Анализ влияния обратного тягового тока на работу рельсовых цепей

Авторы

  • Павел Сергеевич Пинчуков Дальневосточный государственный университет путей сообщения
  • Светлана Игоревна Макашева Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Ключевые слова:

система тягового электроснабжения, рельсовая цепь, путевой дроссель-трансформатор, обратный тяговый ток, потенциал «рельс-земля»

Аннотация

Статья посвящена актуальной проблеме повышения устойчивости функционирования рельсовых цепей железных дорог переменного тока. Установлено, что при регулярном движении тяжеловесных поездов повышение потенциала «рельс – земля» служит не только причиной сбоев в работе рельсовых цепей, но и вызывает различные нарушения в работе всех профильных служб железной дороги, участвующих в организации движения поездов. Для исследования работы рельсовых цепей была разработана имитационная модель электрифицированной железной дороги переменного тока в среде Matlab на примере участка Завитая – Короли Забайкальской железной дороги. Проведена оценка степени влияния параметров путевых дроссель-трансформаторов и переходного сопротивления балластного слоя на величину потенциалов «рельс – земля». В имитационную модель были заложены параметры системы тягового электроснабжения участка и реального графика движения поездов при условии нахождения на четном пути максимально возможного количества поездов повышенной массы. На основании исполненных в программном комплексе «Кортэc» тяговых расчетов определены токи поездов, величины обратного тягового тока и токов по участкам электрической цепи межподстанционной зоны. Проведенное имитационное моделирование показало, что на распределение по длине пути потенциала «рельс – земля» существенное влияние оказывает активное сопротивление путевых дроссель-трансформаторов. При этом под воздействием значительных по величине тяговых токов тяжеловесных поездов при неизменном сопротивлении балластного слоя происходит формирование потенциалов «рельс – земля», превышающих по своей величине пробивное напряжение искровых промежутков опор контактной сети. Выявлено, что рост потенциала в значительной степени связан с повышением активного сопротивления путевых дроссель-трансформаторов. Отмечено, что в условиях эксплуатации изменение состояния балластного слоя при его увлажнении и промерзании также приводит к появлению потенциалов, превышающих пробивное напряжение искровых промежутков, что является существенным ограничением для дальнейшего наращивания масс поездов и интенсивности движения по железнодорожным участкам Сибири и Дальнего Востока.

Биографии авторов

Павел Сергеевич Пинчуков, Дальневосточный государственный университет путей сообщения

доцент кафедры "Системы электроснабжения"

Светлана Игоревна Макашева, Дальневосточный государственный университет путей сообщения

доцент кафедры "Системы электроснабжения"

Библиографические ссылки

РЖД в цифрах // ОАО «РЖД»: сайт. URL: https://company.rzd.ru/ru/9377/page/103290?id=17127#main-header (дата обращения 20.07.2021).

Пинчуков П.С., Макашева С.И. Устройства релейной защиты в условиях тяжеловесного движения // Железнодорожный транспорт. 2018. № 8. С. 40–42.

Власьевский С.В., Григорьев Н.П., Трофимович П.Н. Встречное регулирование показателей работы в системе тягового электроснабжения переменного тока // Электротехника. 2019. № 7. С. 49–52. DOI: 10.3103/S1068371219070137.

Puzina E.Y., Cherniga M.Y., Khudonogov I.A. Strengthening the power supply system of electrified railways, taking into account the use of interval control devices // 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon-2020. 2020. С. 9271385. DOI: 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271385.

Makasheva S., Pinchukov P., Kostin A. Increasing the Functional Stability of Distance Relay Protection for Various Types of Catenary Support Grounding // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. Т. 1115 AISC. С. 155–166. DOI: 10.1007/978-3-030-37916-2_17.

Пинчуков П.С., Макашева С.И., Костин А.П. Комплексная оценка работы релейной защиты тяговой сети переменного тока // Вестник Брянского государственного технического университета. 2020. № 7 (92). С. 27–38. DOI: 10.30987/1999-8775-2020-7-27-38.

Шаманов В.И., Пультяков А.В., Трофимов Ю.А. Влияние условий эксплуатации на устойчивость работы АЛСН // Железнодорожный транспорт. 2009. № 5. С. 46–50.

Colella P., Pons E., Tortora A. Rail Potential Calculation: Impact of the Chosen Model on the Safety Analysis // 2018 AEIT International Annual Conference. 2018, pp. 1–6. DOI: 10.23919/AEIT.2018.8577295.

Lee C.H., Wang H.M. Effects of grounding schemes on rail potential and stray currents in Taipei Rail Transit Systems // Electric Power Applications, IEE Proceedings. 2001. P. 148–154. DOI: 10.1049/ip-epa:20010280.

Makasheva S.I. Simulation of a Return Current System for AC Power Traction Network // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019. Vol. 272. С. 022071. DOI: 10.1088/1755-1315/272/2/022071.

Makasheva S., Pinchukov P. Return traction current system’s operation in cold climate regions International // Geotechnical Symposium “Geotechnical Construction of Civil Engineering & Transport Structures of the Asian-Pacific Region” (GCCETS 2018). MATEC Web of Conferences, 2019. Vol. 265 C. 02009. DOI: 10.1051/matecconf/201926502009.

Шаманов В.И. Проблемы электромагнитной совместимости рельсовых цепей с тяговой сетью // Автоматика на транспорте. 2019. Т. 5. № 2. С. 160–185. DOI: 10.20295/2412-9186-2019-5-2-160-185.

Балуев Н.И. Рельсовые цепи – вчера, сегодня, завтра … // Автоматика, связь, информатика. 2019. № 2. С. 30–31.

Ngamkhanong C., Kaewunruen S., Afonso Costa B. State-of-the-art review of railway track resilience monitoring // Infrastructures, 2018. No. 3. P. 3. DOI: 10.3390/ infrastructures3010003.

Рожкин Б.В., Паранин А.В. Анализ условий работы рельсовой линии на основе моделирования растекания обратного тягового тока // Транспорт Урала. 2018. № 4 (59). С. 28–34. DOI: 10.20291/1815-9400-2018-4-28-34.

Lucca G. Influence of railway line characteristics in inductive interference on railway track circuits. IET Sci. Meas. Technol., 2019. No. 13. Pp. 9–16. DOI: 10.1049/iet-smt.2018.5021.

Andrusca M., Adam M., Dragomir A., Lunca E., Seeram R., Postolache O. Condition Monitoring System and Faults Detection for Impedance Bonds from Railway Infrastructure // Applied Sciences. 2020. No. 10. Pp. 61–67. DOI:10.3390/app10186167 10.3390/app10186167.

ГИД УРАЛ-ВНИИЖТ: Справочная система // ГИД УРАЛ-ВНИИЖТ: сайт. URL: http://gidural.ru/doku.php (дата обращения 22.07.2021).

Yang S., Roberts C., Chen L. Development and performance analysis of a novel impedance bond for railway track circuits // Electrical Systems in Transportation. 2013. Vol. 3. Pp. 50–55. DOI:10.1049/iet-est.2013.0004.

Аркатов В.С., Аркатов Ю.В., Казеев С.В., Ободовский Ю.В. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: справочник Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: ООО «МиссияМ», 2006. 496 с.

Опубликован

2021-09-30

Как цитировать

Пинчуков, П. С., & Макашева, С. И. (2021). Анализ влияния обратного тягового тока на работу рельсовых цепей. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, (3(71), 40-49. извлечено от https://ojs.irgups.ru/index.php/stsam/article/view/140