Details

Данная работа посвящена разработке мощного регулируемого вольтодобавочного устройства (ВДУ). Методика проведения работы была следующая: 1)Исследование устройства электроснабжения железных дорог и способов усиления тяговой сети; 2)Изучение системы ВДУ 3,2 кА и ее регулирования выходного напряжения на тяговой подстанции; 3) Проведение тепловых расчетов нового ВДУ 6,3 кА и их сравнение с существующим прототипом, расчет снабберных цепей; 4)Создание моделей замещения тягового электроснабжения железных дорог без усиления тяговой сети и с ее усилением с помощью ВДУ 3,2 кА в программе LTspice. При проведении тепловых расчетов в ВДУ 6,3 кА произошло увеличение суммарных потерь и потерь на одном полупроводниковом приборе (19,1 кВт и 1,6 кВт соответственно), что больше, чем в существующем ВДУ 3,2 кА в 2 раза (9,9 кВт и 0,825 кВт). Это произошло из-за установки более мощных тиристоров. При этом температура перегрева этих тиристоров составляет 47,7 ℃, что ниже температуры перегрева тиристоров в существующем ВДУ 67,7 ℃ за счет установки новых охладителей. Новое ВДУ имеет потенциал обеспечить большее усиление тяговой сети, чем существующая. Из двух созданных моделей замещения, преимущество показала вторая модель с использованием ВДУ. При одинаковом потребляемом токе 1,5 кА, в модели без усиления ЭПС не смог преодолеть заданный участок. Данные модели могут помочь компании РЖД при создании новых железнодорожных участков.

This work is devoted to the development of a powerful adjustable volt boosting device (VBD) for reinforcement of the traction network of the DC railway. The methodology of the work was as follows: 1)Study of railway power supply device and methods of traction network reinforcement; 2)Study of VBD 3,2 kA system and its regulation of output voltage at traction substation; 3)Thermal calculations of new VBD 6,3 kA and their comparison with existing prototype, calculation of snubber circuits; 4)Creation of substitution models of traction power supply of railways without traction network reinforcement and with its reinforcement by means of VBD 3,2 kA in LTspice program. During thermal calculations in the VBD 6.3 kA, there was an increase in total losses and losses per semiconductor device (19.1 kW and 1.6 kW respectively), which is 2 times higher than in the existing VBD 3.2 kA (9.9 kW and 0.825 kW). This was due to the installation of more powerful thyristors. At the same time, the overheating temperature of these thyristors is 47.7℃, which is lower than the overheating temperature of the thyristors in the existing VBD of 67.7℃ due to the installation of new coolers. The new VBD has the potential to provide more reinforcement to the traction network than the existing one. Of the two substitution models created, the second model using the VBD showed an advantage. With the same current draw of 1.5 kA, in the unboosted model, the train was unable to overcome the specified section. These models can help Russian Railways to create new railway sections.

• Введение
• 1 Литературный обзор
  • 1.1 Схема электроснабжения электрифицированных железных дорог. Характерные особенности работы
  • 1.2 Устройства и схемы электроснабжения КС
    • 1.2.1 Система тягового электроснабжения постоянного тока напряжением 3 кВ
    • 1.2.2 Система тягового электроснабжения однофазного переменного тока напряжением 25 кВ, частотой 50 Гц
  • 1.3 Способы усиления тяговой сети железных дорог
• 2 Модель регулируемого ВДУ для обеспечения его использования в системе электроснабжения
• 3 Постановка задачи применения более мощного вольтодобавочного устройства
  • 3.1 Расчет управляемого преобразователя
  • 3.2 Расчет потерь в преобразователе в номинальном режиме работы
  • 3.3 Расчет снабберной цепи для снижения коммутационных перенапряжений на тиристорах тягового выпрямителя ВДУ
  • 3.4 Расчет ВДУ 3,2 кА
    • 3.4.1 Расчет управляемого преобразователя
    • 3.4.2 Расчет потерь в преобразователе в номинальном режиме работы.
  • 3.5 Сравнение тепловых расчетов
• 4 Создание модели замещения тягового электроснабжения железных дорог без ВДУ и с его наличием, сравнительный анализ
• Заключение
• Список использованных источников