DOI: https://doi.org/10.15802/etr.v0i6.24343

Analysis of balancing schemes for railway ac traction substations

В. П. Закарюкин, А. В. Крюков, Е. С. Иванова

Abstract


Two-phase traction loadings balancing schemes for alternating current railway were analyzed by means of the computer modeling with program «Fazonord-Kachestvo». Scott and Shtaynmets's schemes, and also two-phase symmetrizing transformers B. M. Borodulin were considered.

It is shown that the most preferable is Shtaynmets's scheme with the following advantages: possibility of balancing both two-phase and single-phase loading; decreasing of reactive power; full use of transformer rated power; low sensitivity to errors of parameters regulation. It is revealed that implementation of the Shtaynmets's scheme requires three adjustable reactive elements on 27.5 kV bases.

Work is performed within the plan of scientific researches "Intellectual Networks (Smart Grid) for an Effective Power System of the Future" (Contract No. 11.G34.31.0044 of 27.10.2011).

Keywords


systems of railroad power supply; symmetrizing transformers

References


Марквардт К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К. Г. Марквардт. – М.: Транспорт, 1982. – 528 с.

Мамошин Р. Р. Трансформаторы тяговых подстанций с повышенным симметрирующим эффектом / Р. Р. Мамошин, Б. М. Бородулин, А. Я. Зельвянский, А. Ф. Титов // Вестник ВНИИЖТ, 1989. – № 4. – С. 22-25.

Шалимов М. Г. Современное состояние и пути совершенствования систем электроснабжения электрических железных дорог / М. Г. Шалимов, Г. П. Маслов, Г. С. Магай. – Омск, 2002. – 49 с.

Бородулин Б. М. Симметрирование токов и напряжений на действующих тяговых подстанциях переменного тока / Б. М Бородулин // Вестник ВНИИЖТ, 2003. – № 2.

Шидловский А.К. Повышение качества энергии в электрических сетях / А. К. Шидловский, В. Г. Кузнецов. – Киев: Наукова думка, 1985. – 268 с.

Закарюкин В.П. Сложнонесимметричные режимы электрических систем / В.П. Закарюкин, А.В. Крюков. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2005. – 273 с.

Крюков А.В., Методы совместного моделирования систем тягового и внешнего электроснабжения железных дорог переменного тока / А. В. Крюков, В. П. Закарюкин. – Иркутск: ИрГУПС, 2011. – 170 с.

Крюков А.В. Моделирование систем электроснабжения железных дорог переменного тока / А.В. Крюков, В. П. Закарюкин, С. М. Асташин // Проблемы энергетики, 2008. – № 3-4. – С. 134-140.

Закарюкин В.П. Моделирование несинусоидальных режимов в системах электроснабжения железных дорог / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения, 2008. – № 3. – С. 93-99.

Крюков А. В. Моделирование систем тягового электроснабжения в фазных координатах / А. В. Крюков, В. П. Закарюкин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, 2009. – № 1. – С. 284-288.

Закарюкин В.П. Токораспределение в проводах линий электропередачи с расщепленными проводами / В.П. Закарюкин, А.В. Крюков // Проблемы энергетики, 2010. – № 1-2. – С. 54-61.

Крюков А. В. Расчет электромагнитных полей, создаваемых тяговыми сетями электрифицированных железных дорог / А.В. Крюков, В.П. Закарюкин, Н.В. Буякова // Вестник ИрГТУ, 2011. – №1 (48). – С.148-152.

Закарюкин В.П. Моделирование многообмоточных трансформаторов в фазных координатах / В.П. Закарюкин, А.В. Крюков // Электротехника, 2008. – № 5. – С. 56-61.

Закарюкин В.П. Моделирование многоамперных шинопроводов / В.П. Закарюкин, А.В. Крюков, В. Ю. Соколов // Проблемы энергетики, 2009. – №3 4. – С. 65-73.

Крюков А.В. Управление системами тягового электроснабжения железных дорог / А. В. Крюков, В. П. Закарюкин, Н. А. Абрамов // Управление большими системами. Вып. 29. М.: ИПУ РАН, 2010. – С. 201-213.

Крюков А. В. Определение наведенных напряжений с учетом несинусоидальности токов контактной сети железных дорог переменного тока / А. В. Крюков, В. П. Закарюкин, Д. С. Кобычев // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, 2009. –№2. – С.315-319.

Закарюкин В. П. Параметрическая идентификация элементов системы электроснабжения железной дороги переменного тока / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков, М. С. Шульгин // Вестник РГУПС, 2013. – № 2(50). – С. 37-47.

REFERENCES

Markvardt K. G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog [Electricity electrified railways]. Moscow, Transport Publ., 1982. 528 p.

Mamoshin R. R., Borodulin B. M., Zel'vyanskiy A. Ya., Titov A. F. Transformatory tyagovykh pod-stantsiy s povyshennym simmetriruyushchim effektom [Transformers traction substations with increased effect of balancing]. Vestnik VNIIZhT [Bulletin of VNIIZhT], 1989, no.4, pp.22-25.

Shalimov M. G., Maslov G. P., Magay G. S. Sov-remennoe sostoyanie i puti sovershenstvovaniya sistem elektrosnabzheniya elektricheskikh zheleznykh dorog [Current state and ways to improve power transmission electric railways]. Omsk, 2002. 49 p.

Borodulin B. M. Simmetrirovanie tokov i napryazheniy na deystvuyushchikh tyagovykh podstantsiyakh peremennogo toka [Balancing currents and voltages at the existing traction substations AC]. Vestnik VNIIZhT [Bulletin of VNIIZhT], 2003, no.2.

Shidlovskiy A. K., Kuznetsov V. G. Povyshenie kachestva energii v elektricheskikh setyakh [Improving the quality of energy in electric networks]. Kiev, Nauko-va Dumka Publ., 1985. 268 p.

Zakaryukin V. P., Kryukov A. V. Slozhno-nesimmetrichnye rezhimy elektricheskikh system [Diffi-cult unbalance modes of electrical systems]. Irkutsk, Irkutsk University Publ., 2005. 273 p.

Kryukov A. V., Zakaryukin V. P. Metody sovmestnogo modelirovaniya sistem tyagovogo i vneshnego elektrosnabzheniya zheleznykh dorog peremennogo toka [Co-simulation methods and systems of external electric traction railways AC]. Irkutsk, IrGUPS Publ., 2011. 170 p.

Kryukov A. V., Zakaryukin V. P., Astashin S. M. Modelirovanie sistem elektrosnabzheniya zheleznykh dorog peremennogo toka [Simulation of AC railway systems AC]. Problemy energetiki [Problems of Energy], 2008, no.3-4, pp.134-140.

Zakaryukin V. P., Kryukov A. V. Modelirovanie nesinusoidal'nykh rezhimov v sistemakh elektrosnabzheniya zheleznykh dorog [Simulation of non-sinusoidal regimes in power systems railways]. Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobshcheniya [Bulletin of Rostov State University of Railways], 2008, no.3, pp.93-99.

Kryukov A. V., Zakaryukin V. P. Modelirovanie sistem tyagovogo elektrosnabzheniya v faznykh koordinatakh [Modeling systems traction power in phase coordinates]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka [Scientific problems of transport in Siberia and the Far East], 2009, no.1, pp.284-288.

Zakaryukin V. P., Kryukov A. V. Tokoraspredele-nie v provodakh liniy elektroperedachi s ras-shcheplennymi provodami [Current distribution in the wires of power lines with bundled conductors]. Prob-lemy energetiki [Problems of Energy], 2010, no. 1-2, pp. 54-61.

Kryukov A. V., Zakaryukin V. P., Buyakova N. V. Raschet elektromagnitnykh poley, sozdavaemykh tyagovymi setyami elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog [Calculation of the electromagnetic fields gener-ated by traction networks electrified railways]. Vestnik IrGTU [Bulletin of IrGTU], 2011, no.1(48), pp.148-152.

Zakaryukin V. P., Kryukov A. V. Modelirovanie mnogoobmotochnykh transformatorov v faznykh koordinatakh [Modeling multiwinding phase transformers coordinates]. Elektrotekhnika [Electrical], 2008, no.5, pp.56-61.

Zakaryukin V. P., Kryukov A. V., Sokolov V. Yu. Modelirovanie mnogoampernykh shinoprovodov [Modeling high current busbars]. Problemy energetiki [Problems of Energy], 2009, no.3-4, pp.65-73.

Kryukov A. V., Zakaryukin V. P., Abramov N. A. Upravlenie sistemami tyagovogo elektrosnabzheniya zheleznykh dorog [Traction power supply systems man-agement of railways]. Upravlenie bol'shimi sistemami [Managing large systems], 2010, no.29, pp.201-213.

Kryukov A. V., Zakaryukin V. P., Kobychev D. S. Opredelenie navedennykh napryazheniy s uchetom nesinusoidal'nosti tokov kontaktnoy seti zheleznykh dorog peremennogo toka [Determination induced voltages based on non-sinusoidal currents contact network of railways AC]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka [Scientific transport problems of Siberia and the Far East], 2009, no.2, pp.315-319.

Zakaryukin V. P., Kryukov A. V., Shul'gin M. S. Parametricheskaya identifikatsiya elementov sistemy elektrosnabzheniya zheleznoy dorogi peremennogo toka [Parametric identification of elements of the system power supply railway AC]. Vestnik RGUPS [Bulletin of RGUPS], 2013, no.2 (50), pp.37-47.


GOST Style Citations