Статьи

Представлены результаты разработки цифровых моделей для определения электромагнитных влияний (ЭМВ) тяговых сетей (ТС) с разной структурой на параллельно проложенный трубопровод наземной прокладки. Для их реализации применялся программный продукт Fazonord, версия 5.3.3.0-2024, позволяющий определять ЭМВ ТС различного конструктивного исполнения на находящиеся вблизи трассы железной дороги протяженные проводящие сооружения, в частности, стальные трубопроводы. Моделирование осуществлялось для системы электроснабжения горно-перевального участка общей протяженностью 76 км. В ее состав входили следующие элементы: две линии электропередачи 220 кВ; пять ЛЭП 110 кВ и столько же подстанций с трансформаторами ТДТНЖ-40000-115/27,5/11; тяговые сети 27,5 кВ пяти межподстанционных зон. В модель ТС второй зоны был включен стальной трубопровод, проложенный на расстоянии 50 м и имеющий стационарные заземлители по краям с сопротивлением 1 Ом. Также учитывалось распределенное заземление путем формирования цепочечных схем замещения. Рассматривались следующие структуры ТС: раздельная, узловая, встречно-консольная и параллельная. Тяговые нагрузки создавались грузовыми поездами массой 4 084 и 6 000 т. Электромагнитные поля, генерируемые ТС, создавали на деталях сооружения напряжения, превышающие допустимую величину 60 В. Обеспечить их снижение можно установкой дополнительных заземлителей, увеличением ширины сближения, монтажом экранирующих проводов, а также отсасывающих трансформаторов. Предложенная методика предназначена для использования в проектировании и эксплуатации при разработке рациональных способов уменьшения ЭМВ ТС с целью обеспечения безопасности персонала и надежной работы средств защиты труб от коррозии.

Представлены результаты исследований, направленных на разработку цифровых моделей для определения режимов систем электроснабжения железных дорог (СЭЖД), оснащенных ветрогенераторами. Для реализации моделей применялись методы, базирующиеся на использовании фазных координат, что позволило обеспечить системность, универсальность и комплексность. Системный подход достигался на основе учета всех значимых свойств сложной СЭЖД и питающей электроэнергетической системы. Универсальность обеспечивалась за счет моделирования тяговых сетей, ЛЭП и трансформаторов различного конструктивного исполнения. Комплексность давала возможность определения нормальных, аварийных и особых режимов СЭЖД. Подчеркнуто, что использование ветрогенераторов может осуществляться по следующим направлениям: электроснабжение объектов, расположенных в регионах с неустойчивым энергообеспечением; повышение надежности питания потребителей, отключение которых может привести к тяжелым последствиям; обеспечение энергией объектов относительно небольшой мощности. Моделирование режимов проведено в двух вариантах. В первом рассматривалась типовая СЭЖД, в которой отсутствовали установки собственной генерации. Во втором - выполнено моделирование СЭЖД с ветрогенераторами, подключенными на шины 6 кВ тяговых подстанций. Однофазные электровозы создают значительную несимметрию на шинах 6 кВ тяговых подстанций, что может оказывать негативное воздействие на оборудование ветрогенераторов. Для ее устранения использовались пофазно управляемые источники реактивной мощности, позволяющие снизить несимметрию до допустимых пределов. Результаты моделирования показали, что на основе ветроэнергетических установок возможно уменьшить поступление электроэнергии из сетей энергоснабжающей организации, повысить надежность электроснабжения ответственных потребителей за счет резервирования ветрогенераторами, улучшить качество электроэнергии в сетях, питающих стационарные объекты железнодорожного транспорта.

Внедрение в электроэнергетические системы установок распределенной генерации требует решения задач по развитию систем управления в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах с целью повышения надежности и устойчивости. В установках распределенной генерации могут использоваться асинхронизированные генераторы, имеющие преимущества по сравнению с синхронными машинами. Однако их применение требует разработки современных систем автоматического управления. В статье рассматривается распределительная электрическая сеть с установками распределенной генерации на базе асинхронизированных генераторов, при этом особое внимание уделено разработке моделей систем автоматического управления асинхронизированных генераторов.

Цель исследований состояла в определении эффектов от применения для управления асинхронизированными генераторами прогностических регуляторов. Для этого было выполнено моделирование нормального, аварийного и послеаварийного режимов электрической сети, в состав которой входили два асинхронизированных генератора, приводимых во вращение гидротурбинами. В узле подключения питающей электроэнергетической системы генерировались третья и пятая гармоники. В качестве возмущения рассматривалось трехфазное короткое замыкание в сети 35 кВ длительностью в одну секунду. Полученные результаты позволили сделать следующие выводы: использование прогностических регуляторов улучшает качество электроэнергии. Коэффициенты гармоник напряжения снижаются на 7,35 %, а коэффициенты несимметрии по обратной последовательности – на 50 %. Прогностические регуляторы частоты асинхронизированного генератора с фиксированным временем прогноза, рассчитанным по предлагаемой методике, повышают эффективность управления. Так, например, длительность переходного процесса для первого асинхронизированного генератора уменьшается на треть, а максимальное отклонение частоты – на 20?%. Степень его затухания увеличивается на 33 %.