Повышение энергоэффективности работы современного отечественного электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения
Ключевые слова:
электровоз переменного тока, рекуперативное торможение, выпрямительно-инверторный преобразователь, блок балластных резисторов, энергоэффективность, коэффициент мощности, четвертая зона регулированияАннотация
На сегодняшний день разработка новых технологий, направленных на повышение энергоэффективности и энергосбережения, является одним из главных стратегических направлений приоритетного развития Российской Федерации. Так, на современных отечественных электровозах переменного тока реализован режим рекуперативного торможения, который позволяет производить возврат электрической энергии в контактную сеть. Однако существует проблема, связанная с ограничением полного использования четвертой зоны регулирования в режиме рекуперативного торможения из-за значительных потерь электрической энергии на блоках балластных резисторов. С учетом реализуемой специфики построения силовой части электровоза переменного тока авторами предложена возможность повышения энергоэффективности режима рекуперативного торможения электровоза за счет определения допустимого угла регулирования αр на четвертой зоне регулирования преобразователя, формируемого относительно величин действительных потерь напряжения на блоках балочных резисторов, для обеспечения расширения области регулировочной характеристики инвертора близкой к полной четвертой зоне. Разработанное решение согласовывается с задачей, поставленной ОАО «РЖД» в ряде стратегических распоряжений − снижение расхода электрической энергии электроподвижным составом и повышение его энергоэффективности. По результатам выполненных в статье расчетов установлено расширение регулировочной характеристики инвертора на четвертой зоне регулирования до 25 %, что в свою очередь оказало влияние на повышение в среднем на 10 % величины одного из главных энергетических показателей электровоза переменного тока − коэффициента мощности.
Библиографические ссылки
Федеральная служба государственной статистики : сайт. URL: https://rosstat.gov.ru (Дата обращения 9.01.2023).
Долгосрочные перспективы электрификации сети российских железных дорог // Евразия Вести : сайт. URL : http://eav.ru/publ1.php?publid=2017-11a07 (Дата обращения 9.01.2023).
Об утверждении энергетической стратегии холдинга «Российские железные дороги» на период до 2020 года и на пер-спективу до 2030 года : распоряжение ОАО «РЖД» от 14.12.2016 № 2537р. Доступ из справ.-прав. системы «АСПИЖТ» в ло-кальной сети.
Об утверждении стратегии научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга) : распоряжение ОАО «РЖД» от 17.04.2018 № 769/р. Доступ из справ.-прав. системы «АСПИЖТ» в локальной сети.
Долгосрочная программа развития ОАО «РЖД» до 2025 года : распоряжение Правительства Рос. Федерации от 19.03.2019 № 466 (ред. 13.10.2022). URL : http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201903210017 (Дата обращения 10.01.2023).
Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации (в 2 т.). Новочеркасск : Новочеркасский электровозостроительный завод, 2007.
Трахтман Л.М. Электрическое торможение электроподвижного состава. М. : Транспорт, 1965. 204 с.
Тихменев Б.Н., Кучумов В.А. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями. М. : Транспорт, 1988. 310 с.
Власьевский С.В. Повышение эффективности выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменно-го тока с рекуперативным торможением : дис. … д-ра техн. наук. Хабаровск, 2001. 396 с.
Способ повышения энергетической эффективности электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможе-ния / Е.В. Буняева, В.Г. Скорик, С.В. Власьевский и др. // Электротехника. 2016. № 2. С. 17–20.
Савоськин А.Н., Пудовиков О.Е., Гарбузов И.И. Анализ электромагнитных процессов в тяговой сети при взаимодей-ствии электровозов в режимах рекуперации и тяги // Электротехника. 2014. № 5. С. 47–52.
Власьевский С.В., Кравчук В.В. Эффективность и проблемы применения рекуперативного торможения на электрово-зах переменного тока // Вестн. Всерос. науч.-исслед. и проект.-констр. ин-та электровозостроения. 2005. № 2 (49). С. 147–158.
Соловьев В.А., Малюкова А.И., Власьевский С.В. Выравнивание нагрузок в параллельных цепях тяговых двигателей, работающих в режиме генератора, и снижение энергетических потерь электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения // Информатика и системы управления. 2013. № 3 (37). С. 168–174.
Савоськин А.Н., Кулинич Ю.М., Духовников В.К. Управляемый компенсатор реактивной мощности электровоза // Электротехника. 2014. № 2. С. 25–29.
Кабалык Ю.С. Снижение влияния электровозов переменного тока на форму напряжения в тяговой сети электрифици-рованных железных дорог : дис. … канд. техн. наук. Хабаровск, 2010. 177 с.
Линьков А.О. Совершенствование выпрямительной установки возбуждения тяговых двигателей электровоза перемен-ного тока в режиме рекуперативного торможения : дис. … канд. техн. наук. Омск, 2015. 177 с.
Яговкин Д.А., Мельниченко О.В., Портной А.Ю. ВИП электровоза на IGBT модулях для 1-ой зоны регулирования в режиме рекуперативного торможения // Вестн. ин-та тяги и подвижн. состава. 2013. № 9. С. 44–47.
Власьевский С.В. Электрическое рекуперативное торможение на электровозах переменного тока магистральных же-лезных дорог. Проблемы и эффективность его применения // Электроника и электрооборудование транспорта. 2006. № 1. С. 21–24.
Кучумов В.А., Никончук И.Н. О реализации рекуперативного торможения на электровозе переменного тока с однофазным обратимым преобразователем напряжения // Вестн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп. 2022. Т. 81. № 1. С. 31–37.
Мельниченко О.В., Власьевский С.В. Повышение энергетической эффективности работы электровоза переменного то-ка в режиме рекуперативного торможения // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре гос. техн. ун-та. 2014. Т. 1. № 2 (18). С. 19–27.
Мельниченко О.В. Повышение энергетической эффективности тяговых электроприводов электровозов переменного тока : дис. … д-ра техн. наук. Хабаровск, 2015. 392 с.
Шрамко С.Г. Повышение энергетической эффективности электровозов переменного тока в режиме рекуперативного торможения за счет изменения параметров балластных резисторов : дис. … канд. техн. наук. Комсомольск-на-Амуре, 2016. 142 с.
