Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 84693 10.20295/2223-9987-2024-02-64-74 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем The limit of power flow in the traction power supply system Предел передаваемой мощности в системе тягового электроснабжения Иванов Михаил Александрович Ivanov Mihail Aleksandrovich m-a-ivanov@yandex.ru Сероносов Владимир Владимирович Seronosov Vladimir Vladimirovich seronosov.vladimir@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation 28 06 2024 28 06 2024 2024 2 64 74 28 06 2024 https://atjournal.ru/en/nauka/article/84693/view

Цель: понятие предела передаваемой мощности широко используется в общепромышленной энергетике для сравнения различных способов усиления электрической сети. В данной работе предложено использовать его и для оценки работы тяговых сетей железных дорог. Задание тяговой нагрузки мощностью использовано в нескольких программах имитационного моделирования систем тягового электроснабжения. Но работа с ними требует больших затрат времени. В результате разработка экспресс-методики сравнения различных способов усиления тягового электроснабжения является актуальной задачей. Методы: в работе использованы методы математического моделирования на базе теории электрических цепей. В качестве средства моделирования был использован программный пакет MATLAB. Результаты: получены выражения для расчета предельной передаваемой мощности в зависимости от длины межподстанционной зоны. Проанализирована зависимость передаваемой мощности от минимального напряжения на токоприемнике, эквивалентного сопротивления тяговых подстанций для участков постоянного тока. Для участков переменного тока проанализирована зависимость передаваемой мощности от коэффициента мощности тяговой нагрузки. Сделан вывод об актуальности повышения коэффициента мощности электроподвижного состава переменного тока. Практическая значимость: предлагаемая методика позволит быстро оценить эффект от использования различных способов усиления системы тягового электроснабжения.

Objective: the concept of the limit of power flow is widely used in general industrial power engineering to compare different ways of amplifying an electric network. In this paper, it is proposed to use it to evaluate the operation of traction networks of railways. Setting the traction power load is used in several simulation development of an express methodology for comparing various ways to enhance traction power supply is an urgent task. Methods: the paper uses mathematical modeling methods based on the theory of electrical circuits. The MATLAB software package was used as a modeling tool. Results: expressions are obtained for calculating the maximum transmitted power depending on the length of the substation zone. The dependence of the transmitted power on the minimum voltage on the current collector, the equivalent resistance of traction substations for DC sections, is analyzed. For alternating current sections, the dependence of the transmitted power on the power factor of the traction load is analyzed. The conclusion is made about the relevance of increasing the power factor of an alternating current electric rolling stock. Practical importance: the proposed technique will allow you to quickly assess the effect of using various methods of strengthening the traction power supply system.

 пропускная способность по устройствам тягового электроснабжения усиление системы тягового электроснабжения мощность электровоза напряжение на токоприемнике коэффициент мощности электровоза capacity of traction power supply devices reinforcement of traction power supply system electric locomotive power electric locomotive voltage electric locomotive power factor

Электроснабжение электрифицированных железных дорог: учебник для вузов ж/д трансп / К. Г. Марквардт. М.: Транспорт, 1982. 528 с. Elektrosnabzhenie elektrificirovannyh zheleznyh dorog: uchebnik dlya vuzov zh/d transp / K. G. Markvardt. M.: Transport, 1982. 528 s. Электроснабжение железных дорог: учеб. пособие / Ю. А. Чернов. М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016. 406 с. Elektrosnabzhenie zheleznyh dorog: ucheb. posobie / Yu. A. Chernov. M.: FGBOU «Uchebno-metodicheskiy centr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte», 2016. 406 s. Сложнонесимметричные режимы электрических систем / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков. Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 2005. 273 с. Slozhnonesimmetrichnye rezhimy elektricheskih sistem / V. P. Zakaryukin, A. V. Kryukov. Irkutsk: Izd-vo Irkutskogo un-ta, 2005. 273 s. Митрофанов А. Н. Моделирование процессов прогнозирования и управления электропотреблением тяги поездов // Самарская гос. акад. путей сообщения. Самара: СамГАПС, 2005. 174 с. Mitrofanov A. N. Modelirovanie processov prognozirovaniya i upravleniya elektropotrebleniem tyagi poezdov // Samarskaya gos. akad. putey soobscheniya. Samara: SamGAPS, 2005. 174 s. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2021615190 Российская Федерация. Программа расчета систем тягового электроснабжения переменного тока с учетом изменяющегося напряжения на тяговой нагрузке / М. А. Иванов, А. Т. Бурков, А. В. Агунов, Д. А. Соколов; заявитель и правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I». № 2021614252; заявл. 29.03.2021; опубл. 05.04.2021. 1 с. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM 2021615190 Rossiyskaya Federaciya. Programma rascheta sistem tyagovogo elektrosnabzheniya peremennogo toka s uchetom izmenyayuschegosya napryazheniya na tyagovoy nagruzke / M. A. Ivanov, A. T. Burkov, A. V. Agunov, D. A. Sokolov; zayavitel' i pravoobladatel': federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I». № 2021614252; zayavl. 29.03.2021; opubl. 05.04.2021. 1 s. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2021615063 Российская Федерация. Программа расчета систем тягового электроснабжения постоянного тока с учетом изменяющегося напряжения на токоприемнике ЭПС / В. Г. Жемчугов, В. В. Сероносов, М. А. Иванов, И. И. Таразанов; заявитель и правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I». № 2021614099; заявл. 26.03.2021; опубл. 02.04.2021. 1 с. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM 2021615063 Rossiyskaya Federaciya. Programma rascheta sistem tyagovogo elektrosnabzheniya postoyannogo toka s uchetom izmenyayuschegosya napryazheniya na tokopriemnike EPS / V. G. Zhemchugov, V. V. Seronosov, M. A. Ivanov, I. I. Tarazanov; zayavitel' i pravoobladatel': federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I». № 2021614099; zayavl. 26.03.2021; opubl. 02.04.2021. 1 s. ГОСТ 6962-75. Транспорт электрифицированный с питанием от контактной сети. Ряд напряжений. М.: ИПК «Издательство стандартов», 1996. 7 c. Текст непосредственный GOST 6962-75. Transport elektrificirovannyy s pitaniem ot kontaktnoy seti. Ryad napryazheniy. M.: IPK «Izdatel'stvo standartov», 1996. 7 c. Tekst neposredstvennyy Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. Утверждены Приказом Минтранса России № 250 от 23.06.2022. Pravila tehnicheskoy ekspluatacii zheleznyh dorog Rossiyskoy Federacii. Utverzhdeny Prikazom Mintransa Rossii № 250 ot 23.06.2022. Основы теории цепей: учебник для вузов (5‑е изд., перераб.) / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил и др. М.: Энергоатомиздат, 1989. 528 с. Osnovy teorii cepey: uchebnik dlya vuzov (5‑e izd., pererab.) / G. V. Zeveke, P. A. Ionkin, A. V. Netushil i dr. M.: Energoatomizdat, 1989. 528 s. Кривной А. М., Литовченко В. В., Шаров В. А. Компенсация реактивной мощности — эффективный способ снижения расхода электроэнергии на тягу поездов // Электрификация и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте: материалы III международного симпозиума «Элтранс‑2005». СПб.: ПГУПС, 2007. С. 600–607. Krivnoy A. M., Litovchenko V. V., Sharov V. A. Kompensaciya reaktivnoy moschnosti — effektivnyy sposob snizheniya rashoda elektroenergii na tyagu poezdov // Elektrifikaciya i nauchno-tehnicheskiy progress na zheleznodorozhnom transporte: materialy III mezhdunarodnogo simpoziuma «Eltrans‑2005». SPb.: PGUPS, 2007. S. 600–607.