Метод моделювання системи тягового електропостачання
Loading...
Files
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Удосконалено математичну модель системи тягового електропостачання змінного струму, яка може стати науковим обґрунтуванням методу виміру гармонік зворотного тягового струму. За результатами моделювання й аналізу відповідних експериментальних даних було з’ясовано, що в найгірших умовах опиняються рейкові кола, розташовані в районі тягових підстанцій та в місцях знаходження локомотивів, оскільки струм гармонійних завад в такому разі буде найбільшим. Біля тягової підстанції відбувається збір всього зворотного тягового струму. Експериментальний та аналітичний аналіз показав, що найбільш небезпечними є гармонійні завади частотою 25, 75, 100 й 125 Гц для колійного реле кодових рейкових кіл 25 Гц.Завади даною частотою можуть привести до його помилкового спрацьовування.
Причиною виникнення струмів завад вказаної частоти можуть бути регулятори пуску тягових двигунів, випрямлячі електровозів, робота щітково-колекторного механізму тягових та допоміжних двигунів, система зовнішнього електропостачання.
Спектральний аналіз зворотного тягового струму дозволяє не тільки виявити небезпечні з погляду нормального функціонування пристроїв автоматики гармоніки, але і несправності в роботі різних елементів системи тягового електропостачання (тягових двигунів, тиристорних перетворювачів локомотивів, устаткування тягових підстанцій постійного струму).
За результатами моделювання й аналізом відповідних експериментальних даних було з’ясовано, що в якнайгірших умовах опиняються рейкові кола, розташовані в районі тягових підстанцій. В рейковому колі, де знаходиться локомотив й суміжному з ним, струм завад від тягових двигунів локомотива буде максимальним, в інших РК цей струм буде меншим завдяки роботі дросель-трансформаторів, згладжуючим фільтрам РК й струмам утікання.
RU: Усовершенствована математическая модель системы тягового электроснабжения переменного тока, которая может стать научным обоснованием метода измерения гармоник обратного тягового тока. По результатам моделирования и анализа соответствующих экспериментальных данных было установлено, что в наихудших условиях оказываются рельсовые цепи (РЦ), расположенные в районе тяговых подстанций и в местах нахождения локомотивов, поскольку ток гармонических помех в таком случае будет наибольшим. Возле тяговой подстанции происходит сбор всего обратного тягового тока. Экспериментальный и аналитический анализ показал, что наиболее опасными являются гармонические помехи частотой 25, 75, 100 и 125 Гц для путевого реле кодовых рельсовых цепей 25 Гц. Помехи данной частотой могут привести к его ложному срабатыванию. Причиной возникновения токов помех указанной частоты могут быть регуляторы пуска тяговых двигателей, выпрямители электровозов, работа щеточно-коллекторного механизма тяговых и вспомогательных двигателей, система внешнего электроснабжения. Спектральный анализ обратного тягового тока позволяет не только выявить опасные с точки зрения нормального функционирования устройств автоматики гармоники, но и неисправности в работе различных элементов системы тягового электроснабжения (тяговых двигателей, тиристорных преобразователей локомотивов, оборудования тяговых подстанций постоянного тока). По результатам моделирования и анализа соответствующих экспериментальных данных было выяснено, что в наихудших условиях оказываются рельсовые цепи, расположенные в районе тяговых подстанций. В рельсовой цепи, где находится локомотив и смежной с ним, ток помехи от тяговых двигателей локомотива будет максимальным, в других РЦ этот ток будет меньше благодаря работе дроссель-трансформаторов, сглаживающих фильтров РЦ и токам утечки.
EN: The mathematical model of alternating current traction electrosupply system had been improved and it can be stated as a scientific base for the measurement method of harmonics of the opposite traction current. The rail circuits located in an area of traction substations and at places of presence of locomotives turn out under the worst conditions as the current of harmonics interferences in such case will be greatest. It was established in the results of modelling and analysis of appropriate experimental data that all the return traction currents are summed near a traction substation. Experimental and analytical analyses have shown that the most dangerous ones are the harmonics at frequencies of 25, 75, 100 and 125 Hz for the way’s relay of the code rail circuits of 25 Hz. Interference of given frequency can lead to false switch. The cause of the interference currents specified frequency can be regulators start of tractive motors, electric rectifiers, the work of brush-collector mechanism of traction and auxiliary engines, the external power supply system. Spectral analysis of return traction current can not only identify the harmonics, which are the dangerous from the point of view of the proper functioning automatics devices, and malfunctions of the various elements of the traction power supply system (traction motors, thyristor converters locomotives, traction substations DC equipment). According to the results of simulation and analysis of the relevant experimental data, it was found that in the worst conditions are track circuits located in the section with traction substations. In track circuit where presence locomotive and an adjacent TC, the current interferences of the locomotive traction engines will be the maximum, in other TC, this current will be less due to the choke-transformers, smoothing filters TC and leakage currents.
RU: Усовершенствована математическая модель системы тягового электроснабжения переменного тока, которая может стать научным обоснованием метода измерения гармоник обратного тягового тока. По результатам моделирования и анализа соответствующих экспериментальных данных было установлено, что в наихудших условиях оказываются рельсовые цепи (РЦ), расположенные в районе тяговых подстанций и в местах нахождения локомотивов, поскольку ток гармонических помех в таком случае будет наибольшим. Возле тяговой подстанции происходит сбор всего обратного тягового тока. Экспериментальный и аналитический анализ показал, что наиболее опасными являются гармонические помехи частотой 25, 75, 100 и 125 Гц для путевого реле кодовых рельсовых цепей 25 Гц. Помехи данной частотой могут привести к его ложному срабатыванию. Причиной возникновения токов помех указанной частоты могут быть регуляторы пуска тяговых двигателей, выпрямители электровозов, работа щеточно-коллекторного механизма тяговых и вспомогательных двигателей, система внешнего электроснабжения. Спектральный анализ обратного тягового тока позволяет не только выявить опасные с точки зрения нормального функционирования устройств автоматики гармоники, но и неисправности в работе различных элементов системы тягового электроснабжения (тяговых двигателей, тиристорных преобразователей локомотивов, оборудования тяговых подстанций постоянного тока). По результатам моделирования и анализа соответствующих экспериментальных данных было выяснено, что в наихудших условиях оказываются рельсовые цепи, расположенные в районе тяговых подстанций. В рельсовой цепи, где находится локомотив и смежной с ним, ток помехи от тяговых двигателей локомотива будет максимальным, в других РЦ этот ток будет меньше благодаря работе дроссель-трансформаторов, сглаживающих фильтров РЦ и токам утечки.
EN: The mathematical model of alternating current traction electrosupply system had been improved and it can be stated as a scientific base for the measurement method of harmonics of the opposite traction current. The rail circuits located in an area of traction substations and at places of presence of locomotives turn out under the worst conditions as the current of harmonics interferences in such case will be greatest. It was established in the results of modelling and analysis of appropriate experimental data that all the return traction currents are summed near a traction substation. Experimental and analytical analyses have shown that the most dangerous ones are the harmonics at frequencies of 25, 75, 100 and 125 Hz for the way’s relay of the code rail circuits of 25 Hz. Interference of given frequency can lead to false switch. The cause of the interference currents specified frequency can be regulators start of tractive motors, electric rectifiers, the work of brush-collector mechanism of traction and auxiliary engines, the external power supply system. Spectral analysis of return traction current can not only identify the harmonics, which are the dangerous from the point of view of the proper functioning automatics devices, and malfunctions of the various elements of the traction power supply system (traction motors, thyristor converters locomotives, traction substations DC equipment). According to the results of simulation and analysis of the relevant experimental data, it was found that in the worst conditions are track circuits located in the section with traction substations. In track circuit where presence locomotive and an adjacent TC, the current interferences of the locomotive traction engines will be the maximum, in other TC, this current will be less due to the choke-transformers, smoothing filters TC and leakage currents.
Description
Т. Сердюк: ORCID 0000-0002-2609-4071; В. Гаврилюк: ORCID 0000-0001-9914-5733
Keywords
система тягового електропостачання, рейкові кола, експериментальні дослідження, гармонійні завади, система тягового электроснабжения, рельсовые цепи, экспериментальные исследования, гармонические помехи, system of traction electrosupplying, rail circuits, experimental investigation, harmonic interferences, КАТЗ
Citation
Сердюк, Т. М. Метод моделювання системи тягового електропостачання / Т. М. Сердюк, В. В. Мелешко, В. І. Гаврилюк // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. – 2015. – № 10. – С. 35–43. – DOI: 10.15802/ecsrt2015/73854.