Мащенко Павел Евгеньевич. Повышение работоспособности устройств интервального регулирования движения поездов с учетом уровня электромагнитных помех, создаваемых перспективным электроподвижным составом

Короткий опис

Мащенко Павел Евгеньевич. Повышение работоспособности устройств интервального регулирования движения поездов с учетом уровня электромагнитных помех, создаваемых перспективным электроподвижным составом : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.08 Москва, 2007 207 с., Библиогр.: с. 181-189 РГБ ОД, 61:07-5/4386

Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Московский государственный университет путей сообщения»
На правах рукописи
Мащенко Павел Евгеньевич

ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
УСТРОЙСТВ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ С УЧЁТОМ УРОВНЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ, СОЗДАВАЕМЫХ
ПЕРСПЕКТИВНЫМ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНЫМ
СОСТАВОМ
Специальность: 05.22.08 - Управление процессами перевозок
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель доктор технических наук, профессор Кравцов Ю.А.
Москва - 2007
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЯГОВОГО ТОКА НА РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ БЕЗ
ИЗОЛИРУЮЩИХ СТЫКОВ 10
1Л. Уравнения распространения напряжений и токов в двухпроводной и однопроводной рельсовых линиях, учитывающие взаимную индуктивность контактного провода и рельсов 10
1.2. Методика приближённой оценки мешающего влияния тягового
тока на бесстыковые рельсовые цепи 17
1.3. Методика определения мешающего влияния тягового тока на
бесстыковые рельсовые цепи 27
1.4. Анализ расчётных данных влияния тягового тока на тональные
рельсовые цепи без изолирующих стыков 37
1.5. Экспериментальные исследования суммарного тока в рельсах на
участках между станциями Буй и Вохтога 50
1.6. Выводы 60
2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЯГОВОГО ТОКА НА РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ С
ИЗОЛИРУЮЩИМИ СТЫКАМИ 62
2.1. Анализ влияния постоянной составляющей тягового тока на
приёмные устройства рельсовых цепей 62
2.2. Анализ влияния переменной составляющей тягового тока на
приёмные устройства рельсовых цепей 75
2.3. Исследование влияния гармоник тягового тока на рельсовые цепи,
расположенные на станции 87
2.4. Сравнение методик расчёта мешающего влияния гармонических
составляющих тягового тока на приёмные устройства рельсовых цепей 101
109
з
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ПАРАМЕТРОВ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА И РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ 112
ЗЛ. Методы измерения первичных параметров несимметричной
рельсовой линии 112
3.2. Методы измерения параметров цепи канализации тягового тока
“контактный провод-рельсы” 123
3.3. Методика экспериментального исследования уровня мешающего
влияния гармоник тягового тока на путевой приёмник рельсовой цепи 130
3.4. Выводы 144
4. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ И ПЕРСПЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА 145
4.1. Условия обеспечения электромагнитной совместимости
фазочувствительных рельсовых цепей и перспективного электроподвижного состава 145
4.2. Методика испытаний электровоза ЭП10 на электромагнитную совместимость с рельсовыми цепями устройств сигнализации, централизации и
блокировки 150
4.3. Анализ электромагнитной совместимости станционных
фазочувствительных рельсовых цепей и электровоза ЭП10 с импульсным преобразователем при электротяге переменного тока 154
4.4. Эксплуатационные испытания локомотивного индикатора исправности электрооборудования электровоза ЭП10 по требованиям
электромагнитной совместимости со станционными фазочувствительными
рельсовыми цепями 159
4.5. Анализ влияния на станционные фазочувствительные рельсовые
цепи нескольких электровозов в фидерной зоне 167
4.6. Выводы 177
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 178
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 181
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Расшифровка коэффициентов, принятых при расчёте величины влияния тягового тока и его гармонических составляющих на приёмную аппаратуру тональных рельсовых цепей без изолирующих
стыков 190
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты “приближённых” и ’’точных” расчётов для гармонической составляющей тягового тока частотой 480 Гц 193
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Расшифровка коэффициентов, принятых при расчёте величины влияния переменной составляющей тягового тока и его гармонических составляющих на приёмную аппаратуру тональных рельсовых
цепей с изолирующими стыками 196
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Расшифровка коэффициентов, принятых при расчёте величины влияния тягового тока и его гармонических составляющих на приёмную аппаратуру рельсовых цепей с изолирующими стыками на
станции 198
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Результаты анализа бортовой базы диагностических данных электровозов ЭП10 по регистрации срабатываний локомотивного индикатора электромагнитной совместимости 201

Список літератури

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Требования к электромагнитной совместимости электроподвижного состава и рельсовых цепей в последнее время значительно возросли в связи с широким использованием на перспективных электровозах достижений научно¬технического прогресса. Дополнительные сложности вызваны высокой плотностью компоновки оборудования на подвижном составе, где силовые устройства и системы управления располагаются рядом; движением тягового подвижного состава вблизи устройств связи и сигнализации, а также трассировкой линий связи и СЦБ параллельно контактной сети. Все эти факторы обусловили принятие на железных дорогах особо жестких норм к уровням помех, генерируемых тяговыми преобразователями электровозов.
Роль электромагнитной совместимости значительно возросла в связи с использованием на электроподвижном составе компьютерных систем управления и полупроводниковых преобразователей большой мощности. Тяговые преобразователи возбуждают в питающей их сети мешающие токи, которые через рельсы и контактную сеть передаются на тяговую подстанцию. Эти помехи содержат частоты от нескольких герц до 10 кГц. Они могут оказывать мешающее и опасное влияние на работу устройств СЦБ и связи, расположенных в зоне рельсов, особенно на рельсовые цепи, устройства автоматической локомотивной сигнализации и приборы системы
автоматического управления движением поездов.
Особенностью электроподвижного состава в отношении электромагнитной совместимости является близкое расположение элементов силовой электроники от устройств СЦБ и связи, работающих на индуктивном принципе. Крутизна фронта импульсов напряжения в тяговых
преобразователях, работающих на запираемых тиристорах, составляет 0,5 - 1 кВ/мкс, а на биполярных транзисторах с изолированным затвором — от 3 до 10 кВ/мкс. Крутизна импульсов тока составляет соответственно 3-300 и30 - 600 А/мкс. В промежуточном звене таких преобразователей напряжение постоянного тока может поддерживаться на уровне от 600 В до 2,8 кВ. В непосредственной близости от преобразователей и подключенных к ним тяговых двигателей, трансформаторов, тормозных резисторов и силовых кабелей должны надежно работать устройства систем СЦБ, рабочий уровень сигналов которых в зависимости от частоты лежит между несколькими амперами и миллиамперами.
В рамках диссертационной работы получены следующие основные научные и прикладные результаты.
1. Разработана модель распределения гармонических составляющих тягового тока в несимметричной рельсовой линии для рельсовых цепей без изолирующих стыков.
2. Разработана методика определения мешающего влияния тягового тока на бесстыковые рельсовые цепи в несимметричной рельсовой линии.
3. Проведён анализ расчётных данных влияния тягового тока на тональные рельсовые цепи без изолирующих стыков.
4. Разработана модель распределения постоянной составляющей тягового тока в несимметричной рельсовой линии для неразветвлённых
рельсовых цепей с изолирующими стыками.
5. Разработана методика определения мешающего влияния постоянной
составляющей тягового тока на неразветвлённые рельсовые цепи с
изолирующими стыками с учётом асимметрии первичных параметров в
рельсовой линии.
6. Проведён анализ влияния постоянной составляющей тягового тока на приёмные устройства рельсовых цепей с изолирующими стыками.
7. Разработана модель распределения переменной составляющей тягового тока в несимметричной рельсовой линии для неразветвлённых рельсовых цепей с изолирующими стыками.
8. Разработана методика определения мешающего влияния переменной
составляющей тягового тока на неразветвлённые рельсовые цепи с изолирующими стыками с учётом асимметрии первичных параметров в рельсовой линии.
9. Проведён анализ влияния переменной составляющей тягового тока на приёмные устройства неразветвлённых рельсовых цепей с изолирующими стыками.
10. Разработана модель распределения гармонических составляющих тягового тока в несимметричной рельсовой линии для разветвлённых рельсовых цепей с изолирующими стыками, расположенными на станции.