Математическое моделирование переходных процессов в системе переменного тока «Тяговая сеть електровоз»

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 629. 423: 621
Т. М. М1ЩЕНКО (ДПТ)
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХ1ДНИХ ПРОЦЕС1 В У СИСТЕМ1 ЗМ1ННОГО СТРУМУ «ТЯГОВА МЕРЕЖА -ЕЛЕКТРОВОЗ».
3. ВМИКАННЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ЕЛЕКТРОВОЗА В РЕЖИМ1 ХОЛОСТОГО ХОДУ- АНАЛ1З НАПРУГ I СТРУМ1 В У СИСТЕМ1 ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
Стаття е продовженням аналiзу електрично! схеми замiщення змшного струму «тягова пiдстанцiя — при-стрiй поперечно! компенсаций- тягова мережа — електровоз ДС 3» та впливу на силовий трансформатор, який знаходиться в режимi холостого ходу, в залежносп вiд фвдерно! напруги та ввдсташ електровоза ввд тягово! п1дстанцу. Виконано чисельнi розрахунки та проаналiзовано значения напруги та струмiв у системi електропостачання.
Ключовi слова: математична модель, тягова шдстанщя, фiдерна напруга, пристрiй поперечно! компенсаци, параметри тягово! мереж^ електровоз, трансформатор
Статья является продолжением анализа электрической схемы замещения переменного тока «тяговая подстанция — устройство поперечной компенсации — тяговая сеть — электровоз ДС 3» и влияния на силовой трансформатор, который находится в режиме холостого хода, в зависимости от фидерного напряжения и расстояния электровоза от тяговой подстанции. Выполнены численные расчеты и проанализированы значения напряжения и токов в системе электроснабжения.
Ключевые слова: математическая модель, тяговая подстанция, фидерное напряжение, параметры тяговой сети, электровоз, трансформатор
The article is a continuation of analysis of the electric equivalent AC circuit «traction substation — device of transversal compensation — electric-traction network — electric locomotive DS 3» and the influence on a power transformer in the idle mode, depending on the feeder voltage and the distance of an electric locomotive from a traction substation. The numeral calculations are performed and the voltage and current values in the electric power supply system are analyzed.
Keywords: mathematical model, traction substation, feeder voltage, parameters of electric-traction network, electric locomotive, transformer
1. Вступ
Зпдно рис. 1, математична модель електро-магштних процешв е наступною системою не-лшшних р1внянь:
dt
(1)
di,
ппк
dt
2. Електрична схема замщення та математична модель системи
+ (Яп + R) • i, (t) + (Ьш + L) • d-+ +(Ядр + Rp) • i, (t) +
dt
Електрична схема замщення одноколшно! д1лянки двостороннього живлення для зазначе-них умов представлена на рис. 1.
di, -Ф +(ьр + Ls) •-,+W • -т=(2)
di
dt
dt
© Мщенко Т. М., 2011
105
'-ф ('-) — '-ппк ('-) — '-и ('-) = 0
(3)
де iндекс «ф» — фiдер- «ппк» — означае параме-три та електричш величини пристрою попере-
Я
чно1 компенсацil, схема та параметри якого представлеш в [2]- «тм» — тягова мережа.
ТП1



Рис. 1. Електрична схема замщення фидерно! дшянки з урахуванням пристрою поперечно! компенсацп та первинного кола тягового трансформатора електровоза в режим1 холостого ходу
3. Результати чисельних розрахункав та 1х аналiз
Характер змiни в часi перехщних струмiв фще-рного '-ф ^), пристрою компенсацi1 /ппк (I) та
тягово! мереж '-тм ^) в залежностi вщ фiдерно1 напруги i мiсця знаходження електровоза в м& gt- жпiдстанцiйнiй зош (тобто вiдстанi I) однако-вий (рис. 2 — 4). Однак кидки зазначених стру-мiв рiзнi (табл. 1 та рис. 5): найбiльшi максима-льнi значення, яю досягають ~ 830 А, спостер& gt- гаються у фiдерного струму при итах i I = 20 км. Найбшьша «реакщя» зменшення ам-плiтуди вiд I спостер^аеться для струму в тя-говiй мереж (рис. 5, в) i майже не змiнюеться кидок струму у вiтцi з пристроем компенсацi1 (рис. 5, б).
б)
а)
^ А 600
400
200
0
-200
-400
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,51,е
А
600 500 400 300 200 100 0 -100 -200 -300
0,0
в)
1ппк, А 300
250
200
150
100
50
0
-50
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5 1, о


г



«Аллл

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1, с Рис. 2. Залежнють струм1в: фвдерного (а) '-ф (^), у вггщ пристрою поперечно! компенсаци (б) '-ппк (^) та в тяговш мереж! (в) ?и ^) в1д часу на ввдсташ 1 км ввд тягово! пвдстанци при фщернш напруз1? Упот
а)
а)
1Ф, А
600 400 200 0 -200 -400
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1с
б)
1ц, А 600 500 400 300 200 100 0 -100 -200 -300
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1с
в)
и А
300 250 200 150 100 50 0 -50
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1, с Рис. 3. Залежнють струмiв: фвдерного (а) ?ф (V), у
^ А
600 400 200 0 -200 -400
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 !с
б)
Ъ, А 600
400
200
0
-200
-400
, 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1с
в)
1ппк, А 350
300
250
200
150
100
50
0
-50
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1, с Рис. 4. Залежнють струмiв: фвдерного (а) ?ф (V), у
вггщ пристрою поперечно! компенсаци (б) /ппк (V) та вггщ пристрою поперечно! компенсаци (б) ?ппк (V) та
в тяговш мереж1 (в) ?ц (V) вiд часу на вщсташ 20: ввд тягово! пiдстанцi! при фiдернiй напрузi ипоп
в тяговiй мережi (в) ?ц (V) вiд часу на вщсташ 20 км ввд тягово! пвдстанщ! при фiдернiй напрузi итах
Таблиця 1
1 = 1 км? = 20 км
Фiдерна напруга Максимальш значения струм1 В, А
?ф i ппк? ц ?ф i ппк? ц
и. тт 543,49 225,6 505,36 493,43 225,75 450,4
и пот 715,02 296,73 664,86 649,15 296,9 592,6
и тах 829,53 344,36 771,33 753,3 344,6 687,5
а)
800 750 700 650 600 550 500 450
0
10 12 14 16 18 201, км
б)
Ь А
750 700 650 600 550 500 450 400

1
о.».
— ----- ______


3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 I, км
в)
1ппк, А 340
320
300
280
260
240
220

1

2



3

струмiв, певно, обумовлеш нелiнiйнiстю досл& gt- джувального електричного кола (рис. 1).
Цшком закономiрно, за рахунок спаду на-пруги в проводах контактно! мереж1, напруга в останнiй зменшуеться при зростанш вiдстанi I (рис. 6) — на вщсташ 20 км вона зменшилась майже на 3,5 кВ.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20I, км
Рис. 5. Залежшсть максимальних значень струм1в: фщерного (а) /ф ^), у виц пристрою поперечно!
компенсацп (б) /ппк ^) та в тяговш мереж1 (в) / (I)
вщ часу на в1дстан1 1 км в1д в1дстан1 I в1д тягово!
тдстанци при р1зних значениях ф1дерно! напруги:
1 — и — 2 — и — 3 — и..
шах '- пот '- min
Як випливае iз рис. 2 — 4, спостерпаеться особливий часовий характер змши струму у в^щ з пристроем компенсацi!'- /ппк ^). Дiйсно, якщо /ф ^) та / ^) загасають повiльно (десь за 1,5… 2,0 с), коливаючись, то /ппк (^) миттево зб& gt- льшуеться до 230 А, також миттево зменшуеться до 25 А i дат швидко загасае за 0,15… 0,2 с. Такi закономiрностi поведiнки перехiдних
10 12 14 16 18 20 I, км
Рис. 6. Залежн1сть напруги в контактнш мереж1 та первиннш обмотц1 трансформатора иел вщ вщсташ 20.1 км ввд тягово! тдстанци при ипош
За характером часово! змiни напруги на ППК (рис. 7) така сама, як i струм у вггщ (рис. 2 — 4, в).
25 000 20 000 15 000 10 000 5000 0
-5000
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1, о
Рис. 7. Залежшсть напруги на ППК в1д часу у випадку, коли електровоз знаходиться на вщсташ I = 20 км вщ тягово! тдстанци
Висновок
Режим вмикання тягового трансформатора електровоза ДС 3 без його навантаження впли-вае не лише на характер змши i кидки струму намагшчення самого трансформатора, але й на електромагнiтнi процеси в системi тягового електропостачання, що потрiбно враховувати при аналiзi процешв в системi електрично! тяги.
1Ф, А
2
4
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Мщенко, Т. М. Математичне моделювання пе-рехвдних процеав в системi змiнного струму «тягова мережа — електровоз». 1. Вмикання силового трансформатора електровоза в режимi холостого ходу- оцiнка параметрiв [Текст] / Т. М. Мщенко, А. I. Кшко // Вкник Дшпро-петр. нац. ун-ту залiзн. трансп. iм. акад. В. Ла-заряна. — 2011. — Вип. 36. — Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2011. — С. 96−100.
2. Мщенко, Т. М. Математичне моделювання пе-рехвдних процесiв в системi змiнного струму «тягова мережа — електровоз». 2. Вмикання силового трансформатора електровоза в режимi холостого ходу- визначення i аналiз кидка струму намагнiчування [Текст] / Т. М. Мщенко // Вюник Дншропетр. нац. ун-ту залiзн. трансп. iм. акад. В. Лазаряна. — 2011. — Вип. 37. — Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2011. — С. 96−100.
Надшшла до редколегп 11. 05. 2011.
Прийнята до друку 17. 05. 2011.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой