Дослідження режимів потужності в тяговій мережі для забезпечення швидкісного руху
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.146665Ключові слова:
система тягового електропостачання, централізоване живлення, розподілене живлення, питома потужність, рівень напруги, швидкісний рухАнотація
Об’єктом дослідження є режими потужності у системах тягового електропостачання як централізованого, так і розподіленого живлення при запровадженні швидкісного руху. Розпочате впровадження швидкісного руху на електрифікованих залізницях України має низку обмежень у застосовуваній системі тягового електропостачання централізованого живлення. До них можна віднести не тільки неможливість забезпечення необхідного рівня напруги 2,9 кВ, а й низьку ефективність використання агрегатної потужності тягових підстанцій. При цьому застосовувана система тягового електропостачання не дозволяє забезпечити необхідний рівень питомої потужності в тяговій мережі. Застосовувані технічні засоби та заходи для підсилення тягової мережі не дозволяють, в більшості випадків, забезпечити нормативні вимоги до організації швидкісного руху.
Аналіз сучасних досліджень показує, що подолання вказаних недоліків можливе за рахунок застосування системи розподіленого живлення тягової мережі. На сьогоднішній день розроблено достатньо варіантів побудови таких систем, але в даній роботі, в якості альтернативного варіанту, розглядалась система з розподілом наявної в системі централізованого живлення агрегатної потужності по міжпідстанційній зоні. При цьому була обґрунтована доцільність зменшення потужності тягової підстанції до рівня 10 МВт.
В ході дослідження режимів потужності в порівнюваних системах тягового електропостачання використовувалися результати експериментальних досліджень та імітаційне моделювання режимів роботи порівнюваних систем. При розрахунках враховувались не тільки специфіка тягового навантаження, а й його вплив на навантажувальну здатність контактної підвіски. В результаті такого підходу було показано, що розподілена система тягового електропостачання дозволяє виконати нормативні вимоги щодо забезпечення швидкісного руху. При її застосуванні зменшується витрата електричної енергії на тягу поїздів на 40 %, питома потужність тягової мережі збільшується на 90 %, а коефіцієнт завантаження тягових підстанцій – на 60 %.
Запропонований інноваційний підхід до забезпечення необхідного режиму потужності в тяговій мережі дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру при організації швидкісного руху на існуючих електрифікованих ділянках постійного струму. Такий підхід враховує різні типи електрорухомого складу, а також дозволяє забезпечити необхідну пропускну здатність залізниць.
Посилання
- Sychenko, V. H., Bosyi, D. O., Kosariev, Ye. M. (2015). Optymizatsiia keruvannia rezhymom napruhy v tiahovii merezhi postiinoho strumu z punktamy pidsylennia. Visnyk Vinnytskoho politekhnichnoho instytutu, 6, 95–103.
- Sychenko, V. G., Bosiy, D. O., Kosarev, E. M. (2015). Improving the quality of voltage in the system of traction power supply of direct current. Archives of Transport, 35 (3), 63–70. doi: http://doi.org/10.5604/08669546.1185193
- Arzhannikov, B. A. (2010). Sistema upravlyaemogo elektrosnabzheniya elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog postoyannogo toka. Ekaterinburg: UrGUPS, 176.
- Markvardt, K. G. (1958). Elektrosnabzhenie elektricheskikh zheleznykh dorog. Moscow: Transzheldorizdat, 288.
- Miroshnichenko, R. I. (1982). Rezhimy raboty elektrifitsirovannykh uchastkov. Moscow: Transport, 207.
- Miroshnichenko, R. I. (1973). Sravnitel'naya otsenka sposobov usileniya sistemy postoyannogo toka 3 kV. Vestnik Vsesoyuznogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zh. d. transporta, 1, 1–12.
- Rоjek, A. (2012). Traction power supply in 3 kV DC system. Warshawa: KOW media&marketing Sp. Z o.o., 250.
- Shelag, A. (2013). Influence of voltage in 3 kV DC cafenary on traction and energy paramers of the supplied vehieles. Radom: Spatium, 158.
- Kislyakov, V. A. (1978). Sravnitel'naya otsenka tekhnicheskikh pokazateley razlichnykh sposobov usileniya elektrifitsirovannykh liniy postoyannogo toka. Sbornik trudov MIITa, 604, 3–21.
- Veksler, M. I. et. al. (1984). Usilenie ustroystv tyagovogo elektrosnabzheniya. Moscow: Transport.
- Sychenko, V. H., Saienko, Yu. L., Bosyi, D. O. (2015). Yakist elektrychnoi enerhii u tiahovykh merezhakh elektryfikovanykh zaliznyts. Dnipro: PF Standart-Servis, 344.
- Kosariev, Ye. M. (2015). Rehuliuvannia napruhy v kontaktnii merezhi elektryfikovanykh zaliznyts postiinoho strumu. Elektryfikatsiia transportu, 9, 37–43.
- Kotel'nikov, A. V. (2002). Elektrifikatsiya zheleznykh dorog. Mirovye tendentsii i prespektivy. Moscow: Intekst, 104.
- Calderaro, V., Galdi, V., Graber, G., Piccolo, A., Capasso, A., Lamedica, R., Ruvio, A. (2015). Energy management of Auxiliary Battery Substation supporting high-speed train on 3 kV DC systems. 2015 International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA). doi: http://doi.org/10.1109/icrera.2015.7418603
- Hayashiya, H., Kikuchi, S., Matsuura, K., Hino, M., Tojo, M., Kato, T. et. al. (2013). Possibility of energy saving by introducing energy conversion and energy storage technologies in traction power supply system. 2013 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE). Lille. doi: http://doi.org/10.1109/epe.2013.6631780
- Venikova, V. A. (Ed.) (1981). Elektricheskie sistemy. Matematicheskie zadachi elektroenergetiki. Moscow: Vysshaya shkola, 288.
- Kosariev, Ye. M. (2017). Matematychna model kerovanoi rozpodilenoi systemy tiahovoho elektropostachannia postiinoho strumu. Elektryfikatsiia transport, 14, 15–27.
- Kosariev, Ye. M., Bosyi, D. O. (2015). Kompiuterna prohrama «Intelektualna systema elektropostachannia transportu». 60711.
- Sychenko, V. H., Kosariev, Ye. M., Hubskyi, P. V., Zamaruiev, V. V., Ivakhno, V. V., Styslo, B. O. (2016). Doslidzhennia rezhymiv napruhy v systemi tiahovoho elektropostachannia postiinoho strumu. Elektryfikatsiia transportu, 11, 61–70.
- Dziuman, V. H., Sychenko, V. H., Kuznetsov, V. H., Kyryliuk, T. I. (2011). Doslidzhennia roboty systemy elektropostachannia postiinoho strumu pry propusku zdvoienykh poizdiv. Elektrotekhnika i elektromekhanika, 3, 74–76.
- Burkov, A. T., Burkov, S. A., Sharpilova, M. A. (2013). Rezhimy dvizheniya i osobennosti tyagovykh raschetov pri opredelenii nagruzok na ustroystva elektrosnabzheniya vysokoskorostnykh liniy. Eltrans-2011. Saint Petersburg: Peterburg. gos. un-t putey soobshheniya, 584.
- Marskiy, V. E. (2010). Podgotovka tyagovogo elektrosnabzheniya dlya organizatsii skorostnogo dvizheniya na linii Sankt-Peterburg-Moskva. Tokos'em i tyagovoe elektrosnabzhenie pri vysokoskorostnom dvizhenii na postoyannom toke. Moscow: Intekst, 15–19.
- Snizhenie raskhoda energii v poezde putem optimizatsii metodov regulirovaniya (2003). Zheleznye dorogi mira, 1, 31–35.
- Arzhannikov, B. A., Burkov, A. T., Galkin, A. G., Mansurov, V. A., Naboychenko, I. O. (2012). Perspektiva razrabotki sistemy elektricheskoy tyagi postoyannogo toka povyshennogo napryazheniya 24 kV dlya skorostnoy magistrali Moskva-Ekaterinburg. Trendy. Sobytiya. Rynki, 7, 48–50.
- Ustenko, A. V. (2013). Razvitie vysokoskorostnogo zheleznodorozhnogo transporta. Zbіrnik naukovikh prats' UkrDAZT, 136, 49–55.
- Razvitie vysokoskorostnogo transporta (2007). Zheleznye dorogi mira, 10, 9–17.
- Marikin, A. N., Mizintsev, A. V. (2008). Novye tekhnologii v sooruzhenii i rekonstruktsii tyagovykh podstantsiy. Moscow: Marshrut, 220.
- Arzhannikov, B. A. (2008). Dva varianta usileniya sistemy elektrosnabzheniya tyagi postoyannogo toka. Available at: http://www.eav.ru/publ1.php?publid=2008-04a18
- Ter-Oganov, E. V., Pyshkin, A. A. (2014). Elektrosnabzhenie zheleznykh dorog. Ekaterinburg: Izd-o UrGUPS, 431.
- Arzhannikov, B. A. (2009). Vozmozhnosti sistemy elektrosnabzheniya postoyannogo toka dlya propuska skorostnykh passazhirskikh i gruzovykh poezdov povyshennogo vesa. Available at: http://www.eav.ru/publ1.php?publid=2009-10a21
- Panasenko, M. V., Honcharov, Yu. P., Sychenko, V. H., Bozhko, V. V. (2010). Pat. No. 51917. Peretvoriuvalnyi ahrehat dlia tiahovoi pidstantsii postiinoho strumu. MPK: N02M 7/00 / No. u201000364; declareted: 15.01.2010; published: 10.08.2010. Bul. No. 15.
- Marikin, A. N., Samonin, A. P., Zhemchugov, V. G. (2012). Sposoby usileniya tyagovogo elektrosnabzheniya postoyannogo toka pri intensivnom dvizhenii poezdov. Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobshheniya, 3, 123–127. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-usileniya-tyagovogo-elektrosnabzheniya-postoyannogo-toka-pri-intensivnom-dvizhenii-poezdov
- Bosyi, D. O. (2014). Metodyka rozrakhunku myttievykh skhem systemy tiahovoho elektropostachannia dlia spozhyvannia postiinoi potuzhnosti. Elektryfikatsiia transport, 8, 15–25.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Petro Hubskyi, Valeriy Kuznetsov, Anton Drubetskyi, Andrii Afanasov, Mykola Pulin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
