Совершенствование электротехнических устройств железнодорожного электроснабжения системы постоянного тока высокого напряжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Степанова Ксения Константиновна

• Степанова Ксения Константиновна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Степанова Ксения Константиновна

Содержание

Введение

1 Совершенствование электротехнических устройств системы тягового электроснабжения на постоянном токе

1.1 Электроэнергетические устройства в электрической тяге железнодорожного транспорта

1.2 Сравнительный анализ систем электрической тяги переменного тока (25 кВ, 2х25 кВ) и проектируемой системы постоянного тока высокого напряжения

1.3 Уровень напряжения и потери мощности в электротяговой сети

1.4 Электрическое сопротивление электротяговой сети

1.5 Плотность тока в проводах контактной подвески и условия перехода на системы повышенного напряжения переменного и постоянного тока

1.6 Методы тяговых и электрических расчетов и критерии оценки технической и энергетической эффективности электротехнического комплекса тягового электроснабжения повышенного уровня напряжения

1.7 Выводы по первой главе, задачи и методы исследования в диссертационной работе

2 Теоретические основы определения расхода электрической энергии при повышении интенсивности перевозочного процесса

2.1 Интеграционные процессы в теории и практике современного транспорта

2.2 Энергоемкость перевозочного процесса и основы расчета электропотребления на тягу поездов

2.2.1 Тяговые характеристики электроподвижного состава и уравнение движения поезда

2.2.2 Метод решения уравнения движения поезда

2.2.3 Методика расчета силы тяги поезда

2.2.4 Основы метода расчета энергоемкости перевозочного процесса

2.3 Удельное электропотребление на тягу поездов

2.4 Выводы по второй главе

3 Закономерность формирования энергоемкости перевозочного процесса в условиях повышения пропускной и провозной способностей

3.1 Энергоемкость электротяговой нагрузки при повышении пропускной и провозной способностей на линиях интенсивного движения

3.2 Зависимость энергоемкости от способа повышения производительности электротягового комплекса

3.2.1 Расчетная модель для определения энергоемкости

3.2.2 Анализ энергоемкости перевозочного процесса при скоростном движении

3.2.3 Анализ электроемкости перевозочного процесса при тяжеловесном движении

3.2.4 Результаты моделирования электроэнергетических параметров движения высокоскоростных и тяжеловесных поездов

3.3 Требования к устройствам электроснабжения высокоскоростных линий и способы усиления электротяговых сетей постоянного тока

3.4 Выводы по третьей главе

4 Особенности оптимизации железнодорожного электроснабжения на основе концепции повышения напряжения в электротяговой сети

4.1 Лимитирующие факторы достижения оптимальных решений по устройствам железнодорожного электроснабжения

4.2 Логическое проектирование системы тягового электроснабжения на этапе обоснования основных параметров

4.2.1 Зависимость Ь(£) при постоянстве плотности тока

4.2.2 Зависимость Ь(£) при постоянстве допустимой потери напряжения

4.3 Сравнительная оценка вариантов тягового электроснабжения на постоянном и переменном токе

4.4 Диаграмма Ь - £ по выбору варианта системы тягового электроснабжения

4.5 Выводы по четвертой главе 98 5 Разработка электротехнического комплекса электрической

тяги постоянного тока высокого напряжения

5.1 Современная элементная база преобразовательных комплексов электроэнергии постоянного и переменного тока

5.2 Анализ структурных решений электроэнергетических комплексов электрической тяги и условия их применения на железнодорожном транспорте

5.3 Обоснование электротехнических устройств

5.4 Анализ процессов функционирования электротехнического комплекса системы электрической тяги постоянного тока высокого напряжения на имитационной модели

5.5 Выводы по пятой главе 130 Заключение 133 Библиографический список

Введение

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) на кафедре «Электроснабжение железных дорог».

Научный руководитель Марикин Александр Николаевич, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Электроснабжение железных дорог» ФГБОУ ВО ПГУПС.

Актуальность темы исследования. Повышение производительности электрической тяги в условиях интенсификации движения пассажирских и грузовых поездов может быть реализовано на основе новых достижений современных технологий. Учитывая, что передача электроэнергии на переменном токе имеет ряд известных недостатков в работе рассмотрена возможность решения проблемы интенсификации на основе электрической тяги постоянного тока высокого напряжения в сочетании с энергоёмкостью перевозочного процесса.

Протяжённость электрифицированных железнодорожных линий в России превышает 43 тыс. км, в составе которых находятся более 18 тыс. км участков интенсивного движения поездов, работающих на системе постоянного тока напряжением 3 кВ. Электроэнергетический комплекс электрической тяги, вследствие относительно низкого напряжения не может обеспечить требуемую пропускную способность и энергетическую безопасность даже в предельных режимах работы.

Полная замена системы 3 кВ постоянного тока альтернативной системой 25 кВ (или 2х25 кВ) 50 Гц не может рассматриваться как перспективное направление совершенствования электрической тяги в России. Необходимость решения научно-технических задач разработки и применения новых систем магистрального электрического транспорта включена в «Стратегию развития

железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 г.», утвержденной Правительством РФ от 17.07.2008 г. № 878-р.

Одной из важных задач является выявление и обоснование факторов и определяющих энергетических и производственно-технологических показателей электроэнергетического комплекса системы электрической тяги постоянного тока напряжением конкурентоспособного уровня до 35 кВ.

Объект исследования: электроэнергетический комплекс электрического железнодорожного транспорта при питании тягового электропривода ЭПС от контактной сети постоянного тока напряжением до 35 кВ.

Предмет исследования: структурный синтез и параметрическая оптимизация определяющих показателей электроэнергетического магистрального комплекса железнодорожного транспорта, при питании тягового электропривода ЭПС от контактной сети постоянного тока напряжением до 35 кВ.

Целью научно-квалификационной работы является выявление возможностей повышения производительности и энергоэффективности электрической тяги постоянного тока на железнодорожном транспорте за счёт использования достижений силовой электроники и цифровых технологий, позволяющих обеспечить надежную и безопасную работу при высоком напряжении в контактной сети.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выполнен анализ схемотехнических решений электроэнергетических комплексов электрической тяги постоянного тока 3 кВ и переменного тока 25 кВ (2х25 кВ) 50 Гц, по результатам которого установлено, что на перспективных ЭПС в обеих видах систем тяги используются бесколлекторные двигатели трехфазного тока, в сети тягового электроснабжения и на подвижном составе всех систем применяются импульсные преобразователи модуляционного типа с широким диапазоном предельных значений по напряжению и по току;

- предложен структурный синтез схемотехнических решений для тягового привода и устройств тягового электроснабжения, на общей базе дискретных и цифровых платформ управления и контроля ресурсов и рисков, и

обоснован принцип декомпозиции сложной системы с выделением подсистем тягового электропривода и устройств тягового электроснабжения в самостоятельные системы независимые друг от друга при оптимизации по техническим и экономическим критериям;

- дано математическое описание электромагнитных процессов в системе тягового электроснабжения и системе тягового электропривода электроподвижного состава;

- установлены рациональные уровни высокого напряжения в контактной сети системы постоянного тока, при которых достигаются тяговые и энергетические показатели не ниже альтернативных систем электрической тяги;

- разработаны математические модели, учитывающие особенности функционирования электроэнергетического комплекса электрической тяги постоянного тока с высоким уровнем напряжения в контактной сети;

- предложены основы новой методики выбора параметров тягового электроснабжения для линий интенсивного движения поездов с новой системой постоянного тока высокого напряжения.

Практическая значимость работы:

- выявленные и обоснованные факторы и определяющие энергетические и производственно-технологические показатели новой системы электрической тяги позволяют обосновать целесообразность применения на железнодорожных магистралях России с интенсивным движением конкурентоспособной системы электрической тяги постоянного тока высокого напряжения в электротяговой сети до 35 кВ;

- обоснован критический уровень напряжения в электротяговой сети постоянного тока, при котором электротяговые и удельные энергетические показатели новой системы тяги на постоянном токе оцениваются равными соответствующим показателям электрической тяги 25 кВ (2х25 кВ) 50 Гц;

- предложен принцип параметрической оптимизации преобразовательного комплекса оборудования силовой электроники позволяющего на базе электроэнергетического комплекса для системы

постоянного тока высокого напряжения создать универсальный ЭПС с бесколлекторными двигателями трехфазного тока на три системы тяги: постоянного тока высокого напряжения, переменного тока 25 кВ (2х25 кВ) 50 Гц и постоянного тока напряжением 3 кВ;

- подтверждено положение по основному направлению совершенствования, обеспечивающему существенное повышение производительности электрической тяги на основе повышения уровня напряжения в электротяговой сети в системе электрической тяги постоянного тока.

Положения, выносимые на защиту:

1. Структурный синтез системы электрической тяги постоянного тока напряжением в контактной сети до 35 кВ, с использованием принципа декомпозиции и раздельного проведения процедур оптимизации по техническим и экономическим критериям для устройств тягового электроснабжения и тягового электропривода ЭПС.

2. Основы дискретной и цифровой техники преобразования, передачи и использования электрической энергии трехфазного тока питающей энергетической системы в механическую энергию движения поезда обеспечивающих повышение производительности и энергетической эффективности электрической тяги.

3. Компьютерные модели и энергетические показатели системы электрической тяги постоянного тока с напряжением в контактной сети до 35 кВ.

4. Методика определения основных параметров системы тягового электроснабжения постоянного тока с обоснованным высоким уровнем напряжения в контактной сети.

Достоверность результатов исследования подтверждена следующими положениями:

- новая система электрической тяги постоянного тока с высоким уровнем напряжения в контактной сети обоснована верификацией - эмпирическим подтверждением теоретических выводов, полученных методами аналитических расчетов и компьютерного моделирования, путем сопоставления их с наблюдаемыми объектами железнодорожных линий с интенсивным движением в России и в мире, а также с результатами, полученными другими исследователями на объектах железнодорожной инфраструктуры. Расхождение результатов не превышает 10 %;

- адекватность математических моделей подтверждена путем сравнения данных исследования с результатами измерений на масштабных макет-моделях. Погрешности не превышают 5-7 %.

Реализация результатов работы.

Полученные новые решения по повышению производительности электрической тяги использованы в публикациях в рецензируемых изданиях, в учебных курсах подготовки магистров и специалистов, на курсах повышения квалификации специалистов железнодорожного электроснабжения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование электротехнических устройств железнодорожного электроснабжения системы постоянного тока высокого напряжения»

Апробация работы.

Основные результаты научно-квалификационной работы доложены на научно-технических конференциях Международного симпозиума «Элтранс» (Санкт-Петербург, ПГУПС), научно-технической конференции, посвященной 60-летию Уральского государственного университета путей сообщений (Екатеринбург, УрГУПС), XI Санкт-Петербургском конгрессе «Профессиональное образование, наука и инновации в XXI веке» (Санкт-Петербург, Смольный).

Публикации.

Основные положения и результаты научно-квалификационной работы опубликованы в 5 публикациях, из них 2 в печатных изданиях, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ.

Структура и объем работы.

Научно-квалификационная работа включает введение, пять глав, заключение, изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 40 рисунков, список литературы, содержит 79 наименований.

1 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

1.1 Электроэнергетические устройства в электрической тяге железнодорожного транспорта

При расчёте к проектированию устройств электроснабжения должны быть определены мощность тяговых подстанций и сечение проводов контактной сети, обеспечивающие регламентированный уровень напряжения у токоприемников. При этом должна быть исключена возможность (риск) перегрева проводов, опасного по их механической прочности. Перегрев может привести к тяжелым последствиям, вызвать длительный перерыв в работе электрифицированного участка.

Специфической особенностью проектирования российских железных дорог являются исключительно высокая грузонапряженность и соответственно электропотребление, движение поездов с минимальными интервалами при высокой степени заполнения пропускной способности, возможность пропуска поездов повышенной массы. Подобные условия работы электрической тяги являются беспрецедентными для мировой железнодорожной практики. Поэтому требуется существенная корректировка и изменение традиционных подходов к расчетам и проектированию на основе всестороннего учета накопленного опыта эксплуатации электрической тяги.

Определяющими факторами, учитываемыми при производстве расчетов устройств тягового электроснабжения, являются важнейшие величины и длительность расчетных электрических нагрузок на межподстанционной зоне (далее - МПЗ), зависящих в свою очередь от режима движения поезда. Основная трудность расчета контактной сети состоит в том, что тяговые нагрузки изменяются не только по своему значению и времени, но и по месту их приложения на МПЗ.

Несмотря на большой накопленный опыт в области проектирования электрификации железных дорог, определение расчетных режимов движения поездов выполняется без достаточно обоснованной теоретической базы и во многих нормативных документах носит весьма произвольный характер [1]. Это приводит к завышению мощности тяговых подстанций и сечения проводов контактной сети, которые затем корректируются на основе опыта и интуиции специалистов. Например, в Строительных нормах и правилах железных дорог с колеей 1520 мм [2] предлагалось рассчитывать по устройствам электроснабжения, исходя из режима движения поездов на двухпутных участках с пропуском числа пар поездов, соответствующего потребной пропускной способности для освоения планируемых грузо- и пассажиропотоков. При проектировании требовалось также определять условия пропуска поездов в период сгущения по требованиям устройств сигнализации, централизации и блокировки (далее - СЦБ). В качестве расчетной массы особо загруженных участков предлагалось принимать среднюю величину из 20 % наиболее тяжелых составов, обращающихся на данном участке.

Всё это не давало условий определения при проектировании рациональных решений по устройствам тягового электроснабжения.

Совершенствование технических и эксплуатационных показателей устройств тягового электроснабжения в период 1990-х годов и начала XX столетия продиктовано новыми требованиями повышения пропускной и провозной способностей на всех полигонах тяжеловесного и скоростного движения.

Протяженность электрифицированных линий российских железных дорог превышает 50 % протяженности железных дорог общего пользования, в том числе на переменном токе промышленной частоты 50 Гц напряжением 25 кВ (2х25 кВ) превышает 24 тыс. км и более 18 тыс. км на постоянном токе напряжением 3 кВ.

Продолжение электрификации железных дорог продолжается в приоритетном порядке на переменном токе. Участки железных дорог постоянного тока 3 кВ в условиях нарастания скорости движения и массы поездов различными способами усиливаются. Однако проблема обеспечения требуемой пропускной и

провозной способностей в перспективном плане не может быть решена при эксплуатации таких линий при напряжении в контактной сети 3 кВ. Требуется переход на новую конкурентоспособную систему постоянного тока.

1.2 Сравнительный анализ систем электрической тяги переменного тока (25 кВ, 2х25 кВ) и проектируемой системы постоянного тока высокого напряжения

На электрифицированных линиях российских железных дорог преимущественно применяется переменный ток высокого напряжения (25 кВ), рассматриваются возможные варианты дальнейшего повышения уровня напряжения: 2х25 кВ, 25+35 кВ, 50 кВ. Всем системам на переменном токе присущи не только преимущества, но и недостатки. Выявлены приоритеты постоянного тока высокого напряжения, обеспечивающие безопасное и энергоэффективное электроснабжение поездов за счет снижения негативного влияния тяговых нагрузок на трехфазную сеть, уменьшения потерь электроэнергии, улучшения электробезопасности в зоне обслуживания контактной сети [3].

В мире в условиях повышения скорости движения сформировались известные системы движения поездов с электрической тягой, перечисленные в таблице 1.1 [4].

Таблица 1.1 - Современный высокоскоростной железнодорожный транспорт в мире

Высокоскоростные системы Система тягового электроснабжения Vк , км/ч

1 2 3

Shinkansen - Япония 25 кВ,50 (60) Гц 380

ICE - Германия 15 кВ, 16 2/3 Гц 320

TGV POS - Франция 1х25 (2х25) кВ, 50 Гц 360

Pendolino - Италия 25 кВ, 50 Гц 250

Окончание таблицы 1.1

1 2 3

AVE Talgo-350 - Испания 25 кВ, 50 Гц 350

Eurostar - Европа 3 кВ пост.тока; 15 кВ, 16 2/3 Гц; 25 кВ, 50 Гц 350

KTX Sancheon - Ю. Корея 25 кВ, 50 Гц 300

CRH - Китай 1х25 (2х25) кВ, 50 Гц 380

ВСМ2 (проект) - Россия 3 кВ пост. тока; 2х25 кВ, 50 Гц 400

ВСМ1 - Россия 3 кВ пост. тока 250

Железнодорожные магистрали образуют глобальные системы инновационного развития национальных экономик. Начиная от технологических параметров - скорости движения, оборота вагонов, сроков доставки грузов, и заканчивая энергетическими и экономическими показателями, включает пилотный проект развития железнодорожного транспорта нашей страны [5].

Разделение грузового и пассажирского движения, повышение маршрутной скорости контейнерных поездов, устранение постоянно действующих ограничений скорости на направлениях Международных транспортных коридоров «Транссиб», «Север - Юг», «Приморье 1», обеспечивают ожидаемый к 2025 году синергический эффект.

Энергия, являющаяся общей количественной мерой различных форм движения материи, вследствие существования закона сохранения энергии, связывает воедино все явления природы, в том числе природоподобные процессы превращения электрической энергии в механическую энергию движения пассажирских поездов и грузовых составов на транспорте. Конкурентоспособность железнодорожного транспорта на глобальных рынках может быть обеспечена успешным функционированием транспортного комплекса, включающего компоненты создаваемых энергетических и природоохранных отраслевых (индустриальных) цифровых платформ [6].

Электрифицированный железнодорожный транспорт России самый протяженный в мире (более 43 тыс. км), обеспечивая свыше 80 % перевозок

грузов в стране, потребляет около 6 % электрической энергии, вырабатываемой электростанциями.

На сети железных дорог в мире применяются системы электрической тяги постоянного тока 3 кВ, однофазного переменного тока пониженной частоты

16 Гц напряжением 15 кВ и однофазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц напряжением 25 кВ и 2х25 кВ. Каждая из перечисленных систем характеризуется показателями качества электроэнергетического обеспечения движения поездов. Основными факторами, влияющими на показатели, являются род тока и уровень напряжения в электротяговой сети. На рисунке 1.1 приведена схема электрической тяги постоянного тока с напряжением в контактной сети 3 кВ, по которой электрифицировано в России около 18 тыс. км железных дорог [41].

КС - контактная сеть; ТП1, ТП2 - тяговые подстанции; ПВА - полупроводниковые выпрямительные агрегаты; ПС - пост секционирования; ППС - пункты параллельного соединения; ЭПС -электрический подвижной состав; Р - рельсы

Рисунок 1.1 - Система электрической тяги постоянного тока напряжением 3 кВ В таблице 1.2 перечислены основные проблемы, связанные с показателями энергоэффективности при интенсивных видах движения поездов. Таблица 1.2 - Преимущества и недостатки системы электрической тяги постоянного тока 3 кВ

Преимущества Недостатки

• не требуется создавать ЭПС на новый уровень напряжения; • низкий уровень напряжения в контактной сети;

• большой исторический опыт проектирования, строительства и эксплуатации • большие капитальные и эксплуатационные затраты, повышенный расход цветных металлов;

• невозможность обеспечения надежной работы тяговой сети при массе поездов более 8-10 тыс. тонн по нагреву проводов;

• повышенная электрическая коррозия из-за токов утечки (блуждающих токов);

• низкий КПД тягового электроснабжения (не выше 0,88), большие потери напряжения в электротяговой сети;

• невозможность достижения удельной мощности на 1 км, требуемой для скоростей выше 250 км/ч

На линиях постоянного тока 3 кВ достигнуты скорости 200-250 км/ч. Дальнейшее повышение скорости по техническим и экономическим критериям не целесообразно.

Большинство высокоскоростных линий реализовано на однофазном переменном токе. Рассматриваются возможные варианты дальнейшего повышения уровня напряжения: 2х25 кВ, 25 + 35 кВ, 50 кВ. Всем системам на переменном токе присущи недостатки, связанные с показателями качества передачи электроэнергии с однофазным отбором из трехфазной сети. На рисунке 1.2 приведена принципиальная схема системы электроснабжения 2х25 кВ 50 Гц, которая обеспечивает передачу электроэнергии к движущимся поездам на

уровне напряжения 50 кВ и трансформацию напряжения на автотрансформаторных пунктах для питания электроподвижного состава (далее -ЭПС) до уровня 25 кВ.

220 кВ, 50 Гц

Ьп = 60-70 км

ТП1, ТП2 - тяговые подстанции; Т1, Т2 - силовые трансформаторы; ПСА - пост секционирования автотрансформаторный; АТ1, АТ2 - автотрансформаторы; АТП1, АТП2 - автотрансформаторные пункты; КП1, КП2 - контактные провода; ПП1, ПП2 - питающие провода;

Р - рельсы

Рисунок 1.2 - Система электрической тяги однофазного переменного тока 2х25 кВ, 50 Гц (автотрансформаторная система)

В таблице 1.3 приведены основные показатели, отражающие энергетические и экономические характеристики системы электрической тяги переменного тока напряжением 25 кВ в контактной сети.

Таблица 1.3 - Преимущества и недостатки системы электрической тяги переменного тока 25 кВ (2х25 кВ), 50 Гц

Преимущества Недостатки

• повышение уровня напряжения в контактной сети в 8 раз, токовые нагрузки в проводах пропорционально снижаются; • несимметричность (однофазной или двухфазной) нагрузки, подключаемой к симметричной системе внешнего электроснабжения приводит к ухудшению качества электрической энергии и увеличению потерь на ТП от 25 до 100 %;

• возможность реализации удельной мощности до 2,5 - 3 МВА на 1 км двухпутной линии (при скорости до 400 км/ч); • низкое использование установленной мощности трехфазных силовых трансформаторов тяговых подстанций (68 %);

• увеличенное расстояние между ТП в 5 -6 раз, а сечение проводов контактной подвески уменьшается в 3-4 раза по сравнению с системой 3 кВ; • повышенные потери напряжения в фазах трансформатора с разными углами сдвига между векторами тока и напряжения;

• легкость преобразования по уровню напряжения в системе электрической тяги за счет использования трансформаторов переменного тока, силовых трансформаторов на ТП и на ЭПС; • трудности с обеспечением электромагнитной совместимости и соблюдения экологических требований в границах мегаполиса;

• возможность применения традиционного электротехнического оборудования; • сложность конструкции контактной сети в зоне разделения фаз питающей системы из-за необходимости включения нейтральной вставки;

• пониженная электрическая коррозия из-за блуждающих токов • повышенные потери электроэнергии в проводах электротяговой сети из-за загрузки реактивными токами при коэффициенте мощности ЭПС ниже 1,0;

• для улучшения энергетических показателей (компенсация реактивной мощности, стабилизация напряжения) необходимо применение устройств продольной и поперечной компенсации

Совершенствование этой системы для повышения пропускной и провозной способностей железнодорожной линии по устройствам электроснабжения

достигается за счет применения автотрансформаторной системы 2х25 кВ. Применение данной системы не позволяет в современных условиях обеспечивать конкурентоспособность магистрального электрифицированного

железнодорожного транспорта, так как в данной системе тяги неполно реализованы возможности достижения перспективных показателей энергетической и экономической эффективности [5].

В мировых проектах [7,8] и в России [6,9,10,11] ведутся исследования и разработки вариантов конкретной системы электрической тяги с высоким уровнем напряжения в электротяговой сети постоянного тока. Система тягового электроснабжения существенно упрощается по сравнению с электротяговой сетью 2х25 кВ, 50 Гц, увеличивается возможное расстояние между подстанциями, упрощаются линейные устройства, ликвидируются нейтральные вставки контактной сети, устраняется несимметричная загрузка питающей системы внешнего электроснабжения по фазам линии электропередачи (далее - ЛЭП).

Вместе с тем, решение этой проблемы требует создания ЭПС с новым энергетическим каналом для питания бесколлекторных тяговых двигателей трехфазного тока. Необходимы электронно-трансформаторные комплексы для преобразования постоянного тока высокого напряжения (24 кВ и более) в трехфазный переменный ток регулируемой частоты и регулируемого уровня напряжения [4].

Современная элементная база силовой электроники и цифровые технологии управления должны обеспечить успешное решение тягового преобразователя требуемых тяговых и энергетических параметров для системы электрической тяги постоянного тока высокого напряжения.

На рисунке 1.3 приведена предварительная схема электрической тяги постоянного тока высокого напряжения, а в таблице 1.4 отмечены ожидаемые эффекты конкурентоспособной электрической тяги постоянного тока высокого напряжения.

ТП1, ТП2 - тяговые подстанции; ПВА1, ПВА2 - полупроводниковые выпрямительные агрегаты; РУ 24 кВ - распределительное устройство постоянного тока 24 кВ; БВ - быстродействующие выключатели; М120 - МФ120 - провода контактной подвески; ПС - пост секционирования; ППС - пункты параллельного соединения; ЭПС - электроподвижной состав: токоприемник (ТПР), фильтр (Ьф, Cф), автономные инверторы (АИН1, АИН2), тяговый трансформатор (Т), асинхронные

тяговые электродвигатели (АТД) Рисунок 1.3 - Система электрической тяги постоянного тока высокого

напряжения (24 кВ)

Таблица 1.4 - Преимущества конкурентно способной системы электрической тяги постоянного тока высокого напряжения (24 кВ)

Преимущества (эффекты) Необходимость решения проблем

• повышение уровня напряжения в 8-10 раз по сравнению с системой электрической тяги постоянного тока 3 кВ, токовые нагрузки при передаче электроэнергии равной мощности пропорционально снижается примерно в 8 раз; • основной проблемой применения системы постоянного тока высокого напряжения является создание тягового преобразовательного комплекса для питания тяговых двигателей трехфазным током с регулированием напряжения и частоты

• расстояние между тяговыми подстанциями может быть увеличено до 70-80 км, сечение проводов контактной сети снижается до значения, обеспечивающего механическую прочность контактной подвески; достигается снижение затраты цветных металлов;

• при переводе участков постоянного тока на повышенное напряжение не требуется существенного переустройства контактной сети;

• снижается отрицательное влияние на первичную энергосистему (по сравнению с системой переменного тока), коэффициент мощности не ниже 0,94;

• обеспечивается стабильный уровень напряжения на токоприемнике ЭПС при проходе всей МПЗ;

• снижаются потери энергии в тяговой сети (в 2-3 раза), КПД тягового электроснабжения составляет 0,94 - 0,96;

• уменьшение электрокоррозии по сравнению с системой постоянного тока 3 кВ;

• не требуются нейтральные вставки, упрощается конструкция контактной сети;

• возможность создания универсального трехсистемного ЭПС

1.3 Уровень напряжения и потери мощности в электротяговой сети

Уровень напряжения у токоприемника движущегося поезда на МПЗ зависит от потерь напряжения в электротяговой сети, которые определяются сопротивлением сети и током рассматриваемого ЭПС, а также токами других электровозов, находящихся в зоне питания. С понижением напряжения питающей сети скорость движения ЭПС уменьшается, поскольку тяговые двигатели имеют искусственную или естественную сериесную характеристику. Это не позволяет сохранить заданную скорость движения по перегону и обеспечить выполнение запланированного расписания.

Машинист может применять меры по поддержанию скорости движения за счет управления возбуждением магнитного поля тягового двигателя или путем включения автоматического регулирования напряжения на зажимах тягового двигателя с помощью входного электронного преобразователя независимо от уровня напряжения в контактной сети (далее - КС) [8]. Но и в том, и в другом случае падение напряжения вызывает обратно пропорциональное увеличение тока, потребляемого из КС, что приводит к дальнейшему ухудшению ситуации.

Определим максимальный предел по мощности, отбираемой из тяговой сети, на примере одностороннего (консольного) питания участка электротяговой сети постоянного тока с удельным сопротивлением г (в Ом/км) длиной I, на который подается напряжение и с шин тяговой подстанции и изменяющейся нагрузкой I.

Мощность потребления электроэнергии электровозом определяется по формуле (1.1):

Рэ = итп^1тп-г^11 (1.1)

где иш, 1тп - напряжение на шинах тяговой подстанции и ток питающей линии КС;

1э - ток электровоза.

С увеличением тока нагрузки первая составляющая мощности Рэ выражения (1.1) изменяется прямо пропорционально току 1э, в то время как вторая составляющая изменяется по параболическому закону и проходит через точку, соответствующую короткому замыканию (далее - КЗ). Ток КЗ определяется по соотношению (1.2):

'кз =77 . (1.2)

На рисунке 1.4 показана зависимость составляющих мощности электропотребления от шин тяговой подстанции (далее - ТП).

Р

I КЗ /

Рисунок 1.4 - Зависимости мощности потребления от шин ТП Ртп, мощности потребления электровозом Рэ и мощности потерь в контактной сети АРкс от тока нагрузки до режима КЗ для схемы консольного питания

Максимальная полезная мощность реализуется при токе I, равном половине тока 1кз. При этом потери мощности в проводах КС достигают примерно 35 % от мощности потребления Ртп. Потери мощности в проводах КС вызывают их нагревание и, как следствие, механическое разупрочнение проводов.

Минимальное и максимальное значения напряжения у токоприемников ЭПС устанавливаются стандартами. Например, для существующих систем постоянного тока 3 кВ установившееся напряжение у токоприемника должно находиться в пределах от максимального значения 4000 В до 2700 В [12]. В реальных системах электрической тяги указанные пределы являются предельно допустимыми, а для достижения требуемых показателей энергетической эффективности диапазоны изменения напряжений должны быть ограничены определенными экономическими уровнями, не доходящими до предельно допустимых. В условиях эксплуатации данные допуски могут корректироваться с учетом конкретных параметров электротяговой сети. Так, на российских железных дорогах для скоростных участков линий минимальный уровень напряжения установлен 2,9 кВ [39].

На рисунке 1.5 приведена диаграмма напряжения при двухстороннем питании контактной сети межподстанционной зоны с равным уровнем напряжения на шинах соседних ТП.

Рисунок 1.5 - Диаграмма напряжения у токоприемника электровоза при

двухстороннем питании

Изменяющееся по параболическому закону падение напряжения до токоприемника поезда, находящегося на МПЗ, характеризуется симметричным распределением от поста секционирования к ТП. Потери электрической энергии эквивалентируются площадью, ограниченной диаграммой, а общий расход электрической энергии от двух ТП определяется площадью прямоугольника по формуле (1.3):

Ш = = , (1.3)

V '

где V - скорость движения электровоза;

Потери электроэнергии определяются по формуле (1.4)

т = ¡¡¡1э • шаг = ^'мск = 2-1±Аитах , (1.4)

Откуда максимальное значение потери напряжения в сети определяется по формуле (1.5):

3 У^АШ

А^тах =211 • (1,5)

Относительное значение потери энергии в контактной сети определяется по формуле (1.6):

АЖ = 2 АЦтах _ 2 1300 = д 22 лл

Ш 3 и 3 4000 ' . ( . )

При заданных значениях напряжения у токоприемника только 78 % электроэнергии, отдаваемой с шин обеих ТП, используется электровозом для реализации тяги, а 22 % - на нагрев проводов электротяговой сети.

Максимальное значение потери напряжения Аитах для отмеченной выше закономерности может быть представлено в относительном виде и определено с учетом схемы питания электротяговой сети по следующему соотношению (1.7):

Аиша1 = сг1^ (1.7)

и и2 ' 4 '

где с - коэффициент, зависящий от схемы питания на МПЗ.

Для системы переменного тока по сравнению с постоянным током возникают дополнительные потери от реактивных составляющих токов, зависящих от коэффициента мощности тяговой нагрузки. Полное падение напряжения определяется геометрической (векторной) суммой потерь напряжения от активной (г) и реактивной (х^) составляющих сопротивления контактной сети.

Алгебраическая разность напряжений А и примерно равна падению напряжения по формуле (1.8):

А(] = и-иэ-Аикс . (1.8)

При равных токах в контактной сети для системы переменного и постоянного тока полные потери отличаются на незначительную величину. Однако при коэффициенте мощности ЭПС ниже единицы для передачи равной активной мощности требуется увеличение полного тока электровоза, что приводит к дополнительному увеличению падения напряжения.

В исследованиях показано, что равные показатели полных потерь в электротяговой сети при соотношении напряжений постоянного и переменного тока 18/24 при соБф = 0,75 - 0,78.

Сопротивление КС и падение напряжения с учетом активных и реактивных составляющих увеличиваются. На рисунке 1.6 представлена векторная диаграмма падения напряжения в электротяговой сети для режима работы ЭПС с коэффициентом соБф, равным единице (соБф = 1), обозначенной сплошными линиями, и с коэффициентом СОБф <1 - штриховыми линиями.

Рисунок 1.6 - Векторная диаграмма падения напряжения в электротяговой

сети

Абсолютное значение падения напряжения до ЭПС Аил в режиме соБф = 1 и Аи,Л в режиме соБф < 1 зависят от полного сопротивления по формуле (1.9):

Реактивная составляющая определяется реактивной составляющей тяговой сети и ЭПС. В режиме соБф = 1 реактивная составляющая равна нулю, поэтому падение напряжения определяется активными составляющими тяговой сети и ЭПС и реактивной составляющей тяговой сети. Потеря напряжения Аил несколько снижается по сравнению Аил Л.

1.4 Электрическое сопротивление электротяговой сети

В реальных условиях проектирования допустимые максимальные значения потери напряжения определяются рядом условий оптимизации по обоснованным критериям, одним из которых является минимизация сопротивления электротяговой сети МПЗ. Уменьшение сопротивления может быть достигнуто увеличением сечения проводов контактной подвески и применением рациональной схемы питания КС [13] на МПЗ. Схемы питания и эпюры падения напряжения в тяговой сети при одностороннем питании и при двустороннем питании одного перемещающегося электровоза представлено на рисунке 1.7 а, б

На рисунке 1.7, б представлены расчетные эпюры падений напряжения, представленные в относительных единицах. За базисную величину принят модуль максимального падания напряжения при раздельном питании контактных подвесок нечетного (1) и четного (2) путей одной МПЗ.

Рассмотрены схемы питания:

• для одностороннего питания МПЗ:

1 - раздельное питание;

2 - параллельное питание;

3 - одно поперечное соединение (в конце зоны питания);

4 - два соединения (в середине и в конце зоны питания);

(1.9)

[13].

• для двухстороннего питания МПЗ:

5 - раздельное питание;

6 - параллельное питание;

7 - узловое питание (с постом секционирования);

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Степанова Ксения Константиновна, 2021 год

Библиографический список

1 Сердинов С.М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. - М.: Tранспoрт, 1985. - 301 с.

2 СНиП-32-01-95 Строительные нормы и правила Российской Федерации Железные дороги 1520 мм приняты и введены в действие постановлением Минстроя России от 18 октября 1995 г. № 18-94.

3 Степанова К.К. Сравнительный анализ систем электрической тяги переменного тока (25 кВ, 50 Гц) и постоянного тока высокого напряжения. -СПб.: сборник статей ЭЛTРАНC-2017, 2018. - 10 с.

4 Киселев И.П. и др. Высокоскоростной железнодорожный транспорт. Общий курс: учебное пособие: в 2T., 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ФГБОУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2020. - T1 - 428 с, T2 - 372 с.

5 Краснощек А. Долгосрочная программа развития должна стать настольной книгой руководителей всех уровней ^екст] // «Гудок» от 18.01.2018 г.

6 Программа «Цифровая экономика Российской Федерации», утверждена Правительством Российской Федерации от 28.06.2017 г. №1622-р

7 Garpita M., Cesarie P., Farina P., Ventura O. Preliminary design of a 18 kV locomotive [Text] // Sevilla, Spain, EPF95, 1-11 September 1995.

8 Mayer Lucio. Ottimizzione del sottosistema alimentazione di un impianto di trazione elettrica ferroviaria [Text] // Inge ferroviaria, 1985, 40, №9, р. 583-591.

9 Аржанников Б.А., Бадер М.П., Бурков А.Т. и др. Совершенствование основных требований к системе и устройствам тягового электроснабжения постоянного тока [Tекст] // Электротехника, 2016, № 9, с. 51-57.

10 Бурков А.Т. Система электроснабжения постоянного тока повышенного напряжения ^екст] / A.T. Бурков, В.Н. Пупынин, Е. T. Чернов // Tезисы доклада Всероссийской конференции «Параметры перспективных транспортных систем России». - М.: 1994. - 54 с.

11 Бурков А.Т., Сероносов В.В., Мизинцев А.В. Концептуальная модель системы энергообеспечения интегрированной сети скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта России [Текст] // Электротехника / 2017, № 10, с. 8-13.

12 Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ). Утверждены приказом Минтранса Росси от 21.12.2010 № 286 (с изменениями на 9 февраля 2018 года).

13 Корякин Р.Н. Тяговые сети переменного тока. - М.: Транспорт, 1964. - 186 с.

14 Европейский стандарт EN 50124-2 Railway applications. Insulation coordination. Part 2. Overvoltages and related protection (Применение на железных дорогах. Координация изоляции на железных дорогах. Часть 2. Перенапряжения и соответствующие меры защиты).

15 Директива 96/48/EC по эксплуатационной совместимости Трансъевропейской высокоскоростной железнодорожной системы (Council Directive 96/48/EC of 23 July 1996 on the interoperability of the trans-European highspeed rail system. Публикация: Официальный журнал Европейского Союза от 17.09.1996, раздел L235, с. 6-24.

16 Бурков А.Т. Новое направление электрификации железных дорог [Текст]: Труды научной конференции ELEKTRO-95, Zilina. 7-8 February 1995, SLOVENSKA REP., c. 66-68.

17 Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника: учебник: в 2 т. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2015. - 307 с. (Т. 2: Электронная преобразовательная техника).

18 Бурков А.Т., Блажко Л.С. Иванов И.А. Индустриальные технологии, мобильность и энергоэффективность электрической тяги рельсового транспорта // Электротехника, 2016, №5, с. 7-13 .

19 Котельников А.В. Электрификация железных дорог. Мировые тенденции и перспективы — М.: Интекст, 2002. — 104 с.

20 Курбасов А.С. Физические основы электрической тяги поездов [Текст]: посвящается: А. Е. Алексееву, В. Б. Меделю, К. Г. Марквардту / А. С. Курбасов. - Москва: [б. и.], 2015. - 203 с.

21 Марикин А.Н., Мизинцев А.В. Новые технологии в сооружении и реконструкции тяговых подстанций: Учебное пособие для вузов ж. -д. транспорта. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. - 220 с.

22 Проект Долгосрочной программы развития ОАО «РЖД» на период до 2025 года.

23 Бурков А.Т., Марикин А.Н., Мизинцев А.В., Сероносов В.В.

Повышение производительности электрической тяги в долгосрочной перспективе на новом уровне индустриальных технологий // Электротехника, №10 -2018, с. 3438.

24 Чубайс А.Б. Экономика и управление в современной электроэнергетике России: пособие для менеджеров электроэнергетических компаний / Под ред. А.Б. Чубайса. - М.: НП «КОНЦ ЕЭС», 2009.

25 Бурков А.Т., Сероносов В.В., Степанская О.А. Маркетинг в электроэнергетике: учеб. пособие. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. - 284 с.

26 Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании".

27 Гопал К. Дюбай. Основные пинципы устрйства элетроприводов /Дюбай К. Гопал, пер. с англ. - М.: Техносфера, 2009. - 431 с.

28 ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

29 Марквардт К.Г. Энергоснабжение электрических железных дорог. -М.: Транспорт, 1984. - 464 с.

30 Сердинов, С. М. Развитие методов расчета устройств электроснабжения/ С. М. Сердинов // Железнодорожный транспорт. - 1981. - №

9. - С. 44-50.

31 Бурков А.Т., Шарпилова М.А., Бурков С.А. Режимы движения и особенности тяговых расчетов при определении нагрузок на устройства электроснабжения высокоскоростных линий. Материалы VI Международного симпозиума «Элтранс-2011». СПб, ПГУПС, 2013 г.

32 Специальные технические условия «Железнодорожное электроснабжение участка Москва-Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва-Казань-Екатеринбург. Технические нормы и требования к проектированию и строительству». - СПб.: ПГУПС, 2014. - 135 с.

33 Международный стандарт UIC 796 Voltage at the Pantograph (Напряжение на токоприемнике) - Union Internationale des Chemins de Fer, 2000. -16 с.

34 Розенфельд В.Е. Применение постоянного тока высокого напряжения для электрической тяги/ В. Е. Розенфельд, В. В. Шевченко, В. А. Майбога// Железнодорожный транспорт. - 1962. - № 7. - С. 35-39.

35 Третьяк Т.П. Совершенствование электрической тяги на постоянном токе/ Т. П. Третьяк// Железнодорожный транспорт. - 1963. - № 1. - С. 34-37.

36 Третьяк Т.П. Система электроснабжения постоянным током повышенного напряжения/ Т. П. Третьяк, Л. Г. Кощеев, В. П. Довгань// Электрическая и тепловозная тяга. - 1968. - № 10. - С. 36-39.

37 Литовченко В.В. 4q-S - четырехквадрантный преобразователь электровозов переменного тока // Известия вузов. Электромеханика. - 2000. - № 3. - с. 64-73.

38 Марикин А.Н., Степанова К.К. Особенности оптимизации подсистемы электроснабжения электрической тяги на железнодорожном транспорте // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2018. Т. 15. №3. с. 414-425.

39 Степанова К.К. Совершенствование электротехнических устройств системы тягового электроснабжения на постоянном токе // Электронный научный журнал Бюллетень результатов научных исследований. - 2018. - №3.

40 Бурков А.Т., Жемчугов В.Г., Степанова К.К. Техническое развитие электрической тяги постоянного тока с универсальными многоквадрантными преобразователями силовой электроники // Научно-технический журнал Электроника и электрооборудование транспорта. - 2019. - №6. - C. 37-42.

41 Бурков А.Т., Марикин А.Н., Степанова К.К. Современные приоритеты интенсификации перевозок на магистральном электрическом транспорте // Сборник трудов XI Санкт-Петербургского конгресса 23-24 ноября 2017 года, Санкт-Петербург «Профессиональное образование, наука и инновации в XXI веке. - 2017.

42 ГОСТ Р 57670-2017 Системы тягового электроснабжения железной дороги: Методика выбора основных параметров. - М.: Стандартинформ, 2017.

43 СТО РЖД 02.043-2011 Управление ресурсами, рисками и надежностью на этапах жизненного цикла (УРРАН): системы, устройства и оборудование хозяйства электрификации и электроснабжения. Требования надежности и функциональной безопасности.

44 IEC 62278: 2002 Railway applications - Specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS).

45 ГОСТ Р МЭК 62278 Определение и подтверждение надежности, эксплуатационной готовности, ремонтопригодности и безопасности (RAMS) на железных дорогах. - М.: Стандартинформ, 2008.

46 СТУ Проектирование, строительство и эксплуатация высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва - Санкт-Петербург (ВСЖМ - 1). - СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2021.

47 Энергетическая стратегия холдинга «Российские железные дороги» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года. Утв. распоряжением OAO «РЖД» 15.12.11 г. № 2718p.

48 Стратегия развития холдинга «РЖД» на период до 2030 года [Электронныйресурс]. - Режим доступа: http://doc.rzd.ru/doc/public/ru?STRUCTURE_ID=704&layer_id=5104&id=6396.

49 Прeсс-релиз. OAO «РЖД» развивает движение тяжеловесных грузовых

поездов [Электронный ресурс]. - URL:

http://press.rzd.ru/news/public/ru?STRUCTURE_ID= 654&id= 84155&layer_id=4069 (дата обращения 2018 г.).

50 Инструкция по организации обращения грузовых поездов повышенной массы и длины на железнодорожных путях общего пользования ОАО «РЖД». Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» № 1799p от 1 сентября 2016 г. - 43 с.

51 Аржанников, Б. A. Тяговое электроснабжение постоянного тока скоростного и тяжеловесного движения поездов: монография / Б.А. Аржанников. - Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2012. - 207 с.

52 Аржанников, Б. A. Концепция усиления системы тягового электроснабжения постоянного тока 3,0 кВ: монография / Б. A. Аржанников, И. O. Набойченко. - Екатеринбург: УрГУПС, 2015. - 258 с.

53 Аржанников, Б. А. Перспектива разработки системы электрической тяги постоянного тока повышенного напряжения 12, 24 кВ для скоростной магистрали Москва - Екатеринбург / Б. А. Аржанников, А. Г. Галкин, А. Т. Бурков [и др.] // Бюллетень результатов научных исследований. Федеральный деловой журнал ТСР. - Изд-во «Реал-Медиа», 2012. - № 7(66). - C. 48-50.

54 Аржанников, Б. А. Совершенствование системы электроснабжения постоянного тока на основе автоматического регулирования напряжения тяговых подстанций / Б. А. Аржанников, А. А. Пышкин. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. ун-та путей сообщения, 2006. - C. 118.

55 Бадёр, М. П. Адаптация системы тягового электроснабжения постоянного тока для высокоскоростного движения / М. П. Бадёр, Е. В. Сачкова // Электротехника. - 2017. -№ 9.

56 Бурков, А. Т. Уровень напряжения электрических сетей как фактор повышения производительности и конкурентоспособности железнодорожного транспорта / А. Т. Бурков // Материалы 3-го Междунар. симп. «Элтранс-2005», 15-17 нояб. 2005 г. - Санкт-Петербург: ПГУПС, 2007.

57 Марикин, А. Н. Стабилизация напряжения на токоприемниках

подвижного состава электрифицированных железных дорог постоянного тока: дис. на соиск. уч. ст. д-ра техн. наук / А. Н. Марикин. - Санкт-Петербург, 2008.

58 Марикин, А. Н. Способы усиления тягового электроснабжения постоянного тока при интенсивном движении поездов / А. Н. Марикин, А. П. Самонин, В. Г. Жемчугов // Известия ПГУПС. - 2012. - № 3 - С. 123127.

59 Пупынин, В. Н. Усиление системы тягового электроснабжения участков железных дорог, электрифицированных на постоянном токе 3,3 кВ, путем перевода на переменный ток 25 кВ с реализацией схемы распределенного питания / В. Н. Пупынин, Н. Ю. Юдина, О. Ю. Брусенцова // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2015. - №2. - С. 42-45.

60 Вильгельм, А. ^ Совершенствование способа определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения / А. С. Вильгельм, В. Л. Незевак // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2016. - № 3. С. 32-40.

61 Гаранин, М. A. Расчет энергообеспеченности перевозочного процесса и усиление системы тягового электроснабжения / М. А. Гаранин, С. А. Блинкова // Транспорт Урала. - 2014. - № 3(42). - С. 109.

62 Гаранин, М. А. Оценка рисков при переводе системы электроснабжения с постоянного на переменный ток / М. А. Гаранин, С. А. Блинкова // Вестник транспорта Поволжья. - 2019. - №1(73).

63 Гаранин, М. А. Учет электрической связи между тяговыми подстанциями при расчете пропускной способности электрифицированных железных дорог // М. А. Гаранин, А. Н. Митрофанов, Е. В. Добрынин // Электротехника. - 2017. - №3.

64 Закарюкин, В. П. Прогнозирование электропотребления на тяговых подстан циях с помощью имитационного моделирования / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков //МИИТ. Наука и техника транспорта. - 2005. - № 4.

65 Марквардт, Г. Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе энергоснабжения / Г. Г. Марквардт. - Москва: Транспорт, 1972. - 224 с.

66 Марквардт, Г. Г. Алгоритм тягового расчета при заданном времени хода по участку постоянного тока с учетом изменяющегося напряжения на токоприемнике электровоза в режимах тяги и рекуперации / Г. Г. Марквардт // Сб. науч. тр. ВНИИЖТ. - Москва: ВНИИЖТ, 1974. - Вып. 520.

67 Марский, В. Е. Методика и программа расчета параметров многопроводных тяговых сетей переменного тока на ЭВМ серии ЕС / В. Е. Марский // Трансэлектропроект: Инструктивно методические указания. - 1985. -№ 2. - С. 4- 42.

68 Марский, В. Е. Определение пропускной способности железнодорожных участков по устройствам тягового электроснабжения / В. Е. Марский // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. - 2014. - №1.

69 Третьяк, Т. П. Расчет системы электроснабжения постоянного тока повышенного напряжения / Т. П. Третьяк // Вестник ВНИИЖТ. - 1968. - № 8. -С. 14-17.

70 Черемисин, В. Т. Математическое моделирование процесса электропотребления на тягу поездов с применением метода опорных векторов / В. Т. Черемисин, А. А. Комяков, В. И. Иванченко // Омский научный вестник. -2016. - № 6 (150).

71 Черемисин, B. Ъ Оценка влияния пакетной организации движения на объем электроэнергии на тягу на участках постоянного тока с I типом профиля / В. Т. Черемисин, В. Л. Незевак, С. С. Саркенов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2017. - № 3(55).

72 Мугинштейн, Л. А. Развитие тяжеловесного движения грузовых поездов/ Л. А. Мугинштейн, К. П. Шенфельд. Москва: Интекст, 2011. - 76 с.

73 Лапидус, Б. М. Развитие тяжеловесного движения на российских

железных дорогах. Опыт, проблемы, решения / Б. М. Лапидус // Бюллетень ОСЖД. - 2013, № 1/2. - С. 8-15.

74 А.С. 152894 СССР, МКИ В 61 М, Кл.20 к.5. Система энергоснабжения электрических железных дорог / Т. П. Третьяк // Открытия. Изобретения. - 1963. - № 3.

75 Баева, И. А. Обзор методов электрического расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока / И. А. Баева // Инновационный транспорт. -Екатеринбург, 2017. - № 4 (26). - 58 с.

76 Чернов, Ю. А. Электроснабжение электрических железных дорог: учеб. пособие / Ю. А. Чернов. - Москва: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016. - 406 с.

77 Комплекс программ для расчетов систем тягового электроснабжения. Руководство пользователя. - Москва, 2011.

78 Баева, И. А. Совершенствование методики электрического расчета СТРЭ в программном комплексе КОРТЭС / Б. А. Аржанников, И. А. Баева // Тезисы докладов Десятого международного симпозиума «ЕИташ 10.0», посвященно го 210-летию со дня основания первого транспортного вуза России -Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I, 9-11 октября 2019 г., Санкт-Петербург. Честь первая. - СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС,2019. - С. 13.

79 Баева, И. А. Влияние снижения времени межпоездного интервала на технико-энергетические показатели системы тягового нерегулируемого и регулируемого электроснабжения / И. А. Баева // Инновационный транспорт. -Екатеринбург, 2020. - № 1 (35). - С. 51-55.