НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА ЗАСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ТЯГИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ПРИ АВАРІЙНИХ РЕЖИМАХ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформу-льовані  мета  і  завдання  досліджень,  приведені  основні  наукові  положення  та

результати, які винесені до захисту, а також відомості про практичне значення

результатів роботи, їх апробацію і публікацію матеріалів дослідження.

У першому розділі приведено результати моніторингу вимикань швидко-діючих  вимикачів  (ШВ)  тягових  підстанцій  (ТП),  проведений  на  лінійних  під-розділах служб «Електропостачання та електрифікації» Придніпровської та До-нецької залізниць, який показав, що в реальних умовах експлуатації СЕТ вини-кає велика кількість  аварійних  режимів, про  що  свідчить відповідно велика  кі-лькість  вимикань  ШВ.  Основними  причинами  цих  вимикань  є:  коротке  зами-кання  (КЗ);  несправність  електрорухомого  складу  (ЕРС);  перевантаження

тягової  мережі  (ТМ).  При  цьому  з  електроенергетичної  точки  зору  найбільш

небезпечним і частим  є  режим  короткого  замикання і  режим  відриву  струмоп-риймача від контактного проводу (КП) і подальше його торкання. Під час про-тікання  зазначених  режимів  спостерігаються  кидки  струмів,  максимальні  зна-чення яких, за певних умов, значно перевищують робочі струми.

10

Існуючі  на  сьогодні  системи  захисту,  що  побудовані  на  принципі  порів-няння основних величин (максимальне значення, швидкість зміни, приріст) пе-рехідних фідерних струмів, були розроблені і досліджені в 50…70-х роках ми-нулого століття для електрифікованих залізниць колишнього СРСР. Тому фіде-рний захист, реалізований і побудований на основі ШВ, вже не здатний в пов-ній мірі забезпечувати основні вимоги за швидкодією, надійністю, селективніс-тю тощо. Ці вимикання, що реалізують принципи релейно-струмового захисту,

застаріли як технічно, так і морально і не задовольняють сучасним вимогам ро-боти  СЕТ.  Підвищення  ефективності  роботи  систем  захисту  фідерів  3,3  кВ  на

сучасному  етапі  розвитку  пристроїв  фідерної  автоматики  можна  досягти  лише

за умов: а) пошуку нових принципів, а також поєднання роботи систем захисту,

основаних на декількох ознаках; б) використання мікропроцесорних систем.

Під час аналізу літературних джерел попередніх досліджень було виявле-но,  що  за  поставленою  проблемою  відсутні  дослідження  аварійних  режимів  в

СЕТ  в  умовах  залізниць  України.  Також  в  існуючих  роботах  з  математичного

моделювання  електромагнітного  стану  СЕТ  в  аварійних  режимах  автори  нех-тують  багатьма  реально  діючими  факторами,  що  робить  отримані  результати

дуже наближеними, а то й зовсім такими, що не відповідають дійсності, і, голо-вне, не досліджено взаємний вплив ЕРС і системи тягового електропостачання

(СТЕП). Електровоз в СЕТ враховано у вигляді ідеального джерела струму або,

у кращому разі, схема його заміщення складається з проти-електрорушійної си-ли  (е.р.с.),  опору  та  індуктивністю  обмоток  електричних  двигунів.  Роботи,  в

яких  схеми  заміщення  силового  кола  електровозу  враховують  вихрові  струми

тягових двигунів, обмежені вже на етапі розв’язання. В таких роботах результа-ти моделювання отримані, як правило, фізичним моделюванням або взагалі від-сутні. В жодній з робіт навіть не згадується про вплив постів секціонування та

пунктів паралельного з’єднання СТЕП, а також не досліджені процеси при ная-вності на фідерній  зоні 2-х і більше  одиниць електрорухомого складу, а  також

двоколійності міжпідстанційної зони.

Відсутні дослідження такого важливого режиму в СЕТ, яким є генератор-ний режим, обумовлюючий таке негативне явище, як перепал контактного про-воду.

Автори  робіт  також  не торкаються аналізу енергетичних показників сис-теми  при  перехідних  процесах,  що  відбуваються  в  місці  виникнення  аварійної

ситуації і в СЕТ в цілому.

У другому розділі викладено умови проведення експериментальних та те-оретичних досліджень. Обґрунтовано вибір об’єктів, умов, та методів експери-ментальних досліджень аварійних режимів на діючих  електрифікованих ділян-ках  Придніпровської  залізниці  за  спеціально  розробленими  і  затвердженими

Програмами.  Запропонована  схема  вмикання  цифрового  запам’ятовуючого  ос-цилографа,  вибір  допоміжних  елементів  для  одночасного  вимірювання  в  ава-рійних  режимах  фідерних  струмів  та  напруг  в  розподільчих  пристроях  3,3  кВ.

Для  виконання  теоретичних  розрахунків  запропоновано  використання  системи

комп’ютерної  математики  «Maple»,  обчислювальні  потужності  якої  здатні  ви-рішувати складні задачі теоретичної електротехніки.

11

У третьому розділі викладено результати теоретичних, шляхом моделю-вання,  і  експериментальних  досліджень  режиму  КЗ  в  ТМ  без  ЕРС.  Для  цього,

насамперед, було встановлено, яким електричним колом, з зосередженим чи ро-зподіленими  параметрами,  вважати  при  математичному  моделюванні  тягову

мережу.

Навіть  для  гармонійних  складових  з  частотою  2000  Гц  довжина  хвилі

складає λ=150 км. Оскільки довжина  l  міжпідстанційної ділянки не перевищує

20 км,  отже  l=20(км)<<λ=150(км),  можна  прийняти,  що  ТМ  постійного  струму

слід аналізувати як електричне коло з зосередженими параметрами.