Дослідження режимів перенапруги у контактній мережі та силових колах промислового електровозу ЕЛ-1

Abstract

Мета роботи: Підвищення надійності роботи тягового електрообладнання та безперебійності кар'єрного транспорту шляхом комплексного аналізу природи виникнення перенапруг у тяговій мережі постійного струму 1.5 кВ та розробки рекомендацій щодо оптимізації систем апаратного захисту, а також аналіз фізичної природи, причин виникнення та наслідків впливу комутаційних і атмосферних перенапруг на електрообладнання промислового кар'єрного електровозу ЕЛ-1 (напруга 1,5 кВ постійного струму), а також розробка ефективних заходів щодо захисту ізоляції силових кіл для підвищення надійності тягового комплексу. Для досягнення поставленої мети необхідно виконати такі завдання: Здійснити аналіз специфічних умов експлуатації електровоза ЕЛ-1 (наявність верхнього та бічного струмознімання, висока запиленість, робота у глибоких кар'єрах). Провести класифікацію та статистичний аналіз типів перенапруг (комутаційні, атмосферні, квазістаціонарні), характерних для відкритих гірничих розробок та кар'єрних контактних мереж. Дослідити фізику виникнення комутаційних перенапруг під час розриву тягових кіл постійного струму з високою індуктивністю (при спрацьовуванні швидкодіючих вимикачів або відриві струмоприймача від контактного проводу). Дослідити перехідні електромеханічні та електромагнітні процеси, що виникають під час розриву струмів у високоіндуктивних колах тягових двигунів постійного струму електровоза ЕЛ-1. Розробити математичну модель перехідних процесів для оцінки максимальних амплітуд перенапруг з урахуванням розподілених параметрів тягової мережі. Оцінити вплив нестабільності струмознімання (відрив струмоприймача від контактного проводу, дугоутворення) на генерацію високочастотних імпульсів перенапруги у бортовій мережі локомотива. Оцінити вплив атмосферних (грозових) перенапруг на ізоляцію тягових двигунів (ТЕД) та допоміжних машин електровоза. Проаналізувати ефективність штатних засобів захисту (рогових і вентильних розрядників) та обґрунтувати доцільність їх заміни на сучасні нелінійні обмежувачі перенапруг (ОПН) на базі оксидно-цинкових варисторів. Обґрунтувати вибір сучасних нелінійних обмежувачів перенапруги (ОПН) та RC-ланцюгів для заміни застарілих розрядників. Розробити рекомендації щодо впровадження додаткових RC-ланцюгів (снаберів) для локального придушення комутаційних сплесків безпосередньо на контакторах силової шафи.