Введение к работе
Актуальность работы
Транспортирование электровозами- В14^900 основано на индуктивной передаче энергии движущимся локомотивам от кабелей тяговой сети посредством электромагнитной индукции. Сравнение бесконтактных электровозов с аккумуляторными аналогичного сцепного веса показывает, что электровозы В14 превосходят последние по основным показателям таким, как удельная мощность, надежность и долговечность, безопасность обслуживания, искробезопасность и др. Эти преимущества создали предпосылки для расширения применения бесконтактного транспорта в угольных шахтах, опасных по газу или пыли.
Работы в этом направлении проводились в соответствии с приказом Минуглепрома СССР N 299 от 01.08.84 г. об изготовлении электровозов В14-900 и внедрении их на шахтах Донбасса. В настоящее время работы по совершенствованию транспорта с индуктивной передачей энергии продолжаются в рамках Программы научных исследований для угольной промышленности Украины "Разработка эффективных систем приводов, электрооборудования и автоматизации для транспорта и технологических установок угольных шахт" от 25.01.95 г.
Эксплуатация комплекса транспорта с индуктивной передачей энергии на шахтах Донбасса показала, что,несмотря на отмеченные выше его достоинства.имеются предпосылки для его совершенствования, о чем свидетельствуют такие нежелательные явления, как отклонения параметров режимов обрудования от паспортных, перенапряжения в тяговой сети, приводящие к выходу из строя тиристоров тягового преобразователя частоты и конденсаторов продольной емкостной компенсации, и другие.
Целью настоящей диссертационной работы является обоснование параметров переходных режимов тяговой сети транспорта с индуктивной передачей энергии путем определения влияния изменения режима тяговой сети на параметры режима тягового преобразователя частоты и искробезопасность посторонних проводников.
Научная задача, решаемая в работе заключается в:
- определении влияния изменения режима тяговой сети на параметры режима тягового преобразователя частоты и искробезопасность находящихся в подземной выработке посторонних проводников на основании установления функциональных зависимостей параметров режима сети в пространстве и во времени.
Идея работы состоит в математическом моделировании тяговой сети в динамике как линии с распределенными параметрами, состоящей из однородных участков и включенных между ними сосредоточенных не-однородностей - емкостей продольной компенсации и вносимых электровозами сопротивлений, являющихся нестационарными точками отбора мощности.
Эащищиемые научные положения и результаты
Положения:
шаг интегрирования по пространственной переменной для достижения необходимой точности расчета при использовании теории разностных схем и обобщенных функций должен быть неодинаковым и учитывающим неравномерность расположения компенсационных пунктов;
входное напряжение тяговой сети при пуске увеличивается до значений, вызывающих срабатывание защиты от перенапряжений тягового преобразователя частоты при увеличении начальной скорости возрастания выходного тока преобразователя, что при определении допустимой области изменения пускового тока преобразователя позволяет уточнить алгоритм пуска. .
Результаты:
разработаны математические модели ненагруженной и нагруженной тяговой сети в переходных режимах, на основании которых построены алгоритмы, позволяющие рассчитывать параметры режима сети в любом ее сечении с учетом динамики процесса и наличия неоднород-ностей в виде емкостей продольной компенсации и вносимых электровозами сопротивлений;
получены функциональные зависимости входного напряжения тяговой сети и выходного тока тягового преобразователя частоты при пуске, учитывающие скорость возрастания тока преобразователя, на основании которых определены меры по уточнению алгоритма пуска;
разработан алгоритм расчета искробеэопасного шага транспозиции, позволяющий учитывать изменения параметров режима тяговой сети и расположения проводников в выработке.
Методы исследований, используемые в работе базируются на: теоретических основах электротехники; теории вероятностей и математической статистики; численных методах анализа; теории разностных схем; применении обобщенных функций; сравнении расчетных параметров с экспериментальными.
Научная новизна работы заключается в:
- установлении функциональных зависимостей, отражающих дина
мику электромагнитных процессов в тяговой сети, представленной как
линия с распределенными параметрами, состоящая из однородных участков и включенных между ними сосредоточенных неоднородностей -емкостей продольной компенсации и вносимых электровозами сопротивлений;
- развитии метода расчета переходных процессов в ненагружен-
ной и нагруженной тяговой сети, базирующегося на применении теории
разностных схем, обобщенных функций и численных методов анализа.
Практическое значение работы заключается в:
разработке алгоритмов расчета переходных процессов в нена-груженной и нагруженной тяговой сети;
получении зависимостей для пусковых параметров тягового преобразователя частоты, учитывающих процессы в тяговой сети и позволяющих уточнить алгоритм пуска, реализация которого обеспечивает соответствие параметров режима электрооборудования паспортным данным;
разработке алгоритма расчета искробезопасного шага транспозиции для одно- и двухпутевой выработок, учитывающего изменения режимов тяговой сети, применение которого позволяет обеспечить искробеэопасность инженерных коммуникаций путем размещения их в подземной выработке в соответствии с полученными искробезопасными зонами и рассчитанными шагами транспозиции.
Обоснованность и досговерность научных положений, выводов и результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждается применением при разработке математических моделей тяговой сети апробированных положений и методов теории электрических цепей, теории разностных схем, численных методов анализа; уровнем допущений, принятых при разработке моделей; согласованностью математических моделей с физическими представлениями о протекающих в тяговой сети процессах; результатами сравнения расчетных и экспериментальных значений параметров; апробацией основных положений и результатов диссертационной работы на научных конференциях; практическим внедрением результатов работы.
Реализация результатов работы
Алгоритм и программа расчета переходных процессов в тяговой сети, рекомендации по уточнению алгоритма пуска ТПЧ и рекомендации по размещению пунктов транспозиции в откаточных выработках шахты "Известий" ПО "Донбассантрацит" использованы институтом ДонУГИ при разработке и корректировке технической документации на комплекс оборудования транспорта с индуктивной передачей энергии.
Апробация работы Научные положения и результаты работы док-
ладывались на научно-технической конференции "Повышение эффективности и качества электроснабжения" (г. Мариуполь, 1990г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка методов и средств экономии электроэнергии в электрических системах и системах электроснабжения промышленности и транспорта" (г.Днепропетровск, 1990г.), на 12-й сессии Всесоюзного научного семинара "Кибернетика электрических систем. Электроснабжение промышленных предприятий" (г. Гомель, 1991г.). на Международной научной конференции "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий" (г. Мариуполь, 1994г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.
