Научная статья на тему 'МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ВОСТОЧНОГО ПОЛИГОНА'

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ВОСТОЧНОГО ПОЛИГОНА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
37
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СОЕДИНЕННЫЕ И ТЯЖЕЛОВЕСНЫЕ ПОЕЗДА / СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ / ВОСТОЧНЫЙ ПОЛИГОН / ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ / КОНТАКТНАЯ СЕТЬ / ГРАФИК ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ / ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ / УСИЛЕНИЕ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ / ТЕМПЕРАТУРА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА / МЕЖПОЕЗДНОЙ ИНТЕРВАЛ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Шушпанов Илья Николаевич, Пермякова Дарья Николаевна, Конюхов Владимир Юрьевич, Опарина Татьяна Александровна

ЦЕЛЬ. Повысить эксплуатационную работу систем электроснабжения железных дорог Восточного полигона. МЕТОДЫ. При решении данной задачи проводились расчеты в математической среде КОРТЭС. На основании данных расчетов были сделаны выводы о методах оптимизации работы систем. Тяговый расчет проведен для локомотивов серии ВЛ-80в/к массой 4000 т, 3ЭС5К массой 6300 т, 2x2ЭС5Л массой 7500 т и 2x2ЭС5Л массой 8000 т. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальная тема оптимизации эксплуатационной работы отрасли за счет повышения роли технологических и организационных основ перевозочного процесса - плана формирования и графика движения поездов, то есть внедрения новой комплексной технологии управления движением поездов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОАО «Российские железные дороги» значительно наращивает объем перевозки грузовых на восточном направлении, за счет привлечения новых организаций и расширения объемом работы предприятий, а также добывающих комплексов, нуждающихся в транспортировке своей продукции потребителям. Для освоения растущих объемов перевозок на Восточном полигоне используются различные способы увеличения перевозочной мощности линий и структурных подразделений. С целью обеспечения безопасного вождения поездов повышенного веса, длинносоставных, соединенных поездов развернуты научные работы, направленные на испытание соответствующих постоянных устройств. Практическое использование рассмотренных технологий требует оценки изменения пропускной способности железнодорожной линии и величины грузооборота, что непосредственно отразится на показателях работы системы тягового энергоснабжения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Шушпанов Илья Николаевич, Пермякова Дарья Николаевна, Конюхов Владимир Юрьевич, Опарина Татьяна Александровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHODS OF INCREASING THE EFFICIENCY OF THE POWER SUPPLY SYSTEMS OF THE RAILWAYS OF THE EASTERN POLYGON

THE PURPOSE. To increase the operational operation of the power supply systems of the railways of the Eastern Polygon. METHODS. When solving this problem, calculations were carried out in the mathematical environment of KORTES. Based on these calculations, conclusions were drawn about the methods of optimizing the operation of the systems. Traction calculation was carried out for locomotives of the VL-80v/k series weighing 4000 tons, 3ES5K weighing 6300 tons, 2x2ES5L weighing 7500 tons and 2x2ES5L weighing 8000 tons. RESULTS. The article describes the current topic of optimizing the operational work of the industry by increasing the role of the technological and organizational foundations of the transportation process - the plan for the formation and timetable of trains, that is, the introduction of a new integrated technology for train traffic management. conclusion. JSC "Russian Railways" is significantly increasing the volume of freight transportation in the eastern direction, by attracting new organizations and expanding the scope of work of enterprises, as well as mining complexes that need to transport their products to consumers. To master the growing volumes of traffic at the Eastern Landfill, various ways are used to increase the transportation capacity of lines and structural units. In order to ensure the safe driving of trains of increased weight, long-composite, connected trains, scientific work has been launched aimed at testing the corresponding permanent devices. The practical use of the considered technologies requires an assessment of changes in the capacity of the railway line and the amount of cargo turnover, which will directly affect the performance of the traction power supply system.

Текст научной работы на тему «МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ВОСТОЧНОГО ПОЛИГОНА»

© Шушпанов И.Н., Пермякова Д.Н., Конюхов В.Ю., Опарина Т.А. УДК 656.2, 656.3, 656.4

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ВОСТОЧНОГО ПОЛИГОНА

Шушпанов1 И.Н., Пермякова2 Д.Н., Конюхов1 В.Ю., Опарина1 Т.А.

1Иркутскнй национальный исследовательский технический университет,

г. Иркутск, Россия

2Московский государственный университет имени Н.Э. Баумана, г. Москва, Россия

ORCID: https://orcid. org/0000-0003-2 785-4332, PermyakovaD@student. bmstu.ru

Резюме: ЦЕЛЬ. Повысить эксплуатационную работу систем электроснабжения железных дорог Восточного полигона. МЕТОДЫ. При решении данной задачи проводились расчеты в математической среде КОРТЭС. На основании данных расчетов были сделаны выводы о методах оптимизации работы систем. Тяговый расчет проведен для локомотивов серии ВЛ-80в/к массой 4000 т, ЗЭС5К массой 6300 т, 2x2ЭС5Л массой 7500 т и 2х2ЭС5Л массой 8000 т. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальная тема оптимизации эксплуатационной работы отрасли за счет повышения роли технологических и организационных основ перевозочного процесса - плана формирования и графика движения поездов, то есть внедрения новой комплексной технологии управления движением поездов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОАО «Российские железные дороги» значительно наращивает объем перевозки грузовых на восточном направлении, за счет привлечения новых организаций и расширения объемом работы предприятий, а также добывающих комплексов, нуждающихся в транспортировке своей продукции потребителям. Для освоения растущих объемов перевозок на Восточном полигоне используются различные способы увеличения перевозочной мощности линий и структурных подразделений. С целью обеспечения безопасного вождения поездов повышенного веса, длинносоставных, соединенных поездов развернуты научные работы, направленные на испытание соответствующих постоянных устройств. Практическое использование рассмотренных технологий требует оценки изменения пропускной способности железнодорожной линии и величины грузооборота, что непосредственно отразится на показателях работы системы тягового энергоснабжения.

Ключевые слова: соединенные и тяжеловесные поезда; система тягового энергоснабжения; Восточный полигон; пропускная способность; контактная сеть; график движения поездов; тяговые расчеты; усиление тяговых подстанций; температура трансформаторного масла; межпоездной интервал.

Для цитирования: Шушпанов И.Н., Пермякова Д.Н., Конюхов В.Ю., Опарина Т.А. Методы повышения эффективности работы систем электроснабжения железных дорог восточного полигона // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 19-29.

METHODS OF INCREASING THE EFFICIENCY OF THE POWER SUPPLY SYSTEMS OF THE RAILWAYS OF THE EASTERN POLYGON

IN. Shushpanov1, DN. Permyakova2, VYu. Konyukhov1, ТА. Oparina1

Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia 2Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia

Abstract: THE PURPOSE. To increase the operational operation of the power supply systems of the railways of the Eastern Polygon. METHODS. When solving this problem, calculations were carried out in the mathematical environment of KORTES. Based on these calculations, conclusions were drawn about the methods of optimizing the operation of the systems. Traction calculation was carried out for locomotives of the VL-80v/k series weighing 4000 tons, 3ES5K weighing 6300 tons; 2x2ES5L weighing 7500 tons and 2x2ES5L weighing 8000 tons. RESULTS. The article describes the current topic of optimizing the operational work of the industry by

increasing the role of the technological and organizational foundations of the transportation process - the plan for the formation and timetable of trains, that is, the introduction of a new integrated technology for train traffic management, conclusion. JSC "Russian Railways" is significantly increasing the volume of freight transportation in the eastern direction, by attracting new organizations and expanding the scope of work of enterprises, as well as mining complexes that need to transport their products to consumers. To master the growing volumes of traffic at the Eastern Landfill, various ways are used to increase the transportation capacity of lines and structural units. In order to ensure the safe driving of trains of increased weight, long-composite, connected trains, scientific work has been launched aimed at testing the corresponding permanent devices. The practical use of the considered technologies requires an assessment of changes in the capacity of the railway line and the amount of cargo turnover, which will directly affect the performance of the traction power supply system.

Keywords: connected and heavy-weight trains; traction power supply system; Eastern polygon; capacity; contact network; train schedule; traction calculations, reinforcement of traction substations; transformer oil temperature; inter-train interval.

For citation: Shushpanov IN., Permyakova DN., Konyukhov VYu., Oparina ТА. Methods of increasing the efficiency of the power supply systems of the railways of the eastern polygon. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14(56): 19-29.

Введение. Литературный обзор

Вследствие непрерывного прироста объемов грузовых и пассажирских перевозок на Восточном полигоне ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), потребная пропускная способность отдельных участков железных дорог приближается и наличной. Представленные факторы вызывают необходимость наращивания мощности данных линий при помощи проведения как комплекса, так и отдельных организационно-технических и реконструктивных мероприятий, которые в первую очередь должны быть направлены на: обеспечение эффективного и бесперебойного функционирования постоянных устройств, усиление системы тягового энергоснабжения, повышение степени использования подвижного состава, максимальное использование имеющихся резервов пропускной и провозной способностей объектов транспортной инфраструктуры ОАО «РЖД» [1-3].

В представленной научной статье на выбранном участке железнодорожной линии рассмотрены несколько вариантов пропуска поездов различных весовых норм и для каяедой серии локомотива произведены тяговые расчёты с использованием программного комплекса КОРТЭС. После определения шага диапазона напряжения обоснована целесообразность вождения соединённых поездов. Использование соединённых поездов на рассматриваемом участке доказало свою целесообразность в рамках поставленных условий по обеспечению уровня эффективности работы систем тягового энергоснабжения.

Общие характеристики исследуемой сферы на текущий момент.

Разработка и использование методов повышения эффективности работы железной дороги является актуальной задачей начиная с начала эксплуатации железнодорожного полотна, как транспортной системы. Отдельные трудности связаны именно с электроснабжением участка железной дороги. Это связано прежде всего с тем, что Восточное полигон является одним из самых популярных направлений использования железных дорог для перевозки груза. Для того, чтобы обосновать важность материалов, представленных в данной статье, а также определиться с вектором расчетов, был проведен краткий анализ статей ученых, занимающихся разработкой методики работы систем электроснабжения в смежных сферах [4-5].

Одним из исследований, представляющих научный интерес, является работа [4]. Автор обзорной статьи, изучив более чем 52 публикации, посвященные модулированию и решению проблем цифровизации железнодорожного транспорта, установил, что моделирование процессов является эффективным инструментом для решения задач оптимизации. Большая часть статей (85 %) основана на детерминированном подходе к моделированию систем и их компонентов. При этом нейронные сети используются только в 12,5 % случаев и в ограниченной степени.

Вероятнее всего, это связано с отсутствием точных и проверенных практикой методик применения нейронных сетей и машинного обучения в сфере энергоснабжения транспортных систем. Несомненно, данное направление только развивается. Для того чтобы ускорить развитие, можно строить обучение сетей на классическом подходе к

моделированию систем и знаниях из тех областей, где нейронные сети применяются чаще, например, из компьютерных наук. Под классическим подходом в данном случае подразумевается использование проверенных программ для моделирования методик. Например, программного комплекса КОРТЭС, результаты использования которого и приводятся в данной статье.

Распределение подходов, используемых для моделирования энергетических систем, представлено на рисунке 1 [4]. Что касается методов оптимизации, то на сегодняшний день наиболее распространенные используемые алгоритмы относятся к категории метаэвристики (57,8%), а более конкретно к семейству генетических алгоритмов (GA). GA применялся 40% рассмотренных авторов, иногда в качестве эталона для сравнения с другими алгоритмами. Для сравнения. Рой частиц (PS) и Колония муравьев (АС) использовались только 7% рассмотренных авторов

Вторыми наиболее часто используемыми подходами являются Теория принятия решений (DT) и Максимальный принципиальный анализ (МРА), на долю которого приходится 11% и 14% статей соответственно. Однако они в основном ограничены более простыми задачами с небольшим пространством решений или в качестве вспомогательного в сочетании с другими алгоритмами.

Рис. 1. Подходы, используемые для Fig. 1. Approaches used for modeling energy

моделирования энергетических систем в сфере systems ж the field of railway transport [4] железнодорожного транспорта [4]

Другим примером служит работа |5|. Автор предлагает методику расчеты рисков транспортных систем при помощи математического моделирования. Методика отражает два основных компонента, составляющих риск отказа. А именно вероятность безопасного взаимодействия систем автоведения поездов с диспетчерской и вероятности безотказной работы подвижного состава. Стоит отметить, что особое внимание автор уделяет риску преднамеренной атаки на систему. В качестве пример, он приводит наиболее распространённый сейчас вид, а именно атака на информационную сеть. MITM (англ. Man in the 1шс1с11е)-атака, которая характеризуется тем, что злоумышленник внедряется в связь между взаимодействующими сторонами, и становясь посредником в коммуницировании изменяет информацию, передающуюся между диспетчерской управления и подвижным составом поезда. В ходе расчетов автор моделирует систему MITM-атаки. Результат визуального представления моделирования приведен на рисунке 2 [5].

Рис. 2. Модель MITM-атаки Fig. 2. MITAI attack model

Анализ производится при помощи разработки математического аппарата Петри, так, как только дискретные процессы дают полное представление о функционировании модели. Как результат, изображение модели, позволяет оптимизировать расчет и визуально упростить процесс оптимизации.

Влияние изменения грузооборота на показатели работы системы тягового энергоснабжения.

Следует отметить, что одной из основных задач комплексного увеличения пропускной и провозной способностей участков железнодорожных линий на Восточном полигоне является выбор необходимого тягового обеспечения. Применение для повышения эффективности организации движения тяжеловесных и соединенных грузовых поездов вызывает резкие просадки напряжения в контактной сети, что негативно сказывается на работе железнодорожного комплекса увеличивая простои поездов. Что может иметь место в том случае, если на участке железнодорожной линии между тяговыми подстанциями находиться увеличенное количество грузовых поездов, имеющих повышенные весовые нормы или длинносоставных, в связи с чем при регулярном пропуске поездов данного класса необходимо усиление имеющейся системы тягового энергоснабжения, использование более мощных локомотивов [6].

В 2019 году в рамках проектных решений по модернизации Восточного полигона и реализации ОАО «РЖД» программы «Восток. Точка притяжения» началось оснащение отдельных участков железнодорожных линий современными средствами интервального регулирования движения поездов на перегонах - микропроцессорная автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры - АБТЦ-МШ, что потребовало новых подходов к организации работы систем тягового энергоснабжения [7-9].

С целью обеспечения безопасного вождения поездов повышенного веса, длинносоставных, соединенных поездов развернуты научные работы, направленные на испытание соответствующих постоянных устройств.

Практическое использование рассмотренных технологий требует оценки изменения пропускной способности железнодорожной линии и величины грузооборота, что непосредственно отразится на показателях работы системы тягового энергоснабжения. Подробно показатели работы системы приведены в работах [10, 11].

Обеспечение уровня эффективности работы систем тягового энергоснабжения железных дорог Восточного полигона рассмотрим на примере организации пропуска поездов по участку Т - 3 железнодорожной линии Восточного полигона ОАО «РЖД».

Постановка задачи исследования

С целью увеличения пропускной способности рассматриваемого участка в чётном направлении движения предлагается использовать соединённые поезда в общем количестве до 50 % от всех грузовых поездов, а в нечётном направлении - по существующим ниткам графика движения поездов пропускать длинносоставные поезда, состоящие в большинстве из порожних вагонов. Прокладка ниток графика движения поездов чётного направления осуществляется с чередованием одиночных обычных и соединённых поездов. Основной

задачей проверки уровня эффективности работы систем тягового энергоснабжения является построение вариантных графиков движения поездов с производством по ним тяговых расчётов [12-15].

Материалы и методы

Первый вариантный график движения поездов предусматривает пропуск:

- в чётном направлении с минимальной весовой нормой одиночного грузового поезда 4000 т и соединённого - 8000 т при межпоездном интервале равном 15 минут:

- в нечётном направлении с одиночными грузовыми поездами, весовой нормой 4000 т при межпоездном интервале равном 10 минут.

Второй вариантный график движения поездов предусматривает пропуск:

- в чётном направлении с минимальной весовой нормой одиночного грузового поезда 4000 т и соединённого - 8000 т при межпоездном интервале равном 10 минут;

- в нечётном направлении с одиночными грузовыми поездами, весовой нормой 4000 т при межпоездном интервале равном 10 минут.

Массы грузовых поездов, обращающихся на участке Т - 3 с соответствующими им типами локомотивов представлены в таблице 1. При построении перспективных графиков движения на участке Т - 3 предлагается использовать локомотив серии 2х2ЭС5К с минимальной весовой нормой соединённого поезда 8000 т. Полученные данные тяговых расчётов в чётном и нечётном направлениях, а также отчёты о поездках представлены на рисунках 3-6.

Рис. 3. Тяговый расчет для локомотива серии Fig. 3. Traction calculation for a locomotive of the ВЛ-80в/и с массой состава 4000 т 1Ъ-80\>Л series with a train weight of4000 tons

Рис. 4. Тяговый расчет для локомотива серии Fig. 4. Traction calculation for a locomotive of the ЗЭС5К с массой состава 6300 т 3ES5K series with a train weight of6300 tons

Рис. 5. Тяговый расчет для локомотива серии Fig. 5. Traction calculation for a 2x2ES5K series 2х2ЭС5К с массой состава 7500 т locomotive with a tmin weight of7500 tons

Рис. 6. Тяговый расчет Для локомотива серии Fi g. 6. Traction calculation for a 2x2ES5K sériés 2х2ЭС5К с массой состава 8000 т locomotive with a train weight of8000 tons

Результаты и их обсуждение По итогам тяговых расчётов можно сделать вывод о том, все серии локомотивов с соответствующими им весовыми нормами следуют по участку беспрепятственно. Температура тяговых электродвигателей не превышает заданного значения 1200 °С по классу изоляции (пунктирная красная линия рисунках 3-6).

Максимальный перегрев обмоток двигателя (до 940 °С) в чётном направлении движения зафиксирован на отметке 4719 км на подходе к железнодорожной станции XI, а в нечётном направлении: на отметке 4882 км возле Х2 (до 920 °С), на отметке 4752 км возле Б (до 800 °С). Для ведения одиночного поезда массой 4000 т принимается локомотив серии 2ЭС5К, для ведения поезда массой 6300 т - серии ЗЭС5К, а для ведения соединённого поезда массой 8000 т - серии 2х2ЭС5К.

Таблица 1

Результаты проведения расчётов__

Направление Локомотив Масса состава, т Время хода, мин Расход энергии

серия масса, т полное под током кВт 'ч кВ'А'ч

Чётное ВЛ-80в/и 192 4000 270,8 144,3 14839,4 18578,0

Нечётное ВЛ-80в/и 192 4000 268,6 142,7 14720,7 18452,1

Продолжение таблицы 1

Чётное ЗЭС5К 288 6300 266,7 132,0 21116,8 23921,3

Нечётное ЗЭС5К 288 6300 266,6 136,5 21265,5 24157,9

Чётное 2х2ЭС5К 384 7500 261,9 118,7 26453,9 29989,0

Нечётное 2х2ЭС5К 384 7500 261,5 120,2 26711,1 30322,5

Чётное 2х2ЭС5К 384 8000 263,1 122,3 27829,9 31523,0

Нечётное 2х2ЭС5К 384 8000 263,3 124,3 28115,3 31899,1

Согласно произведённым расчётам, исходный график движения поездов с минимальной весовой нормой в 4000 т полностью выполняется. Температура трансформаторного масла 760 °С - тяговая подстанция №1 не превышает установленную норму 950 °С. Минимальное напряжение 22,59 кВ (2-й железнодорожный путь зоны между станциями Б - Н не ниже заданного 19 кВ). Существует запас для увеличения массы грузового поезда.

Исходный график движения поездов при весовой норме пропуска поездов 6300 т не выполняется. Температура трансформаторного масла превышает установленную норму 95 °С на тяговых подстанциях №1 и №2, максимальна на №3 - 1180 °С, что при систематическом повторении может привести к повреждению трансформаторов и выходу из строя тяговой подстанции. Минимальное напряжение 18,59 кВ (2-й железнодорожный путь зоны между станциями Б - Н) ниже заданного уровня, что приведёт к неграфиковой остановке грузового поезда. Для нормального функционирования участка при заданном графике движения поездов при весовой норме 6300 т требуется усиление системы тягового электроснабжения рассматриваемого участка.

Первый вариантный график движения поездов по участку Т - 3 с учетом пропуска соединённых поездов при использовании межпоездного интервала 10 минут не выполняется. Температура трансформаторного масла превышает установленную норму на тяговых подстанциях №2, №4 и максимальна на №3 - 105 °С. Минимальное напряжение 19,68 кВ (2-й железнодорожный путь зоны между станциями Б - Н) близко к критическому.

С целью беспрепятственного пропуска грузовых поездов требуется модернизация тяговых подстанций №2-4, при существующей системе тягового электроснабжения и установленной технологии пропуска поездов требуется увеличение межпоездного интервала, рисунок 7.

а Гнвпошют - ¿в

ЩР

Рис. 7. Первый вариантный график движения Fig. 7. The first variant schedule of trains on the T-поездов по участку T-3 при межпоездном Z section with an inter-train interval of 10 minutes

интервале 10 минут

Второй вариантный график движения поездов с учетом пропуска соединённых поездов при использовании межпоездного интервала 15 минут полностью выполняется. Температура трансформаторного масла 85 °С на тяговой подстанции №1 не превышает установленное нормативное значение. Минимальное напряжение 21,87 кВ (2-й железнодорожный путь зоны между станциями Т - X) не ниже критического. По сравнению с первым вариантным графиком движения поездов существует запас для варьирования межпоездного интервала и увеличения массы грузового поезда [15-18].

После проведения тяговых расчётов можно сделать вывод о том, что пропуск соединённых поездов при чередовании их с одиночными грузовыми поездами при межпоездном интервале в 15 минут является наиболее целесообразным, так как не требует усиления системы тягового электроснабжения. Для дальнейшего наращивания провозной способности требуется модернизация ряда тяговых подстанций.

Пропускная способность рассматриваемого участка согласно существующей технологии пропуска поездов составляет 90 пар поездов. С учётом пропуска соединённых поездов без усиления системы тягового электроснабжения пропускная способность в чётном направлении составит 114 поездов для 15-минутного интервала, с учетом усиления тяговых подстанций №1-4 при интервале 10 минут возможно пропустить 160 поездов.

Дополнительный доход ОАО «РЖД» от увеличения провозной способности участка Восточного полигона за счет изменения технологии пропуска поездов при межпоездном интервале 15 минут составит 7036,5 млн.руб/год, при интервале 10 минут -17119,8 млн.руб/год. При условии усиления системы тягового электроснабжения и модернизации тяговых подстанций №1-4 срок окупаемости проекта составит 8,3 года.

Выводы

В результате выполненных расчётов для электровозов с соответствующими весовыми нормами подтверждена целесообразность использования данных локомотивов, что доказало графическое представление температуры тяговых двигателей, не превышающих заданного значения по классу изоляции.

Согласно существующей технологии работы участка возможен пропуск 90 пар поездов. С учётом рассмотренных серий локомотивов вариантные графики с использование соединённых поездов позволяют пропустить в чётном направлении 114 поездов (56 одиночных, 29 соединённых) с запасом мощности существующей системы тягового электроснабжения (для 15-минутного интервала), с учетом модернизацией тяговых подстанций (для 10-минутного интервала) до 160 поездов (64 одиночных, 48 соединённых).

Доказана экономическая целесообразность проектных решений, срок окупаемости проекта 8,3 года.

Использование соединённых поездов на рассматриваемом участке доказало свою эффективность в рамках поставленных условий. Для дальнейшего изучения развития движения соединённых поездов и поездов повышенной массы и длины требуется проведение научных исследований в области вопросов: перегрузок в системе тягового энергоснабжения с учётом нестабильности поездопотока, эффективности использования действующей станционной инфраструктуры, мониторинга и оценки влияния климатических условий.

Литература

1. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года. URL:

http://www.zakonprost.ni/content/base/part/581185 (дата обращения: 03.10.2022). - Текст: электронный.

2. Еременко М.Н., Доможирова А.Д., Упырь Р.Ю. Организация планирования диспетчерской работы на участках с подталкивающим движением // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2021. -№ 1 (69). - С. 164-169.

3. Soluyanov Y.I., Fedotov A.I., Akhmetshin A.R. Application of intelligent electricity metering systems for timely adjustment of standard values for electrical loads calculation // Proceedings of the 3rd 2021 International Youth Conference on Radio Electronics. Electrical and Power Engineering, REEPE 2021 : 3, Moscow, 11-13 марта 2021 года. - Moscow, 2021. - P. 9388018.

4. Alekseeva T.L., Ryabchyonok N.L., Astrakhantsev L.A., et al. Operation of an inverter with an electrical AC network // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Conference on Transport and Infrastructure of the Siberian Region, SibTrans 2019, Moscow, 21-24 мая 2019 года. - Moscow: Institute of Physics Publishing, 2020. - P. 012003.

5. Корнев Д. А. Алгоритм прогнозирования рисков транспортной системы // Cloud of Science. - 2020. - Т. 7.-№ 2. - С. 372-384.

6. Martinez Р., Fernández I., Villalba Sanchís., et al. A review of modelling and optimisation methods applied to railways energy consumption // Journal of Cleaner Production. 2019.-Vol. 222.-P. 153-162.

7. Methods for improving the quality of electrical energy in distribution networks / A. Akhmetshin, S. Gaponenko, G. Marin // Proceedings - 2021 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2021, Sochi, 17-21 мая 2021 года. -Sochi, 2021.-P. 241-245.

8. Оленцевич В.А., Упырь Р.Ю., Антипина А.А. Эффективность внедрения интервального регулирования движения поездов по системе «виртуальная сцепка» на участке // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2020. - Т. 66 № 2.-С. 182-189.

9. Suslov К., Piskunova V., Gerasimov D., et al. Development of the methodological basis of the simulation modelling of the multi-energy systems // E3S Web of Conferences: 2019 International Scientific and Technical Conference Smart Energy Systems, SES 2019, Kazan, 1820 сентября 2019 года. - Kazan: EDP Sciences, 2019. - P. 01049.

10. Романова В.В., Хромов С.В., Суслов К.В. Анализ воздействующих факторов, влияющих на эксплуатационную надёжность низковольтных асинхронных электродвигателей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2021. -Т. 23. -№ 3. - С. 80-89.

11. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Суслов КВ., Середкин Д.А. Моделирование электромагнитных полей, создаваемых тяговыми сетями 25 кВ на многопутных участках // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2022. - Т. 14. -№ 2(54). - С. 3-14.

12. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Суслов К.В., Черепанов А.В. Исследование режимов работы изолированной системы электроснабжения с управляемыми установками распределенной генерации, накопителями электроэнергии и двигательной нагрузкой // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2021. - Т. 23. - № 5. - С. 184-194.

13. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Суслов К.В., Черепанов А.В. Оперативное определение запасов статической устойчивости в системах электроснабжения с установками распределенной генерации // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2021. - Т. 25. - № 1(156). - С. 31-43.

14. Akhmetshin A.R., Suslov K.V., Astashkov N.P. Development of the performance control algorithm of the blower motors of electric locomotives for various operating modes // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Conference: Actual Issues of Mechanical Engineering (AIME 2020), Saint-Petersburg, Russia, 27-29 октября 2020 года. -Saint-Petersburg, Russia: IOP Publishing, 2021. - P. 012001.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

15. Крюков A.B., Безридный E.C. Моделирование режимов тяговых сетей при пропуске тяжеловесных поездов // Современные технологии и научно-технический прогресс. - 2020. - Т. 1. - № 7. - С. 207-208.

16. Бондаренко О. А. Вопросы развития тяжеловесного движения грузовых поездов // Наука и образование транспорту. -2016. - № 1. С. 91-93.

17. Astashkov N.P., Olentsevich V.A., Akhmetshin A.R. Increase of the throughput and processing capacity of the railway line mountain pass section by strengthening the devices of the system of traction power supply // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Conference: Actual Issues of Mechanical Engineering (AIME 2020), Saint-Petersburg, Russia, 27-29 октября 2020 года. - Saint-Petersburg, Russia: IOP Publishing, 2021.

18. Танайно Ю.А. Исследование параметров обращения тяжеловесных и Соединенных поездов на Западно-сибирской железной дороге // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2015. - № 4. - С. 9-11.

Авторы публикации

Шушпанов Илья Николаевич - канд. тех. наук, доцент ИрНИТУ, заместитель руководителя Национального исследовательского комитета С1 «Планирование развития энергосистем и экономика» Российского национального комитета CIGRE.

Пермякова Дарья Николаевна - магистрант МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Конюхов Владимир Юрьевич - канд. тех. наук, профессор ИрНИТУ, доцент ВАК, почётный работник сферы образования Российской Федерации.

Опарина Татьяна Александровна - программист 1 категории ИрНИТУ.

References

1. Transport strategy of the Russian Federation for the period up to 2030. URL: http://www.zakonprost.ru/content/base/part/581185 (accessed: 03.10.2022). - Text: electronic.

2. Eremenko MN, Domozhirova AD, Upyr RYu. Organization of dispatching work planning in areas with pushing movement. Modern technologies. System analysis. Modeling. -20211 (69): 164-169.

3. Soluyanov YI, Fedotov AI, Akhmetshin AR, Soluyanov VI. Application of intelligent electricity metering systems for timely adjustment of standard values for electrical loads calculation. Proceedings of the 3rd 2021 International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering, REEPE 2021:3, Moscow, March 11-13, 2021. - Moscow, 2021.-P. 9388018.

4. Alekseeva TL, Ryabchyonok NL, Astrakhantsev LA, et al. Parallel operation of an inverter with an electrical AC network. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering international Conference on Transport and Infrastructure of the Siberian Region, SibTrans 2019, Moscow, May 21-24, 2019. - Moscow: Institute of Physics Publishing, 2020. P. 012003.

5. Kornev DA. Algorithm for forecasting risks of the transport system. Cloud of Science. -2020;7(2):372-384.

6. Martínez Fernández P, Villalba Sanchis I, et al. A review of modelling and optimisation methods applied to railways energy consumption. Journal of Cleaner Production. 2019;222:153-162.

7. Akhmetshin A, Gaponenko S, Marin G. Methods for improving the quality of electrical energy in distribution network. Proceedings - 2021 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2021, Sochi, May 17-21, 2021. - Sochi, 2021.-P. 241-245.

8. Olentsevich VA, Upyr RYu, Antipina AA. The effectiveness of the introduction of interval regulation of train traffic by the virtual coupling system on the site. Modern technologies. System analysis. Modeling. 2020;66(2): 182-189.

9. Suslov K, Piskunova V, Gerasimov D, et al. Development of the methodological basis of the simulation modelling of the multi-energy systems. E3S Web of Conferences: 2019 International Scientific and Technical Conference Smart Energy Systems, SES 2019, Kazan, September 18-20, 2019. - Kazan: EDP Sciences, 2019. - P. 01049.

10. Romanova W, Khromov SV, Suslov K.V. Analysis of influencing factors affecting the operational reliability of low-voltage asynchronous electric motors. Izvestia of higher educational institutions. Energy problems. 2021;23(3):80-89.

11. Buyakova NV, Kryukov AV, Suslov KV, Seredkin DA. Modeling of electromagnetic fields created by 25 kV traction networks on multi-track sections. Bulletin of the Kazan State Power Engineering University. 2022;14(2(54):3-14.

12. Bulatov Yu.N., Kryukov AV, Suslov KV. Investigation of the operating modes of an isolated power supply system with controlled distributed generation installations, electric power storage devices and motor load. Izvestia of higher educational institutions. Energy problems. 2021;23(5): 184-194.

13. Bulatov YuN, Kryukov AV, Suslov KV, et al. Operational determination of static stability reserves in power supply systems with distributed generation installations. Bulletin of the Irkutsk State Technical University.2021;25:l(156):31-43.

14. Akhmetshin AR, Suslov KV, Astashkov NP, et al. Development of the performance control algorithm of the blower motors of electric locomotives for various operating modes. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Conference: Actual Issues of Mechanical Engineering (AIME 2020), Saint-Petersburg, Russia, October 27-29, 2020. - Saint-Petersburg, Russia: IOP Publishing, 2021. - P. 012001.

15. Kryukov AV, Bezridny ES Modeling of traction network modes when passing heavy trains. Modern technologies and scientific and technical progress. 2020;l(7):207-208.

16. Bondarenko OA. Issues of development of heavy freight train traffic. Science and Education transport. 2016;1:91-93.

17. Astashkov NP, Olentsevich VA, Akhmetshin AR. Increase of the throughput and processing capacity of the railway line mountain pass section by strengthening the devices of the system of traction power supply. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Conference: Actual Issues of Mechanical Engineering (AIME 2020), Saint-Petersburg, Russia, October 27-29, 2020. - Saint-Petersburg, Russia: IOP Publishing, 2021.

18. YuA. Tanaino Investigation of the circulation parameters of heavy and Connected trains on the West Siberian Railway. Scientific problems of transport in Siberia and the Far East. 2015;4:9-11.

Authors of the publication

Itya N. Shushpanov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Irkutsk National Research Technical University, Deputy Head of the National Research Committee CI "Planning for the development of Energy Systems and Economics" of the Russian National Committee CIGRE.

Darya N. Permyakova - Master's student at Bauman Moscow State Technical University.

Vladimir Y. Konyukhov - Candidate of Technical Sciences, Professor of Irkutsk National Research Technical University, Associate Professor of the Higher Attestation Commission, Honorary Worker of education of the Russian Federation.

Tatiana A. Oparina - Programmer of the 1st category of Irkutsk National Research Technical University.

Получено 14.11.2022г.

Отредактировано 21.11.2022г.

Принято 23.11.2022г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.