Введение. В системах тягового электроснабжения железных дорог (СТЭ) переменного тока широко применяются установки продольной емкостной компенсации (УПК) [1–12]. Основная цель их использования состоит в повышении уровней напряжения в тяговой сети [2, 3]. За счет этого можно увеличить скорость движения поездов и пропускную способность железной дороги, а также снизить потери мощности в тяговой сети (ТС).
Отрицательным эффектом применения УПК является рост токов короткого замыкания (КЗ) из-за снижения сопротивления ТС. Для решения задач проектирования и настройки релейной защиты ТС, оснащенных установками продольной емкостной компенсации, требуется разработка методов и алгоритмов определения аварийных режимов. Универсальный метод определения таких режимов может быть реализован с помощью применения фазных координат [13–18]. В его основу положено представление многопроводных линий и многообмоточных трансформаторов в виде решетчатых схем замещения из RLC-элементов, соединенных по схемам полных графов. Главная идея получения решетчатой схемы заключается в переводе уравнений, описывающих режим, в формат, соответствующий первому закону Кирхгофа, с интерпретацией слагаемых как токов, протекающих по некоторым новым ветвям. Такая концепция позволяет получить полносвязную схему замещения многопроводной системы.
В статье представлены результаты исследований, направленных на разработку методик расчетов нормальных и аварийных режимов СТЭ с установками продольной емкостной компенсации. В качестве инструментальных средств использованы программные комплексы (ПК) Fazonord [14, 15] и MatLab.
Результаты моделирования на основе программного комплекса Fazonord. В программном комплексе Fazonord УПК моделируются с помощью RLC-элементов, включаемых в соответствующие места расчетной схемы. Для анализа влияния УПК выбраны две схемы включения установок, одна из которых представлена на рис. 1.
Для расчетов взят продольный профиль реального участка железной дороги, имеющий значительные протяженные уклоны до 17‰. На рис. 2 изображен профиль расчетного полигона, где ромбиками показано расположение тяговых подстанций. Межподстанционные зоны (МПЗ) ТП1 – ТП2 и ТП2 – ТП3 оснащены УПК по схеме рис. 1, остальные МПЗ не имеют установок продольной компенсации. Емкость батарей УПК 843 мкФ, сопротивление – j3,78 Ом.