Енергетичні спектри випадкових процесів тягових напруг і струмів електротранспорту (препринт)
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Запорізький національний технічний університет, Запоріжжя
Abstract
UKR: Вивчені теоретичні передумови і отримані співвідношення зв'язку енергетичного спектру випадкового процесу з його кореляційною функцією. Наведено результати чисельних розрахунків спектрів тягових напруг і струмів реально діючих підсистем електричного транспорту: фідерної напруги на тяговій підстанції; струмів в режимах тяги і рекуперації електровозів відповідно ДЕ 1 і ВЛ 8; напруги на струмоприймачі міського трамваю. Спектральний аналіз тягових напруг і струмів є основою для оцінки енергетики електромагнітних процесів в системах електричної тяги, зокрема, постійного струму. Останнє обумовлено тим, що система постійного струму такою не є в наслідок нестаціонарного випадкового характеру зміни тягових напруги і струму. Неперіодичний стохастичний характер зміни напруги і струму викликає для дослідження їх спектрального складу застосування імовірнісних методів, що ґрунтуються на спектрально-кореляційній теорії випадкових процесів. Викладені теоретичні передумови і отримані співвідношення зв'язку енергетичного спектру випадкового процесу з його кореляційною функцією. Наведено результати чисельних розрахунків спектрів тягових напруг і струмів реально діючих підсистем електричного транспорту: фідерної напруги на тяговій підстанції; струмів в режимах тяги і рекуперації електровозів відповідно ДЕ 1 і ВЛ 8; напруги на струмоприймачі міського трамваю. Встановлено, що енергетичні спектри випадкових процесів тягових і рекуперативних напруг і струмів мають імовірнісний характер, залежний від технологічних факторів роботи системи, а енергія випадкового процесу чисельно більша в режимі тяги, ніж в режимах рекуперативного гальмування.
RUS: Изучены теоретические предпосылки и получены соотношения связи энергетического спектра случайного процесса с его корреляционной функцией. Приведены результаты численных расчётов спектров тяговых напряжений и токов реально действующих подсистем электрического транспорта: фидерного напряжения тяговой подстанции; токов в режимах тяги и рекуперации электровозов соответственно ДЭ 1 и ВЛ 8; напряжения на токоприёмнике городского трамвая. Спектральный анализ тяговых напряжений и токов является основой для оценки энергетики электромагнитных процессов в системах электрической тяги, в частности, постоянного тока. Последнее обусловлено тем, что система постоянного тока таковой не является вследствие нестационарного случайного характера изменения тяговых напряжения и тока. Непериодический стохастический характер изменения напряжения и тока требует для исследования их спектрального состава применения вероятностных методов, основанных на спектрально-корреляционной теории случайных процессов. Изложены теоретические предпосылки и получены соотношения связи энергетического спектра случайного процесса с его корреляционной функцией. Приведены результаты численных расчетов спектров тяговых напряжений и токов реально действующих подсистем электрического транспорта: фидерного напряжения на тяговой подстанции; токов в режимах тяги и рекуперации электровозов соответственно ДЕ 1 и ВЛ 8; напряжения на токоприемнике городского трамвая. Установлено, что энергетические спектры случайных процессов тяговых и рекуперативных напряжений и токов имеют вероятностный характер, зависящий от технологических факторов работы системы, а энергия случайного процесса численно больше в режиме тяги, чем в режимах рекуперативного торможения.
ENG: Theoretical preconditions have been given and relations of link of random process energetic spectrum with its correlation function have been obtained. The paper presents the results of numerical computing of traction voltage spectra and currents of acting electric transport subsystems: feeder voltage of traction substation; currents of traction mode and recuperation of electric locomotive DE 1 and VL 8; voltage on current collector device of city tram. Spectral analysis of traction voltages and currents are the basis for assessing energy electromagnetic processes in systems of electric traction, in particular, DC. The latter is due to the fact that the DC system is not in consequence of non-stationary random character of change of traction voltage and current. Nonperiodic stochastic nature of the change of voltage and current calls for study of their spectral composition using probabilistic methods based on spectral correlation theory of random processes. Attached theoretical assumptions and the relations of connection of the energy spectrum of a random process with his correlating function.The results of the numerical calculations of the spectra of traction voltages and currents actually operating electrical subsystems transport: feeder voltage at the traction substation; currents in modes of traction and recuperation of electric locomotives in accordance with DE1 and VL 8; the voltage on the current collector of the city tram. It is established that energy spectra of random processes traction and recuperative voltages and currents are probabilistic in nature, depending on technological factors of the system, and the energy of the random process numerically greater traction mode than in the modes of regenerative braking.
RUS: Изучены теоретические предпосылки и получены соотношения связи энергетического спектра случайного процесса с его корреляционной функцией. Приведены результаты численных расчётов спектров тяговых напряжений и токов реально действующих подсистем электрического транспорта: фидерного напряжения тяговой подстанции; токов в режимах тяги и рекуперации электровозов соответственно ДЭ 1 и ВЛ 8; напряжения на токоприёмнике городского трамвая. Спектральный анализ тяговых напряжений и токов является основой для оценки энергетики электромагнитных процессов в системах электрической тяги, в частности, постоянного тока. Последнее обусловлено тем, что система постоянного тока таковой не является вследствие нестационарного случайного характера изменения тяговых напряжения и тока. Непериодический стохастический характер изменения напряжения и тока требует для исследования их спектрального состава применения вероятностных методов, основанных на спектрально-корреляционной теории случайных процессов. Изложены теоретические предпосылки и получены соотношения связи энергетического спектра случайного процесса с его корреляционной функцией. Приведены результаты численных расчетов спектров тяговых напряжений и токов реально действующих подсистем электрического транспорта: фидерного напряжения на тяговой подстанции; токов в режимах тяги и рекуперации электровозов соответственно ДЕ 1 и ВЛ 8; напряжения на токоприемнике городского трамвая. Установлено, что энергетические спектры случайных процессов тяговых и рекуперативных напряжений и токов имеют вероятностный характер, зависящий от технологических факторов работы системы, а энергия случайного процесса численно больше в режиме тяги, чем в режимах рекуперативного торможения.
ENG: Theoretical preconditions have been given and relations of link of random process energetic spectrum with its correlation function have been obtained. The paper presents the results of numerical computing of traction voltage spectra and currents of acting electric transport subsystems: feeder voltage of traction substation; currents of traction mode and recuperation of electric locomotive DE 1 and VL 8; voltage on current collector device of city tram. Spectral analysis of traction voltages and currents are the basis for assessing energy electromagnetic processes in systems of electric traction, in particular, DC. The latter is due to the fact that the DC system is not in consequence of non-stationary random character of change of traction voltage and current. Nonperiodic stochastic nature of the change of voltage and current calls for study of their spectral composition using probabilistic methods based on spectral correlation theory of random processes. Attached theoretical assumptions and the relations of connection of the energy spectrum of a random process with his correlating function.The results of the numerical calculations of the spectra of traction voltages and currents actually operating electrical subsystems transport: feeder voltage at the traction substation; currents in modes of traction and recuperation of electric locomotives in accordance with DE1 and VL 8; the voltage on the current collector of the city tram. It is established that energy spectra of random processes traction and recuperative voltages and currents are probabilistic in nature, depending on technological factors of the system, and the energy of the random process numerically greater traction mode than in the modes of regenerative braking.
Description
М. Костін: ORCID 0000-0002-0856-6397
Keywords
напруга, тяговий струм, кореляційна функція, електротранспорт, спектральний аналіз, випадковий процес, енергетичний спектр, напряжение, тяговый ток, корреляционная функция, электротранспорт, спектральный анализ, случайный процесс, энергетический спектр, voltage, traction current, correlation function, electric vehicle, spectral analysis, random process, power spectrum, КТЕМ
Citation
Костін, М. О. Енергетичні спектри випадкових процесів тягових напруг і струмів електротранспорту: [препринт] / М. О. Костін // Електротехніка та електроенергетика. – 2015. – № 2. – С. 71–80.