ВВЕДЕНИЕ 5
1. Общие особенности электроснабжения железнодорожного транспорта 6
1.1 Основные понятия в железнодорожном электроснабжении 6
1.2 Особенности работы тяговой сети переменного тока 9
1.3 Проблемы электрификации в железнодорожном транспорте 11
2 Компенсация реактивной мощности на железной дороге 13
2.1 Поперечная компенсация в контактных сетях 15
2.2 Продольная компенсация в контактных сетях 20
3 Составление реальной математической модели контактных электрических
сетей железной дороги в системе MATLAB при помощи пакета Simulink 25
3.1 Расчет параметров элементов математической модели тяговой сети
электроснабжения 26
3.2 Расчет параметров математической модели электроподвижного состава.... 32
4 Исследование режимов работы тяговой сети участка Бискамжа - Камышта
Красноярской железной дороги 37
4.1 Исследование режимов работы тяговой сети при прохождении двух ЭПС по
обоим путям Нанхчульского тоннеля 37
4.2 Исследование режимов работы тяговой сети при прохождении двух ЭПС по
обоим путям Нанхчульского тоннеля и одного ЭПС у ТП Югачи 43
5 Поиск возможных путей решения 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 55
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Однолинейная схема тяговой подстанции Камышта 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Однолинейная схема тяговой подстанции Югачи 59
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Однолинейная схема тяговой подстанции Бискамжа 60
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Алгоритм расчета параметров линий контактной сети, представленный в М-файле системы MATLAB 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Алгоритм расчета параметров электровоза ЕРМАК, представленный в М-файле системы MATLAB 66
Железнодорожный транспорт весьма значим в современном мире. Но качество электроэнергии на железной дороге оставляет желать лучшего. Это объясняется тем, что тяговые потребители обладают рядом особенностей, к которым можно отнести: резкопеременный режим работы, нелинейный характер нагрузки, высокую установочную мощность электроприемника и несимметричность нагрузки.
Одной из основных единиц тяговых электрических сетей является контактная сеть. Она имеет большую протяженность, что, совместно с высокой установочной электрической мощностью тягового состава, приводит к значительным потерям напряжения в сети. В связи с этим, становится актуальной проблема поддержания напряжения на требуемом уровне.
Целью выпускной квалификационной бакалаврской работы является анализ потерь напряжения и их компенсации в контактных сетях железной дороги. Для достижения поставленной цели, была выявлена основная задача, которая выполнена в выпускной работе: подробный анализ энергетических процессов в контактных сетях, исследуемого участка. Для эффективного достижения поставленной задачи, целесообразно будет выполнить моделирование системы тягового электроснабжения в системе MATLAB, при помощи пакета Simulink и его библиотеки элементов SimPowerSistems.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы, было выполнено моделирование системы тяговой сети. За основу был взят участок Камышта - Бискамжа Красноярской железной дороги. Модель была выполнена при помощи системы MATLAB пакета Simulink и его библиотеки элементов SimPowerSistems.
Процесс создания модели тягового электроснабжения был разделен на несколько этапов, с целью отладки каждого элемента математическо- графической модели сети. Это позволило добиться предельно приближенных к реальности результатам.
Моделирование показало, что в контактной сети необходима установка управляемых фильтрокомпенсирующих устройств, с целью улучшения качества электроэнергии для тяговых потребителей. Данная необходимость объясняется тем, что тяговый потребитель, которым является ЭПС, имеет нелинейный, однофазный характер.
Улучшение качества электроэнергии позволит тяговым потребителям работать в бесперебойном режиме.
