Огляд проблемних питань якості електроенергії на електрифікованих залізницях
DOI:
https://doi.org/10.15802/ecsrt2017/137704Ключові слова:
якість електроенергії, електрифіковані залізниці, показники якості, стандарти та нормиАнотація
Електрифіковані залізниці є найбільшими споживачами електричної енергії з просторово розподіленими електричними підстанціями і навантаженнями (транспортними засобами), що переміщуються і працюють, в загальному випадку, в нелінійних імпульсних режимах. Через нелінійний характеру підстанцій і навантажень, в залізничних лініях виникають спотворення струму і напруги, які руйнівно впливають на всю енергосистему і споживачів. Розвиток високошвидкісних залізниць і використання нових типів рухомого складу з силовим електрообладнанням і широтно-імпульсною модуляцією тягового струму призводять до проблем з електромагнітною сумісністю (ЕМС) і якістю електроенергії в живильних мережах, які можуть несприятливо впливати на інших споживачів і обладнання в точках загального підключення, а також на безпеку руху поїздів.
Мета цієї статті - дати короткий огляд основних понять, які характеризують якість електричної енергії на електрифікованих залізницях, а також розглянути відповідні стандарти якості електричної енергії. Основні порушення якості електричної енергії проілюстровані за допомогою фрагментів часових залежностей тягового струму і напруги, які були виміряні під час випробувань рухомого складу на електромагнітну сумісність з рейковими колами.
Тяговий струм і напруга в процесі випробувань реєстрували в ланцюгах силового обладнання транспортних засобів з використанням датчиків струму і напруги, сигнали яких були перетворені аналого-цифровим перетворювачем і записані на ПК.
Обговорені різні визначення якості електроенергії, що представлені у відповідних стандартах та публікаціях.
Основні порушення якості електроенергії проілюстровано за допомогою спеціально відібраних характеристичних фрагментів записаного на комп’ютер тягового струму і напруги.
Посилання
Марквардт, К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К. Г. Марквардт. – М.: Транспорт, 1982. – 528 с.
Hill, R. J. Electric railway traction. Part 6: Electromagnetic compatibility disturbance-sources and equipment susceptibility // Power Engineering Journal. – 1997. – Т. 11. – №. 1. – P. 31–39.
Ogunsola, A. Electromagnetic Compatibility in Railways Analysis and Management // A. Ogunsola, A. Mariscotti. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. – 2013. – 528 p.
Гаврилюк, В. І. Аналіз електромагнітного впливу тягового електропостачання на роботу рейкових кіл. Моделювання протікання тягового струму в рейках // Вісник Дніпропетровськ. національного ун-ту залізничного тр-ту ім. ак. В. Лазаряна. – 2003. – № 1. – С. 6–10.
Serdyuk, T. Research of electromagnetic influence of traction current and its harmonics on the rail circuits / T. Serdyuk, V. Gavrilyuk // 17th Int. Wroclaw Symp. and Technical Exhibition on Electromagnetic Compatibility. Wroclaw, Poland. – 2004. – P. 260–263.
Mariscotti, A. Distribution of the traction return current in AC and DC electric Railway Systems // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2003. – Vol. 18. – No. 4. – P.1422–1432.
Mariscotti, A. Distribution of the Traction Return Current in AT Electric Railway Systems/ A. Mariscotti, P. Pozzobon // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2005. – Vol. 2. – No.3. – P. 2119–2128.
Mingli, W. Modelling of AC feeding systems of electric railways based on a uniform multiconductor chain circuit topology / W. Mingli, C. Roberts, S. Hillmansen // IET Conference on Railway Traction Systems (RTS 2010).
Gavrilyuk, V. The modeling of electromagnetic influence of traction electrosupply system on railway circuits / V. Gavrilyuk, A. Zavgorodnij // Transport Systems Telematics. IV International Conference. Katowice-Ustron. – 2004. – P. 18–19.
Havryliuk, V. I. Modeling of the traction current harmonics distribution in rails // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. – 2017. – № 13.
Serdyuk, T. N. Experimental investigation of influence of AC traction current on the rail circuits / T. N. Serdyuk, V. I. Gavrilyuk // Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, 2005. IEEE 6th International Symposium. – IEEE, 2005. – P. 44–46.
Sichenko, V. G. The theoretical and experimental researches of electromagnetic influence from a traction electrosupply system on a railway circuits / V. G. Sichenko, V. I. Gavrilyuk // Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, 2005. IEEE 6th International Symposium. – IEEE, 2005. – P. 41–43.
Bollen, M. H. J. Understanding power quality problems: voltage sags and interruptions. – IEEE press, 2000.
Bollen, M. H. J. Understanding power quality problems: voltage sags and interruptions / Math H. J. Bollen. New York. IEEE Press. – 2000. – 543 p.
Bollen, M. H. J. Understanding power quality problems // IEEE Piscataway. – 2013. – V. 3. – P. 1–35.
Bollen, M. H. J. Signal processing of power quality disturbances / M. H. J. Bollen, I. Y. H. Gu. – John Wiley & Sons, 2006. – V. 30.
Electromagnetic compatibility (EMC), Part 1, Section 1: Application and interpretation of fundamental defintions and terms, IEC 61000-1-1.
Mariscotti, A. Direct Measurement of Power Quality over railway networks with results of a 16.7 Hz network // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 2011. – V. 60. – P. 1604–1612.
Mariscotti, A. Measuring and analyzing power quality in electric traction systems // International Journal of Measurement Technologies and Instrumentation Engineering (IJMTIE). – 2012. – V. 2. – №. 4. – P. 21–42.
Hang, Liu. Power Quality Analysis and Evaluation of High-Speed Railway Traction Power Supply System / Hang Liu, Qunzhan Li // International Conference on Mechanical Science and Engineering (ICMSE2015).
He, Z. Power quality in high-speed railway systems / Z. He, Z. Zheng, H. Hu // International Journal of Rail Transportation. – 2016. – V. 4. – №. 2. – P. 71–97.
Гаврилюк, В. И. Испытания новых типов подвижного состава на электромагнитную совместимость с устройствами сигнализации и связи / В. И. Гаврилюк, В. И. Щека, В. В. Мелешко // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту. – 2015. – № 5(59). – С. 7–15.
Гаврилюк, В. И. Нормы и методы испытания подвижного состава на электромагнитную совместимость с системами сигнализации и связи / В. И. Гаврилюк // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. – 2016. – № 12. С. 48–57.
Завгородний, А. В. Методические аспекты определения уровней опасного и мешающего влияния подвижного состава на работу рельсовых цепей / А. В. Завгородний, В. И. Гаврилюк, В. Г. Сыченко // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодо-рожного транспорта. – 2005. – № 9.
The IEEE standard dictionary of electrical and electronics terms, 6th ed., IEEE Std. 100-1996.
Electromagnetic compatibility (EMC), Part 4, Section 30: Power quality measurement methods, IEC 61000-4-30.
Structure of IEC 61000 [Електрон. ресурс] / International Standards and Conformity Assessment for all electrical, electronic and related technologies. – Режим доступа: http://www.iec.ch/emc/basic_emc/basic_ 61000.htm.
CENELEC CLC/TR 50507. (2005). Railway applications – Interference limits of existing track circuits used on European railways.
CENELEC CLC/TS 50238-2, (2010). Railway applications – Compatibility between rolling stock and train detection systems – Part 2: Compatibility with track circuits. CENELEC prEN 50238-2 (draft, Pr. 15360). (2009). Railway applications – Compatibility between rolling stock and train detection systems –Part 2: Compatibility with track circuits.
CENELEC EN 50160. (2010). Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution networks.
CENELEC EN 50163. (2004). Railway applications – Supply voltages of traction systems.
CENELEC EN 50388. (2005). Railway applications – Power supply and rolling stock – Technical criteria for the coordination between power supply (substa-tion) and rolling stock to achieve interoperability.
Сиченко, В. Г. Електроживлення систем залізничної автоматики / В. Г Сиченко, В. І. Гаврилюк. –Д.: Видавнициво Маковецький, 2009. – 372 с.
Гаврилюк, В. І. Електроживлення систем залізничної автоматики, телемеханіки та зв’язку / В. І. Гаврилюк, В. Г. Сиченко, Т. М. Сердюк. 2016.
Гаврилюк, В. І. Електромагнітний вплив тягових мереж на рейкові кола. Частина 1. Моделювання тягового струму в рейковій лінії // В. І. Гаврилюк, О. В. Завгородній // Інформаційно-керуючі системи залізничного транспор-ту. –2007. – № 4. – С. 53–57.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
