ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Receipt date: 
17.03.2019
Bibliographic description of the article: 

Буякова Н. В. Электромагнитная безопасность в системах внешнего электроснабжения железных дорог / Н. В. Буякова, В. П. Закарюкин, А. В. Крюков, А. Д. Степанова // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – Т. 62, № 2. – С. 133–141. – DOI: 10.26731/1813-9108.2019.2(62).133–141

Year: 
2019
Journal number: 
УДК: 
621.311, 621.331
DOI: 

10.26731/1813-9108.2019.2(62).133–141

Article File: 
Pages: 
133
141
Abstract: 

Цель представленных в статье исследований состояла в разработке методов и средств адекватного моделирования электромагнитных полей вблизи трасс высоковольтных линий электропередачи, питающих тяговые подстанции железных дорог переменного тока. Для анализа электромагнитных полей определялись режимы электроэнергетических систем с помощью методов, в основу которых положены модели элементов в виде решетчатых схем замещения с полносвязной топологией. Эти модели и методы реализованы в программном комплексе «Fazonord-APC», обеспечивающем моделирование режимов электроэнергетических систем, а также определение напряженностей электромагнитного поля, которое создается многопроводными линиями электропередачи. В работе представлены результаты расчета электромагнитных полей, создаваемых высоковольтными линиями электропередачи, питающими тяговые подстанции. В первой части приведены результаты определения электромагнитных полей на участках двухцепной линии электропередачи 220 кВ. Показано, что напряженности электромагнитного поля на трассе линии электропередач не превышают допустимые пределы для электротехнического персонала. Уровни напряженностей существенно зависят от фазировки проводов, наибольшие величины наблюдаются на участке, которому отвечает фазировка по расположению проводов сверху вниз и слева направо А, В, С, А, В, С. Во второй части выполнен анализ электромагнитных полей высоковольтной линии электропередач на основе имитационного моделирования работы объединенной системы внешнего и тягового электроснабжения. Полученные результаты демонстрируют большую изменчивость магнитного поля линии электропередач 110 кВ, непосредственно примыкающей к тяговым подстанциям, по сравнению с магистральной линией 220 кВ. Представленная методика определения электромагнитных полей может использоваться для решения вопросов повышения электромагнитной безопасности в системах внешнего электроснабжения железных дорог.

List of references: 
  1. Аполлонский С.М. Проблемы электромагнитной безопасности на электрифицированной железной дороге. Т. II. Электромагнитная безопасность на железной дороге с переменным током в тяговой сети. М. : РУСАЙНС, 2017. 414 с.
  2. Сидоров А.И., Окраинская И.С. Электромагнитные поля вблизи электроустановок сверхвысокого напряжения. Челябинск : ЮУрГУ, 2008. 204 с.
  3. Ogunsola A., Mariscotti A. Electromagnetic Compatibility in Railways. London : Springer, 2013. 529 p.
  4. Ogunsola A., Reggiani U., Sandrolini L. Modelling Electromagnetic Fields Propagated from an AC Electrified Railway Using TLM. International Symposium on Electromagnetic Compatibility, EMC’09. Kyoto, 2009. Р. 567–570.
  5. Sheilah Frey. Railway Electrification Systems & Engineering. White Word Publications, Delhi, 2012. 145 p.
  6. Energieversorgung elektrischer bannen / H. Biesenack, E. Braun, G. George, etc. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006. 732 p.
  7. Steimel A. Electric traction motive power and energy supply. Basics and practical experience. Munchen : Oldenbourg Industrieverlag, 2008. 334 p.
  8. Electromagnetic Fields Related to High Speed Transportation Systems / R. Kircher, J. Klühspies, R. Palka et al. Transportation Systems and Technology. 2018. No. 4 (2). Р. 152–166.
  9. Luan Xiaotian, Zhu Haijing, Qiu Bo, Han Bochong. EMC in Rail Transportation. CUE 2016-Applied Energy Symposium and Forum.
  10. Закирова А.Р., Буканов Ж.М. Исследования электромагнитных полей на рабочих местах персонала, обслуживающего контактную сеть // Вестн. Урал. гос. ун-та путей сообщ. 2016. No. 2 (30). С. 73–83.
  11. Закирова А.Р., Буканов Ж.М. Воздействие постоянного электрического поля на электротехнический персонал тягового электроснабжения // Электробезопасность. 2014. No. 1. С. 33–38.
  12. Закирова А.Р. Защита электротехнического персонала от вредного воздействия электромагнитных полей. Екатеринбург : Изд-во УрГУПС, 2018. 171 с.
  13. Косарев А.Б., Косарев Б.И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного транспорта. М. : Интекст, 2008. 480 с.
  14. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. М. : УМК МПС, 2002. 638 с.
  15. Буякова Н.В., Закарюкин В.П., Крюков А.В. Электромагнитная безопасность в системах электроснабжения железных дорог: моделирование и управление. Ангарск : Изд-во АнГТУ, 2018. 382 с.
  16. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-т, 2005. 273 с.
  17. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Determination of the induced voltages when nonparallel power lines are adjacent to one another. Power Technology and Engineering. 2015. Vol. 49, No. 4. Р. 304–309.
  18. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Multifunctional Mathematical Models of Railway Electric Systems // Innovation & Sustainability of Modern Railway – Proceedings of ISMR’2008. Beijing : China Railway Publishing House, 2008. P. 504–508.
  19. Buyakova N., Zakarukin V., Kryukov A. Imitative Modelling of Electromagnetic Safety Conditions in Smart Power Supply Systems // Advances in Intelligent Systems Research. Vol. 158. : Vth International workshop “Critical infrastructures: contingency management, intelligent, agent-based, cloud computing and cyber security” (IWCI 2018), 2018. Р. 20–25.
  20. Electromagnetic Safety Enhancing in Railway Electric Supply Systems / N. Buyakova, V. Zakaryukin, A. Kryukov et al. // E3S, Web of Conferences 58, 01006(2018) RSES 2018. P. 1–6.
  21. Buyakova N.V., Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Modeling of electrical fields in railway engineering structures // Advances in Engineering Research. Vol. 158. International Conference on Aviamechanical Engineering and Transport (AviaENT 2018). 2018. P. 219–225.