Анотація до роботи:

Корнієнко В.В. Система електропостачання тяги змінного струму з подовженими міжпідстанційними зонами. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.22.09 - електротранспорт. Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту, Дніпропетровськ, 2002.

Дисертація присвячена підвищенню енергетичної ефективності системи електропостачання тяги змінного струму і зниженню витрат при електрифікації нових ліній. Виконано аналіз вітчизняних і закордонних електротягових систем змінного струму, обґрунтована і запропонована концепція їхнього розвитку, що забезпечує ресурсо- і енергозбереження. Показано доцільність подовження міжпідстанційних зон і використання електротягових мереж з екрануючим і посилюючими проводами. Розглянуто теоретичні і практичні питання визначення питомих опорів подовжених зон тягової мережі.

Розроблено методи і моделі для дослідження режимів роботи тягової мережі, оцінки пропускної здатності і роботи релейних захистів. Проведено широкомасштабні іспити тягової мережі подовжених зон і розроблений метод визначення потенціалів рейок при короткому замиканні контактної мережі на рейку.

Дано рекомендації з покращення конструкції тягової мережі, способів заземлення екрануючого проводу, підвищенню електробезпечності і безпеки руху поїздів, а також виконані техніко-економічні розрахунки.

У дисертаційній роботі на основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень вирішена важлива науково-технічна проблема підвищення енергетичної ефективності електротягових систем, що дозволяє забезпечити і необхідну вантажонапруженість, і зниження електроспоживання, і істотне зменшення витрат на електрифікацію нових ділянок залізниць. Виконані в дисертації дослідження дозволяють зробити наступні висновки:

1. В умовах необхідності ресурсозбереження, економії енергії і зниження витрат на будівництво нових електрифікованих ліній транспортних коридорів залізниць України найбільший ефект може бути досягнуто при впровадженні тягової мережі змінного струму 27,5 кВ із екрануючим і посилюючими проводами і подовженими міжпідстанційними зонами. При цьому досягається наступна економія:

витрати на електрифікацію 1 км колії знижуються в 1,5-2 рази;

витрати на споживану енергії знижуються від 2 до 6%;

втрати енергії в тяговій мережі зменшуються в 1,5-1,8 рази в порівнянні зі звичайною тяговою мережею 27,5 кВ при однакових довжинах міжпідстанційних зон.

2. Розроблено уточнені методи визначення параметрів тягової мережі з ЕПП, що дозволяють здійснити індуктивну розв'язку й одержати довідкові дані для проектування нових ділянок і модернізації існуючих електрифікованих ліній 27,5 кВ із відсмоктуючими трансформаторами. Відмінність різних параметрів (співвідношення струмів I_е/I_м, власних і взаємних опорів контурів), отриманих розрахунковим шляхом по цих методах відрізняються від виміряних експериментально на 2,6%.

3. Запропоновано моделі для дослідження режимів роботи тягової мережі з ЕПП-27,5 кВ, що дозволяють вирішити нові задачі. Моделюванням визначена пропускна здатність тягової мережі з подовженими міжпідстанційними зонами і встановлено, що при подовженні їх до 100 км зберігається заданий рівень напруги. Вперше виконаний найточніший з відомих аналіз процесу перекриття нейтральної вставки і запропоновано спосіб захисту.

4. Створено експериментальну ділянку тягової мережі ЕПП-27,5 кВ Клевань-Цумань Львівської залізниці, де вперше проведені натурні іспити тягової мережі з ЕПП з використанням сучасних інформаційно-діагностичних комплексів “Реґіна” інституту електродинаміки НАН України і записом 16 різних параметрів у нормальному режимі й у режимах штучного короткого замикання. Установлено, що значення різних параметрів, отриманих на моделі (струми, напруга, утрати потужності), відрізняються від заміряних експериментально в діапазоні від 2,6 до 3,8%, що підтверджує адекватність моделей і високу точність отриманих довідкових даних опорів тягової мережі з ЕПП. Теоретично визначено й експериментально перевірено раціональне сполучення індивідуальних заземлень екрануючого проводу, і з'єднання його з колійовими дроселями-трансформаторами по удосконаленій конструкції. Встановлено, що в поєднанні з індивідуальними заземлювачами (через 200 м) запропонована конструкція дозволила відмовитися від тросів групового заземлення опор. Показано, що це у свою чергу знижує несиметрію рейкового кола і підвищує надійність роботи автоблокування, електробезпечність і в цілому безпеку руху поїздів.

5. Розроблено аналітичний метод визначення потенціалу рейок при короткому замиканні для системи ЕПП-27,5 кВ. Встановлено, що ці потенціали знижуються в 3,5 рази в порівнянні зі звичайною системою, що підвищує електробезпечність для колійних бригад. Ці дані підтверджені експериментально.

6. Вперше встановлена залежність втрат енергії в тяговій мережі з ЕПП від довжини міжпідстанційної зони в порівнянні зі звичайною системою живлення. Виконано техніко-економічні розрахунки. Доведено, що при сучасних і перспективних розмірах руху і вартості електроенергії тягова мережа з ЕПП при подовжених до 100 км міжпідстанційних зонах економічно вигідніша, ніж звичайна система змінного струму 27,5 кВ. При значному рості вантажообігу, при швидкісному русі, і при істотному зростанні цін на електроенергію система ЕПП-27,5 кВ допускає можливість посилення за рахунок установки проміжних пересувних тягових підстанцій. Такий спосіб виявляється найбільш дешевим, не вимагає припинення руху поїздів і перебудови тягової мережі.

7. Розроблені технології вдосконалення електротягових систем включені в міжнародну програму розвитку залізничного транспорту країн ОСЗ на 2002 рік і перспективу (пункти 2, 10, 11 протоколу наради експертів по пристроях електропостачання і електричної тяги від 31.05.01). Результати дисертаційної роботи використані при проектуванні й електрифікації по системі ЕПП-27,5 кВ ділянок залізниць України. Досвід експлуатації системи змінного струму ЕПП-27,5 кВ підтвердив вірогідність виконаних у дисертації досліджень і пропозицій по збільшенню міжпідстанційних зон до 100 км.

Основні положення і результати дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Корниенко В.В. Основные аспекты развития хозяйства электрификации и электроснабжения железных дорог Украины //Транспорт. Зб. наук. праць ДІІТ. – Днепропетровськ: Наука і освіта, – 2001. – Вип. 8. – С. 25 - 28.

2. Корниенко В.В. Испытания тяговой сети с экранирующим и усиливающими проводами // Залізничний транспорт України. – 2001. - №5. – С. 11-14.

3. Фигурнов Е.П., Доманский В.Т., Корниенко В.В. Потенциалы рельсовой цепи в тяговой сети с ЭУП // Залізничний транспорт України. – 2001. - №6. – С. 4 - 6.

4. Проблемы использования дифференцируемых тарифов, на железнодорожном транспорте / Анохов И.В., Корниенко В.В., Доманский В.Т., Кузнецов В.Г., Кибиткин С.Л. // Залізничний транспорт України. – 2000. - №3. – C. 36–40.

5. Анохов И.В., Корниенко В.В., Демьяненко О.А. Оценка инвестиций в электрификацию Львовской железной дороги в условиях нестабильной экономики // Залізничний транспорт України. – 1999. – С. 22 – 25.

6. Корниенко В.В., Кибиткин С.Л., Доманский В.В. Экономичность работы электротяговых сетей // Транспорт. Повышение эффективности работы устройств электрического транспорта. – Днепропетровск: Січ, - 1999. – С.11 – 21.

7. Корниенко В.В., Петров И.П., Петрова Т.Е. Вычисление параметров тяговой сети с ЭУП // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения, - Ростов н/Д, - 2001. - №2, – С. 79 - 81.

8. Корниенко В.В., Петров И.П., Фигурнов Е.П. Индуктивно развязанные сопротивления тяговой сети с экранирующими и усиливающими проводами // Известие вузов – Электромеханика. –2001. - №4-5. - С. 75 - 78.

9. Контроль надёжности трансформаторов на основе обобщённой модели износа. Корниенко В.В., Кузнецов В.Г., Доманский В.В., Сергатый А.Н. // Proc. 7 th International Scientific Conference of Railway Experts. JYЖЕЛ – 2000. Yugoslavia, Vrnjacka Banja, - P. 249 – 252.

10. Корниенко В.В., Доманский В.Т., Андриевских А.В. Синтез асинхронных счетчиков методом равномерного кодирования // Proc. 7 th International Scientific Conference of Railway Experts. JYЖЕЛ – 2000. Yugoslavia, Vrnjacka Banja, - P. 271 – 275.