Удосконалення методу контролю втрат електроенергії в контактній мережі електрифікованих залізниць (дисертація)
Loading...
Date
2013
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UKR: Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі удосконалення методу визначення втрат електроенергії в контактній мережі.
Вперше запропоновано аналітичну залежність для визначення коефіцієнта втрат електроенергії, що враховує кількість поїздів на міжпідстанційній зоні. Це дає можливість більш точно визначати втрати електроенергії в контактній мережі. Встановлено закон розподілу коефіцієнта втрат електроенергії та надано рекомендації щодо регламенту його зміни. Отримано рівняння регресії для визначення коефіцієнта втрат електроенергії для ділянок постійного та змінного струмів, що дозволяє підвищити точність визначення втрат.
Отримані результати підтверджені експериментально. Запропонований вдосконалений непрямий метод зменшує похибку визначення втрат електроенергії на 6,9 % порівняно з розрахунком за діючою методикою.
RUS: Диссертация посвящена решению актуальной научно-технической задачи усовершенствования метода определения потерь электроэнергии в контактной сети. На основе анализа существующих методов определения потерь электроэнергии в контактной сети установлено, что приоритетными являются косвенные методы. Они основаны на использовании счетчиков потерь. Такие счетчики измеряют квадрат тока в контактной сети, который при умножении на коэффициент потерь (физически это сопротивление от шин подстанции до точки приложения нагрузки) представляет собой потери электроэнергии в контактной сети. Выделены факторы, которые влияют на потери электроэнергии в контактной сети (схема питания межподстанционной зоны, количество поездов, износ контактных проводов, температура окружающей среды, скорость и ток электроподвижного состава), и получены их математические модели. Выполнены эксперименты по исследованию изменения скорости и тока электроподвижного состава, количества поездов на участке, износа контактного провода, температуры окружающей среды для участков постоянного и переменного токов. Определены границы изменения и законы распределения представленных факторов. Установлено, что количество поездов на межподстанционной зоне подчиняется биномиальному распределению; скорости поездов на межподстанционных зонах, износ контактных проводов, ток поезда – логнормальному распределению, изменение температуры – распределению Вейбула. Выполнено математическое моделирование поездной ситуации для участков Приднепровской и Одесской железных дорог, в результате которого определено, что средние потери электроэнергии в контактной сети на представленных участках составляют 12,4 и 6,3 % соответственно. Адекватность модели проверена с помощью критерия Фишера. На основе полного факторного эксперимента получены уравнения регрессии второго порядка для определения коэффициента потерь для участков постоянного и переменного токов. На основе метода Монте-Карло определен характер изменения коэффициента потерь, установлены границы его изменения и предоставлены рекомендации по регламенту его изменения. Предложен преобразователь, который в сочетании с портативным анализатором мощности позволяет измерять квадрат тока и в дальнейшем, при введении соответствующего коэффициента потерь, потери электроэнергии в контактной сети. Такой подход может быть использован для измерения потерь электроэнергии на участках, где отсутствуют счетчики потерь электроэнергии. Проведено экспериментальное подтверждение полученных результатов, которые показали, что предложенный усовершенствованный косвенный метод уменьшает погрешность определения потерь электроэнергии на 6,9 % по сравнению с расчетом по действующей методике.
ENG: Firstly it's proposed a model of traction power supply load for energy losses control. This allows taking into account the number of trains on railway section during determining the energy losses coefficient in traction power supply system. The author established a distribution law of energy losses coefficient and provided recommendations for its regulations. It's obtained a regression for determining the energy losses for railway sections of determinate and alternating currents that can improve the accuracy of the losses definition. The experimental confirmations of the results have shown that the proposed improved indirect method increases the accuracy of the energy losses definition to 6.9% compared with current methodology.
RUS: Диссертация посвящена решению актуальной научно-технической задачи усовершенствования метода определения потерь электроэнергии в контактной сети. На основе анализа существующих методов определения потерь электроэнергии в контактной сети установлено, что приоритетными являются косвенные методы. Они основаны на использовании счетчиков потерь. Такие счетчики измеряют квадрат тока в контактной сети, который при умножении на коэффициент потерь (физически это сопротивление от шин подстанции до точки приложения нагрузки) представляет собой потери электроэнергии в контактной сети. Выделены факторы, которые влияют на потери электроэнергии в контактной сети (схема питания межподстанционной зоны, количество поездов, износ контактных проводов, температура окружающей среды, скорость и ток электроподвижного состава), и получены их математические модели. Выполнены эксперименты по исследованию изменения скорости и тока электроподвижного состава, количества поездов на участке, износа контактного провода, температуры окружающей среды для участков постоянного и переменного токов. Определены границы изменения и законы распределения представленных факторов. Установлено, что количество поездов на межподстанционной зоне подчиняется биномиальному распределению; скорости поездов на межподстанционных зонах, износ контактных проводов, ток поезда – логнормальному распределению, изменение температуры – распределению Вейбула. Выполнено математическое моделирование поездной ситуации для участков Приднепровской и Одесской железных дорог, в результате которого определено, что средние потери электроэнергии в контактной сети на представленных участках составляют 12,4 и 6,3 % соответственно. Адекватность модели проверена с помощью критерия Фишера. На основе полного факторного эксперимента получены уравнения регрессии второго порядка для определения коэффициента потерь для участков постоянного и переменного токов. На основе метода Монте-Карло определен характер изменения коэффициента потерь, установлены границы его изменения и предоставлены рекомендации по регламенту его изменения. Предложен преобразователь, который в сочетании с портативным анализатором мощности позволяет измерять квадрат тока и в дальнейшем, при введении соответствующего коэффициента потерь, потери электроэнергии в контактной сети. Такой подход может быть использован для измерения потерь электроэнергии на участках, где отсутствуют счетчики потерь электроэнергии. Проведено экспериментальное подтверждение полученных результатов, которые показали, что предложенный усовершенствованный косвенный метод уменьшает погрешность определения потерь электроэнергии на 6,9 % по сравнению с расчетом по действующей методике.
ENG: Firstly it's proposed a model of traction power supply load for energy losses control. This allows taking into account the number of trains on railway section during determining the energy losses coefficient in traction power supply system. The author established a distribution law of energy losses coefficient and provided recommendations for its regulations. It's obtained a regression for determining the energy losses for railway sections of determinate and alternating currents that can improve the accuracy of the losses definition. The experimental confirmations of the results have shown that the proposed improved indirect method increases the accuracy of the energy losses definition to 6.9% compared with current methodology.
Description
T. Kирилюк: ORCID 0000-0002-8580-9719
Захист – 6 червня 2013 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Захист – 6 червня 2013 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Keywords
втрати електричної енергії, контактна мережа, непрямий метод визначення втрат, лічильник втрат, коефіцієнт втрат, постійний струм, змінний струм, потери электроэнергии, контактная сеть, косвенный метод определения потерь, счетчик потерь, коэффициент потерь, постоянный ток, переменный ток, energy losses, contact line, indirect method for determining energy losses, coefficient of losses, direct current, alternating current, КІСЕ
Citation
Кирилюк Т. І. Удосконалення методу контролю втрат електроенергії в контактній мережі електрифікованих залізниць : дис. … канд. техн. наук : 05.22.09. Дніпропетровськ, 2013. 145 с.