Источники реактивной мощности (ИРМ), выполненные на основе конденсаторных батарей (КБ), являются эффективным средством улучшения качества электрической энергии в системах тягового электроснабжения (СТЭ) железных дорог переменного тока [1–10]. Из-за наличия в СТЭ существенных гармонических искажений, которые создают выпрямительные электровозы, возможны перегрузки КБ токами высших гармоник (ВГ). При значительных уровнях несинусоидальности такие перегрузки могут привести к выходу из строя ИРМ [7, 11], поэтому задача прогнозирования возможных перегрузок имеет практическую значимость.
Особую актуальность она приобретает при планировании пропуска поездов повышенной массы [12–14].
Методика моделирования. ИРМ в тяговой сети переменного тока служат для компенсации реактивной мощности.
Задача прогнозирования перегрузок конденсаторов ИРМ может быть решена с помощью моделирования несинусоидальных режимов СТЭ для планируемых размеров движения на основе методов и средств, разработанных в ИрГУПСе.
Способы адекватного моделирования СТЭ, учитывающие электромагнитные взаимовлияния и позволяющие объединять СТЭ и внешнюю сеть в единую систему, предложены в работах [15, 16]. Переход к имитационному моделированию потребовал разработки алгоритмов формирования отдельных мгновенных схем, определяемых перемещением поездов, и формирования интегральных характеристик моделирования. Методика моделирования реализована в виде программного комплекса (ПК) Fazonord, который предназначен для определения совокупности режимов мгновенных схем СТЭ переменного тока, отвечающих размещению поездов в пространстве в дискретные моменты времени. С помощью ПК возможно выполнять моделирование режимов СТЭ на основной частоте и частотах высших гармоник, которые генерируются электровозами, а также стационарными источниками несинусоидальности. При создании расчетных моделей применяются визуальные компоненты, отвечающие элементам СТЭ и питающей электроэнергетической системы. К таким элементам относятся кабельные и воздушные ЛЭП, тяговые сети, трансформаторы, имеющие различные соединения обмоток, узлы нагрузки и др.