Науковий вісник НГУ

Необхідність технічного обліку зниження якості електричної енергії в умовах тягової підстанції змінного струму

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2021

Останнє оновлення: 25 червня 2021

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 3268

Authors:

О. В. Бялобржеський, orcid.org/0000-0003-1669-4580, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. I. Гладир, orcid.org/0000-0002-3521-9112, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. М. Якимець, orcid.org/0000-0002-2797-2796, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. О. Сулим, orcid.org/0000-0001-8144-8971, Державне підприємство «Український науково-дослідний інститут вагонобудування», м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (3): 075 - 080

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-3/075

Abstract:

Мета. Обґрунтування необхідності технічного обліку якості електричної енергії за результатами моніторингу режиму трансформатора тягової підстанції 10 кВ.

Методика. Проведено вимірювання струму й напруги на шинах вторинної напруги тягової підстанції 10 кВ і моніторинг параметрів електричної енергії на проміжку інтервалу спостереження. Із використанням методів Фур’є аналізу виконано аналіз рівня гармонік струму й напруги. Для основної гармоніки струму й напруги з використанням перетворення Фортеск’ю проведено аналіз складових прямої, зворотної та нульової послідовностей. На підставі дискретного спектра струму на стороні вторинної напруги проведено розрахунок зростання втрат потужності в кабельній лінії та обмотках трансформатора.

Результати. У результаті проведених вимірювань електричних параметрів режиму на шинах вторинної напруги трансформатора встановлено істотне спотворення струму й напруги, а також значні коливання активної та реактивної потужності. На інтервалі спостереження відзначаються значні зміни коефіцієнта потужності. На підставі розрахунку додаткових втрат від вищих гармонік струму кабельної лінії встановлено, що струмове навантаження лінії може бути знижене на 10 % при усуненні вищих гармонік струму. Аналогічний розрахунок зростання втрат, проведений для тягового трансформатора, показав, що в аналізованому випадку його навантаження не повинне перевищувати 87,8 % від номінального.

Наукова новизна. Істотний рівень гармонійних спотворення струму на шинах вторинної напруги трансформатора тягової підстанції призводить до його недовикористання, при цьому рівень спотворень напруги, як показник якості електричної енергії відповідно до чинних стандартів, залишається в допустимих межах. Це вимагає перегляду показників якості електричної енергії з позиції потужності, що обумовлена як струмом, так і напругою.

Практична значимість. Використані в роботі показники та їх чисельні значення можуть бути застосовані для корекції навантаження трансформаторів тягових підстанцій. Уведення отриманих показників до комплексу параметрів технічного обліку електричної енергії є передумовою для розробки заходів щодо підвищення якості електричної енергії.

Ключові слова: технічний облік, якість електричної енергії, трансформатор тягової підстанції, гармоніки струму й напруги, втрати потужності

References.

1. Ogunsola, A., & Mariscotti, A. (2013). Railway Traction Systems. In: Electromagnetic Compatibility in Railways. Lecture Notes in Electrical Engineering, Springer, Berlin, Heidelberg, 168. https://doi.org/10.1007/978-3-642-30281-72.

2. Tao, H., Hu, H., Jiang, X., He, Z., & Zhao, C. (2016). Research on low frequency voltage oscillation in traction power supply system and its affecting factors. Dianwang Jishu/Power System Technology, 40(6), 1830-1838. https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2016.06.033.

3. Hu, H., He, Z., Wang, K., Ma X., & Gao, S. (2016). Power-Quality Impact Assessment for High-Speed Railway Associated With High-Speed Trains Using Train Timetable − Part II: Verifications, Estimations and Applications, IEEE Transactions on Power Delivery, 31(4), 1482-1492. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2015.2472961.

4. Szelag, A., Kostin, M., Nikitenko, A., Mishchenko, T., & Jefimowski, W. (2019). Development of a Spectral Theory for Analysis of Non-Stationary Pulse Stochastic Electromagnetic Processes in Devices of Electric Transport Systems. 2019 IEEE 6 ^th International Conference on Energy Smart Systems (ESS). https://doi.org/10.1109/ess.2019.8764205.

5. Kostin, N.A., & Sheikina, O.G. (2016). Development of the theory of spectra of stochastic processes of voltages and currents of electric transport systems, Electromagnetic compatibility and safety on railway transport, (12), 11-18.

6. Kryukov, A.V., Cherepanov, A.V., Shafikov, A.R., & Bezridnyj, E.S. (2019). Simulation of non-sinusoidal modes in railway power supply systems during movement of high-speed trains IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, International Conference on Transport and Infrastructure of the Siberian Region (SibTrans-2019) 12–15 November 2019, 760, 1-8. https://doi.org/10.1088/1757-899X/760/1/012034.

7. Shcherbak, Y.V., & Semenenko, Yu.A. (2016). Analysis of the functioning of a combined active filter of a sequential type with selective links for direct current traction substation. Energetika. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations, 59(5), 418-426. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-5-418-426.

8. Bondarenko, V., Domanskyi, I., & Kostin, G. (2017). Analysis of energy efficiency of operating modes of electrical system with the traction loads. Electrical Engineering & Electromechanics, (1), 54-62. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2017.1.09.

9. Mariscotti, A. (2019). Relevance of Harmonic Active Power Terms for Energy Consumption in Some Railway Systems (Version 05). Presented at the 24 ^nd IMEKO TC4 International Symposium Electrical & Electronic Measurements, Xi’An, China: Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.3604338.

10. Zhezhelenko, I. V., Saenco, Yu. L., Baranenko, T. K., Gorpi­nich, A. V., & Nesterovich, V. V. (2007). Selected issues of non-sinusoidal modes in electrical networks of enterprises: monograph. Energoatomizdat. Retrieved from http://eir.pstu.edu/handle/123456789/5417.

11. Milardovich, N., Prevosto, L., & Lara, M. A. (2014). Calculation of harmonic losses and ampacity in low-voltage power cables when used for feeding large LED lighting loads. Advanced Electromagnetics, 3(1), 50-56. https://doi.org/10.7716/aem.v3i1.258.

12. Bialobrzheskyi, O., & Rod’kin, D. (2020). Apparent power effectiveness for the assessment of the efficiency of the cable transmission line in the supply system with sinusoidal current (Ocena strat w linii przesyłowej kablowej w systemie zasilania prądem sinusoidalnym). Przeglad Elektrotechniczny, 96(9), 26-29. https://doi.org/10.15199/48.2020.09.05.

13. López-Fernández, X.M., Bülent Ertan, H., & Turowski, J. (2017). Transformers: Analysis, design, and measurement, (pp. 1-609). CRC Press. https://doi.org/10.1201/b12275.

14. Thollander, P., Karlsson, M., Rohdin, P., Wollin, J., & Rosenqvist, J. (2020). Introduction to Industrial Energy Efficiency. Academic Press. https://doi.org/10.1016/C2018-0-01452-8.

15. DSTU EN 50160:2014 (EN 50160:2010, IDT) National standard of Ukraine. Characteristics of the power supply in the electrical framing of the intrinsic value (n.d.). Kyiv: Minenergorozvitku Ukrainy. https://www.en.lg.ua/images/stories/2019/standart-yakosti.pdf.

16. Bialobrzheskyi, O., & Rodkin, D. (2020). The assessment of the distortion of electric power in alternating and pulse current of a rectifier circuit (Analiza zniekształcenia mocy w obwodzie z prostownikiem). Przeglad Elektrotechniczny, 96(8), 118-121. https://doi.org/10.15199/48.2020.08.23.

17. Bialobrzheskyi, O.V., & Rod’kin, D.Y. (2019). Distorting electrical power of the alternating current in the simplest circuit with a diode. Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 62(5), 433-444. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-5-433-444.

• < Попередня
• Наступна >