Исследование эффективности сглаживающих реакторов РЖФА‑6500

Системы тягового электроснабжения постоянного тока получили своё распространение в ряде стран. Потребление электроэнергии системами тягового электроснабжения имеет явно выраженные сезонные и суточные пики. Пиковый характер потребления приводит к дополнительному нагреву токоведущих частей в связи с тем, что постоянные времени переходных тепловых и электрофизических процессов различаются на несколько порядков, поэтому снижение омического сопротивления электрооборудования при прочих равных условиях является чрезвычайно важной задачей.

В рамках решения проблемы повышения энергоэффективности оборудования тяговых подстанций постоянного тока были разработаны и изготовлены сглаживающие реакторы фильтр-устройства с бронестержневой радиально-цилиндрической магнитной системой с пониженным омическим сопротивлением, получившие название РЖФА‑6500.

В 2018 году два блока реакторов РЖФА‑6500 введены в опытно-промышленную эксплуатацию на одном из самых грузонапряжённых участков магистральных железных дорог постоянного тока, обеспечивающем пропуск поездов массой до 9000 тонн с размерами движения порядка ста пар поездов в сутки.

В целях определения сравнительных показателей энергоэффективности были запрошены данные по расходу электрической энергии на тягу поездов за аналогичные периоды до внедрения сглаживающих реакторов нового типа и после. От ОАО «РЖД» получены данные относительно размеров движения, типа подвижного состава и массы перевезённых грузов, согласно исполненному графику движения поездов на рассматриваемом участке. Полученная совокупность данных послужила основой для разработки многофакторной методики оценки энергоэффективности реакторов нового типа, а также их вклада в эффективность поездной работы на рассматриваемом сравнительном интервале времени. Ввиду того, что эффективность энергосилового оборудования зависит также от температуры окружающей среды, в методику расчёта был введён среднеинтегральный параметр среднесуточной температуры, который, как оказалось в ходе обработки исходных данных и представления их в виде характерных графических зависимостей, имеет сравнительное отличие – менее одного процента за аналогичные периоды наблюдений.

Точный количественный учёт расхода электрической энергии на тягу поездов, обмена реактивной энергии с питающей сетью, объёмов выполненных перевозок позволил провести объективное сравнение вклада сглаживающих реакторов нового типа в повышение эффективности поездной работы и снижение расходов электрической энергии на тягу поездов.

1. Лобынцев В. В., Дураков Д. Н., Бадёр М. П., Устинов В. С. Опытно-промышленная эксплуатация реакторов РЖФА‑6500 в составе двухзвенного сглаживающего фильтрустройства // Электротехника. – 2018. – № 9. – С. 19–25.

2. Бадёр М. П., Лобынцев В. В., Дураков Д. Н., Динисилов А. С., Дожина Г. В., Бурсук В. И. Разработка сглаживающего реактора фильтрустройства тяговой подстанции постоянного тока с замкнутым магнитным потоком // Электроника и электрооборудование транспорта. – 2017. – № 6. – С. 12–16.

3. Зевеке Г. В, Ионкин П. А., Нетушил А. В., Страхов С. В. Основы теории цепей: Учебник для вузов. – Изд. 4-е, перераб. – М.: «Энергия», 1975. – 752 с.

4. Правила зашиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог переменного тока. – М.: Транспорт, 1973. – 96 с.

5. Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока. – М.: Транспорт, 1969. – 44 с.

6. Правила защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередачи. Часть 1. Общие положения. Опасные влияния. – М.: Энергия, 1966. – 40 с.

7. Правила защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередачи. Часть 2. Мешающие влияния. – М.: Связь, 1972. – 56 с.

8. Бадёр М. П., Загуменный М. Н., Лобынцев В. В., Устинов В. С. Верификационный трёхмерный гидродинамический (CFD) расчёт теплового состояния реактора РЖФА‑6500 в эксплуатационных режимах при естественном воздушном конвективном теплосъёме // Электроника и электрооборудование транспорта. – 2019. – № 4. – С. 33–37.

9. Архив погоды в Арамиле. [Электронный ресурс]: www.meteoservice.ru/archive/aramil. Доступ 23.06.2020.

10. Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ. [Электронный ресурс]: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_93978/. Доступ 23.06.2020.

11. Приказ Минпромэнерго РФ от 22.02.2007 г. № 49 «О Порядке расчёта значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии (договорах энергоснабжения)». [Электронный ресурс]: https://legalacts.ru/doc/prikaz-minpromenergo-rf-ot‑22022007-n‑49/. Доступ 23.06.2020.

12. Бадёр М. П., Дураков Д. Н., Лобынцев В. В., Устинов В. С. Исследование работоспособности реактора РЖФА‑6500 в составе Г‑образного фильтр‑устройства тяговой подстанции постоянного тока // Электротехника. – 2019. – № 8. – С. 60–67.

13. Энергетическая стратегия холдинга Российские железные дороги на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года, утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от «15» декабря 2011 г. № 2718р. – 96 с. [Электронный ресурс]: http://www.rzd-expo.ru/doc/Energ_Strateg_new.pdf. Доступ 23.06.2020.