Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения Смирнов, Денис Борисович

Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения
<
Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Смирнов, Денис Борисович. Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.07 / Смирнов Денис Борисович; [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.].- Санкт-Петербург, 2010.- 164 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1421

Содержание к диссертации

Введение

1. Энергетическая эффективность систем тягового электроснабжения постоянного тока 8

1.1. Электрифицированный транспорт России в современных условиях... 8

1.2. Энерговооруженность тягового электроснабжения на линиях постоянного тока 11

1.3. Ограничения системы централизованного электроснабжения 12

1.4. Способы усиления тягового электроснабжения постоянного тока 14

1.5. Преимущества распределенной системы питания тяговой сети 18

1.6. Методы расчета систем тягового электроснабжения постоянного тока 24

1.7. Цель, задачи и методы исследования 27

2. Математическая модель системы электроснабжения с распределенным питанием тяговой сети 30

2.1. Общие требования к построению математической модели 30

2.2. Математическое описание параметров схемы замещения распределенной системы тягового электроснабжения с питающей линией трехфазного переменного тока 39

2.3. Разработка программного обеспечения математической модели 52

2.4. Оценка достоверности математической модели 61

Выводы по главе 64

3. Исследование распределенного питания контактной сети постоянного тока 66

3.1. Критерии оценки и влияющие факторы 66

3.2. Исследование уровня напряжения у токоприемников движущихся поездов 74

3.3. Исследование токораспределения в устройствах электротяговой сети 88

3.4. Исследование потерь энергии в элементах электротяговой сети 93

3.5. Сравнительный анализ схем централизованного и распределенного питания 100

Выводы по главе 104

4. Определение параметров электротяговой сети при распределенном питании 105

4.1. Определение расстояний между трансформаторными подстанциями и преобразовательными пунктами в распределенной системе тягового электроснабжения с питающей линией переменного тока 35 кВ 107

4.2. Исследование графиков токов, напряжений и мощностей в электротяговой сети 112

4.3. Методика расчета нагрузочной способности основных элементов системы распределенного тягового электроснабжения .118

4.4. Оценка методики расчета при реальном проектировании 125

4.5. Оценка расстояния между преобразовательными пунктами по экономическим критериям 139

Выводы по главе 142

Заключение 143

Библиографический список 145

Приложение 153

Введение к работе

Актуальность темы

Стратегическим направлением совершенствования электрической тяги наряду с повышением энергетической и экономической эффективности действующих систем электроснабжения и подвижного состава, является разработка новых нетрадиционных систем с повышенным напряжением передачи энергии к поездам. На полигоне электрифицированных железных дорог в России 44 % работают на постоянном токе 3,3 кВ. Повышение скорости пассажирских поездов и развитие тяжеловесного движения сопряжено с увеличением загрузки электротяговой сети и с необходимостью усиления устройств электроснабжения этих линий.

Существенный вклад в решение проблемы совершенствования методов расчетов и технических средств повышения пропускной и провозной способностей и улучшения энергеических и экономических показателей электрифицированных линий постоянного тока внесли Аржанников Б.А., Бадер М.П., Бочев А.С., Бурков А.Т., Васильев С.Н., Котельников А.В., Косарев А.Б., Кузин С.Е., Мамошин Р.Р., Марквардт К.Г., Марквардт Г.Г., Марский В.Е., Мизинцев А.В., Мирошниченко Р.И., Плакс А.В., Пупынин В.Н., Третьяк Т.П., Сердинов С.М., Соколов С.А., Тер-Оганов Э.В., Фигурнов Е.П., Черемисин В.Т. и другие ученые и их коллективы.

В тяговом электроснабжении постоянного тока 3,3 кВ значительное улучшение качества энергообеспечения может быть достигнуто при альтернативной, по отношению к централизованному питанию, системе децентрализованного (распределенного) питания, принцип которого сформулирован в трудах профессора К.Г. Марквардта. Этой системе присущи особые качества, которые обеспечивают улучшение электроэнергетических характеристик системы электроснабжения и повышение стабильности уровня напряжения в контактной сети у токоприемников электроподвижного состава.

Решению проблемы применения системы распределенного электроснабжения посвящен ряд работ ПГУПС, МГУПС, УрГУПС, НИИЭФА, ВНИИЖТ. Настоящая диссертационная посвящена дальнейшему развитию расчетных методов и схемотехнических решений систем распределенного питания контактной сети.

Цель работы

Совершенствование схемы питания, электрических расчетов и выбора параметров при проектировании системы распределенного электроснабжения постоянного тока, позволяющее улучшить показатели качества электроэнергетического обеспечения движущихся поездов и повысить провозную способность электрифицированной магистральной железной дороги за счет применения глубокого ввода электроэнергии в контактную сеть на межподстанционных зонах на повышенном напряжении.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

1) Сравнительный анализ схем электротяговой сети при централизованном и распределенном питании и разработка нового предложения по усилению участков постоянного тока напряжением 3 кВ при переходе на высокоскоростное и тяжеловесное движение;

2) Обоснование рода тока и уровня напряжения дополнительной линии электропередачи для глубокого ввода электроэнергии в контактную сеть;

3) Разработка математической модели электротяговой сети с учетом дополнительной продольной линии повышенного напряжения и линейных пунктов питания;

4) Исследование качества электроэнергетического обеспечения движущихся поездов при распределенном питании с глубоким вводом в контактную сеть на повышенном напряжении;

5) Разработка методики расчета параметров системы электроснабжения при распределенном питании.

Методы исследования

В исследованиях использованы теории преобразования электроэнергии, автоматического регулирования, электрической тяги; компьютерные технологии проектирования, математическое моделирование и планирование эксперимента.

Научная новизна

На защиту выносятся следующие результаты, имеющие научную новизну:

1) Впервые выполнена сравнительная оценка качества электроэнергетического обеспечения ЭПС при централизованном и распределенном способах питания контактной сети постоянного тока.

2) Разработанная автором компьютерная программа электрических расчетов распределенной системы тягового электроснабжения, позволяющая учесть дополнительную продольную линию повышенного напряжения и линейные преобразовательные пункты питания.

3) Оригинальные алгоритмы определения вариантов размещения линейных преобразовательных пунктов, сечения проводов контактной сети и продольной линии с учетом снижения потерь мощности и расхода электроэнергии, разработанные на основе новых методик.

4) Новое предложение по усилению электрифицированных участков постоянного тока напряжением 3,3 кВ при переводе на скоростное движение пассажирских поездов и на работу с пропуском тяжеловесных составов.

Практическая значимость

Практическая значимость работы заключается в том, что предложен новый, более эффективный способ усиления участков железных дорог, электрифицированных на постоянном токе напряжением 3,3 кВ, реконструируемых для скоростного движения пассажирских поездов и пропуска тяжеловесных составов и разработана методика проектирования.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на пяти международных симпозиумах «ЭЛТРАНС»:2001, 2003, 2005, 2007 и 2009 годах, на международной конференции в Польше, а также на научных семинарах кафедры «Электроснабжение железных дорог» и научно-техническом совете проектно-изыскательского института «Ленгипротранс».

Публикации

По теме диссертационной работы опубликованы девять печатных работ, одна из них в журнале по перечню ВАК. Получен патент на полезную модель по новой системе электроснабжения железных дорог постоянного тока.

Структура и объем работы

Работа состоит из ведения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложения. Общий объем диссертации составляет 153 стрвключая 65 рисунков и 12 таблиц.

Способы усиления тягового электроснабжения постоянного тока

Увеличение энергетической эффективности систем тягового электроснабжения, как впрочем и энергосистем общего назначения, всегда было связано с повышением напряжения передачи энергии к потребителю. Именно поэтому в свое время на железных дорогах перешли от напряжения 3 кВ в контактной сети к уровню напряжения 25 кВ, а в последующем и на 2x25 кВ (передача энергии напряжением 50 кВ). Таким образом, создание перспективных нетрадиционных систем тяги должно быть ориентировано именно на повышение напряжения передачи энергии к поездам.

В последнее время много положительных оценок о роли системы переменного тока 25 кВ, преимуществах ее применения при электрификации грузонапряженных линий. Однако, эта система имеет и свои существенные недостатки. Следует отметить, что электрическая тяга на постоянном токе 3 кВ к настоящему времени реализована на полигоне около 19 тыс.км. Парк электровозов постоянного тока насчитывает почти 2000 единиц. На этих участках сложились определенные условия эксплуатации электрифицированных линий. К тому же, эти направления осуществляют не меньшую долю работы по перевозке грузов. Такие линии и крупные узлы не могут быть мгновенно выведены из работы для реконструкции их на другую систему тяги. Поэтому не сложно обосновать необходимость поиска таких способов усиления и новой электрификации, которые позволят и в дальнейшем использовать накопленный технический потенциал магистралей, электрифицированных на постоянном токе 3 кВ. Принципиально возможно применить следующие способы усиления системы тягового электроснабжения постоянного тока [7, 8, 9, 10]: 1) При условии сохранения в контактной сети напряжения 3 кВ: - использование пунктов параллельного соединения; - увеличение сечения проводов контактной сети; - строительство дополнительных тяговых подстанций; - регулирование напряжения под нагрузкой; - установка ВДУ; - сооружение на межподстанционных зонах одноагрегатных пунктов питания: а) с продольной линией постоянного тока 6...24 кВ; б) с продольной ВЛ 35 кВ (50 Гц); в) с продольной ВЛ 10 кВ (50 Гц); 2) Повышение напряжения в контактной сети до 12, 18, 24 кВ. 3) Переход на систему переменного тока: - 25 кВ; - 2x25 кВ; - с экранированным и усиливающими проводами (ЭУП). Строительство дополнительных тяговых подстанций и увеличение сечения- проводов! контактной сети, с целью- усиления; системы электроснабжения сопровождается значительными затратами; Перевод . участков постоянного тока, на переменный ток напряжением 25 кВ требует крупных капитальных вложений связан? с большими; трудностями организации такой реконструкции в условиях непрерывного движения; поездов. Кроме того, переход; на систему электротяги переменного тока сопровождается рядом отрицательных факторов, присущих данной системе:, искажение формы кривой первичного напряжения, ухудшение коэффициента мощности (снижение до 0.8 и ниже), повышение несимметрии токов и напряжений в питающей энергосистеме, электромагнитное влияние на смежные линии. Альтернативным решением, обеспечивающим примерно одинаковые с системой переменного тока пропускную и: провозную способности, является применение системы тяги постоянного тока на основе повышения напряжения в тяговой сети до 18(24) кВ [9, И]. Впервые исследования по системе постоянного тока повышенного напряжения (6 кВ) проведены в 60-70-х годах (МЭИ, ВНИИЖТ) и продолжены в 1986-88 годах (ЛИИЖТ, МИИТ, ВНИИЖТ, ВЗИИТ). Система электроснабжения 6 кВ впервые реализована на Закавказской-железной дороге в 60-х годах, где использовались опытные электровозы 6 кВ, и на Свердловской и Южно-Уральской1 железной дороге, где была применена СЭ с питающим фидером 6 кВ и преобразовательными пунктами 6/3 кВ [18].

Уровень развития преобразовательной техники в тот период не позволил обеспечить, требуемую надежность высоковольтного электрооборудования. Современное состояние электроники создает возможность для реализации СЭ повышенного напряжения. В 2003 г. «НИИЭФА-ЭНЕРГО» разработал и внедрил систему усиления тягового электроснабжения 3,3 кВ с использованием пунктов повышения напряжения. Эта система аналогична разработке Третьяка Т.П. [18], но преобразовательный пункт постоянно-постоянного тока 6/3 кВч выполнен по схеме импульсного преобразователя на современных силовых полупроводниковых приборах.

В 1986-87 годах в ЛИИЖТе под руководством д.т.н., профессора4 Буркова А.Т. выполнены поисковые работы, в результате которых определена принципиальная возможность реализации системы тяги постоянного тока напряжением 12 кВ [12-17].

При сохранении тяговой мощности длина межподстанционных зон составит 40-50 км. При реконструкции ж.д. линии модернизации подвергнется каждая вторая тяговая подстанция. Они будут оборудованы управляемыми выпрямительными агрегатами мощностью около 35 МВт с одинарной трансформацией, обеспечивающими плавное и экономичное регулирование напряжения в тяговой сети. Защита от аварийных сверхтоков будет преимущественно бесконтактной. Контактная сеть претерпит не столь существенные изменения. Тяговые подстанции, не включенные в реконструкцию, будут использованы в качестве постов секционирования. Для линий напряжением 12 кВ ЭПС необходимо создавать заново. Возможен вариант использования существующего ЭПС постоянного тока при условии дооборудования его преобразовательным модулем 12/3 кВ. Но в связи с требованием повышения осевой мощности магистральных электровозов в перспективе до 1200- 1500 кВт основное направление реконструкции ЭПС должно быть связано с применением бесколлекторных двигателей.

Математическое описание параметров схемы замещения распределенной системы тягового электроснабжения с питающей линией трехфазного переменного тока

Рассматриваемый этап — едва ли не самый, важный и трудный. Часто удачный выбор математической модели является решающим шагом к достижению цели. Одна из существенных трудностей такого выбора состоит в объективном противоречии между желанием сделать описание явления как можно более полным (что приводит к усложнению модели) и необходимостью иметь достаточно простую модель (чтобы была возможность реализовать ее на ЭВМ). Важно, чтобы сложность математической модели соответствовала сложности поставленной проблемы.

Постановка вычислительной задачи. На основе принятой математической модели формулируют вычислительную задачу (или ряд таких задач). Анализируя результаты ее решения, исследователь предполагает получить ответы на интересующие его вопросы.

Предварительный анализ свойств вычислительной задачи. На этом этапе проводят предварительное (предмашинное) исследование свойств вычислительной задачи. Большое внимание уделяют анализу корректности ее постановки, т.е. выяснению вопросов существования и единственности решения, а также исследованию устойчивости решения задачи к погрешностям входных данных.

Выбор или построение численного метода. Для решения вычислительной задачи на ЭВМ требуется использование численных методов.

Часто решение инженерной задачи сводится к последовательному решению стандартных вычислительных задач, для которых разработаны эффективные численные методы. В этой ситуации происходит либо выбор среди известных методов, либо их адаптация к особенностям решаемой задачи.

Для решения одной и той же вычислительной задачи обычно может быть использовано несколько методов. Необходимо знать особенности этих методов, критерии, по которым оценивается их качество, чтобы выбрать метод, позволяющий решить проблему наиболее эффективным образом. Здесь выбор далеко не однозначен. Он существенно зависит от требований, предъявляемых к решению, от имеющихся в наличии ресурсов, от доступной для использования вычислительной техники и т.д.

Алгоритмизация и программирование. Выбранный на предыдущем этапе численный метод содержит только принципиальную схему решения задачи, не включающую многие детали, без которых невозможна реализация метода на ЭВМ. Необходима подробная детализация всех этапов вычислений для того чтобы, получить реализуемый на ЭВМ алгоритм. Составление программы сводится к переводу этого алгоритма на выбранный язык программирования.

Отладка программы. На этом этапе с помощью ЭВМ выявляют и исправляют ошибки в программе. Эффективность отладки самым существенным образом зависит от общей методики разработки программ.

После устранения ошибок программирования необходимо провести тщательное тестирование программы - проверку правильности ее работы на специально отобранных тестовых задачах, имеющих известные решения.

Счет по программе. На этом этапе происходит решение задачи на ЭВМ по составленной программе в автоматическом режиме. Этот процесс, в ходе которого входные данные с помощью ЭВМ преобразуются в результат, называют вычислительным процессом. Как правило, счет повторяется многократно с различными входными данными для получения достаточно полной картины зависимости от них решения задачи. Обработка и интерпретация результатов. Полученные в результате расчетов на ЭВМ выходные данные, как правило, представляют собой большие массивы чисел.

Зачастую первоочередной, интерес представляет лишь небольшая часть полученной информации (например, значения одной из функций) в выделенных точках) или даже некоторая грубая интегральная характеристика-(максимальное или минимальное значение, оценка энергии системы и т.д.).

Для того, чтобы исследователь мог воспользоваться результатами расчетов, их необходимо представить в виде компактных таблиц, графиков или в иной удобной для восприятия форме. При этом следует максимально использовать возможности ЭВМ для подготовки такой информации и ее представления с помощью печатающих и графических выходных устройств.

Использование результатов и коррекция математической модели. Завершающий этап состоит в использовании результатов расчетов в практической деятельности. Очень часто анализ результатов, проведенный на этапе их обработки и интерпретации, указывает на несовершенство используемой математической модели и необходимость ее коррекции. В таком случае математическую модель модифицируют (при этом она, как правило, усложняется) и начинают новый цикл решения задачи.

Создание математических моделей и решение инженерных задач с применением ЭВМ требует выполнения большого объема работ. Нетрудно заметить аналогию с соответствующими работами, проводимыми при организации натурных экспериментов: составление программы экспериментов, создание экспериментальной установки, выполнение контрольных экспериментов, проведение серийных опытов, обработка экспериментальных данных и их интерпретация и т.д. Однако вычислительный эксперимент проводится не над реальным объектом, а над его математической моделью, и роль экспериментальной установки играет оснащенная специально разработанной программой ЭВМ. В связи с этим естественно рассматривать проведение больших комплексных расчетов при решении инженерных и научно-технических задач как вычислительный эксперимент, а описанную выше последовательность этапов решения как один его цикл.

Широкое применение ЭВМ в математическом моделировании, разработанная теория и значительные практические результаты позволяют говорить о вычислительном эксперименте как о новой технологии и методологии научных и прикладных исследований.

Вычислительный эксперимент, как правило, дешевле физического. В этот эксперимент можно легко и безопасно вмешиваться. Его можно повторить еще раз (если в этом есть необходимость) и прервать в любой момент. В ходе этого эксперимента можно смоделировать условия, которые нельзя создать в лаборатории.

Исследование токораспределения в устройствах электротяговой сети

Особенностью распределенной системы тягового электроснабжения является значительно меньшие расстояния между одноагрегатными тяговыми подстанциями (преобразовательными пунктами). В такой системе движущийся поезд получает питание не только от ближайших, но и от удаленных преобразовательных пунктов. Наглядное подтверждение этого тезиса приведено на рис. 3.8.

Поезд, находясь рядом с г -ым питающим пунктом, потребляет электроэнергию не только от него, но и от ряда удаленных пунктов. Причем, чем меньше расстояния между питающими пунктами, тем большую роль в энергообеспечении поезда играют соседние преобразовательные пункты и наоборот. Так при Lnn = 3 км доля соседних пунктов в энергообеспечении поезда составляет 50%, а для Lnn = 9 км уже 16%. С уменьшением расстояния между преобразовательными пунктами и, соответственно, с уменьшением их мощности нагрузка от движущегося поезда более равномерно распределяется по ним.

Проведено исследование на имитационной модели с целью определения влияния сопротивления питающей линии на токораспределение между преобразовательными пунктами. На рис. 3.9 приведена характерная диаграмма распределения токов между преобразовательными пунктами при наличии питающей линии трехфазного тока 35 кВ, выполненной проводом АС-70, и идеальной линии с нулевым сопротивлением, что соответствует питанию преобразовательных пунктов от энергосистемы бесконечной мощности. Наличие реальной продольной питающей линии не оказывает существенного влияния на токораспределение между преобразовательными пунктами. Разность токов преобразовательных пунктов воспринимающих основную нагрузку от поезда для этих двух вариантов не превышает 7%. Это объясняется тем, что приведенное, к напряжению в тяговой сети, сопротивление продольной линии 35 кВ много меньше сопротивления тяговой сети. Так, для рассматриваемого случая удельное приведенное сопротивление питающей линии рпл = 0,0035 Ом/км, а удельное сопротивление тяговой сети гтс = 0,07 Ом/км

Рис. 3.10 и 3.11 иллюстрируют ток фидера преобразовательного пункта и температуру контактного провода, находящегося в середине зоны между двумя трансформаторными подстанциями, при прохождении поезда по участку длиной 45 км. При этом поезд движется со скоростью 60 км/ч с током 1000 А.

Данные, приведенные на рис. 3.10 и 3.11, подтверждают одно из главных преимуществ распределенной системы тягового электроснабжения, а именно - снижение эффективного значения тока фидера при уменьшении расстояния между преобразовательными пунктами при одинаковой интенсивности движения поездов на линии. Эффективное значение тока фидера во многом определяет температуру нагревания контактного провода, а значит и сечение контактной подвески. Таким образом, уменьшение расстояния между преобразовательными пунктами приводит к снижению температуры нагревания контактного провода и к снижению сечения Приведенные зависимости показывают практически линейную зависимость эффективных значений тока преобразовательного пункта и фидера контактной сети от удельной мощности электропотребления.

Потери электроэнергии или к.п.д. системы тягового электроснабжения являются одними из основных критериев оценки энергетической эффективности электротяговой сети. Они определяют эксплуатационные расходы электрифицированного участка.

В работе исследование к.п.д. проведено с использованием теории планирования эксперимента и регрессионного анализа полученных результатов. Попытка получить уравнение регрессии для потерь энергии в виде полинома второй степени не увенчалась успехом. Погрешность в некоторых точках превышала 100%. Это объясняется тем, что потери энергии как в питающей линии, так и в тяговой сети при варьировании параметров изменялись на три порядка. Адекватно описать такие глубокие изменения достаточно плавной кривой (полиномом второго порядка) невозможно. Применение полиномов более высокого порядка потребовало бы неоправданных затрат при проведении вычислительных экспериментов. К тому же план эксперимента для полинома третьего порядка для семи варьируемых факторов в литературе не встречается. При исследовании к.п.д. учитывались следующие потери энергии.

Исследование графиков токов, напряжений и мощностей в электротяговой сети

Анализ данных приведенных на рис. 4.27 позволяет сделать вывод о том, что по критерию годовых приведенных затрат оптимальное расстояние между преобразовательными пунктами лежит в пределах Ілп = 5-7 км. 1. Разработана методика определения максимальных расстояний между трансформаторными подстанциями и преобразовательными пунктами в зависимости от удельной мощности электропотребления по регламентируемым критериям функционирования систем электроснабжения. Максимальные расстояния между трансформаторными подстанциями и преобразовательными пунктами: Z/m = 50...70 км для грузового и пассажирского движения; 2лп = 30...50 км для высокоскоростного движения иілш = 4...7 км. 2. Предложено использовать методику выбора основного оборудования распределенной системы тягового электроснабжения основанную на принципе принятия решения исходя из учета перегрузочной способности конкретных токоведущих элементов по условию 3. Разработана программа электрических расчетов распределенной системы электроснабжения использующая предложенную методику выбора основного оборудования. Программа прошла проверку при реальном проектировании электрификации линии Каменогорск - Лосево Окт. ж.д. 4. Проведена оценка оптимального расстояния между преобразовательными пунктами по приведенным годовым затратам. Это расстояние составляет Lim — 5 - 7 км для электрифицированных линий с интенсивным движением. На основе выполненных исследований предложена усовершенствованная научно обоснованная методика расчета распределенной системы тягового электроснабжения постоянного тока 3,3 кВ и разработана схема электротяговой сети с глубоким вводом линии повышенного напряжения 35 кВ на межпод станционные зоны, обеспечивающая поддержание стабильного уровня напряжения у токоприемников движущихся поездов. 1. Проведенный анализ существующей схемы централизованного электроснабжения постоянного тока 3,3 кВ и схемы децентрализованного (распределенного) электроснабжения выявил преимущества распределенного питания по критериям качества напряжения, использования установленной мощности преобразовательного оборудования устройств электроснабжения и энергоэкономичности. Сделан вывод о целесообразности применения при интенсивных тяговых нагрузках системы электроснабжения с распределенным питанием и необходимости разработки усовершенствованной методики расчета параметров для проектирования такой системы. 2. Уточнена методика расчета параметров схемы замещения распределенной системы тягового электроснабжения с продольной питающей линией трехфазного переменного тока. 3. Разработана имитационная модель и компьютерная программа электрических расчетов распределенной системы тягового электроснабжения, позволяющие учитывать дополнительную продольную линию повышенного напряжения и преобразовательные пункты питания контактной сети. 4. Проведена оценка качества напряжения у токоприемника ЭПС и энергетической эффективности распределенной системы электроснабжения по сравнению с централизованной. По качеству напряжения, потерям энергии, коэффициенту использования установленной мощности оборудования схема распределенного питания имеет существенные преимущества. 5. На основе предложенных методик разработаны оригинальные алгоритмы определения вариантов размещения преобразовательных пунктов, сечения проводов контактной сети с учетом снижения потерь и расхода электроэнергии. 6. Разработана методика определения максимальных расстояний между трансформаторными подстанциями в зависимости от удельной мощности электропотребления. Определены максимальные расстояния между трансформаторными подстанциями: 50...70 км для интенсивного грузового движения и 30...50 км для высокоскоростного движения. 7. Погрешности в определении напряжений на токоприемниках ЭПС по предложенным методикам не превышают 5%. 8. Проведено сравнение вариантов размещения преобразовательных пунктов при интенсивном движении по экономическим критериям. Минимальные приведенные затраты достигаются при расстояниях между пунктами питания в пределах 5...7 км. 9. Предложена методика выбора параметров основного энергетического оборудования распределенной системы тяги поездов, основанная на сравнении графиков перегрузочной способности с уплотненными по времени графиками нагрузок.

Похожие диссертации на Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения