Крюков А.В. Моделирование электромагнитных влияний тяговых сетей на трубопроводы при сложных траекториях сближения / А.В. Крюков, А.В. Черепанов, А.Е. Крюков, Ю. Ф. Мухопад // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2020. – № 3(67). – С. 116–125. – DOI: 10.26731/1813-9108.2020.3(67).116-125
10.26731/1813-9108.2020.3(67).116-125
Цель представленных в статье компьютерных исследований состояла в разработке методики моделирования электромагнитных влияний тяговых сетей железных дорог переменного тока на трубопроводы, проложенные на поверхности земли. Рассмотрены ситуации, отвечающие сложным траекториям сближения трубопроводов с трассами железных дорог. Моделирование выполнялось в программном комплексе «Fazonord», разработанном в Иркутском государственном университете путей сообщения. В этом комплексе формируется решетчатая схема замещения многопроводной системы путем использования выражений для собственных и взаимных сопротивлений отдельных проводников, при этом применяется алгоритм реализации формул Карсона, приемлемый с точки зрения охвата ближней, промежуточной и дальней зон и обладающий достаточным быстродействием для выполнения многократных расчетов, проводимых для учета перемещения тяговых нагрузок. Представлены результаты моделирования для примера тяговой сети 25 кВ и трубопровода наземной прокладки. Рассматривалась ситуация сложной траектории их сближения. Для сравнения выполнены расчеты при параллельных трассах. Показано, что максимум наведенного напряжения в последнем случае может достигать 100 В. Для сложной траектории этот показатель составляет 85 В, что также превышает допустимое значение (60 В). С целью обеспечения безопасных условий работы персонала требуется реализация мер по снижению наведенных напряжений. Предложенная методика может использоваться для решения практических задач, связанных с проектированием и эксплуатацией участков сближения трубопроводов для транспорта нефти и газа с трассами электрифицированных железных дорог переменного тока. Методика отличается универсальностью и может применяться для любых траекторий сближения трубопроводов с тяговыми сетями. Возможен учет неодинаковых электрических характеристик грунтов на отдельных участках. Работа выполнена по гранту государственного задания Минобрнауки России на тему «Повышение качества электрической энергии и электромагнитной безопасности в системах электроснабжения железных дорог, оснащенных устройствами Smart Grid, путем применения методов и средств математического моделирования на основе фазных координат».
- Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. М. : Недра, 1987. 470 с.
- Стрижевский И.В., Дмитриев В.И. Теория и расчет влияния электрифицированной железной дороги на подземные металлические сооружения. М. : Стройиздат, 1967. 248 с.
- Третьякова М.В., Фуркин А.В. Оценка опасного влияния наведенных токов линий электропередач на подземные трубопроводы // Рассохинские чтения. Ухта : УГТУ, 2011. С. 320–325.
- Яблучанский А.И. Методика оценки опасного влияния переменного тока высоковольтных ЛЭП на проектируемый газопровод // Материалы отраслевого совещания по проблемам защиты от коррозии. М., 2008. С. 110–123.
- Захаров Д.Б., Пионт Д.Ю., Яблучанский П.А. Оценка влияния высоковольтной линии электропередачи на подземный трубопровод его защита от воздействия наведенного переменного тока // Газовая промышленность, 2018. № 9(774). С. 84–90.
- Захаров Д.Б., Яблучанский П.А., Титов А.В. Об оценке коррозионного воздействия ЛЭП на подземный трубопровод при их пересечении // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2013. №. 12. С. 68–74.
- Котельников А.В., Косарев А.Б. Электромагнитное влияние тяговых сетей переменного тока на металлические конструкции // Электричество. 1992. № 9. С. 26–34.
- Cherepanov A.V., Kryukov A.E. Determination of electromagnetic effects of electric traction networks on pipelines // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering, Vol. 760, International Conference on Transport and Infrastructure of the Siberian Region (SibTrans-2019). DOI: 10.1088/1757-899X/760/1/012014.
- Черепанов А.В., Крюков А.Е. Учет гармонических искажений при определении электромагнитного влияния тяговых сетей на трубопроводы // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Т. 1. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2018. С. 682–687.
- Ратнер М.П. Индуктивное влияние электрифицированных железных дорог на электрические сети и трубопроводы. М. : Транспорт, 1966. 164 с.
- Крапивский Е.И., Яблучанский П.А. Алгоритм расчета электромагнитного влияния линии электропередачи переменного тока на подземный трубопровод // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 2. С. 213–224.
- Котельников А.В., Косарев А.Б. Электромагнитное влияние тяговых сетей переменного тока на металлические конструкции // Электричество. 1992. № 9. С. 26–34.
- Коннова Е.И., Косарев А.Б. Расчет электромагнитного влияния сетей переменного тока на металлические коммуникации // Вестник ВНИИЖТ. 1990. № 2. С. 17–19.
- Carson J.R. Wave propagation in overhead wires with ground return. Bell Syst. Tech. J. 1926. №. 5. Pp. 539–554.
- Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск : Иркут. гос. ун-т. 2005. 273 с.
- Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Determination of the induced voltages when nonparallel power lines are adjacent to one another // Power Technology and Engineering. November. 2015. Vol. 49. №. 4. Pp. 304–309.
- Закарюкин В.П., Крюков А.В. Уточненная методика определения взаимных электромагнитных влияний смежных линий электропередачи // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2015 . № 3-4. С. 29–35.
- Закарюкин В.П., Крюков А.В., Ты Нгуен. Определение наведенных напряжений при сложных траекториях сближения тяговой сети переменного тока и смежной линии // Вестн. РГУПС. 2016. № 2(62). С. 115–123.
- Костенко М.В., Перельман Л.С., Шкарин Ю.П. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения. М. : Энергия, 1973. 272 с.
- Technische Richtlinien-71 (TRL-71). EMR-Technic Kathodischer Korrosionsschutz fur Erdgasfernleitungen. 80 p.