DOI: https://doi.org/10.15802/ecsrt2017/137704

Огляд проблемних питань якості електроенергії на електрифікованих залізницях

V. Havryliuk

Анотація


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.


Ключові слова


якість електроенергії, електрифіковані залізниці, показники якості, стандарти та норми

Повний текст:

PDF (English)

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.




ISSN: 2223–5620 (Print)

ISSN: 2411–1554 (Online)