Вплив режиму короткого замикання в тяговій мережі постійного струму на перепал контактного проводу
Loading...
Date
2013
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UKR: Дослідження аварійних режимів короткого замикання в системі електричної тяги постійного струму і до сьогодні є актуальною задачею. Цей режим супроводжується протіканням надструмів і є надзвичайно небезпечним в такій потужній системі. Метою роботи є виявлення умов та механізму виникнення генераторних струмів і відповідно розробка заходів щодо зменшення їх впливу на протікання цього аварійного режиму. Дуже важливо оцінити величину і тривалість генераторних струмів в усіх режимах ведення електрорухомого складу постійного струму. Особливо це стосується режимів ослаблення поля, оскільки в шунтуючій вітці обмотки збудження присутній індуктивний елемент який накопичує велику кількість електромагнітної енергії. Під час перехідного процесу ця енергія вивільняється через точку короткого замикання. При цьому збільшується нагрів елементів контактної мережі. Дослідження короткого замикання в тяговій мережі при наявності електровозів на фідерній зоні було виконано шляхом математичного моделювання. Для цього було створено схему заміщення розглядуваної системи і для неї записано систему рівнянь електромагнітного стану. За результатами моделювання було встановлено, що у випадку ведення поїзда при послабленому збуджені кількість електрики і теплоти, що протікає через точку короткого замикання, не просто спричинить нагрів контактного проводу, а викличе його механічне руйнування. Для уникнення такого негативного явища необхідно зменшити вплив індуктивного елементу шунтуючої вітки. Для вирішення цієї проблеми автором запропоновано використання запираючого діода в цій вітці. Використання такого заходу дозволяє значно зменшити тривалість і максимальне значення генераторного струму що виділяє електровоз постійного струму. Отже зменшуються пошкодження елементів контактної мережі.
RUS: Исследование аварийных режимов короткого замыкания в системе электрической тяги постоянного тока и сегодня актуально. Для этого режима характерно протекание сверхтоков и поэтому он является очень опасным для такой мощной системы. Целью работы является определение условий и механизма возникновения генераторных токов и как следствие разработка средств уменьшения их влияния на протекание аварийного процесса. Важно оценить значение и продолжительность генераторных токов в различных режимах ведения электроподвижного состава постоянного тока. Особенно это касается режимов ослабления поля, поскольку в шунтирующей ветви обмотки возбуждения присутствует индуктивный элемент. Этот элемент способен накапливать большое количество электромагнитной энергии. Во время переходного процесса эта энергия высвобождается через точку короткого замыкания. При этом увеличивается нагрев элементов контактной сети. Исследование короткого замыкания в тяговой сети при наличии электровозов на фидерной зоне было выполнено математическим моделированием. Для этого была создана схема замещения рассматриваемой системы и для нее записана система уравнений электромагнитного состояния. Результаты моделирования показали, что в случае ведения поезда при ослаблении возбуждения количество электричества и теплоты, которые протекают через точку короткого замыкания, не только нагревает контактный провод, но может даже вызвать его механическое разрушение. Чтобы не допустить этого, необходимо уменьшить влияние индуктивного элемента шунтирующей ветви. Для реализации этого средства предложено использовать запирающий диод в этой ветви. Это средство позволяет уменьшить продолжительность и максимальное значение генераторного тока, который выделяет электровоз постоянного тока. Таким образом, уменьшаются повреждения контактной сети.
ENG: Study of emergency short circuit in the system of electronic electric traction and DC relevant today. For this regime is characterized by a leak overcurrents and therefore it is very dangerous for such a powerful system. The aim of the work is the determination of the conditions and mechanism of occurrence of the generator current, and as a consequence of the development of the means of reducing their impact on the flow of accidention process. It is Important to assess the value and duration of the generator of the currents in a variety of modes of electric rolling stock permanent strength of the current. This especially concerns the mode of the weakening of the field, because in shunting branches of the field there is an inductive element. This element is able to accumulate a large amount of electromagnetic energy. During the transition process of this energy is released through the point of a short circuit. This increases the heating elements of the contact network. Study of the short circuit in traction network in the presence of electric locomotives on the feeder zone was performed mathematical modeling. For this scheme was set up replacement of the system and for it is written system of equations of the electromagnetic with standing. The simulation results have shown that in the case of a train when attenuation of excitation of the amount of electricity and heat, which flow through the point of the short-circuit not only heats the contact wire, but may even cause it to mechanical destruction. To prevent this, it is necessary to reduce the influence of inductive element shunting branches. For realization of this equipment offered to the use of barrier diode in this branch. This tool allows you to reduce to the duration and the maximum value of the generator current, which allocates the electric locomotive of direct current. Thus, the reduced damage the contact network.
RUS: Исследование аварийных режимов короткого замыкания в системе электрической тяги постоянного тока и сегодня актуально. Для этого режима характерно протекание сверхтоков и поэтому он является очень опасным для такой мощной системы. Целью работы является определение условий и механизма возникновения генераторных токов и как следствие разработка средств уменьшения их влияния на протекание аварийного процесса. Важно оценить значение и продолжительность генераторных токов в различных режимах ведения электроподвижного состава постоянного тока. Особенно это касается режимов ослабления поля, поскольку в шунтирующей ветви обмотки возбуждения присутствует индуктивный элемент. Этот элемент способен накапливать большое количество электромагнитной энергии. Во время переходного процесса эта энергия высвобождается через точку короткого замыкания. При этом увеличивается нагрев элементов контактной сети. Исследование короткого замыкания в тяговой сети при наличии электровозов на фидерной зоне было выполнено математическим моделированием. Для этого была создана схема замещения рассматриваемой системы и для нее записана система уравнений электромагнитного состояния. Результаты моделирования показали, что в случае ведения поезда при ослаблении возбуждения количество электричества и теплоты, которые протекают через точку короткого замыкания, не только нагревает контактный провод, но может даже вызвать его механическое разрушение. Чтобы не допустить этого, необходимо уменьшить влияние индуктивного элемента шунтирующей ветви. Для реализации этого средства предложено использовать запирающий диод в этой ветви. Это средство позволяет уменьшить продолжительность и максимальное значение генераторного тока, который выделяет электровоз постоянного тока. Таким образом, уменьшаются повреждения контактной сети.
ENG: Study of emergency short circuit in the system of electronic electric traction and DC relevant today. For this regime is characterized by a leak overcurrents and therefore it is very dangerous for such a powerful system. The aim of the work is the determination of the conditions and mechanism of occurrence of the generator current, and as a consequence of the development of the means of reducing their impact on the flow of accidention process. It is Important to assess the value and duration of the generator of the currents in a variety of modes of electric rolling stock permanent strength of the current. This especially concerns the mode of the weakening of the field, because in shunting branches of the field there is an inductive element. This element is able to accumulate a large amount of electromagnetic energy. During the transition process of this energy is released through the point of a short circuit. This increases the heating elements of the contact network. Study of the short circuit in traction network in the presence of electric locomotives on the feeder zone was performed mathematical modeling. For this scheme was set up replacement of the system and for it is written system of equations of the electromagnetic with standing. The simulation results have shown that in the case of a train when attenuation of excitation of the amount of electricity and heat, which flow through the point of the short-circuit not only heats the contact wire, but may even cause it to mechanical destruction. To prevent this, it is necessary to reduce the influence of inductive element shunting branches. For realization of this equipment offered to the use of barrier diode in this branch. This tool allows you to reduce to the duration and the maximum value of the generator current, which allocates the electric locomotive of direct current. Thus, the reduced damage the contact network.
Description
Keywords
система електричної тяги, електрорухомий склад, тяговий електричний двигун, математична модель, коротке замикання, обмотка збудження, кількість електрики, магнітний потік, перехідний процес, перехідний струм, система электрической тяги, электроподвижной состав, тяговый электрический двигатель, математическая модель, короткое замыкание, обмотка возбуждения, количество электричества, магнитный поток, переходный процесс, переходный ток, electric traction system, electric locomotive, electric traction motor, mathematical model, short circuit, excitation winding, quantity of electricity, magnetic flux, transient, transient current, КЕЕ
Citation
Михаліченко, П. Є. Вплив режиму короткого замикання в тяговій мережі постійного струму на перепал контактного проводу / П. Є. Михаліченко // Електрифікація транспорту. – 2013. – № 6. – С. 40–46. – DOI: 10.15802/etr.v0i6.24346.