Моделювання електромагнітних процесів в тяговій мережі при пакетному русі швидкісних поїздів
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Впровадження швидкісного руху поїздів на залізницях України можливо лише після докладних досліджень електромагнітних і електроенергетичних процесів в пристроях системи тягового електропостачання. Останнє, в свою чергу, можливо лише методом моделювання, зокрема імітаційного, оскільки на сьогодні швидкісний рух поїздів в Україні відсутній і тому експериментальні дослідження неможливі. Метою роботи було розробити в середовищі Matlab (Simulink) імітаційну модель електромагнітних процесів, що протікають в тяговій мережі змінного струму, при пакетному русі швидкісних поїздів, і шляхом моделювання визначити напругу на струмоприймачі електровоза, його струм, а також фідерний струм і втрати потужності в тяговій мережі при різних параметрах руху поїздів. Застосована методика імітаційного моделювання (в середовищі Matlab) поїзної ситуації на міжпідстанційній ділянці при різних варіантах кількості поїздів в пакеті і відстані між поїздами. Розрахована напруга на струмоприймачах електровозів в пакетах, їх струм, а також струм і втрати потужності на ділянках тягової мережі при пакетному русі швидкісних, зі швидкістю 200 км/год, поїздів. В розробленій імітаційній моделі процесів в системі тягового електропостачання вперше запропонована ідентифікаційна модель електрорухомого складу (електровозу) змінного струму. Вперше встановлено закономірності впливу кількості поїздів в пакеті, міжпідстанційної
відстані та інтервалу часу попутного прямування поїздів на напругу на струмоприймачах, їх струми, а також на фідерний струм і витрати потужності в тяговій мережі.
Показано, що вимоги ПТЕ електрифікованих залізниць України за допустимим значенням рівня напруги на струмоприймачі електровоза при заданих умовах імітаційного моделювання виконуються. Підвищення втрат потужності в тяговій мережі при пакетному русі поїздів повинно враховуватися в склад і технологічних втрат, які входять в умовні втрати потужності.
RU: Внедрение скоростного движения поездов на железных дорогах Украины возможно лишь после подробных исследований электромагнитных и электроэнергетических процессов в устройствах системы тягового электроснабжения. Последнее, в свою очередь, возможно только методом моделирования, в частности имитационного, поскольку на сегодня скоростное движение поездов в Украине отсутствует и поэтому экспериментальные исследования невозможны. Целью работы было разработать в среде Matlab (Simulink) имитационную модель электромагнитных процессов, протекающих в тяговой сети переменного тока, при пакетном движении скоростных поездов, и путем моделирования определить напряжение на токоприемнике электровоза, его ток, а также фидерный ток и потери мощности в тяговой сети при различных параметрам движения поездов. Применена методика имитационного моделирования (в среде Matlab) поездной ситуации на межподстанционном участке при различных вариантах количества поездов в пакете и расстояния между поездами. Рассчитано напряжение на токоприемниках электровозов в пакетах, их ток, а также ток и потери мощности на участках тяговой сети при пакетном движении скоростных, со скоростью 200 км/ч, поездов. В разработанной имитационной модели процессов в системе тягового электроснабжения впервые предложена идентификационная модель электроподвижного состава (электровоза) переменного тока. Впервые установлены закономерности влияния количества поездов в пакете, межподстанционного расстоянии и интервала времени попутного следования поездов на напряжение на токоприемниках, их токи, а также на фидерный ток и потери мощности в тяговой сети. Показано, что требования ПТЭ электрифицированных железных дорог Украины по допустимым значениям уровня напряжения на токоприемники электровоза при заданных условиях имитационного моделирования выполняются. Повышение потерь мощности в тяговой сети при пакетном движении поездов должно учитываться в состав технологических потерь, которые входят в условные потери мощности.
EN: The introduction of high-speed trains on the railways of Ukraine is possible only after detailed studies of electromagnetic and electric power processes in devices of traction power supply system. The latter, in its turn, is possible only by modeling, including imitative, because high-speed trains in Ukraine is missing and therefore experimental studies impossible. The purpose of the work was to develop in Matlab (Simulink) imitative model of electromagnetic processes in traction AC in batch high-speed trains, and by modeling to determine the voltage at the pantograph of the locomotive, its current and feeder current and power loss in traction network for various parameters of trains. The technique of modeling (in Matlab) train situation at mipasiasync section in different variants, the number of trains in the package and the distance between trains. The calculated stress on scrumpymacs locomotives in packages, their current, as well as current and power loss sections traction network for batch movement speed, with a speed of 200 km/h trains. In developed simulation models of processes in the system traction power supply first proposed identification model electric rolling stock (locomotive) AC. For the first time the regularities of the influence of the number of trains in service, miptsteatte distance and time interval passing of trains on the voltage at scrumpymacs, their currents, and the feeder current and power loss in traction network. It is shown that the requirements of PTE electrified Railways of Ukraine on valid input level voltage at the pantograph of the locomotive under the given conditions of the modeling are performed. The increase of power losses in traction network in packet trains should be taken into account in the composition and process losses, which are included in the contingent loss of power.
RU: Внедрение скоростного движения поездов на железных дорогах Украины возможно лишь после подробных исследований электромагнитных и электроэнергетических процессов в устройствах системы тягового электроснабжения. Последнее, в свою очередь, возможно только методом моделирования, в частности имитационного, поскольку на сегодня скоростное движение поездов в Украине отсутствует и поэтому экспериментальные исследования невозможны. Целью работы было разработать в среде Matlab (Simulink) имитационную модель электромагнитных процессов, протекающих в тяговой сети переменного тока, при пакетном движении скоростных поездов, и путем моделирования определить напряжение на токоприемнике электровоза, его ток, а также фидерный ток и потери мощности в тяговой сети при различных параметрам движения поездов. Применена методика имитационного моделирования (в среде Matlab) поездной ситуации на межподстанционном участке при различных вариантах количества поездов в пакете и расстояния между поездами. Рассчитано напряжение на токоприемниках электровозов в пакетах, их ток, а также ток и потери мощности на участках тяговой сети при пакетном движении скоростных, со скоростью 200 км/ч, поездов. В разработанной имитационной модели процессов в системе тягового электроснабжения впервые предложена идентификационная модель электроподвижного состава (электровоза) переменного тока. Впервые установлены закономерности влияния количества поездов в пакете, межподстанционного расстоянии и интервала времени попутного следования поездов на напряжение на токоприемниках, их токи, а также на фидерный ток и потери мощности в тяговой сети. Показано, что требования ПТЭ электрифицированных железных дорог Украины по допустимым значениям уровня напряжения на токоприемники электровоза при заданных условиях имитационного моделирования выполняются. Повышение потерь мощности в тяговой сети при пакетном движении поездов должно учитываться в состав технологических потерь, которые входят в условные потери мощности.
EN: The introduction of high-speed trains on the railways of Ukraine is possible only after detailed studies of electromagnetic and electric power processes in devices of traction power supply system. The latter, in its turn, is possible only by modeling, including imitative, because high-speed trains in Ukraine is missing and therefore experimental studies impossible. The purpose of the work was to develop in Matlab (Simulink) imitative model of electromagnetic processes in traction AC in batch high-speed trains, and by modeling to determine the voltage at the pantograph of the locomotive, its current and feeder current and power loss in traction network for various parameters of trains. The technique of modeling (in Matlab) train situation at mipasiasync section in different variants, the number of trains in the package and the distance between trains. The calculated stress on scrumpymacs locomotives in packages, their current, as well as current and power loss sections traction network for batch movement speed, with a speed of 200 km/h trains. In developed simulation models of processes in the system traction power supply first proposed identification model electric rolling stock (locomotive) AC. For the first time the regularities of the influence of the number of trains in service, miptsteatte distance and time interval passing of trains on the voltage at scrumpymacs, their currents, and the feeder current and power loss in traction network. It is shown that the requirements of PTE electrified Railways of Ukraine on valid input level voltage at the pantograph of the locomotive under the given conditions of the modeling are performed. The increase of power losses in traction network in packet trains should be taken into account in the composition and process losses, which are included in the contingent loss of power.
Description
Т. Міщенко: ORCID 0000-0001-6336-7350
Keywords
моделювання, пакети поїздів, швидкісний рух, тягова мережа, напруга, струм, електровоз, тягова підстанція, моделирование, пакеты поездов, скоростное движение, тяговая сеть, напряжение, ток, электровоз, тяговая подстанция, modeling, packages trains, speed, power train, voltage, current, electric, traction substation, КІСЕ
Citation
Міщенко, Т. М. Моделювання електромагнітних процесів в тяговій мережі при пакетному русі швидкісних поїздів. Електрифікація транспорту. 2015. № 9. С. 50–61. DOI: 10.15802/etr.v0i9.51726.