name: Обеспечение синусоидальности напряжения в цепях питания нетяговых железнодорожных потребителей
keyword_list: НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НЕТЯГОВЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ
abstract: Актуальность темы исследования. Развитие технологий энергоэффективности способствует увеличению в электрических сетях доли потребителей, использующих импульсные источники питания (ИИП). Различные программы энергосбережения, в том числе энергетическая стратегия ОАО «РЖД» на перспективу до 2030 года и постановление правительства РФ №898 «Об энергетической эффективности», рекомендуют внедрения современного оборудования, в основе которых используются вторичные нелинейные источники питания.
  На сегодняшний день доля потребления электроэнергии нетяговыми потребителями составляет 14% от общего расхода электроэнергии в ОАО «РЖД», технические решения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в нетяговой энергетике способствуют значительному экономическому эффекту. Однако и в находящихся в эксплуатации, и в проектируемых системах электроснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта, недостаточно оценивается влияние импульсных источников питания электрического оборудования на качество электрической энергии (КЭ) в сети, в частности – на синусоидальность напряжения, и взаимное влияние электрооборудования, включая потери в питающих трансформаторах.
  Качество электроэнергии играет важную роль для надежности работы всех потребителей на сети железных дорог, в том числе и для нетяговых. Внедрение на объектах инфраструктуры ОАО «РЖД» нового оборудования с импульсными источниками питания ведется по всей сети дорог, но не учитывается, что на ряду с повышением энергоэффективных показателей отдельного оборудования, увеличивается нагрузка на питающую систему электроснабжения в целом, снижая ресурс силового оборудования. По показателям эмиссии токов нагрузки возможен и выход за предельно допустимые значения показателей электромагнитной совместимости электрифицированных железных дорог со смежными системами автоблокировки, что напрямую повлияет на безопасность движения поездов. 
  Учет суммарного влияния нагрузки с импульсными источниками питания и их доли в общей нагрузке отдельной линии на этапах проектирования и модернизации системы электроснабжения нетяговых потребителей позволит обеспечить требуемый уровень качества электроэнергии и не допустить повышенного износа силового оборудования.
  Цель работы – разработка методики и технических средств для снижения несинусоидальности напряжения в системе электроснабжения нетяговых потребителей при питании нагрузки с импульсными источниками питания.
  Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
  – оценить влияния однофазных вторичных импульсных источников питания на качество электроэнергии в цепях питания нетяговых потребителей;
  – проанализировать способы снижения несинусоидальности напряжения в цепях питания с нелинейной нагрузкой;
  – разработать математическую модель системы электроснабжения, включающую питающий трансформатор и нагрузки с импульсными источниками питания;
  – разработать имитационный стенд для исследования влияния импульсных источников питания на синусоидальность питающих напряжений;
  – провести исследования суммарного влияния устройств с импульсными источниками питания на работу системы электроснабжения;
  – усовершенствовать методику расчета и выбора мощности трансформатора для обеспечения требуемых показателей несинусоидальности напряжения в трехфазной сети системы электроснабжения нетяговых потребителей с преобладанием нагрузки с импульсными источниками питания.
  Объектом исследования является система электроснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта.
  Предметом исследования являются процессы изменения тока и напряжения в цепях питания нетяговых потребителей при подключении нагрузки с импульсными источниками питания и их влияние на синусоидальность питающего напряжения и нагрузку трансформаторов.
  Научная новизна результатов диссертационного исследования заключается в следующем:
  – разработана математическая модель системы питания нетяговых железнодорожных потребителей, отличающаяся тем, что в ней учтены переходные процессы, возникающие в системе при работе импульсных источников питания, и их влияние на несинусоидальность питающего напряжения и работу трансформаторов;
  – усовершенствована методика расчета и выбора мощности трансформатора, отличающаяся тем, что в ней учитывается наличие в питаемой сети нагрузок с импульсными источниками питания.
  Теоретическая и практическая значимость работы
  Доказано, что применение большого количества устройств с импульсными источниками питания в одной сети приводит к увеличению несинусоидальности напряжения выше нормативных значений, что приводит к нарушениям нормальной работы всего электрооборудования, даже при условии, что каждый из таких приборов соответствует всем требованиям, обеспечивающим качество электроэнергии.
  Разработана и реализована на базе программы MS Excel математическая модель системы электроснабжения, включающая питающий трансформатор и набор разнотипных видов нагрузок (линейная и нелинейная с импульсным источником питания), позволяющая анализировать работу системы электроснабжения на стадии проектирования новой или модернизации существующей.
  Усовершенствована методика расчета и выбора мощности питающих трансформаторов, позволяющая на этапах проектирования и/или модернизации систем электроснабжения нетяговых потребителей учесть влияние нелинейности и мощности нагрузок и обеспечить качество работы системы питания.
chairman_dissertation_council.name: Иван
chairman_dissertation_council.surname: Андрончев
chairman_dissertation_council.patronymic: Константинович
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAD-2892-2020
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57194341833
chairman_dissertation_council.rinc_id: 260163
chairman_dissertation_council.url: https://orcid.org/0000-0002-3964-7050
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-3964-7050
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Максим
organization_supervisor.surname: Гаранин
organization_supervisor.patronymic: Алексеевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 73.29.71
rubrics.name: Электрификация железных дорог. Энергетическое хозяйство железнодорожного транспорта
oecds.code: 02.02.IQ
oecds.name: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
speciality_codes.name: Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
speciality_codes.code: 2.9.3.
supervisors.fio: Добрынин Е.В.
supervisors.scientific_degree: Кандидат технических наук
supervisors.speciality_code: Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Крюков А.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Электрические станции и электроэнергетические системы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Макашева С.И.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ", ФГБОУ ВО САМГУПС, САМГУПС
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ"
protection_organization.ogrn: 1026301504789
protection_organization.supervisor_name: МАКСИМ
protection_organization.supervisor_surname: ГАРАНИН
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСЕЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Федеральное агентство железнодорожного транспорта
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ", ФГБОУ ВО САМГУПС, САМГУПС
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ"
author_organization.ogrn: 1026301504789
author_organization.supervisor_name: МАКСИМ
author_organization.supervisor_surname: ГАРАНИН
author_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСЕЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Федеральное агентство железнодорожного транспорта
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения