SIMULATION OF RAILWAY TRACTION NETWORK WIRE HEATING DYNAMICS
Keywords:
traction power supply systems, heating of contact suspension wires, modelingAbstract
To prevent heat overloads of traction networks when planning their modes, it is necessary to determine the temperatures of current-carrying parts, such as contact wires and load-bearing cables. The most complete information on the temperature conditions of the current-carrying parts can be obtained based on the determination of the temperature change dynamics. In modern conditions, characterized by the large-scale introduction of digitalization tools, computer technologies must be used to obtain such information. The article presents the results of the development of digital models of traction networks, which provide modeling and analysis of temperature conditions. Simulation was carried out in the Fazonord software complex for the power supply system, which includes three traction substations and two inter-substation zones of the 25 kV contact network. The power grid of the electric power system included four 220 kV transmission lines. The movement of seven trains with masses of 6300 tons in the odd direction and the same number of trains weighing 6000 tons in the even direction was simulated. The proposed models can be applied in practice when planning modes of traction power supply systems and determining their load capacity.
References
Уточнения к основам теории нагревания проводов воздушных линий электро-передачи / Е. П. Фигурнов, Ю. И. Жарков, Т. Е Петрова [и др.] // Известия вузов. Элек-тромеханика. № 1. 2013. С. 36 – 40.
Саввов В. М. Нормативные требования, предъявляемые к ВСМ при скоростях 350 км/ч и выше. Создание детальной модели токораспределения и нагрева проводов контактной сети // Электрификация и развитие инфраструктуры энергообеспечения тяги поездов скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта. 2015. С. 325-330.
Паранин А. В., Батрашов А. Б. Тепловой расчет контактной подвески постоян-ного тока с целью выявления мест локального перегрева при тепловизионной диагности-ке // Разработка и эксплуатация электротехнических комплексов и систем энергетики и наземного транспорта. Омск, 2018. С. 93-100.
Ковалев А. А., Паныч Д. С. Моделирование тепловых процессов в контактном проводе методом конечных элементов в программном комплексе COMSOL MULTIPHYSICS 5.2 // Инновационный транспорт. № 3 (25). 2017. С. 49-52.
Батрашов А. Б., Паранин А. В., Шумаков К. Г. Совершенствование математиче-ской модели расчета электротепловых процессов в контактной подвеске постоянного то-ка // Транспорт Урала. № 1 (60). 2019. С. 90-96.
Паранин А. В. Расчет распределения тока и температуры в контактной подвеске постоянного тока на основе метода конечных элементов // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. № 6. 2015. С. 33-38.
Ли В. Н., Клименко С. В. Методика оценки термического разупрочнения кон-тактного провода // Наука и техника транспорта. № 2. 2015. С. 29-33.
Неугодников И. П., Ефимов Д. А. Контроль нагрева проводов контактной под-вески // Транспорт Урала. 2019. № 3 (62). С. 80-84.
Определение числа временных перегревов контактных проводов, приводящих к понижению прочности до минимально допустимого значения / В. М. Варенцов, А. И. Бу-рьяноватый [и др.] // Бюллетень результатов научных исследований. № 3. 2020. С. 5-15.
P. P. Girshin;V. N. Gorjunov;A. Ya. Bigun;E. V. Petrova;E. A. Kuznetsov. Overhead power line heating dynamic processes calculation based on the heat transfer quadratic model. 2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2016. Publisher: IEEE.
P. P. Girshin;A. Ya. Bigun;E. V. Petrova. Analysis of dynamic thermal rating of overhead power lines in the conditions of forced convection considering non-linearity of heat transfer processes. 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2016. Publisher: IEEE.
D. P. Vikharev;D. A. Repkin;N. G. Repkina. Thermal calculation of covered conduc-tor for overhead lines. 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2017. Publisher: IEEE.
M. Zunec;I. Ticar;F. Jakl. Determination of current and temperature distribution in overhead conductors by using electromagnetic-field analysis tools. IEEE Transactions on Power Delivery. 2006. Vol. 21, Issue: 3. Publisher: IEEE.
Закарюкин В. П., Крюков А. В. Сложнонесимметричные режимы электриче-ских систем. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2005. 273 с.
Закарюкин В. П., Крюков А. В., Литвинов Е. Ю. Расчет динамики изменения температуры токоведущих частей при имитационном моделировании систем тягового электроснабжения // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте. В 2 т. Т. 1. Красноярск: Изд-во «Гротеск», 2005. С. 221-225.
