CC BY
13
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Лакин Игорь Игоревич
АО «Трансмашхолдинг» (ТМХ).
119048, , ул. Ефремова, д.10, г. Москва, Российская Федерация.
Руководитель направления, кандидат технических наук.
Тел.: +7 (916) 383-6443.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Лакин, И. И. Многофакторный анализ статистической информации с использованием методов теории нечетких множеств / И. И. Лакин. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2020. - № 3 (43). -С. 20 - 27.
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Lakin Igor Igorevich
CJSC Transmashholding (TMH).
119048, Efremov st., 10, Moscow, the Russian Federation.
Head of direction, Ph.D. in Engineering.
Phone: +7 (916) 383-6443.
E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Lakin I. I. Multi-Factor Analysis of Statistical Information Using Fuzzy Set Theory Techniques. Journal of Transsib Railway Studies, 2020, no. 3 (43), pp. 20 - 27 (In Russian).
УДК 621.331:621.311.44: 621.316.935.2
Р. Б. Скоков, М. М. Никифоров, Ю. В. Кондратьев
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ СТАНДАРТА ПО ВЫБОРУ СХЕМ И ОСНОВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ СГЛАЖИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Аннотация. В статье обоснована необходимость обновления нормативной документации по выбору сглаживающих устройств для тяговых подстанций постоянного тока. Сформулированы общие требования к сглаживающим устройствам, требования по охране труда и электромагнитной безопасности. Рассмотрены основные схемы сглаживающих устройств, применяемых на тяговых подстанциях постоянного тока. Разработаны рекомендации по выбору схем сглаживающих устройств при модернизации и строительстве новых тяговых подстанций с учетом их энергетической эффективности.
Ключевые слова: сглаживающие устройства, требования к сглаживающим устройствам, схемы сглаживающих устройств, показатели эффективности сглаживающих устройств.
Ruslan B. Skokov, Michail M. Nikiforov, Yuriy V. Kondratiev
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
REGULATORY FRAMEWORK OF THE STANDARD FOR THE SELECTION OF SCHEMES AND BASIC PARAMETERS OF THE SMOOTHING DEVICES OF RAILROAD TRACTION DC SUBSTATIONS
Abstract. The article substantiates the need to update the normative documentation for the selection of smoothing devices for DC traction substations. General requirements for smoothing devices, labor protection and electromagnetic safety requirements are formulated. The main schemes of smoothing devices used at DC traction substations are considered. Recommendations have been developed for the selection of smoothing device schemes for the modernization and construction of new traction substations, taking into account their energy efficiency.
Keywords: anti-aliasing devices, anti-aliasing device requirements, anti-aliasing device schemes.
Тяговая сеть электрических железных дорог постоянного тока является источником электромагнитного влияния, вызывая в смежных коммуникациях опасные и мешающие напряжения. Одними из основных технических средств, используемых для снижения влияния тяговой сети постоянного тока на смежные устройства, являются сглаживающие устрой-
12 3(4: 2020
ства (СУ). СУ системы тягового электроснабжения постоянного тока по ГОСТ 32895-2014 -это устройство, предназначенное для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.
Задача по снижению расхода электроэнергии на тягу поездов, в том числе за счет снижения потерь электроэнергии в оборудовании системы тягового электроснабжения, является одной из актуальных для ОАО «Российские железные дороги» [1, 2]. Анализ мероприятий, разработанных для повышения энергетической эффективности системы тягового электроснабжения в ходе энергетического обследования электротяги [3, 4], показал, что снижение потребления электроэнергии на тяговых подстанциях постоянного тока может быть достигнуто за счет упрощения схем и оптимизации параметров СУ [5 - 7]. При этом действующим в настоящее время нормативным документом [8] рекомендованы к использованию на участках постоянного тока двухзвенные СУ.
Кардинальные изменения, произошедшие за 50 лет после утверждения Правил... [8] в устройствах связи, СЦБ и тягового электроснабжения, определили необходимость разработки нового стандарта, позволяющего учесть современные условия эксплуатации СУ. Этот стандарт должен обеспечивать выбор основных параметров СУ с учетом широкого внедрения на сети железных дорог эквивалентных двенадцатифазных статических выпрямителей, замены воздушных линий связи на кабельные и волоконно-оптические, внедрения новых типов автоблокировки с более высокой степенью помехозащищенности, применения быстродействующих выключателей, для которых регламентирована работа в безындуктивных цепях, широкого использования разрядных устройств для облегчения работы быстродействующих выключателей контактной сети.
В целом разработка стандарта позволяет выдержать единую техническую политику ОАО «РЖД» в области применения СУ и снизить издержки при проектировании. Перечислим основные разделы, которые должны быть отражены в национальном стандарте на СУ:
- общие требования к СУ;
- требования к электромагнитной безопасности;
- требования по обеспечению охраны труда;
- показатели эффективности СУ.
Тяговые подстанции системы тягового железнодорожного электроснабжения постоянного тока напряжением 3 кВ, а также пункты преобразования напряжения постоянного тока с дополнительным проводом напряжением 6 кВ, предназначенные для преобразования напряжения дополнительного провода в напряжение контактной сети, должны быть оборудованы СУ.
В общем случае СУ должно обеспечивать возможность получения достаточного сглаживающего действия для нормального функционирования устройств связи, системы централизации и блокировки, минимальные потери электрической энергии, малую стоимость устройства и минимум эксплуатационных расходов, простоту устройства и обслуживания.
Обеспечение необходимой электромагнитной совместимости СУ должно выполняться при длительности воздействия влияющих напряжений и токов 0,3 с и более вне зависимости от типов обращающегося на участке электроподвижного состава.
С целью обеспечения минимума потерь электрической энергии и эксплуатационных расходов необходимо выбирать наиболее простые схемы СУ. При этом в последовательной цепи СУ должны использоваться такие элементы, которые обеспечат прохождение постоянной составляющей тягового тока с минимальными потерями электрической энергии. В параллельной части должны использоваться такие элементы, которые исключат прохождение постоянной составляющей тягового тока между плюсовой и минусовой шинами.
Для обеспечения эффективности работы СУ полное активное сопротивление соединительных проводов (от плюсовой до минусовой шины), включая все контактные соединения, не должно превышать 0,01 Ом. При этом не допускается применение кабелей с броней или в свинцовой оболочке, а также прокладка кабелей в стальных трубах, так как при этом заметно возрастает реактивное сопротивление для токов высших гармоник. Ошиновка должна быть
3(43)
выполнена из луженой медной шины. Недопустимо также применение алюминиевых шин из-за окисления контактных соединений.
Активное сопротивление резонансных контуров фильтр-устройства вместе с соединительными проводами (от плюсовой до минусовой шины) не должно превышать значений, указанных в таблице 1.
Таблица 1 - Допустимые значения активного сопротивления резонансных контуров
Частота контура, Гц 100 200 300 400 600 900 1200
Активное сопротивление, Ом 0,45 0,46 0,47 0,48 0,50 0,55 0,70
Активное сопротивление апериодической параллельной части вместе с соединительными проводами (от плюсовой до минусовой шины) должно быть не более 0,2 Ом и не должно зависеть от частоты в диапазоне 100 - 1800 Гц. Для обеспечения точной настройки фильтр-устройства конструкцией катушек индуктивности резонансных контуров должно быть предусмотрено плавное регулирование индуктивности. При выборе схем и параметров СУ необходимо учитывать отклонение емкости и индуктивности элементов параллельной и последовательной частей в пределах допустимых значений.
Для обеспечения электромагнитной совместимости СУ должны удовлетворять следующим требованиям по ГОСТ 34062 - 2017:
а) среднее значение псофометрического напряжения на выходе тяговой подстанции должно быть не более:
при воздушных линиях связи - 4 В (5 В - при интегральной вероятности 0,95);
кабельных линиях связи - 20 В (30 В - при интегральной вероятности 0,95);
оптоволоконных линиях связи - не нормируется в связи с их высокой помехозащищенностью;
б) действующее значение гармоники частотой 100 Гц в выпрямленном напряжении при кодовой автоблокировке частотой 50 Гц должна быть не более 100 В;
в) действующее значение гармоники частотой 600 Гц в выпрямленном напряжении при автоблокировке с тональными рельсовыми цепями, работающими в диапазоне частот от 400 до 800 Гц, должно быть не более 2,3 В [9];
г) действующее значение гармоник частотой от 4000 до 5000 Гц в выпрямленном напряжении при автоблокировке с рельсовыми цепями, работающими в диапазоне частот от 4545 до 5555 Гц, не нормируется в связи с обеспечением снижения действующего значения тягового тока на этих частотах по ГОСТ Р 55364-2012 за счет входного реактивного сопротивления электрической схемы электровоза и полного сопротивления системы тягового железнодорожного электроснабжения постоянного тока.
Для тяговых подстанций, у которых примыкающие межподстанционные зоны оборудованы различными типами автоблокировки, требования п. б - г действуют одновременно. Для подстанций, у которых примыкающие межподстанционные зоны оборудованы одним и тем же типом автоблокировки, действует только один из п. б - г.
Следует отметить, что соблюдение перечисленных выше требований допускается обеспечивать не только схемой и параметрами СУ, но и иными мерами (например, конструкцией статических преобразователей).
Схема замещения цепи постоянного тока для токов высших гармоник при использовании однозвенного и двухзвенного СУ представлена на рисунке 1.
Результирующее сопротивление цепи коммутации состоит из активного Rв и реактивного Хв(П) сопротивлений. При выборе схем и параметров СУ допускается не учитывать активное сопротивление Rв.
43) 2020
а
б
Рисунок 1 - Схема замещения цепи постоянного тока для токов высших гармоник при использовании однозвенного (а) и двухзвенного (б) сглаживающих устройств
На рисунке 1 приведены следующие обозначения: (п) - значение ЭДС п-й гармоники
и1()
выпрямленного напряжения; 1(п) - действующее значение п-й гармоники выпрямленного
напряжения на выходе статического преобразователя (входе СУ); ^2(п) - действующее значение п-й гармоники выпрямленного напряжения на выходе тяговой подстанции (выходе 7 7
СУ)- —посл(п) —пар(п) -
сопротивление соответственно последовательной и параллельной час-
7
тей СУ; _в(п) - результирующее сопротивление цепи коммутации статического преобразова-7
теля; —н(п) - сопротивление цепи нагрузки, включающее в себя сопротивления электрической схемы электроподвижного состава и системы тягового железнодорожного электроснабжения постоянного тока.
Результирующее индуктивное сопротивление цепи коммутации статического преобразователя зависит от индуктивного сопротивления питающей системы, параметров понижающего и преобразовательного трансформаторов и определяется по формуле, Ом:
Хв(п) -
V ^к.з
и
к.п
100к Я
■ + ■
и
к.т
100кт8н.т,
3и22п,
(1)
где Якз - мощность короткого замыкания на шинах высшего напряжения тяговой подстанции (в максимальном режиме работы питающей сети);
и2 - фазное напряжение вентильной обмотки преобразовательного трансформатора. Для эквивалентных шестифазных нулевых выпрямителей и2 = 3,02 кВ; для эквивалентных двенадцатифазных выпрямителей с параллельным соединением мостов и для эквивалентных шестифазных мостовых выпрямителей и2 = 1,51 кВ; для эквивалентных двенадцатифазных
выпрямителей с последовательным соединением мостов и2 = 0,755 кВ;
Янп, Янт - номинальные мощности соответственно понижающего и преобразовательного трансформаторов, МВ-А;
икп, икт - напряжения короткого замыкания соответственно понижающего и преобразовательного трансформатора, %;
кп, кт - количество параллельно включенных понижающих и преобразовательных
трансформаторов соответственно.
При выборе схемы и параметров СУ результирующее индуктивное сопротивление цепи коммутации статического преобразователя необходимо учитывать для случая параллельной работы всех понижающих и преобразовательных трансформаторов тяговой подстанции.
Результирующее индуктивное сопротивление цепи коммутации статического преобразователя соединяется последовательно с индуктивным сопротивлением последовательной части СУ. При этом напряжение гармоник п-го порядка на выходе выпрямителя Ц
1(п)
сколько меньше ЭДС этих гармоник (п), В:
и.(„) -
Х
посл(п)
Х + Х
^посл(п) ^ в(п)
Е
(п) =
всегда не-
(2)
где Хпосл(п) - индуктивное сопротивление последовательной части СУ.
При использовании в последовательной части в качестве индуктивного сопротивления реактора с индуктивностью 6 мГн и более результирующее индуктивное сопротивление цепи коммутации статического преобразователя Хв(п) при выборе схем и параметров СУ допускается не учитывать.
Коэффициент сглаживания п-й гармоники выпрямленного напряжения для однозвенного СУ определяется по формуле:
у и1(п)
К(п) - Ц—
7
1 + — посл(п)
7
+-
посл(п)
77
—пар(п) —н(п)
(3)
При выборе схем и параметров СУ необходимо использовать минимальное значение коэффициента сглаживания однозвенного СУ, которое определяется для случая отсутствия тяговой нагрузки на межподстанционной зоне по формуле:
К
Ц
1(п)
(п)
Ц
2(п)
7
1 + — посл(п)
7
—пар(п)
1
Коэффициент сглаживания п-й гармоники выпрямленного напряжения для двухзвенного СУ определяется по выражению:
к =ицп)
Чп)
и
2(п)
7
1 ^ —посл1(п)
7
—пар1(п)
7
1 ^ —посл2(п)
7
—пар2(п)
(5)
Результирующий коэффициент сглаживания п-й гармоники выпрямленного напряжения определяется по уравнению:
К = И1пс
рез И
2пс
\
И1(.)Р(п) )2 , Х(И1(п)Р(п) )
п __V п
Е( И2(п)Р(п) )2 ЛЕ( И1(п)/К(п)Р(п) )
(6)
где И1пс - псофометрическое напряжение на выходе статического преобразователя (входе СУ), В;
И2пс - псофометрическое напряжение на выходе тяговой подстанции (выходе СУ), В; Р(п) - коэффициент акустического воздействия гармоники п-го порядка (значения коэффициента приведены в таблице 2).
Таблица 2 - Коэффициент акустического воздействия гармоники п-го порядка
2
2
п
п
п 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Р(п) 0,0089 0,0891 0,295 0,484 0,661 0,794 0,902 1,000 1,072 1,122
п 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Р(п) 1,072 1,000 0,955 0,905 0,861 0,824 0,791 0,760 0,731 0,705
Для обеспечения эффективности работы СУ и выполнения норм электромагнитной совместимости могут быть использованы следующие схемы СУ:
- двухзвенное резонансно-апериодическое СУ Западно-Сибирской железной дороги;
- двухзвенное резонансно-апериодическое СУ разработки ВНИИЖТа;
- однозвенное резонансно-апериодическое СУ с резонансным контуром 100 Гц;
- однозвенное апериодическое СУ.
Схема двухзвенного резонансно-апериодического СУ Западно-Сибирской железной дороги приведена на рисунке 2.
100 Гц 200 Гц 300 Гц
Питающие
линия
Рисунок 2 - Схема двухзвенного резонансно-апериодического СУ Западно-Сибирской железной дороги: L1 и С1, L2 и С2, Ь и С3 - индуктивности и емкости резонансных контуров 100, 200 и 300 Гц соответственно; Ьр1 и Ьр2 - индуктивности реакторов первого и второго звеньев соответственно; С - емкость апериодической части второго звена
Коэффициент сглаживания п-й гармоники выпрямленного напряжения для данного СУ определяется по формуле (5).
Сопротивление последовательной части первого звена для п-й гармоники выпрямленного напряжения определяется по соотношению:
7посл1(п) - Кр1 + ^(п) ' Ьр1,
(7)
где Яр1 - активное сопротивление реактора первого звена;
ю
муле:
(п) -
угловая частота п-й гармоники выпрямленного напряжения, определяется по фор-
ю(п) - 2 -п-f - п,
(8)
где / - частота питающей сети (принимается равной 50 Гц).
Сопротивление параллельной части первого звена определяется по уравнению:
7
—пар1(п)
^ +)
Ю(п) - Ь1 -
1
\\
+
г
Я3 + )
ю(п) - С1 УУ
1
-1 г +
г
+ )
1
л Л
-1
Ю(п) - Ь2 " С
V ю(п) - С2 У У
+
л Л
-1
Ю(п) - Ь3 ю С V ю(п) - С3 УУ
-1
(9)
где Я1, Я2, Я3 - активные сопротивления резонансных контуров 100, 200 и 300 Гц соответственно (принимаются в соответствии с данными таблицы 1).
Сопротивление последовательной части второго звена определяется по формуле:
Кр2 + Мп) - Ь
—посл2(п) А^р2 1 -!^(п) р2
где Яр2 - активное сопротивление реактора второго звена.
Сопротивление параллельной части второго звена определяется по выражению:
№ 3(43) 2020
7пар(п)
Rc - ]
®(п) ■ С
где ЯС - активное сопротивление апериодической параллельной части второго звена (принимаются по данным таблицы 1).
Схема двухзвенного резонансно-апериодического СУ ВНИИЖТа приведена на рисунке 3.
--н >-( >-( >-( 1-1 >-1 1-( 1-—-( линии
С1 с2 С3 с4 с5 с6 с
Рисунок 3 - Схема двухзвенного резонансно-апериодического СУ ВНИИЖТа: Ll и Сь L2 и С2, и С3, L4 и С4, L5 и С5, и С6 - индуктивности и емкости резонансных контуров 100, 200, 300, 400, 500, 600 Гц соответственно; Ьпр и Спр - индуктивности и емкости фильтр-пробки, настроенной на частоту 300 Гц, состоящей из реактора
второго звена и резонансного контура
Коэффициенты сглаживания п-й гармоники выпрямленного напряжения и сопротивления последовательной части первого звена и параллельной части второго звена для данного СУ определяются по формулам (5), (7) и (11) соответственно.
Сопротивление параллельной части первого звена рассчитывается по уравнению:
7
—пар1(п)
Я1 + ]
®(п) ^ Ь1
1
®(п) ■ С1
Л-1
+
+
+
Я3 + ]
®(п) ■ Ь3
Я5 + ]
®(п) ■ Ь5 —
» ))
1_
®(п) ^ С3 ))
1
ю(п) ■ С5 ))
г
Я, + j
1
Л
®(п) ■ Ь2 0 С
V (п) * 2 ))
-1
+
+
+
Я4 + j
+ j
®(п) ■ Ь4
1
Л
®(п) ^ Ь6 -
®(п) ■ С4 )) 1
+
®(п) ^ С6 ))
-1
(12)
где Я1, Я2, Я3, Я4, Я5, Я6 - активные сопротивления резонансных контуров 100, 200, 300, 400, 500, 600 Гц соответственно (принимаются в соответствии с данными таблицы 1). Сопротивление последовательной части второго звена определяется по формуле:
1
-1
Z
посл2(п)
Rnp + J
w, , • L
(n) пр
w, , • С
(n) пр уу
+ ■
1
J2^- f • n • L
р2
(13)
где Rnp - активное сопротивление последовательно соединенных емкостного и индуктивного контуров фильтр-пробки (принимается в соответствии с данными таблицы 1).
Схема однозвенного резонансно-апериодического СУ с резонансным контуром 100 Гц представлена на рисунке 4.
+ 3,3 кВ о—--
100 Гц
Питающие
линии
Ci
-1
1
Li
- 3,3 kB
Отсасывающая
линия
Рисунок 4 - Схема однозвенного резонансно-апериодического СУ с резонансным контуром 100 Гц
Коэффициент сглаживания п-й гармоники выпрямленного напряжения и сопротивление последовательной части определяются по формулам (4) и (7) соответственно.
Сопротивление параллельной части для данного СУ определяется по формуле:
Zпаp(n)
R1+J
®(n) • L1
1
\\
-1
®(n) • С1 УУ
+
Rc - J
1
-1
®(n) • С2 у
-1
(14)
Схема однозвенного апериодического СУ приведена на рисунке 5.
Питающие
+ 3,3 кВ О—■-
линии
с
-
кВ
Отсасывающая
линия
Рисунок 5 - Схема однозвенного апериодического СУ
Коэффициенты сглаживания n-й гармоники выпрямленного напряжения и сопротивления последовательной и параллельной частей для данного СУ определяются по формулам (4), (7) и (11) соответственно.
Для выполнения требований по обеспечению электромагнитной совместимости, требований к минимальным потерям электроэнергии и минимальной стоимости жизненного цикла необходимо выбирать наиболее простую схему - схему однозвенного апериодического СУ, а
№ 3(43)
к более сложным переходить только в случае, если простая схема не удовлетворяет по каким-либо количественным критериям выбора. При этом для снижения потерь электроэнергии в качестве реактора СУ может быть использовано токоограничивающее устройство на основе высокотемпературной сверхпроводимости [10].
На основании изложенного можно сделать следующие выводы.
1. Необходимость разработки нового стандарта, позволяющего учесть современные условия эксплуатации СУ, обусловлена кардинальными изменениями, произошедшими за 50 лет после утверждения Правил... [8] в устройствах связи, СЦБ и тягового электроснабжения.
2. К нормативным основам стандарта по выбору схем и основных параметров СУ тяговых подстанций постоянного тока следует отнести требования, предъявляемые к СУ, в том числе общие требования, требования по обеспечению электромагнитной совместимости и обеспечению охраны труда, показатели эффективности и схемы СУ.
3. К основным показателям, характеризующим эффективность СУ, относятся результирующий коэффициент сглаживания и коэффициент сглаживания гармоники п-го порядка. Для выполнения требований к минимальным потерям электроэнергии и минимальной стоимости жизненного цикла необходимо выбирать наиболее простую схему СУ, а к более сложным переходить только в случае, если простая схема не удовлетворяет по каким-либо количественным критериям выбора.
4. Для обеспечения выполнения требований по электромагнитной совместимости в современных условиях эксплуатации в зависимости от схемы статического выпрямительного преобразователя, типа рельсовых цепей и проводных линий железнодорожной электросвязи на прилегающих межподстанционных зонах, значений коэффициента несимметрии по обратной последовательности напряжения и значения коэффициента гармонической составляющей напряжения возможно использование двухзвенного резонансно-апериодического СУ Западно-Сибирской железной дороги, двухзвенного резонансно-апериодического СУ ВНИИЖТа, однозвенного резонансно-апериодического СУ с резонансным контуром 100 Гц, однозвенного апериодического СУ.
5. Обобщенная методика выбора схем и параметров СУ, приведенная в статье, учитывающая многолетний опыт эксплуатации и кардинальные изменения, произошедшие за 50 лет в устройствах связи, СЦБ и тягового электроснабжения, должна быть использована как базис для разработки стандарта по выбору схем и основных параметров сглаживающих устройств железнодорожных тяговых подстанций постоянного тока.
6. Требования национального стандарта по выбору схем и основных параметров СУ не должны ограничивать применение альтернативных инновационных технических решений, обеспечивающих выполнение заданных в стандарте требований, например, вместо реактора СУ может применяться токоограничивающее устройство на основе высокотемпературной сверхпроводимости.
Список литературы
1. Каштанов, А. Л. Актуализация энергетической стратегии холдинга «Российские железные дороги» / А. Л. Каштанов, М. М. Никифоров, А. А. Комяков. - Текст : непосредственный // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте : материалы науч. конф. - Омск : Омский гос. ун-т путей сообщения, 2015. -С. 141 - 147.
2. Никифоров, М. М. Целевые показатели энергосбережения и повышения энергетической эффективности системы тягового электроснабжения и электропотребления на нетяговые нужды / М. М. Никифоров. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2010. -№ 3 (3). - С. 110 - 116.
3. Черемисин, В. Т. Повышение энергетической эффективности системы тягового электроснабжения и электроподвижного состава / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров. - Текст :
непосредственный // Инновационные проекты и новые технологии в образовании, промышленности и на транспорте : материалы науч.-практ. конф. - Омск : Омский гос. ун-т путей сообщения, 2012. - С. 9 - 15.
4. Черемисин, В. Т. Оценка потенциала повышения энергетической эффективности системы тягового электроснабжения / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2013. - № 2 (14). - С. 75 - 84.
5. Скоков, Р. Б. Анализ эффективности способов снижения потерь электрической энергии в реакторах сглаживающих устройств / Р. Б. Скоков, И. А. Кремлев, И. В. Тарабин. - Текст : непосредственный // Транспорт Урала. - 2019. - № 4. - C. 75 - 79.
6. Скоков, Р. Б. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций постоянного тока, адаптированные к современным видам связи и автоблокировки / Р. Б. Скоков, И. А. Кремлев, Н. А. Болдырев, И. В. Тарабин. - Текст : непосредственный // Энергоэффективность : материалы междунар. науч.-практ. конф. - Омск : Омский гос. ун-т путей сообщения, 2010. -С. 165 - 167.
7. Комякова, Т. В. Сглаживающие устройства тяговых подстанций постоянного тока с пониженным активным сопротивлением в последовательной цепи, адаптированные к современным видам связи и автоблокировки / Т. В. Комякова, Р. Б. Скоков, В. А. Кващук,
B. А. Чернорай. - Текст : непосредственный // Электроснабжение железных дорог : межвуз. тематический сборник научных трудов. - Омск : Омский гос. ун-т путей сообщения, 2016. -
C. 22 - 26.
8. Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока. - Москва : Транспорт, 1969. - 44 с. -Текст : непосредственный.
9. Магай, Г. С. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций на участках с рельсовыми цепями тональной частоты / Г. С. Магай, Т. В. Комякова, Р. Б. Скоков; Омский государственный университет путей сообщения. - Омск, 2003. - 24 с. - Деп. во ВНИИАС МПС (ОИТЭИ ж.-д. трансп. (ЦНИИТЭИ) 30.05.2003, № 6409-жд2003. - Текст : непосредственный.
10. Применение токоограничивающего устройства на основе высокотемпературной сверхпроводимости для тяговых подстанций постоянного тока / А. Л. Каштанов, М. М. Никифоров, Д. А. Горбунова, М. Г. Медовик. - Текст : непосредственный // Транспорт Урала. -2019. - № 3 (62). - С. 74 - 79.
References
1. Kashtanov A. L., Nikiforov M. M., Komyakov A. A. Actualization of the energy strategy of the JSC «Russian railways» [Aktualizatsiya energeticheskoy strategii kholdinga «Rossiyskiye zheleznyye dorogi»]. Innovatsionnye proekty i tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte: materialy nauchnoi konferentsii (Innovative projects and technologies in education, industry and transport: materials of the scientific conference). - Omsk, 2015, pp. 141 - 147.
2. Nikiforov M. M. Target indicators of power savings and increase of power system effectiveness of the traction electrical supply and power consumption for not traction needs [Celevye poka-zateli jenergosberezhenija i povyshenija jenergeticheskoj jeffektivnosti sistemy tjagovogo jelektros-nabzhenija i jelektropotreblenija na netjagovye nuzhdy]. Izvestiia Transsiba - The Journal of Transsib Railway Studies, 2010, no. 3 (3), pp. 110 - 116.
3. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M. Increasing the energy efficiency of the traction power supply system and electric rolling stock [Povysheniye energeticheskoy effektivnosti sistemy tyago-vogo elektrosnabzheniya i elektropodvizhnogo sostava]. Innovatsionnye proekty i novye tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte : materialy nauchno-prakticheskoi konferentsii (Innovative projects and new technologies in education, industry and transport: materials of the scientific and practical conference). - Omsk, 2012, pp. 9 - 15.
4. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M. Evaluation of the potential for improving the energy efficiency of the traction power supply system [Otsenka potentsiala povysheniya energeticheskoy
N;n324n3) ИЗВЕСТИЯ Транссиба 37
effektivnosti sistemy tyagovogo elektrosnabzheniya]. Izvestiia Transsiba - The Journal of Transsib Railway Studies, 2013, no. 2 (14), pp. 75 - 84.
5. Skokov R. B., Kremlev I. A., Tarabin I. V. Analysis of the effectiveness of methods for reducing electrical energy losses in reactors of smoothing devices [Analiz effektivnosti sposobov snizheniia poter' elektricheskoi energii v reaktorakh sglazhivaiushchikh ustroistv]. Transport Urala -Transport Of The Urals, 2019, no. 4, pp. 75 - 79.
6. Skokov R. B., Kremlev I. A., Boldyrev N. A., Tarabin I. V. Smoothing filters of DC traction substations adapted to modern types of communication and auto-blocking [Sglazhivaiushchie fil'try tiagovykh podstantsii postoiannogo toka, adaptirovannye k sovremennym vidam sviazi i avtoblokirovki]. Energy Efficiency: materials of the international scientific and practical conference (Energy efficiency: Materials of the international scientific and practical conference). - Omsk, 2010, pp. 165 - 167.
7. Komyakova T. V., Skokov R. B., Kvashchuk V. A., Chernoray V. A. Smoothing devices of DC traction substations with reduced active resistance in a serial circuit, adapted to modern types of communication and auto-blocking [Sglazhivaiushchie ustroistva tiagovykh podstantsii postoiannogo toka s ponizhennym aktivnym soprotivleniem v posledovatel'noi tsepi, adaptirovannye k sovremennym vidam sviazi i avtoblokirovki]. Elektrosnabzhenie zheleznykh dorog : mezhvuzovskii te-maticheskii sbornik nauchnykh trudov (Electric power supply of railways : interuniversity thematic collection of scientific works). - Omsk, 2016, pp. 22 - 26.
8. Pravila zashchity ustroistv provodnoi sviazi i provodnogo veshchaniia ot vliianiia tiagovoi seti elektricheskikh zheleznykh dorog postoiannogo toka (Rules for protecting wired communication devices and wired broadcasting from the influence of the traction network of DC electric railways). Moscow: Transport Publ., 1969, 44 p.
9. Magay G. S., Komyakova T. V., Skokov R. B. Sglazhivaiushchie fil'try tiagovykh podstantsii na uchastkakh s rel'sovymi tsepiami tonal'noi chastoty (Smoothing filters of traction substations on sections with tonal frequency rail circuits). Omsk: Omsk State Transport University Publ., 2003, deposited in VNIIAS MPS (OITEI zh.-d. transp. (TSNIITEI)) 30.05.2003, no. 6409-zhd2003, 24 p.
10. Kashtanov A. L., Nikiforov M. M., Gorbunova D. A., Medovik M. G. Application of superconducting fault current limiters for the traction substations of DC-current [Primeneniye tokoogranichivayushchego ustroystva na osnove vysokotemperaturnoy sverkhprovodimosti dlya tyagovykh podstantsiy postoyannogo toka]. Transport Urala - Transport of the Urals, 2019, no. 3 (62), pp. 74 - 79.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Скоков Руслан Борисович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта».
Тел.: (381-2) 44-39-23.
E-mail: [email protected]
Никифоров Михаил Михайлович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, заместитель директора Научно-исследовательского института энергосбережения на железнодорожном транспорте Омского государственного университета путей сообщения.
Тел.: (381-2) 44-39-23.
E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Skokov Ruslan Borisovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, K. Marx av., Omsk, 644046, Russia.
Ph. D. in Engineering, Assistant Professor of the Department «Railroad power supply». Phone: (3812) 31-34-46. E-mail: [email protected]
Nikiforov Mikhail Mikhailovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av. Omsk, 644046 Russia.
Ph. D. in Engineering, deputy director of Research Institute for Energy Efficiency in Railway Transport of Omsk State Transport University.
Phone: (381-2) 44-39-23. E-mail: [email protected]
Кондратьев Юрий Владимирович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта».
Тел.: (381-2) 44-39-23.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Скоков, Р. Б. Нормативные основы стандарта по выбору схем и основных параметров сглаживающих устройств железнодорожных тяговых подстанций постоянного тока / Р. Б. Скоков, М. М. Никифоров, Ю. В. Кондратьев. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2020. - № 3(43). - С. 27 - 39.
Kondratyev Yuri Vladimirovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, K. Marx av., Omsk, 644046, Russia.
Ph. D. in Engineering, Assistant Professor of the Department «Railroad power supply».
Phone: (3812) 31-34-46.
E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Skokov R. B., Nikifirov M. M., Kondratyev Yu. V. Regulatory framework of the standard for the selection of schemes and basic parameters of the smoothing devices of railroad traction DC substations. Journal of Transsib Railway Studies, 2020, no. 3 (43), pp. 27 - 39 (In Russian).
УДК 621.311:621.331
А. С. Вильгельм
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ПЛАНИРОВАНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
ТЯГИ ПОЕЗДОВ
Аннотация. В статье освещены темы энергоэффективности тяги поездов в ОАО «РЖД». Обоснована актуальность научных исследований в данном вопросе. Приведены требования к организационно-техническим мероприятиям, внедряемым с целью повышения энергоэффективности тяги поездов. Определены группы факторов, фактически влияющих на показатели энергоэффективности. Предложено создание интеллектуальной системы мониторинга и планирования энергоэффективности тяги поездов. Сформулированы цели и задачи создания такой системы. Описаны основные особенности и классы интеллектуальных систем в контексте их применения для решения обозначенных в статье задач. Приведены функциональная схема предлагаемой системы и ее описание.
Ключевые слова: энергоэффективность, тяга поездов, система тягового электроснабжения, электроподвижной состав, интеллектуальные системы, анализ данных, имитационное моделирование.
Alexander S. Vilgelm
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
APPLICATION OF INTELLIGENT SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR MONITORING AND PLANNING OF THE TRAINS TRACTION
ENERGY EFFICIENCY
Abstract. This article touches upon the energy efficiency of train traction at Russian Railways. The relevance of scientific research in this issue has been substantiated. Requirements for organizational and technical measures implemented to improve the energy efficiency of train traction are given. The groups of factors that actually affect energy efficiency indicators have been identified. The creation of an intelligent system for monitoring and planning energy efficiency of train traction is proposed. The goals and objectives of creating such a system are formulated. The main features and classes of intelligent systems in the context of their application for solving the problems indicated in the article are described. The functional diagram of the proposed system and its description are given.
Keywords: energy efficiency, train traction, traction power supply system, electric rolling stock, intelligent systems, data mining, simulation.
020
ИЗВЕСТИЯ Транссиба 39
