DOI: https://doi.org/10.15802/ecsrt2018/171903

Моделювання розповсюдження гармонійних завад від електрорухомого складу у несиметричній рейковій лінії

V. Havryliuk, V. Meleshko

Анотація


Дослідження поширення гармонійних завад від електрорухомого складу в рейковій лінії і їх вплив на роботу апаратури рейкових кіл є важливою складовою загальної проблеми забезпечення електромагнітної сумісності тягового електропостачання з пристроями сигналізації та зв'язку на залізничному транспорті. Ця проблема зберігає свою актуальність в даний час у зв'язку з широким впровадженням нових типів рухомого складу з імпульсними перетворювачами електричної енергії, а також з підвищенням швидкості руху поїздів. Моделювання поширення гармонійних завад в тягової мережі, поряд з вимірами їх значень в процесі приймальних тестових випробувань електрорухомого складу і в процесі подальшої його експлуатації необхідно для аналізу і визначення причин появи наднормативних завад в рейкових ланцюгах і прийняття рішень щодо усунення їх шкідливого впливу на пристрої сигналізації. Запропоновані в літературі моделі стосуються, головним чином, поширенню тягового струму або його гармонійних складових в рейках, в той час як на функціональну безпеку рейкових кіл впливає в першу чергу різницевий струм в рейках.

Запропоновані в літературі аналітичні рішення рівнянь для несиметричної рейкової лінії отримані при певних припущеннях і є громіздкими, що ускладнює їх практичне застосування. Метою роботи є розробка моделі пощирення гармонійних завад від електрорухомого складу в несиметричній рейковій лінії з використанням спрощених виразів для струму в рейках, що є можливим при незначних (порівнянних з нормативними) коефіцієнтах асиметрії рейкової лінії, і проведення на основі розробленої моделі моделювання впливу поздовжньої і поперечної асиметрії рейкової лінії на розподіл в ній різницевих струмів гармонійних завад від електрорухомого складу.

Для апробації розробленої моделі проведено моделювання розподілу коефіцієнта асиметрії гармоніки тягового струму частотою 25 Гц по довжині рейкової лінії. В результаті моделювання показано, що коефіцієнт асиметрії по току збільшується при збільшенні коефіцієнтів поздовжньої і поперечної асиметрії рейкової лінії і відстані від електропоїзда. Спостережуване збільшення коефіцієнта асиметрії частково пов'язано зі зменшенням загального значення гармонійної завади в двох рейках при видаленні від поїзда. Зі збільшенням відстані до поїзда різницевий струм завади також збільшується. При одночасному перевищенні імпедансу і провідності баласту однієї рейки в порівнянні з іншою рейкою, коефіцієнт асиметрії в ряді випадків може значно перевищувати нормативні значення.


Ключові слова


електромагнітна сумісність, рейкові кола, рухомий склад, тяговий струм

Повний текст:

PDF

Посилання


Марквардт, К. Г. Электроснабжение элек-трифицированных железных дорог / К. Г. Марквардт. – М.: Транспорт, 1982. – 528 с.

Карякин, Р. Н. Тяговые сети переменного тока / Р. Н. Карякин. – М.: Транспорт,– 1967. – 279с.

Брылеев А.М., Шишляков А.В., Кравцов Ю.А. Устройство и работа рельсовых цепей. – М.: Транспорт,– 1966. – 264 с.

Брылеев, А. М. Электрические рельсовые цепи / А. М. Брылеев, Н. Ф. Котляренко. – М.: Транспорт,– 1970. – 256 с.

Hill R. J. Electric railway traction. Part 6: Elec-tromagnetic compatibility disturbance-sources and equipment susceptibility //Power Engineering Journal. – 1997. – Т. 11. – №. 1. – С. 31-39.

Mariscotti A. Distribution of the traction return current in AC and DC electric railway systems // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2003. – Т. 18. – №. 4. – С. 1422-1432.

Гаврилюк В. И. Анализ электромагнитного воздействия тягового электроснабжения на работу рельсовых цепей и моделирования протекания тягового тока в рельсах //Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железно-дорожного транспорта. – 2003. – №. 1. . – С. 6-10.

Gavrilyuk V., Zavgorodnij A. The modelling of electromagnetic influence of traction electrosupply system on railway circuits //Zeszyty Nau-kowe. Transport/Politechnika Śląska. – 2004. – №. 55. – С. 131-136.

Sichenko V. G., Gavrilyuk V. I. The theoretical and experimental researches of electromagnetic influence from a traction electrosupply system on a railway circuits //IEEE 6th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, 2005. – IEEE, 2005. – С. 41-43.

Serdyuk T. N., Gavrilyuk V. I. Experimental investigation of influence of AC traction current on the rail circuits //IEEE 6th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, 2005. – IEEE, 2005. – С. 44-46.

Havryliuk V. Modelling of the Return Traction Current Harmonics Distribution in Rails for AC Electric Railway System //2018 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC EUROPE). – IEEE, 2018. – С. 251-254.

Брылеев А. М., Кравцов Ю. А., Шишляков А. В. Теория, устройство и работа рельсовых цепей //М.: Транспорт. – 1978.

Бадер, М. П. Электромагнитная совместимость / М. П. Бадер. – М.:УМК МПС, 2002. – 638 с.

Кравцов Ю.А., Мащенко П.Е., Щербина Е.Г. Электромагнитное влияние перспективного электроподвижного состава на устройства железнодорожной автоматики: Учебное пособие. - М.: МИИТ, 2012. - 117 с.

Bin Wang. Harmonic power flow calculation for high-speed railway traction power supply system / Bin Wang, Xu dong Han, Shi bin Gao, Wen Huang, Xiao feng Jiang // Proceedings of the 2013 International Conference on Electrical and Information Technologies for Rail Transportation (EITRT2013). Volume I. Lecture Notes in Electrical Engineering. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2014. – P.11-25.

Wen Huang. Study on distribution coefficient of traction return current in high-speed railway / Wen Huang, Zhengyou He, Haitao Hu, Qi Wang // Energy and Power Engineerings. – 2013. – No 5. – P. 1253-1258.




ISSN: 2223–5620 (Print)

ISSN: 2411–1554 (Online)