Крюков Андрей Васильевич, Суслов Константин Витальевич, Середкин Дмитрий Александрович, Воронина Екатерина Викторовна

Иркутский государственный университет путей сообщения, Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Цель представленных в статье исследований состояла в определении эффективности применения специализированных трансформаторов (СТ), включаемых в рассечку контактной сети (КС) и дополнительного обратного провода, для снижения электромагнитных загрязнений на объектах магистральных железных дорог. Для реализации сформулированной цели были разработаны компьютерные модели системы тягового электроснабжения (СТЭ) магистральной железной дороги переменного тока с напряжением в КС 25 кВ. СТЭ была оснащена СТ и дополнительными обратными проводами для усиления экранирующего действия рельсового пути с целью снижения напряженностей электромагнитного поля (ЭМП), негативно влияющего на персонал, население и окружающую среду. Проведено многовариантное моделирование для определения эффективности использования СТ. Для сравнения были выполнены расчеты ЭМП типовой СТЭ, в которой СТ не применялись. Моделирование осуществлялось в программном продукте Fazonord, разработанном в ИрГУПС и позволяющем рассчитывать режимы СТЭ и определять ЭМП тяговой сети (ТС) различного конструктивного исполнения. На основе полученных результатов было показано, что установка специализированных трансформаторов относительно небольшой мощности в 225 кВ·А, включаемых в рассечку контактной сети (КС) и дополнительного обратного провода, позволяет существенно улучшить условия электромагнитной экологии. Такой способ не требует значительных капитальных затрат и может быть реализован на действующих и проектируемых участках электрифицированных железных дорог. Компьютерное моделирование показало, что данный подход позволяет снизить средние величины напряженностей на высоте 1,8 метра для электрического поля на 20 %, а для магнитного – на 166 %. Аналогичные показатели для высоты 0,5 м соответственно равны 20 и 190 %. Физический механизм снижения интенсивности ЭМП состоит в усилении экранирующего действия рельсового пути. Используемый при решении вопросов электромагнитной экологии подход является оригинальным и отличается от известных следующими положениями: системность, заключающаяся в возможности расчета ЭМП с учетом свойств и характеристик сложной СТЭ и питающей электроэнергетической системы; универсальность, обеспечивающая моделирование тяговых сетей различных конструкций; адекватность внешней среде, достигаемая учетом профиля подстилающей поверхности, подземных коммуникаций, искусственных сооружений железнодорожного транспорта, таких, как галереи, мосты и тоннели; комплексность, обеспечиваемая совмещением расчетов режима и определением напряженностей ЭМП.

магистральные железные дороги, тяговые сети, электромагнитные поля, моделирование