Моделирование систем тягового электроснабжения постоянного тока на основе фазных координат : монография (1700,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 625.032.86 ББК 39.217.1в615.2-056.7 З18 Суворов И. Ф., д-р техн. наук, проф. кафедры «Энергетика» Забайкальского государственного университета; Арсентьев О. В., канд. техн. наук, заведующий кафедрой электропривода и электрического транспорта Иркутского национального исследовательского технического университета Рецензенты: Закарюкин, В. П. З18 Моделирование систем тягового электроснабжения постоянного тока на основе фазных координат : монография / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Директ-Медиа, 2023. — 156 с. ISBN 978-5-4499-3848-0 Монография посвящена вопросам моделирования режимов систем тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока с учетом несимметрии питающей сети на основе фазных координат. Разработанные алгоритмы моделирования систем и определения режимов, реализованные в программном комплексе Fazonord, позволяют рассчитывать режимы высших гармоник, генерируемых преобразователями тяговых подстанций, электромагнитные поля тяговых сетей и режимы плавки гололеда на проводах контактной сети постоянного тока. Монография предназначена научным сотрудникам и инженерам, работающим в области проектирования и эксплуатации систем электроснабжения железных дорог. Кроме того, она может быть полезна студентам старших курсов, магистрантам и аспирантам технических вузов, обучающимися по направлениям подготовки «Системы обеспечения движения поездов» и «Электроэнергетика и электротехника». УДК 625.032.86 ББК 39.217.1в615.2-056.7 ISBN 978-5-4499-3848-0 © Закарюкин В. П., Крюков А. В., текст, 2023 © Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2023

Стр.3

ОГЛАВЛЕНИЕ Список сокращений ...................................................................................................................... 5 Введение ........................................................................................................................................ 6 1. Основные положения моделирования СЭЖД постоянного тока с неуправляемыми выпрямителями ............................................................................................................................. 9 1.1. Исходные положения моделирования .......................................................................... 9 1.2. Основные соотношения для выпрямителя при симметричной системе напряжений ........................................................................................................................ 11 1.3. Углы коммутации при несимметричной системе синусоидальных питающих напряжений ...................................................................................................... 15 1.4. Входные токи выпрямителя при несимметричной системе напряжений ................. 22 1.5. Гармонический состав входного тока выпрямителя.................................................. 23 1.6. Гармонический состав выходного напряжения выпрямителя .................................. 29 1.7. Сопротивление рельсов на постоянном токе ............................................................. 35 Выводы ............................................................................................................................... 38 2. Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель ............................................................... 40 2.1. Основные положения моделирования ........................................................................ 40 2.2. Характерные моменты времени и входные токи управляемого выпрямителя ......... 42 2.3. Гармоники входных токов управляемого выпрямителя ............................................ 45 2.4. Гармоники выходного напряжения управляемого выпрямителя .............................. 49 Выводы ............................................................................................................................... 54 3. Инверторный режим шестипульсовой трехфазной мостовой схемы ................................... 56 3.1. Основные положения моделирования ........................................................................ 56 3.2. Углы начала импульсов тока, углы коммутации и входные токи инвертора ........... 58 3.3. Гармоники входных токов инвертора ........................................................................ 63 3.4. Гармоники выходного напряжения инвертора .......................................................... 67 Выводы ............................................................................................................................... 72 4. Алгоритм расчета режима с применением метода варьирования ЭДС постоянного тока ......................................................................................................................... 74 4.1. Замечания по модели преобразователя ...................................................................... 74 4.2. Входная информация для моделирования ................................................................. 75 4.3. Алгоритм расчета режима мгновенной схемы СЭЖД с тяговой нагрузкой............. 75 4.4. Алгоритм расчета режима СЭЖД на высших гармониках ....................................... 76 Выводы ............................................................................................................................... 78 5. Метод расчета режима СЭЖД постоянного тока с фиксированными ЭДС ......................... 80 5.1. Основные положения метода...................................................................................... 80 5.2. Сопоставление методов расчетов режимов тяги постоянного тока варьированием эквивалентных ЭДС и фиксированных ЭДС .......................................... 83 Выводы ............................................................................................................................... 86 6. Примеры моделирования работы СЭЖД постоянного тока ................................................. 87 6.1. Описание модели ........................................................................................................ 87 6.2. Результаты моделирования работы выпрямителя на основной частоте ................... 88 3

Стр.4

6.3. Моделирование двенадцатипульсового преобразователя ......................................... 96 6.4. Результаты моделирования выпрямителя на гармониках ......................................... 98 6.5. Моделирование работы системы электроснабжения железной дороги с двенадцатипульсовыми выпрямителями ...................................................................... 102 6.6. Моделирование работы СТЭ реального участка железной дороги постоянного тока.............................................................................................................. 107 6.7. Сопоставление моделирования тяги постоянного тока ПК Fazonord и ПК Кортэс...................................................................................................................... 114 Выводы ............................................................................................................................. 127 7. Электромагнитное поле тяговой сети постоянного тока ..................................................... 128 7.1. Особенности ЭМП тяговой сети постоянного тока ................................................. 128 7.2. Алгоритм расчета напряженностей ЭМП тяговой сети .......................................... 128 7.3. Пример расчета параметров ЭМП тяговой сети ...................................................... 130 Выводы ............................................................................................................................. 134 8. Расчеты плавки гололеда на проводах контактной сети постоянного тока ........................ 135 8.1. Вводные замечания ................................................................................................... 135 8.2. Основные допущения расчета процесса плавки ...................................................... 135 8.3. Алгоритм расчета процесса плавки гололеда .......................................................... 136 8.4. Пример расчета процесса плавки гололеда .............................................................. 140 Выводы ............................................................................................................................. 142 Заключение ................................................................................................................................ 143 Список использованных источников ....................................................................................... 145 Приложение А. Методика моделирования режимов систем электроснабжения железных дорог ......................................................................................................................... 147 А.1. Общие принципы моделирования ........................................................................... 147 А.2. Моделирование в фазных координатах ................................................................... 148 А.3. Программный комплекс моделирования Fazonord ................................................. 151

Стр.5