автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование методов анализа электромагнитных процессов в многопульсовых выпрямительно-инверторных преобразователях тяговых подстанций

На правах рукописи

КОМЯКОВА Ольга Олеговна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В МНОГОПУЛЬСОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003469335

ОМСК 2009

003469335

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

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор ЧЕРЕМИСИН Василий Титович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор БУРКОВ Анатолий Трофимович;

доктор технических наук, профессор КАНДАБВ Василий Андреевич.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС, г. Екатеринбург).

Защита диссертации состоится 22 мая 2009 г. в 900 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)») по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОмГУПСа.

Автореферат разослан 21 апреля 2009 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: naulca@orngups.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор

Омский гос. университет путей сообщения, 2009

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В соответствии с «Энергетической стратегией ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2030 года» задача снижения затрат па потребляемые энергоресурсы является одной из наиболее актуальных. Существенной их составляющей являются затраты и а оплату электроэнергии, расходуемой на тягу поездов. Одним из направлений повышения эффективности использования этого вида энергии является применение рекуперативного горможепия электроподвижного состава. Для обеспечения возврата избыточной энергии рекуперации в сети питающих энергосистем па тяговых подстанциях (ТП) постоянного тока необходима установка инверторов.

В соответствии с действующими техническими указаниями № V1-04/07 Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» применение выпрямительно-инверторных преобразователей (ВИГГов) при проектировании и реконструкции ТП постоянного тока допускается только в тех случаях, когда имеется надлежащим образом оформленное согласие энергоснабжающей организации на учет электрической энергии, возвращаемой из тяговой сети, в общих расчетах за электроэнергию, потребляемую ОАО «РЖД». Однако некоторые энергосистемы отказываются принимать к расчету объемы возвращаемой из тяговой сети электрической энергии, аргументируя отказ рядом причин, наиболее весомой из которых является несоответствие се качества требованиям ГОСТ 13109-97.

В настоящее время наиболее распространенным методом определения показателей качества электрической энергии являются экспериментальные измерения. Однако при сооружении новых и реконструкции существующих ТГ1 использование такого подхода для определения возможного искажения качества возвращаемой электрической энергии, обусловленного применением инверторов, не представляется возможным. Поэтому наиболее эффективными способами являются математические методы моделирования, которые должны обеспечивать высокую степень достоверности получаемых результатов.

Существующие методы анализа электромагнитных процессов в многопульсовых ВИПах не позволяют в полной мере достоверно определять показатели качества электрической энергии, возвращаемой инверторами в систему внешнего электроснабжения.

Цель диссертационной работы - оценка качества электрической энергии для обоснования применения инверторов на тяговых подстанциях постоян-

мого тока путем использования усовершенствованных методов анализа электромагнитных процессов в многопульсовых выпрямительно-шгоерторггых преобразователях с учетом несимметричных и несинусоидальных режимов работы системы внешнего электроснабжения.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1) уточнить метод расчета несимметричных питающих напряжений за счет использования комплексных значений коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности для обеспечения адекватности расчет-пых и экспериментальных результатов исследований гармоник кривой сетевого тока в заданном режиме;

2) усовершенствовать метод расчета углов коммутации вентильных токов на основе разработанной математической модели электромагнитных процессов в шести- и двенадцатипульсовом инверторах при несимметричных иссинусои-дальных режимах работы питающей системы путем применения метода простых итераций;

3) усовершенствовать метод расчета сетевого тока многопульсового инвертора за счет использования уравнений, описывающих нелинейный характер его изменения в периоды коммутации при несимметричном несинусоидальпом питающем напряжении, с учетом конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора;

4) разработать программный комплекс для обоснования целесообразности применения инверторов на тяговых подстанциях постоянного тока пу тем расчета гармоник преобразователя при несимметричных несинусоидальных режимах работы питающей системы;

5) оценить достоверность теоретических исследований качества электроэнергии, возвращаемой из тяговой сети в систему внешнего электроснабжения, путем экспериментальных измерений на тяговых подстанциях постоянного тока и экономическую эффективность от внедрения полученных результатов.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с использованием законов Кирхгофа, методов симметричных составляющих и простых итераций, разложения периодической функции в ряд Фурье. Расчеты производились с применением программного комплекса, разработанного па языке Delphi, а также выполнялись в математической среде Mathcad. В работе использованы основные положения теории вероятностей и математической статистики.

Экспериментальные исследования проведены с применением многоканального измерительно-вычислительного комплекса (ИВК) «Омск-М».

4

Научная новизна работы состоит в следующем:

уточнен метод расчета несимметричных питающих напряжений за счет использования комплексных значений коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности для обеспечения адекватности расчетных и экспериментальных результатов исследований гармоник кривой сетевого тока в заданном режиме;

усовершенствован метод расчета углов коммутации вентильных токов па основе разработанной математической модели электромагнитных процессов в шести- и двепадцатипульсовом инверторах при несимметричных иссиггусои-дальных режимах работы питающей системы путем применения метода простых итераций;

усовершенствован метод расчета сетевого тока многопульсового инвертора за счет использования уравнений, описывающих нелинейный характер его изменения в периоды коммутации при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении, с учетом конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора.

Достоверность научных положений и результатов обоснована теоретически и подтверждена экспериментальными исследованиями, выполненными на ТП Западно-Сибирской железной дороги. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными не превышает 10 %.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем:

усовершенствованные методы анализа электромагнитных процессов в мпогопульсовых выпрямительно-инверторных преобразователях с учетом несимметричных и несинусоидальных режимов работы системы внешнего электроснабжения позволяют принять научно-обоснованные решения о возможном применении инверторов при проектировании и реконструкции тяговых подстанций постоянного тока;

разработанный программный комплекс позволяет рассчитать гармоники преобразователя при несимметричных несинусоидальных режимах работы питающей системы для определения соответствия качества электроэнергии, возвращаемой инверторами в систему внешнего электроснабжения, требованиям ГОСТ 13109-97;

разработаны и внедрены на сети железных дорог методические рекомендации но обоснованию внедрения сальдированного учета электроэнергии на ТП.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на ХЩ международной научно-практической конференции «Совремсп-

пые техника и технологии» (Томск, 2007), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе. Кадровое и научно-техническое обеспечение процессов интеграции в мировую транспортную систему» (Новосибирск, 2007); XIV международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2008); научно-практической конференции «Энерго- и ресурсосбережение в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 12 статей (из них две - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования РФ) и одни тезисы доклада.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 114 наименований и четырех приложений. Работа изложена на 148 страницах основного текста, содержит 53 рисунка, 19 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрены схемы главных электрических соединений ВИПов тяговых подстанций постоянного тока магистральных электрических железных дорог, проведены расчет и анализ гармоник сетевого тока шести- и двепадцатипульсового инверторов при симметричном синусоидальном питающем напряжении, исследовано влияние конструктивной несимметрии вентиль-пых обмоток преобразовательного трансформатора двепадцатипульсового инвертора последовательного типа на сетевой ток.

Одним из основных элементов системы тягового электроснабжения постоянного тока являются преобразователи тяговых подстанций. Внедрение многопульсовых преобразователей позволяет улучшить форму кривых тока и напряжения и качество электроэнергии в питающей системе, повысить технико-экономические показатели системы электроснабжения в целом.

Значительный вклад в исследование электромагнитных процессов в преобразователях тяговых подстанций внесли М. П. Бадер, Б. С. Барковский, А. Т. Бурков, Ю. К. Виноградов, В. П. Вологдин, Д. В. Ермоленко, С. Н. Засорим, И. Л. Каганов, Г. С. Магай, В. П. Маценко, Ю. П. Неугодников, А. С. Низов, А. В. Поссе, В. В. Руденский, С. Д. Соколов, М. А. Чернышев, М. Г. Шалимов, Б. М. Шляпошников и другие ученые. Однако подавляющее большинство работ относится к исследованию электромагнитных процессов в

управляемых и неуправляемых выпрямителях и недостаточно исследован гармонический состав кривой сетевого тока инвертора.

При симметричном синусоидальном питающем напряжении в кривой сетевого тока ВИПа присутствуют только канонические гармоники. Наличие конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора двенадцатипульсового инвертора приводит к появлению в кривой сетевого тока гармоник, характерных для шестипульсового инвертора. Углы коммутации вентильных токов у преобразователей при работе в инверторном режиме меньше, чем при работе в выпрямительном, что связано с наличием угла опережения открытия вентилей (3. С повышением нагрузки улучшается форма кривой сетевого тока ВИПа.

Во второй главе выполнен уточненный анализ гармоник кривой сетевого тока мостового шестипульсового инвертора при несимметрии и пссинусои-дальности напряжений питающей системы.

Система напряжений, питающая ВИПы, при нормальных режимах является уравновешенной, т. е. токи нулевой последовательности в ней протекать не могут, а фазные напряжения всегда можно расположить так, чтобы они составляли замкнутый треугольник. По известному методу расчета несимметричных напряжений системы, питающей преобразовательную нагрузку, большая сторона треугольника несимметричных напряжений условно принимается равной единице, соответствующая этой стороне фаза является исходной, относительно нее определяются остальные фазы. С изменением угла сдвига между составляющими прямой и обратной последовательностей несимметричной системы напряжений у от - 60 до 60 численное значение напряжения одной из фаз всегда остается неизменным, а значения напряжений двух других фаз всегда получаются меньше значения напряжения исходной фазы, что не соответствует реальным режимам работы питающей системы. При этом значения гармоник кривой сетевого тока в большинстве случаев являются заниженными в сравнении с результатами экспериментальных исследований, что является основным недостатком данного метода.

Отличие предложенного метода от известного состоит в том, что с изменением угла сдвига *|/ изменяются и значения напряжения всех трех фаз, отличаясь при этом от номинального. Уравнения доя нахождения комплексных значений фазных напряжений питающей системы представлены в виде:

в ~ .2

1))

; иА =

зи„

аив + а2ив,й ■ ■ _(3)

а-а' ' (1 - а2)

где и„ом — комплексное действующее значение номинального фазного напряжения питающей системы; К2и =К2ие~я'- коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности, записанный в комплексной форме.

Предложенный метод позволяет повысить точность расчета значений питающих напряжений и, соответственно, гармоник сетевого тока на 2 - 3 % в сравнении с существующим методом, обеспечивая при этом адекватность расчетных и экспериментальных результатов исследований качества электроэнергии.

Исследование гармоник кривой сетевого тока ВИПа проведено при следующих допущениях: пульсации в токе нагрузки отсутствуют; реальные вентили заменяются идеальными; активные сопротивления в схеме замещения не учитываются, а индуктивные сосредоточены в вентильных обмотках; собственные емкости оборудования не учитываются.

Кривые противоЭДС и сетевого тока шестипульсового мостового инвертора при несимметричном иссинусоидальном питающем напряжении в режиме нагрузки изображены на рис. 1. Для определения длительности протекания сетевого тока в фазах преобразовательного трансформатора инвертора рассчитаны моменты естественного открытия вентилей т, которые определяются из равенства линейных вторичных напряжений в точках пересечения. Например, для вычисления момента т, получено выражение:

Рис. 1. Кривые противоЭДС и сетевого тока (фаза А) шестипульсового мостового инвертора

V»!

-^,(Еьа(у)5т(\1/в(1,)±Уф11Ь(у)) + Ек(1,)5т(--уА(у)±усрас(,)))) = 0>

(4)

где Еос(у)»ЕЪа(„)>ЕсЬ(уг) - линейные ЭДС V -й гармоники вентильной обмотки при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении; Уам'Ч'вм'Ч'с^)-

углы сдвига фазных ЭДС у-й гармоники по отношению к первой для фазы Л; Фи;(у)>Фс1>(у)> Фаь(.)_ углы сдвига между одноименными фазными и линейными ЭДС V -й гармоники.

Выражения для расчета моментов т2, т3 составляются аналогично, а моменты т4, т5, т6 определяются с учетом периода кривой противоЭДС шссти-пульсового инвертора.

Углы коммутации вентильных токов у при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении различны и рассчитываются с использованием метода простых итераций. Для их вычисления составлена математическая модель электромагнитных процессов в мостовом шестипульсовом инверторе, которая представлена в виде системы дифференциальных уравнений и основана па методе расчета сложной цепи с применением законов Кирхгофа. Математическая модель позволяет определить углы коммутации с учетом рассчитанных значений ЭДС питающей системы при различных режимах ее работы, что, и свою очередь, дает возможность определения спектрального состава гармоник сетевого тока. Например, для угла коммутации вентильных токов у, расчетная

математическая модель имеет вид: г

Е

СОБ^у, -1)

хс^-Уам1^^))]

(зт(у(т,-(р1+у,))) Т2Е,

V V

•^Ьа(у)

х(соз(у(т, -(Р, +у,))))+5т(уг,)

Т2Е

^5тН;АМ±УфасМ)]х

V V

(5)

ХС08(-фАМ ±УфаоМ)](с05(\<(т1 -(Р, +у,))) %/2Е,

\/2Е.

Ьа{у)

зт(\|/вм±Уф„,,м) +

~'ас(у)

(зтМт^+у,)))

2X1,

к„

О,

где 1аи- ток нагрузки инвертора; Хв- суммарное индуктивное сопротивление питающей системы понижающего и преобразовательного трансформаторов, приведенное к напряжению вентильной обмотки преобразовательного трансформатора; Ксх- коэффициент схемы.

Для определения значений углов у2, у3 расчетные математические модели составляются аналогично, а углов у4, у5, у6 - с учетом периода кривой про-тивоЭДС. Решение модели выполнено в математической среде Ма1Ьсаё.

Углы опережения открытия тиристоров р! - р6 изменяются по закону Р| = р0 + Ур где I - порядковый номер момента естественного открытия вентилей, (30- начальное значение угла опережения открытия тиристора.

Кривая сетевого тока с учетом процесса коммутации состоит из нескольких криволинейных и прямолинейных участков (см. рис. 1). Мгновенные значения сетевого тока шестипульсового инвертора, соответствующие участкам возрастающей части кривой обозначены символом ¡¡(, убывающей - . Уравнение для участка кривой тока, возрастающего во время коммутации в интервале от Т| - р| до т,- - Р | + у!, имеет вид:

_ СОБ^ -р, -Т + У;)-С05(у;)

ц ; ; \ 1 > V0;

1-003(7;) ктр

для участка кривой тока, убывающего во время коммутации в интервале от т(-р; до Т; - Р| + у;:

_ 1-со5(х!-р;--с + 71) 1Лн 1-со5(у;) ктр

Чг

(7)

где ктр - коэффициент трансформации преобразовательного трансформатора.

Прямолинейные участки кривой сетевого тока при отсутствии коммутации 1', = = , а в течение остальной части периода тока ^ = 0 . ктр

Определение действующих значений гармоник сетевого тока у-го порядка шестипульсового инвертора выполнено с учетом нелинейного характера изменения тока в периоды коммутации посредством разложения функции тока в комплексный ряд Фурье. В результате расчета выявлено, что появление несимметрии питающего напряжения приводит к изменению спектрального состава гармоник сетевого тока шестипульсового преобразователя, т. е. появляются нечетные неканонические гармоники, кратные трем, которые с ростом несимметрии увеличиваются.

Несинусоидальность питающего напряжения не вносит изменений в спектральный состав гармоник сетевого тока шестипульсового инвертора, но отражается на их значениях. Наличие в питающей системе гармоник прямой последовательности (1,7, 13 ...) приводит к увеличению значений коэффициента у-й

гармонической составляющей К[(у) и коэффициента искажения синусоидальности кривой сетевого тока К[, а присутствие гармоник обратной последовательности (5, 11, 17 ...) - к их уменьшению.

При несимметричном несинусоидальном питающем напряжении наблюдается различный характер изменения канонических гармоник сетевого тока шестипульсового инвертора по фазам, несипусоидадьность приводит к увеличению численных значений (3, 9, 15...) гармоник сетевого тока и с увеличением коэффициента нагрузки наблюдается тенденция к уменьшению коэффициента К, во всех фазах.

В третьей главе выполнен уточненный анализ гармоник сетевого тока двенадцатипульсового инвертора последовательного типа при несимметрии и нссинусоидальности напряжений питающей системы.

Расчет гармоник кривой сетевого тока двенадцатипульсового инвертора произведен с учетом конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора и нелинейного характера изменения сетевого тока в периоды коммутации, ранее принятых допущений посредством разложения функции тока в комплексный ряд Фурье.

Кривые противоЭДС и сетевого тока двенадцатипульсового инвертора при несимметричном нссипусои-дальном питающем напряжении в режиме нагрузки изображены на рис. 2.

Выражения для вычисления моментов , а также математические модели для определения углов Yi двенадцатипульсового инвертора

(фаза А) двенадцатипульсового инвертора

составляются отдельно для каждой вторичной обмотки преобразователя но аналогии с рассмотренным ранее шестипульсовым.

Кривая сетевого тока двенадцатипульсового инвертора, как и шестипуль-сового, состоит из нескольких криволинейных и прямолинейных участков: прямолинейные участки соответствуют установившемуся значению тока, криволинейные - времени коммутации и выражаются равенством:

■,ч+0:ч)'-СО5|;,1~"й+Ч да

1-С03У|

где ¡г - мгновенные значения сетевого тока фазы А двенадцатипульсового инвертора (см. рис. 2), соответствующие прямолинейному участку, примыкающему слева к рассматриваемому криволинейному участку; ¡' - мгновенные значения сетевого тока на прямолинейном участке, примыкающем к криволинейному участку справа.

При несимметричном синусоидальном питающем напряжении в кривой сетевого тока двенадцатипульсового инвертора появляются нечетные гармоники, кратные трем. С ростом несимметрии питающего напряжения значения неканонических гармоник сетевого тока двенадцатипульсового инвертора увеличиваются, а канонических - уменьшаются. С увеличением коэффициента нагрузки наблюдается тенденция к уменьшению коэффициента К, во всех фазах.

Присутствие в симметричной питающей системе гармоник обратной последовательности (5, 11, 17...) приводит к появлению в кривой сетевого тока двенадцатипульсового инвертора канонических гармоник для шестипульсового инвертора. С повышением коэффициента нагрузки при наличии гармоник прямой и обратной последовательностей коэффициенты Кт и уменьшаются.

При несимметричном питающем напряжении несинусоидальность приводит к увеличению численных значений неканонических гармоник (3, 5, 7, 9...): Сравнивая численные значения коэффициента К,^ рассматриваемых ВИПов при несимметричном песинусоидальном напряжении питающей системы можно отметить, что канонические гармоники (11, 13, 23, 25, ...) для обоих преобразователей близки по значению, а все остальные гармоники сетевого тока у двенадцатипульсового инвертора в несколько раз меньше, чем у шестипульсового. Значения коэффициента К, для двенадцатипульсового инвертора при поминальной нагрузке в два раза меньше, чем для шестипульсового, В целом использование двенадцатипульсового ВИПа способствует снижению влияния высших гармонических составляющих на качество электроэнергии в питающей системе.

Проведенный гармонический анализ кривой сетевого тока шести- и две-надцатинульсового инверторов при различных режимах работы питающей системы применен при определении соответствия качества электроэнергии, возвращаемой из тяговой сети, требованиям ГОСТ 13109-97 для обоснования целесообразности применения инверторов па тяговых подстанциях постоянного тока.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований качества электричесхсой энергии на ТП постоянного тока с ВИЛами, выполнены теоретический расчет коэффициента искажения синусоидальности кривой питающего напряжения Кц и оценка достоверности теоретических исследований, рассчитан экономический эффект от внедрения полученных результатов.

Достоверность теоретических исследований качества тока, отдаваемого инверторами в систему внешнего электроснабжения, подтверждена путем экспериментальных исследований на четырех 'ГП постоянного тока ЗападноСибирской железной дороги с шести- и двенадцатипульсовым ВИПами. Измерения производились с применением ИВК «Омск-М».

На основе экспериментальных исследований установлено, что в режиме рекуперации искажение кривых тока и напряжения несколько выше, чем в режиме потребления энергии на тягу поездов. Результаты статистической обработки значений Ки при работе преобразователя в инверторном режиме показали, что эти значения на ТП с двенадцатипульсовым ВИПом значительно ниже (1,19 %), чем на ТП с шестипульсовым (2,87; 3,19; 5,67 %). Установлено, что только на одной ТП Ки при возврате избыточной энергии рекуперации превышает нормально допустимое значение (5 %), но ниже предельно допустимого значения (8 %), установленных ГОСТ 13109-97. Выполнен теоретический расчет значений Ки на основе ранее вычисленных величин гармоник сетевого тока инвертора, при этом расхождение между расчетными и экспериментальными значениями не превысило 10 %.

Таким образом, в результате теоретических и экспериментальных исследований получено, что возможное ухудшение показателей качества электроэнергии, вызванное влиянием работы инвертора на рассматриваемых ТП, не может являться основанием для отказа в оплате электроэнергии при ее возврате в систему внешнего электроснабжения.

Разработан и зарегистрирован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам программный комплекс «Гармоники мостового шестипульсового инвертора при различных режимах работы писающей сети» (свидет. № 2007611963), который может использоваться для расчета показателей качества электроэнергии при обосновании целесообразности приме-

нения инверторов при проектировании и реконструкции ТП постоянного тока. В настоящее время программный комплекс используется в учебном процессе на кафедре «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа.

Оценка адекватности предложенной математической модели подтверждена путем проведенных экспериментальных исследований с применением статистических методов (Б-критерия Фишера) и элементов корреляционного анализа. Для этого осуществлена выборка значений К,, в режиме рекуперации и с учетом значений К2и и нагрузки Кн в каждый момент времени рассчитаны соответствующие значения К1 с использованием математической модели. Установлено, что рассчитанное значение Б-критерия Фишера для ТП с шестипульсовьш ВИПом составляет 1,48, а критическое значение критерия равно 1,8. Для ТП с двенадцатипульсовым ВИПом рассчитанное значение р-критерия составляет 2,8, что также не превышает критического значения - 2,94.

Теоретические и экспериментальные кривые сетевого тока для ТП с шести- и двенадцатипульсовым ВИПами приведены па рис. 3 а, б.

0,02

Рис. 3. Теоретические и экспериментальные кривые сетевого тока шести- (а) и двенадцатипульсового (б) ВИПов

Выполнен расчет коэффициента корреляции между кривыми теоретических и экспериментальных значений сетевого тока, для шестипульсового ВИПа это значение - 0,988, для двенадцатипульсого - 0,987. Полученное сравнительно большое значение коэффициента корреляции свидетельствует о существенной «близости» экспериментальных и теоретических кривых сетевого тока рассмотренных ВИПов.

Таким образом, разработанная математическая модель в достаточной степени соответствует реальным электромагнитным процессам в шести- и двена-дцатипульсовых ВИПах тяговых подстанций постоянного тока и может быть использована для определения соответствия качества электроэнергии, возвращаемой из тяговой сети, требованиям ГОСТ 13109-97.

До последнего времени отсутствовала нормативная база по обоснованию внедрения сальдированного учета электроэнергии на ТП, под которым понимается определение расхода электроэнергии на тягу поездов как разности количества электроэнергии, принятой из сетей питающей энергосистемы и возвращенной в них. Поэтому с участием автора разработаны и утверждены Департаментом электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» «Методические рекомендации по обоснованию внедрения сальдированного учета электроэнергии па тяговых подстанциях», внедренные на сети железных дорог. Апробация методических рекомендаций осуществлена на 'ГП Западно-Сибирской железной дороги, о чем имеется соответствующий акт внедрения.

Экономический эффект (в виде чистого дисконтированного дохода (ЧДД) от внедрения разработанных методических рекомендаций на одной тяговой подстанции Западно-Сибирской железной дорога за расчетный период (Т = 10 лет) составляет 6,9 млн р. в ценах 2008 г.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Уточнен метод расчета несимметричных питающих напряжений за счет использования комплексных значений коэффициента несимметрии напряжений но обратной последовательности, позволяющий повысить точность расчета значений питающих напряжений и, соответственно, гармоник сетевого тока на 2 - 3 % в сравнении с существующим методом, обеспечивая при этом адекватность расчетных и экспериментальных результатов исследований качества электроэнергии.

2. Усовершенствован метод расчета углов коммутации вентильных токов па основе разработанной математической модели электромагнитных процессов в шести- и двенадцатипульсовом инверторах, позволяющий определять углы коммутации вентильных токов с учетом несимметричных несинусоидальиых режимов работы питающей системы.

3. Усовершенствован метод расчета сетевого тока многопульсового инвертора за счет использования уравнений, описывающих нелинейный характер его изменения в периоды коммутации при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении, с учетом конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора, для обеспечения адекватности расчетных и экспериментальных результатов исследований гармоник кривой сетевого тока.

4. Разработан и зарегистрирован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам программный комплекс, позволяющий рассчитать гармоники шестипульсового преобразователя при не-

симметричных песинусоидальных режимах работы питающей системы для определения соответствия качества электроэнергии, возвращаемой инверторами в систему внешнего электроснабжения, требованиям ГОСТ 13109-97 для обоснования целесообразности применения инверторов на ТП постоянного тока.

5. Выполнен на основании предложенной математической модели теоретический расчет значений коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения при возврате избыточной энергии рекуперации, подтвержденный экспериментальными измерениями на ТП постоянного тока Западно-Сибирской железной дороги, полученные значения рассматриваемого коэффициента в основном не превышают нормально допустимых значений, установленных ГОСТ 13109-97. Адекватность теоретических исследований качества электроэнергии подтверждена статистическими методами с использованием Р-критерия Фишера (для шести- и двенадцатипульсового ВИПа рассчитанное значение Г не превышает критического 1,48 < 1,8 и 2,8 < 2,94 соответственно) и элементов корреляционного анализа (коэффициент корреляции равен 0,988 и 0,987 соответственно).

6. Разработаны с участием автора на основании теоретических и экспериментальных исследований и утверждены Департаментом электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» «Методические рекомендации по обоснованию внедрения сальдированного учета электроэнергии на тяговых подстанциях», внедренные на сети железных дорог. Апробация методических рекомендаций осуществлена на ТП Западно-Сибирской железной дороги, о чем имеется соответствующий акт внедрения.

7. Выполнен расчет экономического эффекта (ЧДД) от внедрения разработанных методических рекомендаций на одной тяговой подстанции ЗападноСибирской железной дороги, который за расчетный период (Т = 10 лет) составляет 6,9 млн р. в цепах 2008 г.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Мишина О. О. О необходимости анализа системы учета и качества рекуперируемой электроэнергии / О. О. Мишииа// Межвуз. сб. тр. молодых ученых, аспирантов и студентов / Сибирская гос. автрмобильно-дорожная акад. Омск, 2007. Вып. 4. Ч. 2. С. 107 - 109.

2. К о м я к о в а Т. В. Оценка влияния многопульсового инвертора тяговой подстанции постоянного тока на смежные устройства / Т. В. К о м я к о в а, О. О. М и ш и н а // Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. С. 23 - 27.

3. М и ш и н а О. О. Сетевой ток шести- и двенадцатипульсовых инверторов при симметричных питающих напряжениях / О. О. Мишина, Т. В. К о -м я к о в а И Сб. тр./ Томский политехи, ун-т. Томск, 2007. Т. 1. С. 71- 73.

4. К о м я ко в а О. О. Качество рекуперируемой электроэнергии па тяговых подстанциях постоянного тока Западно-Сибирской железной дороги при ее возврате в питающую сеть /О. О. К о м я к о в а // Тезисы междунар. пауч.-практ. конф. / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск, 2007. 4.1. С. 148-150.

5. К о м я к о в а О. О. Переработка избыточной энергии рекуперации инверторами тяговых подстанций электрифицированных железных дорог / О. О. К о м я к о в а // Сб. науч. ст. аспирантов и студентов / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. Вып. 8. С. 106 - 110.

6. К о м я к о в а О. О. Метод определения несимметричных питающих напряжений при работе выпрямительно-инверторных преобразователей тяговых подстанций / О. О. Комякова// Сб. науч. тр. / Сибирская гос. автомобильно-дорожная акад. Омск, 2008. Вып. 5.4.1. С. 153 - 159.

7. Комякова О. О. Сетевой ток зависимого шестипульсового инвертора при несимметричном напряжении питающей сети / О. О. Комякова// Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 45 -48.

8. К о м я к о в а О. О. Анализ возможности применения сальдированного учета электроэнергии на тягу поездов / О. О. К о м я к о в а, С. Я. Г1 р и в а л о в // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока / Новосибирская гос. акад. водного транспорта. 2008. № 2. С. 253 - 255.

9. К о м я к о в а О. О. Сетевой ток шестипульсового инвертора при симметричных несинусоидальных питающих напряжениях / О. О. Комякова// Сб. тр. / Томский политехи, ун-т. Томск, 2008. Т. 1. С. 53 - 55.

10. К о м я к о в а О. О. Анализ качества переработки избыточной энергии рекуперации инверторами тяговых подстанций Западно-Сибирской железной дороги / О. О. Комякова, М. А. Карабанов // Материалы пауч.-практ. копф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 131 - 137.

П.ЧеремисинВ. Т. Влияние несимметрии питающих напряжений на сетевой ток преобразователя, работающего в инверторном режиме / В. Т. Ч е -р е м и с и н, О. О. Комякова// Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения. Ростов-на-Дону. 2008. № 3. С. 99- 105.

12. К о м я к о в а Т. В. Сетевой ток двенадцатипульсового инвертора при несимметричных напряжениях питающей сети / Т. В. К о м я к о в а, О. О. К о -м я к о в а // Труды всерос. науч.-практ. конф. «Транспорт-2008» / Ростовский гос. ун-т путей сообщения. Ростов-на-Дону, 2008. Ч. 3. С. 202 - 204.

13. Кондратьев Ю. В. Качество электрической энергии на тягу поездов при наличии ее возврата в систему внешнего электроснабжения / 10. В.Кондратьев, О. О. Комякова, С. Я. Привалов// Материалы пауч.-практ. конф, / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 106 - 113.

Типография ОмГУПСа. 2009. Тираж 100 экз. Заказ 300. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

ВВЕДЕНИЕ.

1. Многопульсовые выпрямительно-инверторные преобразователи тяговых подстанций при симметричном синусоидальном питающем напряжении

1.1 Анализ схем многопульсовых выпрямительно-инверторных преобразователей тяговых подстанций.

1.2 Гармоники сетевого тока шести- и двенадцатипульсового инвертора при симметричном синусоидальном питающем напряжении

1.3 Влияние конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора на гармонический состав кривой сетевого тока инвертора при симметричном синусоидальном питающем напряжении

Выводы

2. Гармонический анализ кривой сетевого тока шестипульсового инвертора при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении

2.1 Гармоники кривой сетевого тока шестипульсового инвертора при несимметричном синусоидальном питающем напряжении.

2.2 Гармоники кривой сетевого тока шестипульсового инвертора при симметричном несинусоидальном питающем напряжении.

2.3 Гармоники кривой сетевого тока шестипульсового инвертора при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении.

Выводы

3. Гармонический анализ кривой сетевого тока двенадцатипульсового инвертора при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении

3.1 Гармоники кривой сетевого тока двенадцатипульсового инвертора при несимметричном синусоидальном питающем напряжении.

3.2 Гармоники кривой сетевого тока двенадцатипульсового инвертора при симметричном несинусоидальном питающем напряжении.

3.3 Гармоники кривой сетевого тока двенадцатипульсового инвертора при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении.-.

Выводы

4. Анализ качества электрической энергии, возвращаемой инверторами в сеть энергосистем.

4.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности кривой питающего напряжения при возврате электроэнергии инверторами в сеть энергосистем.

4.2 Экспериментальные исследования качества электрической энергии на тяговых подстанциях постоянного тока

4.2.1 Сравнительный анализ токов нагрузки в режиме потребления электроэнергии на тягу поездов.и в режиме возврата избыточной энергии рекуперации .116'

4.2.2 Сравнительный анализ коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в,режиме тяги и в режиме возврата избыточной энергии рекуперации.

4.3 Программный комплекс для определения гармоник многопульсового выпрямительно-инверторного преобразователя при различных режимах работы питающей системы.

4.4 Оценка адекватности разработанной математической модели электромагнитных процессов в шести- и двенадцатипульсовом инверторах

4.4.1 Оценка адекватности математической'модели с использованием F-критерия Фишера.

4.4.2 Оценка адекватности математической модели с использованием элементов корреляционного анализа.

4.5-Расчет экономического эффекта от внедрения «Методических рекомендаций по обоснованию внедрения сальдированного учета электроэнергии на тяговых подстанциях».

Выводы

Железнодорожный транспорт занимает ведущее место в транспортном комплексе России. На долю железных дорог приходятся основные объемы грузовых (80 — 82 %) и значительная часть пассажирских перевозок (40 — 46 %). Железнодорожный транспорт относится к надежному виду транспорта, играющему важную роль в развитии экономики страны. Осуществляя основные для государства объемы перевозок, железнодорожный транспорт России, естественно, является одним из самых крупных и стабильных транспортных потребителей энергоресурсов [1]. Поэтому задача снижения доли затрат на потребляемые энергоресурсы в себестоимости перевозочного процесса является одной из наиболее актуальных для железнодорожного транспорта. Ориентация железнодорожного транспорта главным образом на электропотребление совпадает с общей направленностью энергетики страны [2]. В целом по сети железных дорог России ежегодно расходуется 5 — 6 % вырабатываемой в стране электроэнергии, что составляет свыше 40 млрд. кВт-ч, в том числе 82 % приходится на тягу поездов [3]. Поэтому существенной составляющей затрат на энергоресурсы являются затраты на электроэнергию, расходуемые на тягу поездов.

Одним из направлений повышения эффективности использования электроэнергии на тягу поездов является применение рекуперативного торможения электроподвижного состава. Для обеспечения возврата избыточной энергии рекуперации в сети питающих энергосистем на тяговых подстанциях постоянного тока необходима установка инверторов.

В соответствии с действующими техническими указаниями Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «Российские железные дороги» применение выпрямительно-инверторных преобразователей (ВИП) при проектировании и реконструкции тяговых подстанций постоянного тока допускается только в тех случаях, когда имеется надлежащим образом оформленное согласие энергоснабжающей организации на учет возвращаемой из тяговой сети электроэнергии в общих расчетах за электроэнергию, потребляемую ОАО «РЖД» [4]. Однако некоторые энергосистемы отказываются принимать к расчету объемы возвращаемой из тяговой сети электрической энергии, аргументируя отказ рядом причин, наиболее весомой из коI торых является несоответствие ее качества требованиям ГОСТ 13109-97 [5].

В настоящее время наиболее распространенным методом определения показателей качества электрической энергии являются экспериментальные измерения. Однако при сооружении новых и реконструкции существующих тяговых подстанций использование такого подхода для определения возможного искажения качества возвращаемой электрической энергии, обусловленного применением инверторов, не представляется возможным. Поэтому наиболее эффективными способами являются математические методы моделирования, которые должны обладать высокой степенью детализации, возможностью исследования динамики развития процессов, высокой степенью достоверности получаемых результатов. >

Существующие в настоящее время методы-анализа электромагнитных процессов в многопульсовых выпрямительно-инверторных преобразователях не позволяют в полной мере достоверно определять показатели качества электрической энергии, возвращаемой инверторами в систему внешнего электроснабжения

Цель диссертационной работы — оценка качества электрической энергии для обоснования применения инверторов на тяговых подстанциях постоянного тока путем использования усовершенствованных методов анализа электромагнитных процессов в многопульсовых выпрямительно-инверторных преобразователях с учетом несимметричных и несинусоидальных режимов-работы системы внешнего электроснабжения.

Для достижения'указанной цели в,диссертации поставлены следующие задачи:

1) уточнить метод расчета несимметричных питающих напряжений за счет использования комплексных значений коэффициента несимметрии напряжений по обратной» последовательности для обеспечения адекватности расчетных и экспериментальных результатов-исследований гармоник кривой сетевого тока в заданном режиме;

2) усовершенствовать,метод расчета углов коммутации вентильных токов на основе разработанной математической модели электромагнитных, процессов в шести- и двенадцатипульсовом инверторах при несимметричных несинусоидальных режимах работы питающей системы путем применения метода простых итераций;

3)' усовершенствовать метод расчета сетевого тока многопульсового инвертора за счет использования уравнений, описывающих нелинейный характер его изменения в периоды коммутации при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении, с учетом конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора;

4) разработать программный комплекс для обоснования целесообразности применения инверторов на тяговых подстанциях постоянного тока путем расчета гармоник преобразователя при несимметричных несинусоидальных режимах работы питающей системы; ,

5) оценить достоверность теоретических исследований качества электроэнергии, возвращаемой из тяговой сети в систему внешнего электроснабжения, путем экспериментальных измерений на тяговых подстанциях постоянного тока и экономическую эффективность от внедрения полученных результатов.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с использованием законов Кирхгофа, метода симметричных составляющих, метода простых итераций, разложения периодической функции в ряд Фурье. Расчеты производились с использованием программного комплекса, разработанного на языке Delphi, а таюке выполнялись в математической среде Math-cad. В работе использованы основные положения теории вероятностей и математической статистики.

Экспериментальные исследования проведены с применением многоканального измерительно-вычислительного комплекса (ИВК) «Омск-М».

Научная, новизна работы состоит в;следующем: уточнен метод расчета несимметричных питающих напряжений за счет использования- комплексных значений коэффициента несимметрии напряжений по-обратной последовательности для обеспечения1 адекватности расчетных и экспериментальных результатов исследований гармоник кривой сетевого тока в заданном режиме; усовершенствован метод расчета углов коммутации вентильных токов на основе разработанной математической, модели- электромагнитных процессов в шести- и двенадцатипульсовом инверторах при несимметричных несинусоидальных режимах работы питающей системы путем применения метода простых итераций; усовершенствован метод расчета сетевого тока многопульсового инвертора за счет использования уравнений, описывающих нелинейный характер его изменения в периоды коммутации при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении, с учетом конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора.

Достоверность научных положений и результатов» обоснована теоретически и подтверждена экспериментальными исследованиями, выполненными на тяговых подстанциях Западно-Сибирской железной дороги. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными не превышает 10%.

Практическая ценность заключается в следующем: усовершенствованные методы анализа электромагнитных процессов в многопульсовых выпрямительно-инверторных преобразователях с учетом несимметричных и несинусоидальных режимов работы системы внешнего электроснабжения позволяют принять научно-обоснованные решения о возможном применении инверторов, при проектировании и реконструкции тяговых подстанций постоянного тока; разработанный программный комплекс позволяет рассчитать гармоники преобразователя при несимметричных несинусоидальных режимах работы питающей системы для определения соответствия качества электроэнергии, возвращаемой инверторами в систему внешнего электроснабжения, требованиям ГОСТ 13109-97; разработаны и внедрены на сети железных дорог методические рекомендации по обоснованию внедрения сальдированного» учета электроэнергии на тяговых подстанциях.

Апробация работы. Основные положения, работы докладывались и обсуждались на XIII международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2007), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе. Кадровое и научно-техническое обеспечение процессов интеграции в мировую транспортную систему» (Новосибирск, 2007);'XTV международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2008); научно-практической конференции «Энерго- и ресурсосбережение-в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 12 статей (из них два — в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования РФ) и одни тезисы доклада.

Структура, и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 114 наименований и четырех приложений. Работа изложена на 148 страницах основного текста, содержит 53 рисунка, 19 таблиц. 1

Основные результаты состоят в следующем:

1. Уточнен метод расчета несимметричных питающих напряжений за счет использования комплексных значений коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности, позволяющий повысить точность расчета значений питающих напряжений и, соответственно, гармоник сетевого тока на 2 - 3 % в сравнении с существующим методом, обеспечивая при этом адекватность расчетных и экспериментальных результатов исследований качества электроэнергии.

2. Усовершенствован метод расчета углов коммутации вентильных токов на основе разработанной математической модели электромагнитных процессов в шести- и двенадцатипульсовом инверторах, позволяющий определять углы коммутации вентильных токов с учетом несимметричных несинусоидальных режимов работы питающей системы.

3. Усовершенствован метод расчета сетевого тока многопульсового инвертора за счет использования уравнений, описывающих нелинейный характер его изменения в периоды коммутации при несимметричном несинусоидальном питающем напряжении, с учетом конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательного трансформатора, для обеспечения адекватности расчетных и экспериментальных результатов исследований гармоник кривой сетевого тока.

4. Разработан и зарегистрирован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам программный комплекс, позволяющий рассчитать гармоники шестипульсового преобразователя при несимметричных несинусоидальных режимах работы питающей системы для определения соответствия качества электроэнергии, возвращаемой инверторами в систему внешнего электроснабжения, требованиям ГОСТ 13109-97 для обоснования целесообразности применения^ инверторов на ТП постоянного тока.

5. Выполнен на основании предложенной математической модели теоретический расчет значений коэффициента искажений синусоидальности кривой напряжения при возврате избыточной энергии рекуперации, подтвержденный экспериментальными» измерениями на ТП постоянного тока Западно-Сибирской железной дороги, полученные значения рассматриваемого коэффициента в основном не превышают нормально» допустимых значений, установленных ГОСТ 13109-97. Адекватность теоретических исследований качества электроэнергии подтверждена статистическими методами с использованием F-критерия Фишера (для шести- и двенадцатипульсового ВИПа рассчитанное значение F не превышает критического' 1,48 <1,8 и-2,8 < 2,94' соответственно) и элементов1" корреляционного анализа^ (коэффициент корреляции равен 0,988'И 0,987 соответственно).

6: Разработаны с участием.автора^на основании теоретических и экспериментальных исследований и* утверждены Департаментом электрификации и электроснабжения ОАОч<РЖД» «Методические рекомендации по обоснованию1 внедрения сальдированного учета электроэнергии на тяговых подстанциях», внедренные на сети'железных дорог. Апробация < методических рекомендаций осуществлена^ на ТП Западно-Сибирской железной дороги, о чем имеется соответствующий акт внедрения.

7. Выполнен расчет экономического эффекта (ЧДД) от внедрения разработанных методических рекомендаций-, на одной тяговой подстанции» Западно-Сибирской железной дороги, который за расчетный период (Т = 10 лет) составляет 6,9 млн р. в ценах 2008 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненного в диссертационной работе комплекса теоретических и экспериментальных исследований решена задача по оценке качества электрической энергии для обоснования применения инверторов на тяговых подстанциях постоянного тока путем использования усовершенствованных методов анализа электромагнитных процессов в многопульсовых выпрямительно-инверторных преобразователях с учетом несимметричных и несинусоидальных режимов работы системы внешнего электроснабжения.

1. Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2030 года. Распоряжение ОАО «РЖД» № 269р от 11.02.2008 г.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Распоряжение Правительства РФ № 1234-р от 28 августа 2003 г.

3. Федотов А. А. Анализ работы хозяйства электрификации и электроснабжения в 2007 году. ОАО «РЖД». Департамент электрификации и электроснабжения, № 3843 от 13.03.2008. 104 с.

4. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1998. 30 с.

5. Б е й Ю. М. Тяговые подстанции / Р. Р. Мамошин, В. Н. П у -пынин, М. Г.Шалимов. М.: Транспорт, 1986. 319 с.

6. Б а д е р М. П. Электромагнитная совместимость тягового электроснабжения с линиями связи, устройствами железнодорожной автоматики и питающими электросетями: Дисс. доктора, техн. наук. Москва, 1999. 148 с.

7. Марикин А. Н. Схемотехника современных тяговых подстанций постоянного тока и перспективные системы электроснабжения. / Материалы международного симпозиума Элтранс-2001. СПб.: 2002.

8. Б а д е р М. П. Электромагнитная совместимость / М. П. Бадер. М.: УМК МПС России, 2002. 637 с.

9. Фигурнов Е. П. Релейная защита / Е. П. Фигурнов. М.: Желдориздат, 2002. 719 с. i

10. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи / А. Т. Б у р к о в. М.: Транспорт, 1999. 464 с.

11. Котельников А. В. Электрификация железных дорог / А. В. К о т е л ь н и к о в. М.: Интекст, 2002. 104 с.

12. Ермоленко Д. В. Повышение электромагнитной совместимости систем тягового электроснабжения с тиристорным подвижным составом: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1991. 22 с.

13. Галкин А. Г. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог / А. Г. Г а л к и н, А. В. Е ф и м о в. М.: УМК МПС России, 2000. 511 с.

14. Ж ар к о в Ю. И. Автоматизация диагностирования систем релейной защиты и автоматики электроустановок / Ю. И. Жарков, В. Г. Лысенко, Е. А. Стороженко. Монография. М., 2005. 176 с.

15. Б оч ев А. С. Расчет электротяговых сетей методом наложения: Учебное пособие / А. С. Б о ч е в. Ростов-на-Дону, 1973. 60 с.

16. Силовые преобразователи тяговых подстанций и электроподвижного состава: учебное пособие / Е. Ю. Салита, Г. С. М-а гай, Т. В. Комяковаи др.; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 103с.

17. Ч е р е м и с и н> В. Т. Метод расчета электроэнергетической системы, содержащей электротяговую нагрузку / В. Т. Черемисин; Ом. инт инж. ж.-д. трансп. Омск, 1992. - 19 с. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 17.01.93, №5789.

18. К а р я к и н Р. Н. Основы электомагнитной совместимости: учебник для вузов / Р. Н. Карякин. Барнаул: ОАО «Алтайский полиграфический комбинат», 2007. 480 с.

19. Шваб А. Электромагнитная совместимость/ А. Шваб; Пер. с нем. В. Д. Мазина, С. А. Спектора. М.: Энергоатомиздат, 1995. 480 с.

20. Кузнецов В. Г. Электромагнитная совместимость. Несимметрия и несинусоидальность напряжения / В. Г. Кузнецов, Э. Г. Ку-ренный,А.П. Лютый. Донецк: Норд-Пресс, 2005. 250 с.

21. Соколов С. Д. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций. Учебник для вузов ж.-д. трансп. / С. Д. Соколов, Ю. М. Бей, Я. Д. Гуральник, О. Г. Чаусов. М.: Транспорт, 1979. 265 с.

22. Каганов И. JI. Инвертирование постоянного тока в трехфазный /И. J1. Каганов.М. JI.: Госэнергоиздат, 1941. 153 с.

23. ЧернышевМ. А. Инверторные агрегаты тяговых подстанций / М. А.Чернышев. М.: Трансжелдориздат, 1959. 88 с.

24. Урманов Р. Н. Теория преобразователей при конечных сопротивлениях схем / Р. Н. У р м а н о в. Екатеринбург.: УРГУПС, 2004. 154 с.

25. Соколов С. Д. Инверторно-выпрямительные агрегаты электрифицированных железных дорог / С. Д. Соколов, В. Н. Руднев, И. Г. М о ч е н о в. М.: Транспорт, 1966. 132 с.

26. С о к о л о в С. Д. Особенности выпрямительно-инверторных агрегатов на тиристорах / С. Д. Соколов, В. В. Руденский// Повышение эффективности тягового электроснабжения. М.: Транспорт, 1974. С. 61 74.

27. РуденскийВ. В. Выпрямительно-инверторный агрегат с бесконтактным переключением режимов / В. В. Руденский, А. В. Ген-кель, С. Д. Соколов // Повышение надежности и эффективности системы тягового электроснабжения. М.: Транспорт, 1979. С. 53 — 57.

28. Бей Ю: М. Устройство для бесконтактного перевода выпрямительно-инверторных преобразователей тяговых подстанций из режима в режим / Ю. М. Бей, В. М. Арутюнов, Ю. П. Неугодников,

29. B. П. Неугодников // Исследование систем и устройств автоматического регулирования напряжения в контактной сети. Свердловск, 1982.1. C. 18-26.

30. Засорин С. Н. Электронная и преобразовательная техника / С. Н. Засорин, В. А. Мицкевич, К. Г. Кучма. М.': Транспорт, 1981. 319 с.

31. Барковский Б. С. Инвертирование тока на тяговых подстанциях и электровозах / Б. С. Барковский. Омск, 1980. 35 с.

32. Б ар ко в с кий Б. С. Коэффициент мощности выпрямительно-инверторного преобразователя ВИПЭ-1 / Б. С. Барковский, В. И. Смирнов // Энергоснабжение электрических железных дорог. Омск. Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1973. С. 65 — 69.

33. Барковский Б. С. О двенадцатипульсовом выпрямительно-инверторном преобразователе / Б. С. Барковский, В. Н. Быданцев,

34. A. П. Р о г у л е в // Улучшение качества и снижение потерь электроэнергии в системах электроснабжения железных дорог: Сб. науч. тр./ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1986. С. 4 — 9.

35. Создание и исследование двенадцатипульсового выпрямительно-инверторного преобразователя на тяговой подстанции постоянного тока: Отчет о НИР (промежут.)/ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп.; Руководитель

36. B. П. Маценко. №ГР 0185.0061360. Омск, 1986. 87 с.

37. Создание и исследование двенадцатипульсового выпрямительно-инверторного преобразователя на тяговой подстанции постоянного тока: Отчет № 450 о НИР (заключит.)/ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп.; Руководитель В. П. М а ц е н к о. Омск, 1987. 129 с.

38. Шалимов М. Г. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций /М. Г. Шалимов, Б. С. Барков-с к и й, Г. С. М а г а й, В. П. М а ц е н к о, Л. С. П а н ф и л ь М.: Транспорт, 1990.127 с.

39. НеугодниковЮ. П. Быстродействующие системы защиты и бесконтактного управления выпрямительно-инверторных преобразователей с регулированием напряжения электрических железных дорог: Дисс. канд. техн. наук. Свердловск, 1983. 240 с.

40. Маценко В. П. ЭДС гармоник двенадцатипульсового выпрямителя при несимметричных питающих напряжениях/ В. П. Маценко, В. И. Смирнов // Повышение качества электрической энергии на тяговых подстанциях/Омск, 1978. 1

41. МаценкоВ. П. Гармоники двенадцатипульсового выпрямителя при несимметричных питающих напряжениях / В. П. Маценко, В. И. Смирнов // Энергоснабжение электрических железных дорог/ Омск, 1976.

42. НеугодниковЮ. П. Оценка предельных токов 24-пульсовых инверторных преобразователей тяговых подстанций / Ю. П. Неугодников, В. П. Неугодников// Наука и транспорт сегодня: проблемы и решения: Сб. науч. тр. ч. 1. / УрГАПС. Екатеринбург, 1996. С. 52 57.

43. Неугодников Ю. П. Внешние и ограничительные характеристики 12- и 24-пульсовых инверторных преобразователей тяговых подстанций^/ Ю. П. Н е у г о д н и к о в //Транспорт Урала: Научно-технический журнал. Екатеринбург, 2006. С. 28 — 37.

44. На б о й ч е н к о- О. И. Новый преобразователь для тяговых подстанций / О. И. Набойченко, В. А. Вербицкий, В. П. Неугодников, И. П. Неугодников// Локомотив, 1995. №5. С. 38 40.

45. Руденко В. С. Основы преобразовательной техники / В. С. Р у д е н к о, В. И. С е н ь к о, И. М. Ч и ж е н к о. М.: Высшая школа, 1980. 424 с.

46. Ковалева Т. В. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций с многопульсовыми выпрямителями: Дисс. канд. техн. наук. Омск, 1996. 261 с.

47. ЧервоненкисЯ: М. Аналитическое и графическое определение величины и фазы высших гармонических тока и напряжения управляемых преобразователей* с бесконечно большим анодным дросселем / Я. М. Червоненкис//Изв. АНСССР. ОТН, 1948. №4.

48. П о с с е А. В: Схемы и режимы электропередач постоянного тока / А. В. П о с с е. Л.: Энергия, 1973. 303 с. ■

49. Шляпошников Б. Ml Игнитронные выпрямители для тяговых подстанций железных дорог / Б. М. Шляпошников. М.: Транс-желдориздат, 1947. 735 с.

50. Г л и н т е р н и к С. Р. Тиристорные преобразователи со статическими компенсирующими устройствами / С. Р. Глинтерник. Л.: Энер-гоатомиздат, 1988. 240 с.

51. Глинтерник С. Р. Электромагнитная совместимость мощных вентильных преобразователей и электрических сетей / С. Р. Глинтерник// Электричество, 1991. № 5. С. 1 4

52. П о с с е А. В. Методы расчета схем выпрямителей и инверторов большой мощности / А. В. П о с с е, А. В. С е в р ю г о в // Изв. Вузов. Электромеханика, 1973. №3 С. 259 — 273.

53. J. Arrillaga, D.A. Bradley, and P.S. Bodger, Power System Harmonics, John Wiley & Sons, 1985.

54. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий / И. В. Жежеленко. М., 1984. 184с.

55. Аррилага Дж. Гармоники в электрических системах / Дж. Аррилага, Д. Брэдли, П. Боджер. М., 1990. 320 с.

56. И в а н о в В. С. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий / В. G. И в а н о в, В. И. Соколов. М., 1987.

57. Карпов И. В. Высшие гармоники в трехфазных цепях / И. В. К ар п о в // Электричество. 1992 №11. С. 53 54.

58. Веников В. А. Дальние электропередачи переменного и постоянного тока / В. А. Веников, Ю. П. Рыжов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 272 с.

59. КрайчикЮ. С. Гармонический состав переменного тока мостовых шестифазных преобразователей при несимметрии цепей коммутации / Ю. С. К р а й ч и к, М. И. М а з у р о в, И. А. Т о к м а к о в а // Изв. вузов. Электротехника. 1977. № 7.

60. G. Т. Heydt, Electric Power Quality, Stars in a Circle Publications, West LaFayette, IN, 1991.

61. Железко Ю. С. Стандартизация параметров электромагнитной совместимости в международной и отчественной практике / Ю. С. Желе з к о //Электричество. 1990. №1. С. 2 7.

62. Крайчик Ю. С. Классификация гармоник напряжения и тока в цепях с вентильными преобразователями / Ю. С. Крайчик// Электричество. 1980 №7. ,

63. СербиненкоД. В. Качество электрической энергии и степень взаимного влияния тяговых подстанций железных дорог постоянного тока и системы внешнего электроснабжения: Дис. канд. техн. наук. М., 2003. 195 с.

64. Г о р ю н о в И. Т. Основные принципы построения системы контроля, анализа и управления качеством электроэнергии / И. Т. Г о р ю н о в,

65. В. С. М о з г а л е в, Е. В. Д у б и н с к и й, В. А. Богданов, И. И. К а р -ташев, И: С. Пономаренко// Электрические станции, 1998. № 12.

66. Мозгалев В. С. Оценка эффективности контроля качества электроэнергии в ЭЭС / В. С. Мозгалев, В. А. Богданов, И. И. Карташев, И. С. Пономаренко, С. Ю. Сыромятников. Электрические станции, 1999. № 1.

67. Масленников Г. К. Обеспечение качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения / Г. К. Масленников, Е. В. Д у б и н с к и й. Энергосбережение, 2002. № 1 С. 56 — 59.

68. Ф и ш л е р Я. JI. Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок / Я. Л. Ф и ш л е р, Р. Н. Урманов, Л. М. Пестр я е в а. М., 1989. 320 с.

69. Жуй ко в В. Я. Замкнутые системы преобразования электрической энергии / В. Я. Жуйков, И. Е. Коротеев, В. М. Рябенький. К.: Техника; Братислава:Альфа, 1989. 320с.

70. Р у д е н к о В. С. Расчет устройств .преобразовательной техники / В. С. Руд ен ко, В'. Я. Жуйков, И. Е. Корютееев. К.: Техшка, 1980. 135с.

71. Цапенко Е. Ф. К вопросу расчета симметричных составляющих фазных напряжений электрических сетей / Е. Ф. Цапенко, Камаль Ю н и с. Известия вузов, 1992. №2. С. 31 331

72. Ц'и ц и к я н Г. Н. Об оценке несимметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения / Г. Н. Ци ц и к я н, Г. 3. Зайцев. Электричество, 1999. №5. С. 13 17. ,

73. Бессонов JI. А. Теоретические основы электротехники / JI. А. Б е с с о н о в. М.: Высшая школа, 1984. 525с.

74. Сборник трудов в 3-х томах. Т. 1. Томск: Изд-во Томского политехника;^ского университета, 2008. С. 53 — 55.

75. A. Г. П о н о м а р е в // Улучшение качества и; снижение потерь электрической энергии в системах электроснабжения железных дорог: Сб. научн. тр. / Омский ин-т инж. ж.- д. транспорта. Омск, 1988. С. 12 16.

76. Н a t z i ad о n i u, С. and F. E. С h a 1 k i a d a k i s, "A 12-pulse static synchronous compensator for the distribution system employing the 3-level GTO inverter", IEEE Trans, on Power Delivery, Vol. 12, No. 4, October 1997^ pp. 1830-35.

77. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Г м у р м а н. М.: Высшая школа, 1998. 480 с.

78. Вентцель Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. М.: Наука, 1969. 576 с.

79. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И.Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, 1980. 974 с.

80. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте. М.: 1998. 125 с.

81. Журавель А. И. Экономическая эффективность инвестиций / А. И. Ж у р а в е л ь // Железнодорожный транспорт. 1995. №11. С. 57 — 61.

82. Расчет показателей по оценке эффективности инвестиционного проекта// Экономика строительства. 1995. №12. С. 7-12.

83. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. М.: Экономика, 2000. 421 с.