собственности и рационализаторских предложений. / ОАО «Российские железные дороги». М., 2009. 63 с.

126. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог (ЦЭ-936). Департамент электрификации и электроснабжения Министерства путей сообщения Российской Федерации. М.: Трансиздат, 2003. 80 с.

127. Нормы времени на текущий ремонт и межремонтные испытания полупроводниковых преобразователей тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. М.: Трансиздат, 2008. 69 с.

128. Шаракшанэ А. С. Сложные системы / А. С. Шаракшанэ. М.: Высшая школа, 1977. 247 с.

129. Болыиев Л. Н. Таблицы математической статистики / Л. Н. Боль-шев, Н. В. Смирнов. М.: Наука, 1968. 474 с.

130. Расчет и построение сплайн-аппроксимации зависимости Н(В)- * Mathcad Professional Расчет однофаз трансформатора.о. Файл Правка Вид Вставка Формат Математика Символьная математика Окна Помощь□ * Н 7 в аг » 0 »1. Э Xi Normal1. И (AriallHlimní í10

131. Итрерполягшя кубическим сплайнам

132. КН := Коэффициенты кубического сплайна

133. Расчет и построение броска тока при включении однофазного трансформатора на холостой ход

134. Задаем момент отключения к вкдючекия относительно синусоиды напряжения в виде утлаош! " 180*3«? Это уг053 (ф«») момент« отключения относительно переходасинусоиды НАПРЯШСШЛЯ через 0 с положительной производной

135. Ьт » ->/1В я,,, созСг^ох^п« Это мгновенное зи»чение ивдущии в момент отшочения1. Ьга 2 263вкп = Это угоп(фюа) момента включения относительно перехода сисусоиды

136. НАПРЯЖЕНИЯ через 0 с положительной прошв одной480036001. BIXi.il «и24001200-12000.121. Press Plforheip,1. AUTO NUM Раде IтJ

137. Моделирование броска тока при включении трехфазного тягового трансформатора на нагрузку

138. Fife vi»!m Simulation Format Tools Help& ц m ш a.1. Normalfflft m3.Phase Breaker1. Л/) AC1

139. Three-Phase Transformer (Three Windings)1. Multimeter1. Pouuergui -Continuous1. Ready18/11 12:09 AH --% r:\Documents and Setti; 17/11 11:54 АН —4 ^Documents and S etc!- ) Simulation result for : Multimeter Hi

140. Фрагмент исполняемого кода программы работы УСВТ1. Ц " \ Ъ Ш » I" ^ &> à

141. В Globals h НЭ 0 Initialisatio

142. Description : Mam program *****************************************^include "Globals.h"

143. Фаза A0 опорная фаза */ extern void InitMicro(void);1 VPV отключен;1 VFV включен;0x40 катила VFV включить

144. ReadyVKL=l; // установка готовность Включения VPV1. Отключение VFVif(PmoVPV==0 si PmvVPV==l) // VPV включен Iif ( (0mVPV-=l) ss (ReadyOTKL==Q))// команда VFV ОТКЛючть

145. ReadyOTKL=l; // установка готовность отключения VPV