DOI: https://doi.org/10.15802/etr.v0i10.83134

Comparative analysis of electricity for highspeed railways

В. Г. Сиченко, Д. О. Босий, В. В. Божко, Є. М. Косарєв, Ю. А. Борисовська, Я. П. Щербак, Б. О. Борщ

Abstract


The introduction of high-speed, high-speed passenger traffic and heavy freight trains due to the need to ensure the competitiveness of rail with other modes of transport. Detailed and comprehensive comparative analysis of the quality of the functioning of existing systems, electrification has not yet been fulfilled. Known transfer experience electrified sections of DC in the implementation of high-speed traffic on the variables with the expected cost-beneficial effect has not been substantiated.

The article aim is to analyze the energy consumption rates of electricity to currently existing railway electrification systems and the proposed system, the DC 24 kV, which will allow more accurate and more balanced approach to the selection system.

Studies were conducted on the basis of the calculation method of instant schemes using analytic functions of resistance, taking into account the mode of stabilization of electric rolling power consumption, and taken into account the fact that high-speed trains because of the large resistance to movement consume a maximum current regardless of the profile of almost all travel on the site.

The results of calculations indicate that the system of traction power supply 24 kV DC has the best indicators of the voltage mode in traction network and provides the lowest power loss in traction network, ceteris paribus.


Keywords


electric traction; direct current; alternating current; high speed railway; instant schemes calculation methodic; analytic functions of resistance; consuming of constant power.

References


Blokhin Ye.P., Pshin'ko O.M. Vysokoshvydkisnyy nazemnyy transport svitu [High speed Surface Transportation of the world]. Dnipropetrovsk, DNURT Publ., 2009. 240 p.

Sychenko V.G. Elektropostachannya shvydkisnykh ta vysokoshvydkisnykh mahistraley [Power supply of high-speed railways]. Ukrayins'ki zaliznytsi - Ukrainian railways, no. 5-6, 2015, pp. 32-39.

Arzhannikov B.A., Burkov A.T., Galkin A.G., Mansurov V.A., Naboychenko I.O. Perspektiva razrabotki sistemy elektricheskoy tyagi postoyannogo toka povyshennogo napryazheniya 24 kV dlya skorostnoy magistrali Moskva-Ekaterinburg [Prospects for the development of electric traction DC high voltage 24 kV for the highway from Moscow to Yekaterinburg]. Trendy.Sobytiya.Rynki - Trends. Developments. Markets, no. 7, 2012, pp. 48-50.

Kurbasov A.S. Sistema elektricheskoy tyagi KhKhI veka [Electric traction system of the XXI century]. Zheleznye dorogi mira - Railways of the World, 1999, no. 4, pp. 19-22.

O perekhode s postoyannogo toka na peremennyy [On the transition from DC to AC]. Zheleznye dorogi mira - Railways of the World, 2013, no. 6, pp. 68-71.

Kotel'nikov A.V. K voprosu o vybore sistemy tyagovogo elektrosnabzheniya pri organizatsii regulyarnogo skorotnogo soobshcheniya na linii Sankt-Peterburg-Moskva [On the selection of tractive power at the organization of regular skorotnogo posts on the line St. Petersburg-Moscow]. Tokos"em i tyagovoe elektrosnabzhenie pri vysokoskorostnom dvizhenii na postoyannom toke - Current collection and traction power supply during high-speed driving at a constant current, 2010, pp. 5-12.

OSZhD R-610/7 Obshchie tekhnicheskie trebovaniya k sistemam tyagovogo elektrosnabzheniya postoyannogo i peremennogo toka skorostnykh i vysokoskorostnykh liniy [General technical requirements for traction power supply AC and DC high-speed and high-speed lines]. 12 p.

Kosarev A.B., Kosarev B.I., Serbinenko D.V. Elektromagnitnye protsessy v sistemakh energosnabzheniya zheleznykh dorog peremennogo toka [Electromagnetic processes in the power supply systems of railways AC]. Moscow, VMG-Print Publ., 2015. 349 p.

Bader M.P., Sychenko V.G. Kontseptsiya obnovleniya i perspektivy tekhnicheskogo razvitiya sistem tyagovogo elektrosnabzheniya [The concept of renovation and technological development prospects traction power supply systems]. Tekhnichna elektrodynamika - Technical electrodynamics, 2009, pp. 88-93.

Khananov V.V., Burkov A.T., Barch D.V. Novovvedeniya i innovatsionnye protsessy v tyagovom elektrosnabzhenii [Innovation and innovation processes in traction power]. Transport Rossiyskoy Federatsii - Transport of the Russian Federation, 2012, no. 6, pp. 34-39.

Bosyy, D. O. Metodyka rozrakhunku myttyevykh skhem systemy tyahovoho elektropostachannya dlya spozhyvannya postiynoyi potuzhnosti [The method of calculation schemes instant traction system power consumption constant power]. Elektryfikatsiya transport - Electrification of transport, 2014, no. 8, pp. 15-25.

Marskiy V. E. Podgotovka tyagovogo elektrosnabzheniya dlya organizatsii skoroctnogo dvizheniya na linii Sankt-Peterburg-Moskva [Preparation of traction power supply for high-speed traffic on the line St. Petersburg-Moscow]. Tokos"em i tyagovoe elektrosnabzhenie pri vysokoskorostnom dvizhenii na postoyannom toke - Current collection and traction power supply during high-speed driving at a constant current, 2010, pp. 38-45.

Vysokoskorostnoy poezd Velaro dlya Rossii [High-speed train Velaro for Russia]. Zheleznye dorogi mira - Railways of the World, 2009, no.1, pp. 36-50.

Chetyrekhsistemnyy elektrovoz bol'shoy moshchnosti EuroSprinter ES64F4 [Four-sysytem high power electric locomotive EuroSprinter ES64F4]. Zheleznye dorogi mira - Railways of the World, 2006, no. 12, pp. 30-39.

Razvitie passazhirskogo podvizhnogo sostava dlya obychnykh liniy [The development of passenger rolling stock for conventional lines]. Zheleznye dorogi mira - Railways of the World, 2009, no. 9, pp. 31-38.


GOST Style Citations


Блохін Є.П. Високошвидкісний наземний транспорт світу [Текст]: підручник / Є.П. Блохін, О.М. Пшінько. - Дніпропетровськ: Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, 2009.- 240 с.

 Сиченко В.Г. Електропостачання швидкісних та високошвидкісних магістралей// Українські залізниці.  № 5-6 (23-24) – 2015, - с. 32-39.

   Перспектива разработки системы электрической тяги постоянного тока повышенного напряжения 24 кВ для скоростной магистрали Москва-Екатеринбург / Б.А. Аржанников, А.Т. Бурков, А.Г. Галкин, В.А. Мансуров, И.О. Набойченко // Тренды.События.Рынки. 2012, №7, с. 48-50.

 Курбасов А.С. Система електрической тяги ХХI века.// Железные дороги мира. – 1999. – № 4. – С. 19–22.

 О переходе с постоянного тока на переменный. // Железные дороги мира. - 2013, № 6, с. 68-71.

 Котельников А.В. К вопросу о выборе системы тягового электроснабжения при организации регулярного скоротного сообщения на линии Санкт-Петербург-Москва // Токосъем и тяговое электроснабжение при высокоскоростном движении на постоянном токе.: Cб. научн. тр. ОАО ВНИИЖТ. – М.: Интекст, 2010. с. 5-12.

 

ОСЖД Р-610/7 «Общие технические требования к системам тягового электроснабжения постоянного и переменного тока скоростных и высокоскоростных линий». 12 с.

 Электромагнитные процессы в системах энергоснабжения железных дорог переменного тока / А.Б. Косарев, Б.И. Косарев, Д.В. Сербиненко. М.: ВМГ-Принт, 2015. – 349с.

 Бадер М.П. Концепция обновления и перспективы технического развития систем тягового электроснабжения / М.П .Бадер, В.Г. Сыченко // Технічна електродинаміка, Темат. вип. Силова електроніка та енергоефективність, Ч. 2., 2009. – с. 88-93.

 Хананов В.В., Бурков А.Т., Барч Д.В. Нововведения и инновационные процессы в тяговом электроснабжении.// Транспорт Российской Федерации. 2012, № 6, с. 34-39.

 Босий, Д. О. Методика розрахунку миттєвих схем системи тягового електропостачання для споживання постійної потужності [Текст] / Д. О. Босий // Електрифікація транспорту. – 2014. – № 8. – С.15-25.

Марский В. Е. Подготовка тягового электроснабжения для организации скоротного движения на линии Санкт-Петербург-Москва / Марский В. Е. //Токосъем и тяговое электроснабжение при высокоскоростном движении на постоянном токе.: Cб. научн. тр. ОАО ВНИИЖТ. – М.: Интекст, 2010. с. 38-45.

 Высокоскоростной поезд Velaro для России./ А. Липп и др.// Железные дороги мира. – 2009. – № 1. – С. 36–50.

 Четырехсистемный электровоз большой мощности EuroSprinter ES64F4. // Железные дороги мира. – 2006. – № 12. – С. 30–39.

 Развитие пассажирского подвижного состава для обычных линий.// Железные дороги мира. – 2009. – № 9. – С. 31–38.