CC BY
3
УДК 621.311; 621.331
В. П. Закарюкин1, А. В. Крюков2,3Е. В. Воронина2
' ООО «Smart grid», г. Иркутск, Российская Федерация;
2 Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС), г. Иркутск, Российская Федерация;
3 Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ),
г Иркутск, Российская Федерация
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ТЯГОВОЙ СЕТИ 25 кВ С УЧЕТОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ПОРТАЛЬНОГО ТИПА
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы электромагнитной безопасности в тяговых сетях (ТС) 25 кВ железных дорог переменного тока. Цель исследований состояла в разработке цифровых моделей для определения напряженностей электромагнитного поля (ЭМП), создаваемых ТС вблизи металлических конструкций портального типа, в качестве которой рассматривался путепровод, расположенный над путями. Наличие проводящей конструкции существенно усложняет картину распределения ЭМП в пространстве. В отличие от плоскопараллельного ЭМП тяговой сети на перегонах в пролетах между опорами контактной сети поле в данной ситуации становится трехмерным. Технология определения напряженностей базируется на использовании концепции отрезков проводников ограниченной длины, часть из которых может располагаться под землей. Для возможности применения уравнений квазистационарной зоны на частотах до 20001 'ц размеры совокупности объектов, образованных этими проводниками, не должны превышать нескольких сотен метров. Моделируемая схема включат в себя эквивалентный генератор питающей электроэнергетической системы, тяговую подстанцию (ТП) с трансформатором мощностью 40 MB-А, консольный участок тяговой сети 25 кВ двухпутной железной дороги протяженностью в 10 км с контактной подвеской, выполненной проводами ПБС.М-95 | МФ-100. На расстоянии 2 км от подстанции предполагалось наличие путепровода шириной 3 м, основание которого расположено на высоте 9 м; также учитывались и перильные ограждения. По результатам моделирования получены зависимости амплитуд и составляющих напряженностей ЭМП от z-коордииаты, проходящей по оси дороги. Кроме того, построены объемные диаграммы, позволяющие анализировать распределение ЭМП в пространстве. Результаты проведенных исследований показан/, что представленная методика позволяет осуществлять учет влияния металлических конструкций при моделировании электромагнитных полей тяговых сетей. Данная методика может использоваться на практике при разработке мероприятий по улучшению условий электромагнитной безопасности.
Ключевые слова: тяговые сети 25 кВ, электромагнитные поля, учет проводящих конструкций, электромагнитная безопасность, моделирование.
Vasily P. Zakaryukin1, Andrey V. Kryukov2, Ekaterina V. Voronina2
'LLC «Smart grid», Irkutsk, the Russian Federation;
Irkutsk State Transport University (1STU), Irkutsk, the Russian Federation;
'Irkutsk National Research Technical University (INRTU), Irkutsk, the Russian Federation
SIMULATING ELECTROMAGNETIC FIE EDS OF A 25 kV TRACTION NETWORK NEAR PORTAL-TYPE METAL STRUCTURES
Abstract. The article discusses issues of electromagnetic safety in traction networks (TN) of 25 kV AC railways. The purpose of the research was to develop digital models to determine the electromagnetic field (EMF) strengths created by vehicles near portal-type metal structures, which was considered an overpass located above the tracks. The presence of a conductive structure significantly complicates the picture ofKMT' distribution in space. In contrast to the plane-parallel EMF of the traction network on the stages in the spans between the supports of the contact network, the field in this situation becomes three-dimensional. The technology for determining voltages is based on the use of the concept of sections of conductors of limited length, some of which may be located underground. To be able to apply the quasi -stationary zone equations at frequencies up to 2000 Hz, the size of the set of objects formed by these conductors should not exceed several hundred meters. The simulated circuit included an equivalent generator of the power supply system, a traction substation (TS) with a transformer with a capacity of 40 MVA, a cantilever section of a 25 kV traction network of a 10 km long double-track railway with a catenary suspension made of PBSM-95 MF-100 wires . At a distance of 2 km from the substation, it was assumed that there would be an overpass 3 m wide, the base of which was located at a height of 9 m; railings were also taken into account. Based on the modeling results, the dependences of the amplitudes and components of EMF strengths on the z-coordinate passing along the axis of the road were obtained. In addition, three-dimensional diagrams have been constructed that make it possible to analyze the distribution of EMF in space. The
ШЦВ7) —ДП и gg= ИЗВЕСТИЯ Транссиба 131
résulta of the studies showed thaï the presented methodology makes it possible lo lake into accourt! the influence of melcil structures when modeling the electromagnetic Jîelds of traction networks. J'his technique сап be used in practice и hen developing measures to improve electromagnetic safety conditions. It сап be used in practice when developing measures to improve electromagnetic safety conditions.
Keywords: traction networks 25 kV, electromagnetic floors, accounting of conductive structures, electromagnetic safety, modeling.
В современных условиях особое внимание уделяется вопросам электромагнитной безопасности (ЭМБ) объектов электроэнергетики [1, 2]. Одним из основных факторов, определяющих условия ЭМБ, являются электромагнитные поля, создаваемые в окрестностях этих объектов. Однофазные тяговые сети (ТС) 25 кВ могут генерировать ЭМП с повышенными уровнями напряженностей [3]. Для улучшения условий ЭМБ применяются специальные мероприятия, выбор которых в условиях масштабного внедрения цифровизации [4] должен осуществляться на основе компьютерного моделирования.
Актуальность задачи определения ЭМП ТС подтверждается большим числом работ по данной тематике, приведенных в библиографических списках монографий [1 - 3]. В последние годы появились публикации, посвященные дальнейшему развитию технологий определения ЭМП. Так, например, в статье [5] приведены результаты исследований ЭМП на участке железной дороги переменного тока. Электромагнитные поля в зонах, окружающих транспортное оборудование, рассмотрены в работе [6]. Решения задач моделирования и анализа ЭМП тяговой сети представлено в источнике [7]. Исследования ЭМП ТС в режимах короткого замыкания описаны в работе [8]. Результаты оценки величин электромагнитного воздействия ТС на смежные линии приведены в источнике [9].
Большинство из перечисленных работ посвящено решению задачи определения плоскопараллельных ЭМП, создаваемых тяговыми сетями в пролетах между опорами контактной сети (КС). Системный подход к моделированию таких нолей предложен в монографии [3]. Он отличается универсальностью и применимостью для расчета напряженностей в тяговых сетях различного конструктивного исполнения, включая перспективные ТС повышенного напряжения.
Вблизи железной дороги могут располагаться проводящие сооружения, существенно искажающие распределение напряженностей в пространстве. К их числу относятся опоры КС, ограждения, трубо- и путепроводы, а также другие сооружения. При наличии таких конструкций поле становится трехмерным и задача его определения существенно усложняется. Развиваемая в настоящее время концепция киберфизических систем электроснабжения (КФСЭ), основанная на глубокой интеграции вычислительных ресурсов [10], предусматривает создание цифровых двойников, обеспечивающих моделирование КФСЭ с максимальным приближением к реальности за счет учета всех влияющих факторов. Поэтому компьютерные модели для анализа условий ЭМБ в КФСЭ должны корректно учитывать наличие указанных выше сооружений. Технология моделирования ЭМП, предложенная в книге [3], модифицирована для выполнения расчетов напряженностей трехмерных ЭМП. Она подробно описана в статье [11] и базируется на использовании моделей отрезков проводников ограниченной длины. Для возможности применения уравнений квазистационарной зоны на частотах до 2000 Гц размеры совокупности объектов, образованных этими проводниками, не должны превышать нескольких сотен метров.
Одним из часто встречающихся сооружений железной дороги являются путепроводы, представляющие собой конструкции портального типа. Разработке методики определения напряженностей электромагнитного поля, создаваемых тяговой сетью вблизи таких конструкций, посвящена данная статья.
Методика моделирования. Компьютерная технология определения ЭМП [3, 12] предназначалась для расчета напряженное гей плоскопараллельных полей объектов, размеры поперечных сечений которых значительно меньше их длины. Такой подход не позволял анализировать ЭМПтоковедущих частей ограниченной протяженности, к которым относятся,
132 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН ш И m
== m
например, большинство элементов подстанций. Кроме того, в данной методике отсутствовала возможность учета краевых эффектов.
При наличии проводников ограниченной длины ЭМП становится трехмерным и задача моделирования существенно усложняется. Методика ее решения, предложенная в статье [11], базируется на следующих основных положениях:
токоведущие части представляются в виде прямолинейных отрезков, которые располагаются в пространстве в соответствии с конструкцией объекта; часть элементов, в частности, кабелей и деталей систем заземляющих устройств, могут находиться под землей; для использования уравнений квазистационарной зоны размеры совокупности объектов не должны превышат ь нескольких сотен метров.
анализируемая сеть может включа ть в свой состав линии электропередачи и тяговые сети, трансформаторы, нагрузки, наборы коротких проводников, которые для расчета режима моделируются так же, как провода ЛЭП; ввиду малости их сопротивлений такой подход не искажает режим сети; кроме того, могут использоваться заземленные проводники небольшой длины, с помощью которых возможно моделировать опоры ЛЭП и тяговой сети, порталы подстанций, молниеотводы и др.;
потенциалы и токи коротких проводов определяются путем расчета режима в фазных координатах [12, 13];
для определения электрического поля используется метод эквивалентных зарядов [14, 15]; для определения индукции магнитного поля применяются формулы Био-Савара;
плоскость Х07, декартовой системы координат соответствует поверхности земли, ось X перпендикулярна трассе дороги, а ось У направлена вертикально вверх.
Описание модели. Моделируемая сеть включает в себя участок двухпутной железной дороги переменного тока 25 кВ со следующими элементами: эквивалентный генератор питающей электроэнергетической системы; тяговая подстанция с трансформатором мощностью 40 МВ А; консольный участок тяговой сети 25 кВ протяженностью в 10 км с контактной подвеской, выполненной проводами ПБСМ-95+МФ-100. На расстоянии 2 км от подстанции предполагалось наличие путепровода шириной 3 м, основание которого расположено на высоте 9 м; учитывались также перильные ограждения. Схема расположения объектов показана на рисунке 1.
нт 1
Р4
Рисунок 1 - Схема взаимного расположения железной дороги и путепровода
Для решения задач определения ЭМП вблизи путепровода использовался подход, описанный в статье [11] и реатизованный в программном комплексе Багопогс!, версия
ИЗВЕСТИЯ Транссиба
5.3.2.9-2023. Фрагмент расчетной схемы системы тягового электроснабжения (СТЭ), с помощью которой проводился расчет трехмерных ЭМП вблизи путепровода, показан на рисунке 2. С целью реализации подхода, представленного в статье [11], кроме силовых элементов, описанных выше, сформированы модели путепровода и короткого участка тяговой сети при помощи набора коротких проводников. Длина короткого участка ТС взята равной 40 м. Проводимость земли задавалась на уровне 0,01 См/м. Детали путепровода представлены отрезками коротких проводов, расположение которых показано на рисунке 3, где по осям координат приняты разные масштабы. Токи, при которых производился расчет напряжен-ностей магнитного поля: несущий трос - 182 А; контактный провод - 344 А; рельс 1 - 171 А; рельс 2 - 163 А.
Основание и перша
7:
Опоры
V-
Лестницы
/_
Рисунок 2 - Фрагменты схемы расчетной модели: а - часть модели тяговой сети; б - часть модели путепровода
(рамкой выделен сегмент с короткими проводами)
м 10 К б 4
Основа] -*- кие Пер; ша
\
Пе; зила \ у ♦ НТ ♦ 1 Пери. у та
у » ги 11 »
Л Опор Ы О поры А
Лестница 1 Рел: ■ ■ ьсы ■ ■ Лестница 1
-20
-16
-12
-8
12
16 М
V. М
10
нтч улпиь
КП ^
От
Рельсы
-2
г. м
Рисунок 3 - Координаты расположения токоведущих частей и элементов путепровода: КП - контактные провода; НТ - несущие тросы
134 ИЗВЕСТИЯ Транссиба Н^И 1(57 ЭЮА 1
■
Представление модели участка тяговой сети отрезками коротких проводов сопряжено с выбором его протяженности I. Снижение напряженностей ЭМП на краях модели, вызванное ограниченной длиной отрезков, не должно сказываться в середине участка, поэтому величина £ не должна быть слишком малой. С другой стороны, заложенные в алгоритм расчета
ограничения на максимальный размер £0=— элементарного отрезка вынуждают выбирать
п
достаточно большое число его разбиений п, чтобы для расстояния от точки наблюдения до каждого отрезка выполнялось условие \ > 3(0. Таким образом, протяженность участка тяговой сети определяется компромиссом между двумя противоречивыми требованиями. Кроме того, получение напряженностей ЭМП в середине короткого участка ТС, мало отличающееся от аналогичных величин длинного, является свидетельством адекватности предложенной в статье [II] методики.
Результаты моделирования. Выбор оптимальной длины короткого участка тяговой сети проведен сравнением рассчитанных напряженностей ЭМП на высоте 1,8 м для середины короткого участка и начала следующего двухкилометрового участка (узлы 38 - 45 по схеме рисунка 2, а), для которого ЭМП определялось в плоскопараллельной постановке; при этом элементы, моделирующие путепровод, были удалены из схемы. В итоге была выбрана оптимальная длина короткого участка в 40 м при разбиении его на 200 элементарных отрезков по методике, предложенной в статье [11]. Результаты расчетов ЭМП для точки с координатами х = 0 и г = 0 приведены в таблице.
Результаты сопоставительных расчетов ЭМП на высоте 1,8 м
№ п/п Метод кВ Етах, — м Ятях.— м
1 ЭМП коротких проводов 3,20 77,67
2 Плоскопараллельное ЭМП 3,26 80,07
Отличие ЭМП коротких проводов от плоскопараллельного поля, % -1,8 -3,0
Полученные различия напряженностей ЭМП можно считать вполне приемлемыми для расчетов электромагнитного поля тяговой сети с учетом путепровода.
Результаты расчета ЭМП на высоте 1,8 м приведены на рисунках 4-7.
Етах. м 3,10
3,05
3,00
2,95
2,90 м
X, М
-2,0 -и -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 а
Рисунок 4 - Зависимости амплитуд напряженностей
б
электрического поля от координат.* (а) и г (б)
ШЦВ7) —мал ИЗВЕСТИЯ Транссиба 135
_ =
а б
Рисунок 5 - Зависимости амплитуд напряженностей магнитного поля от координат х («) и х (б)
X. м
-4-2 0;
а б
Рисунок 6 - Сравнительные [рафики амплитуд электрического (а) и магнитного (б) полей от координаты х при г = 0: I - при наличии путепровода; 2 - при отсутствии путепровода
ЕтахГм 325
3:00
2,75
Нтях.4г
м
8}
75
а б
Рисунок 7 - Объемные диаграммы амплитуд напряжен ностей на высоте 1,8 м электрического (а) и
магнитного (б) полей при наличии путепровода
Представленные на рисунках 4-7 графики дают возможность сделать вывод о том, что под путепроводом на высоте 1,8 м амплитуды напряженностей электрического поля уменьшаются. На оси сооружения {г = 0) максимальное снижение величины £тах за счет
136 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ^ 2024
заземленных конструкций достигает 20 %. Характер зависимости Яшах = Яшах (х) при учете металлической конструкции не меняется.
На рисунках 8-11 приведены аналогичные зависимости, построенные для высоты 10,8 м, т. е. на высоте 1,8 м над путепроводом.
Бтах, м
Рисунок 8 - Зависимости амплитуд напряженностей электрического поля на высоте 10,8 м
от координат х (а) и г (о)
Нтах'Ь
30.60
30.55 ЗОрО 30,45 30.40
г= 0
= 4 к : = б м ц
I \\
-1
0 а
Нтах, ^т м
30,55
30:50
30,45
30,40
х = 2 м
х-0
0 б
Рисунок 9 - Зависимости амплитуд напряженностей магнитного поля на высоте 10,8 м
от координат х (а) и г (б)
г, м
г» кВ птах, м
1,6 1.4
V 1,0 0,8 0,6 0.4
-6-4-2 0 а
1
X, м 4 б
Нтах, ^ м
зо
29 28 27 26
1
-4 -3
-1 0 1 б
X, м
3 4
Рисунок 10 - Сравнительные графики зависимости амплитуд электрического (а) и магнитного (б) полей на высоте 10,8 м от координаты х при г = 0: 1 - при наличии путепровода; 2 - при отсутствии путепровода
ШЦВ7) —мал ^ ИЗВЕСТИЯ Транссиба 137
—
г
Бтах. м
а о
- Объемные диаграммы амплитуд напряженностей на высоте 10,8 м электрического (а) и магнитного (б) полей при наличии путепровода
Рисунок 11
Представленные на рисунках 8-11 графики позволяют сделать вывод о том, что при наличии путепровода над ним амплитуды напряженностей ЭМП уменьшаются по сравнению с его отсутствием; при г = 0 амплитуда £тах снижается на 64 % за счет экранирующего действия перил, а кривая Яшах = Яшах (*) практически не изменяется.
На рисунке 12 приведены результаты моделирования ЭМП на высоте 8 м, т. е. непосредственно под путепроводом. Для магнитного поля обе кривые совпадают. Необходимость такого анализа связана с тем, что на путепроводе может быть установлено оборудование, чувствительное к воздействию ЭМП, например, камеры видеонаблюдения.
г -КЁ
ПШИХ, м
9 8 7 6 5 4 3
Л", м
4 ■ б
Нтах, — м
Рисунок 12 - Сравнительные графики амплитуд электрического (я) и магнитного (б) полей на высоте 8 м при г = 0 от координаты х: 1 - при наличии путепровода; 2 - при отсутствии путепровода
Из рисунка 12 следует, что при наличии заземленной конструкции напряженность электрического поля на высоте 8 м возрастает максимум на 75 %. Магнитное поле при наличии путепровода не изменяется.
Представленные расчеты показывают значительное влияние путепровода на электромагнитное поле тяговой сети, особенно существенное вблизи путепровода и непосредственно над ним.
Примененная методика является универсальной и может применяться для моделирования ЭМП практически любых проводящих конструкций небольшой длины.
Исследования выполнены в рамках государственного задания «Проведение прикладных научных исследований по теме «Разработка методов, алгоритмов и программного обеспечения для моделирования режимов систем тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока и электромагнитных полей на тяговых подстанциях железных дорог переменного тока».
138 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(57) ~ 2024
- =
Список литературы
1. Сидоров, А. И. Электромагнитные поля вблизи электроустановок сверхвысокого напряжения / А. И. Сидоров, И. С. Окраинская. - Челябинск : Южно-Уральский государственный университет, 2008. -204 с. - Текст : непосредственный.
2. Косарев, А. Б. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного гране порта / А. Б. Косарев, Б. И. Косарев. - Москва : Ингекст, 2008. -480 с. - Текст : непосредственный.
3. Буякова, Н. В. Электромагнитная безопасность в системах электроснабжения железных дорог: моделирование и управление / Н. В. Буякова, В. П. Закарюкин, А. В. Крюков. - Ангарск : Ангарский государственный технический университет, 2018. - 382 с. - Текст непосредственный.
4. Василенко, Я. В. Цифровизация российской электроэнергетики: современное состояние и перспективы развития / Я. В. Василенко. - Текст : непосредственный // Проблемы российской экономики на современном этапе : материалы всерос. науч.-практ. конф. / Российский гос. ун-т правосудия. - Москва, 2020. - С. 105-111.
5. Микаэльян, Е. Ю. Исследование электромагнитных полей участка железной дороги переменного тока/Е. Ю. Микаэльян, В. П. Черных. -Текст : непосредственный//Инженерный вестник Дона, 2019. - № 8 (59). - С. 24. - EDN ZZDXHO.
6. Оапсеа С. D., Calin F. and Golea V. On the Electromagnetic Field in the Surrounding Area of Railway Equipment and Installations. 2019 International Conference on Electromechanical and Energy Systems (SIELMEN), Craiova, Romania, 2019, pp. 1-5, doi: 10.1109/SIELMEN. 2019.8905871.
7. Zhang L., Zhu Y., Chen S. and Zhang D. Simulation and Analysis for Electromagnetic Environment of Traction Network. 2021 XXXIVth General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science (URSI GASS), Rome, Italy, 2021, pp. 1-4, doi: 10.23919/URSIGASS51995.2021.9560338.
8. Lu F., Zhu C., Yang Y., Yang H. Lu and Wang Z. The Research on Electromagnetic Emission of Traction Network With Short-Circuit Current Pulse. IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 2, pp. 2029-2036, June 2022, doi: 10.1109/TTE.2021. 3115578.
9. Zalesova O.V. Estimation of Induced Voltage on the Dead Overhead Power Line caused by Electromagnetic Influence of the 25 kV AC Electric Railway System. 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Vladivostok, Russia, 2019, pp. 1-4, doi: 10.1109/FarEastCon.2019.8934425.
10. Колосок, И. H. Анализ кибербезопасности цифровой подстанции с позиций киберфизической системы / И. Н. Колосок, Е. С. Коркина. - Текст : непосредственный // Информационные и математические технологии в науке и управлении. - 2019. - № 3 (15). -С. 121-131.
И. Закарюкин, В. П. Моделирование электромагнитных полей, создаваемых системой коротких токоведущих частей / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков. - Текст : непосредственный // System analysis and mathematical Modeling. -2021. - Т. 3.-№2.-С. 145-163.
12. Закарюкин, В. П. Сложнонесимметричные режимы электрических систем / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков. - Иркутск : Иркутский государственный университет, 2005. -273 с. - Текст : непосредственный.
13. Закарюкин, В. П. Моделирование систем тягового электроснабжения постоянного тока на основе фазных координат / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков. - Москва : Директ-Медиа, 2023. - 156 с. - Текст : непосредственный.
14. Расчет электрических полей устройств высокого напряжения / под ред. Е. С. Колечицкого. - Москва : Нац. исслед. ун-т «МЭИ», 2016. - 247 с. - Текст : не посредстве н н ы й.
15. Блохин, Ю. В. К расчету электростатических полей методом эквивалентных зарядов / Ю. В. Блохин, Э. Н. Журавлев, Э. П. Ярославский. - Текст : непосредственный // Электричество. - 1980. - № 2. - С. 26-31.
ШЦВ7) —мал gg= ИЗВЕСТИЯ Транссиба 139
References
1. Sidorov A.I., Okrainskaia i.S. Elektromagnitnyepolia vblizi elektroustanovok sverkh\ysokogo napriazheniia [Electromagnetic fields near ultra-high voltage electrical installations], Chelyabinsk, South Ural State University Pub!., 2008, 204 p. (In Russian).
2. Kosarev A.B., Kosarev B.I. Osnovy elektromagnitnoi bezopasnosti sistem elektrosnabzheniia zheleznodorozhnogo transporta [Fundamentals of electromagnetic safety of railway power supply systems], Moscow, Intext Pubi., 2008, 480 p. (In Russian).
3. Buiakova N.V., Zakariukin V.P, Kryukov A V. Elektromagnitnaia bezopasnost' v sistemakh elektrosnabzheniia zhe/eznykh dorog: modelirovanie i upravlenie [Electromagnetic safety in railway power supply systems: modeling and management], Angarsk, Angara State Technical University Publ., 2018, 382 p. (In Russian).
4. Vasilenko Ya.V. [Digitalization of the Russian electric power industry: current state and development prospects], Problemy rossiiskoi ekonomiki na sovreniennom etape : material)' vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Problems of the Russian economy at the present stage : materials of the All-Russian scientific and practical conference], Moscow, 2020, pp. 105-111 (In Russian).
5. Mikaelian E.Y., Chernykh V.N. Investigation of electromagnetic fields of the AC railroad section. Inzhenernyi vestnik Dona - Ingineering Journal of Don, 2019, no. 8 (59), p. 24 (In Russian).
6. Oancea C. D., Câlin F and Golea V. On the Electromagnetic Field in the Surrounding Area of Railwav Equipment and Installations. 2019 International Conference on Electromechanical and Energy Systems (SIELMEN), Craiova, Romania, 2019, pp. 1-5, doi: 10.1109/SIELMEN.2019.8905871.
7. Zhang L., Zhu Y., Chen S. and Zhang D. Simulation and Analysis for Electromagnetic Environment of Traction Network. 2021 XXXI Vt h General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science (URSI G ASS), Rome, Italy, 2021, pp. 1-4, doi: 10.23919/URSIGASS51995.2021.9560338.
8. Lu F., Zhu C., Yang Y., Yang H. Lu and Wang Z. The Research on Electromagnetic Emission of Traction Network With Short-Circuit Current Pulse. IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 2, pp. 2029-2036, June 2022, doi: 10.1109/TTE.2021. 3115578.
9. Zalesova O.V. Estimation of Induced Voltage on the Dead Overhead Power Line caused by Electromagnetic Influence of the 25 kV AC Electric Railway System. 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Vladivostok, Russia, 2019, pp. 1-4, doi: 10.1109/FarEastCon.2019.8934425.
10. Kolosok I.N., Korkina E.S. An analysis of cyber security of a digital substation in terms of cyber physical system. Informatsionnye i matematicheskie tekhnologii v nauke i upravlenii - Information and mathematical technologies in science and management, 2019, no. 3(15),pp. 121-131 (In Russian).
11. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Modeling of electromagnetic fields, created by the short wires. System analysis and mathematical Modeling, 2021, vol. 3, no. 2, pp. 145-163 (In Russian).
12. Zakariukin V.P., Kryukov A.V. Slozhnonesimmetrichnye rezhimy elektricheskikh sistem [Complex asymmetric modes of electrical systems], Irkutsk, Irkutsk State University Publ., 2005,273 p. (In Russian).
13. Zakariukin VP., Kryukov A.V. Mode/irovanie sistem ticigovogo elektrosnabzheniia postoiannogo toka na osnove faznykh koordinat [Modeling of DC traction power supply systems based on phase coordinates]. Moscow, DirectMedia Publ., 2023, 156 p. (In Russian).
14. Kolechitskii E.S. ed. Raschet elektricheskikh polei ustroistv vysokogo napriazheniia [Calculation of electric fields of high voltage devices]. Moscow, National Research University «Moscow Power Engineering Institute» Publ., 2016, 247 p. (In Russian).
15. Blokhin Yu.V., Zhuravlev E.N., Yaroslavskii E.N. On the calculation of electrostatic fields by the method of equivalent charges. Elektrichestvo - Electricity, 1980, no. 2, pp. 26-31 (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Закарюкин Василий Пантелеймонович
ООО «Smart grid».
Рассветная ул., д. 2/2, Иркутская обл., р. п. Марково, 664528, Российская Федерация
Доктор технических наук, доцент, консультант
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Zakaryukin Vasily Pantelcimonovich
LLC «Smart Grid»
Rassvetnaya st., 2/2, Irkutsk region, r. Markovo, 664528, Russian Federation
Doctor of Sciences in Engineering, associate professor, consultant
140 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ШЦН №(57 —2024- I
== ■
Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Тел.:+7 (3952)41-33-93.
E-mail: [email protected]
Крюков Андрей Васильевич
Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС).
Чернышевского ул., д. 15, г. Иркутск, 674039, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Электроэнергетика транспорта», ИрГУПС.
Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ).
Лермонтова ул., д. 83, г. Иркутск, Российская Федерация
Профессор кафедры электроснабжения и электротехники, ИРНИТУ.
Тел :+7 (3952) 59-78-87
E-mail: [email protected]
Воронина Екатерина Викторовна
Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС).
Чернышевского ул., д. 15, г. Иркутск, 674039, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Электроэнергетика транспорта», ИрГУПС.
Тел :+7 (902) 545-88-48.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Phone: +7 (3952)41-33-93.
E-mail: zakar49@mail ru
Kryukov Andrey Vasil'evich
Irkutsk State Transport University (ISTU).
Chernyshevsky St., 15, Irkutsk, 674039, Russian Federation
Doctor of Sciences in Engineering, Professor of the Department of Electric Power Engineering of Transport 1STU.
Irkutsk National Research Technical University (TNRTU).
Lermontova str, 83, Irkutsk, Russian Federation
Professor of the Department of Electrical Supply and Electrical Engineering, INRTU.
Phone: +7 (3952) 59-78-87.
E-mail: [email protected]
Voronina Ekaterina Viktorovna
Irkutsk State Transport University (ISTU).
Chernyshevsky St., 15, Irkutsk, 674039, Russian Federation.
Postgraduate student at the Department of Electric Power Engineering of Transport Ports, ISTU.
Phone: +7 (902) 545-88-48.
E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Закарюкин, В П. Моделирование электромагнитных полей тяговой сети 25 кВ с учетом металлических конструкций портального типа / В П. Закарюкин, А. В. Крюков, Е. В. Воронина. -Текст : непосредственный // Известия Транссиба. -2024. -№ 1 (57).-С. 131 - 141.
Zakaryukin V P., Kryukov A V., Voronina E.V. Simulating electromagnetic fields of a 25 kV traction network near portal-type metal structures. Journal of Transsib Railway Studies, 2024, no. 1 (57), pp. 131-141 (In Russian).
УДК 621.316:621.317
II. Ю. Худяков1, А. Ю. Киселышков', И. М. Старцев1'2
'Технический университет УГМК (ТУ УГМК), г. Верхняя Пышма, Российская Федерация; 2Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), г. Екатеринбург, Российская Федерация
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ИЗМЕРЕНИЯ ТОКОВ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗНЫХ ВАНН
Аннотации. В статье рассмотрен один из способов повышения коэффициента использования тока при проведении электролитического рафинирования цветных металлов в промышленных объемах, а именно точная и своевременная идентификация наличия коротких замыканий между анодами и катодами в электролизной ванне. Отмечено, что иные методы идентификации имеют ряд недостатков, которые снижают общую эффективность процесса электролиза. Описаны особенности разработки программно-аппаратного комплекса измерения токов анодов и катодов электролизной ванны. Разработан опытный образец измерительной части системы, для которого были проведены стендовые испытания с использованием реальной уравнительной шины и изолятора. Используемые токовые нагрузки при проведении исследований были сопоставимы с реальными нагрузками при электролизе меди в условиях цеха. Показано, что для выбранного варианта размещения чувствительного элемента сохраняется линейная зависимость между величиной тока, протекающего через
ШЦВ7) —мал gg= ИЗВЕСТИЯ Транссиба 141
= -
