Повышение электромагнитной совместимости и качества функционирования систем электроснабжения переменного тока скоростных железных дорог
Диссертация
Вопросы по улучшению качества электроэнергии актуальны не только в России, но и за рубежом. Об этом свидетельствуют регулярно проходящие 6 конференции, посвященные вопросам электромагнитной совместимости и качества электроэнергии: международная конференция по большим электрическим системам, международная конференция по системам распределения электроэнергии и др. Вопросам улучшения качества… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА 12 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
- 1. 1. Постановка задачи
- 1. 2. Основные показатели качества электроэнергии
- 1. 3. Анализ влияния точек присоединения системы электроснабжения 32 железной дороги переменного тока на режимы первичной сети
- 1. 4. Анализ экспериментальных данных о качестве электроэнергии в 38 системе электроснабжения железных дорог переменного тока
- 1. 4. Выводы по главе
- 2. АНАЛИЗ СПОСОБОВ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ 45 ПОДСТАНЦИЙ С ЧИСЛОМ ФАЗ НЕКРАТНЫХ ТРЕМ
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Подстанция на основе двух однофазных трансформаторов
- 2. 3. Симметрирование подстанций на основе трехфазных 54 трансформаторов
- 2. 4. Симметрирование подстанций на основе комбинированного 66 включения однофазного и трехфазного трансформаторов
- 2. 5. Симметрирование подстанций методом фазировки
- 2. 6. Симметрирование режимов подстанций на основе трехфазных 81 трансформаторов, включенных по схеме Вудбриджа
- 2. 7. Снижение несинусоидальности токов и напряжений с помощью 88 фильтрокомпенсирующих устройств
- Выводы по главе
- 3. СИММЕТРИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИЙ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ 93 ТРАНСФОРМАТОРОВ, СОЕДИНЕННЫХ ПО СХЕМЕ СКОТТА
- 3. 1. Роль схемы Скотта в развитии систем электроснабжения
- 3. 2. Принципы преобразования двухфазного напряжения в 95 трёхфазное на трансформаторах Скотта
- 3. 3. Трансформаторный преобразователь трёхфазной системы 99 напряжения в двухфазную на основе схемы Скотта
- 3. 4. Теоретические основы преобразования трёхфазной системы 105 напряжения в четырехфазную на основе схемы Скотта
- 3. 5. Применение трансформатора Скотта для электропередачи с 113 четным числом фаз
- Выводы по главе
- 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ НА 119 ОСНОВЕ СХЕМЫ СКОТТА ПРИ БЫСТРО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ТЯГОВЫХ НАГРУЗКАХ
- 4. 1. Анализ баланса мощностей для трансформаторного 119 преобразователя Скотта при неравных нагрузках на его вторичных обмотках
- 4. 2. Принцип управления формой тока с помощью У УМ
- 4. 3. Принцип автоматического регулирования токов во вторичных 140 обмотках трансформаторного преобразователя на основе схемы
- Скотта
- 4. 4. Моделирование УУМ на вторичных обмотках 144 трансформаторного преобразователя
- 4. 5. Варианты усовершенствования структуры и алгоритма 159 функционирования УУМ
- Выводы по главе
- 5. ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА СКОТТА С УУМ В 167 АВТОТРАНСФОРМАТОРНЫХ СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
- 5. 1. Постановка задачи
- 5. 2. Краткие сведения о системе электроснабжения 167 Северобайкальского участка БАМ
- 5. 3. Анализ электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения на основе однофазных трансформаторов с трехфазной сетью
- 5. 4. Анализ электромагнитной совместимости системы тягового 204 электроснабжения на основе трансформатора Скотта с трехфазной сетью
- 5. 5. Технико-экономическое обоснование предложенных вариантов 209 присоединения системы 2×25 кВ и трехфазной сети
- 5. 5. 1. Основные соотношения для технико-экономического 209 обоснования
- 5. 5. 2. Экономическое обоснование варианта применения 210 трансформатора Скотта в точке присоединения сети 2×25 кВ к трехфазной сети
- 5. 5. 3. Экономическое обоснование варианта применения 212 трансформатора Скотта в точке присоединения сети 2×25 кВ к трехфазной сети
Список литературы
- Лыкин A.B. Электрические системы / A.B. Лыкин М.: Университетская книга- Логос, 2008. — 254 с.
- ЦЭ-462. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации//М.: Изд-во МПС РФ, 1997.- 41 с.
- Никифоров В.В. Новый стандарт по качеству электрической энергии. Основные положения и отличия от ГОСТ 13 109–97// Новости электротехники, 2011.-№ 3.-С.15−17
- Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К. Г. Марквардт. М.: Транспорт, 1982. — 528 с.
- Карташев И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения / Под ред. М. А. Калугиной. М.: Издательство МЭИ, 2000. — 120 с.
- Карташев, И.И. Управление качеством электроэнергии / И. И. Карташев, В. Н. Тульский, Р. Г. Шамонов и др.- под ред. Ю. В. Шарова. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. — 320 с.
- Суднова, В.В. Качество электрической энергии / В. В. Суднова. М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. — 80 с.
- Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов / Ю. С. Железко. М.: ЭНАС, 2009. — 456 е.: ил.
- Родькин Д.И. Показатели энергопроцессов в сети с полигармоническими напряжением и током/ Д. И. Родькин, A.B. Бялобржевский, А.И. Ломонос//Электротехника, 2004.-№ 6.-С. 43−46
- Хусаинов Ш. Н. Мощностные характеристики несинусоидальных режимов.//Электричество, 2005.-№ 9.-С. 7−11
- Костин В. Н. Передача и распределение электроэнергии / В. Н. Костин, Е. В. Распопов, Е. А. Родченко. СПб.: СЗТУ, 2003 — 147 с.
- Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В. В. Ершевич, А. Н. Зейлигер, Г. А. Илларионов и др.: Под ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. 3-е изд., перераб. И доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 352 с.
- Харлов H.H. Математическое моделирование и идентификация узлов нагрузки с нелинейными электроприемниками // Электричество 2006 — № 2. -С. 7−12.
- Харлов H.H. Энергетические спектры напряжений и токов узлов нагрузки / H.H. Харлов // Известия Томского политехнического университета. Томск, 2005. — Т. 308. — № 7, изд-во ТПУ, — С. 75−79
- Марквардт К.Г. Электроснабжение электрических железных дорог. М.: Транспорт, 1965 464 с.
- Косарев Б.И. Теория электрического расчета неоднородных и сложных тяговых сетей / Б. И. Косарев // Тр. МИИТ. М., 1975. — Вып. 411.-С 28−30
- Чернов Ю.А. Расчет токораспределения в системе энергоснабжения 2×25 кВ. / Ю. А. Чернов // Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог: Тр. МИИТ. М., 1976. — Вып. 487. — С. 146 147.
- Марский В.Е. Расчет токов в системе тягового электроснабжения / В. Е. Марский // Вестник ЦНИИ МПС. М, 1976, — Вып.8 — С. 10.
- Морозов П.В. Применение трансформаторов Скотта на тяговых подстанциях электрических железных дорог. / П. В. Морозов, Г. Н. Ворфоломеев, С. А. Евдокимов, В. И. Сопов / Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока.-2008.-№ 6, С. 273 276
- Морозов П.В. Моделирование электромагнитного влияния скоростных железных дорог на системы электроснабжения / П. В. Морозов, В. З. Манусов / Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока.-2010.-№ 3, С. 323 327
- Тамазов А.И. Несимметрия токов и напряжений, вызываемая однофазными тяговыми нагрузками / А. И. Тамазов. М., 1965. — 235 с.
- Бородулин Б.М. Система тягового электроснабжения 2×25 кВ / Б. М. Бородулин, М. И. Векслер, В. Е. Марский, И. В. Павлов. -М.: Транспорт, 1989. -247 с.
- Залышкин М.Д. Выбор трансформаторов в энергетических системах-М.: Государственное энергетическое издательство, 1960.-95 с.
- Альбац М.М. Тяговые подстанции и контактная сеть на электрифицированных железных дорогах / М. М. Альбац. M.-JL: Госжелдориздат, 1933.- 296 с.
- Круг К.А. Основы электротехники / К. А. Круг. M., JI.: Объединенное научно-техническое издательство, 1936. — 887 с.
- Мамошин P.P. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока / P.P. Мамошин. М.: Транспорт, 1973. — 224 с.
- Ворфоломеев Г. Н. Преобразование числа фаз в электроэнергетике / Г. Н. Ворфоломеев. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. — 96 с.
- Татэмацу Тосихико Скоростные железные дороги Японии: Синкансен / пер. с япон. Татэмацу Тосихико, Кума Сатоси, Исихара Есио и др.- Под ред. д-ра техн. Наук В. Г. Альбрехта. М.: Транспорт, 1984. — 199 с.
- H. Akagi, E. Watanabe, M. Arades. Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditions. -Willey and sons, 2007. P. 389
- H. Akagi. Large Static Converters for Industry and Utility Applications. Proceedings of the IEEE, Vol. 89, No. 6, June 2001.-P. 976−983
- Веселовский О. H., Шнейберг Я. А. Энергетическая техника и её развитие / О. Н. Веселовский, Я. А. Шнейберг. М.: Высшая школа, 1976. -303 с.
- Веселовский О.Н. Михаил Осипович Доливо-Добровольский / О. Н. Веселовский М.: Госэнергоиздат, 1958. — 272 с.
- Цверава Т.К. Никола Тесла. 1856−1943 / Т. К. Цверава. JL: Наука, 1974.-212 с.
- Ворфоломеев Г. Н. Схема Скотта: история и перспективы совершенствования (к столетию создания) / Г. Н. Ворфоломеев -Электричество, 1994. № 10. — С. 74−77
- Ворфоломеев Г. Н. Преобразование числа фаз на основе двух однофазных трансформаторов (к столетию создания схемы Скотта) / Г. Н. Ворфоломеев // Промышленная энергетика, 1995. № 2. — С.29−33.
- Ворфоломеев Г. Н. Трансформаторный преобразователь числа фаз по схеме Скотта для питания двухфазных потребителей электроэнергии / Г. Н. Ворфоломеев // Преобразовательная техника. Новосибирск: НГТУ, 1993.-С. 133−139.
- Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники / Ф. Е. Евдокимов. М.: Высшая школа, 1971. — 543 с.
- Морозов П.В. Трансформаторные преобразователи трехфазной системы напряжений в двухфазную систему / П. В. Морозов,
- Морозов П.В. Фазовый сдвиг между выходными напряжениями трансформаторного преобразователя числа фаз по схеме Скотта и его влияние на симметрию токов питающей трехфазной сети / П.В.
- Морозов, Ю.В. Аверина, A.A. Помазная, Г. Н. Ворфоломеев // Наука. Технологии. Инновации: Материалы всероссийской научной конференции молодых учёных (4−7 декабря 2008 г.) в семи частях Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. — Ч. 3. — С.85−86.
- Ворфоломеев, Г. Н. Текст. Определение токов в трансформаторном преобразователе числа фаз по схеме Скотта / Г. Н. Ворфоломеев, Р. П. Герман, С. Н. Малышев // Электротермические процессы и установки: сб науч.тр. Новосибирск: Изд-во НЭТИ, 1989. — С. 166−168.
- Морозов П.В. Четырехфазное напряжение для системы электроснабжения переменного тока с напряжениями 2×25 кВ / П.В.
- Морозов, Н.М. Ильиных, Г.Н. Ворфоломеев // Наука. Технологии. Инновации: Материалы всероссийской научной конференции молодых учёных (4−7 декабря 2008 г.) в семи частях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008.-Ч. 3. С.94−95.
- Морозов П.В. Метод уравнивания мощностей на вторичных обмотках трансформаторов Скотта / В. З. Манусов, П. В. Морозов // Известия Томского политехнического университета. Томск, 2012. — Т. 320. — № 4. Энергетика. — С. 322−324
- Манусов В. 3. Исследование методов снижения несимметрии нагрузки трехфазной сети на тяговых подстанциях скоростных железных дорог переменного тока / В. 3. Манусов, П. В. Морозов // Известия Транссиба. Омск, 2012. — Выпуск 2(10). — С. 87−93
- Аррилага Дж. Гармоники в электрических системах: Пер. с англ. / Дж. Аррилага, Д. Брэндли, П. Боджер. М.: Энергоавтомиздат, 1990. — 320 с.
- Y. Horita, N. Morishima, М. Kai, М. Onishi, Т. Masui, М. Nogouchi. Single-phase STATCOM for Feeding System of Tokaido// The 2010 International Power Electronics Proceedings, 2010.- 2165−2170
- Лабунцов В.А. Энергетическая электроника.-М.: Энергоатомиздат, 1987, — 463 с.
- Dobinson L.G. Closer accord on harmonics // Electronics and Power. 1975. May.-P. 567−572
- B. Singh, K. Al-Haddad, A. Chandra. A Universal Active Power Filter for Single-Phase Reactive Power and Harmonic Compensation// Proceedings of the IEEE Conference «Power Quality 1998».-P. 81−87
- O. Voncina, J. Nastran. Parallel active power filter for single- and three-phase non-linear loads.// Electrical Engineering 81 (1998). P. 217−223
- Bolsens, B. Single phase active filter using a DSP with digital PWM// Power Electronics, Machines and Drives, 2002. International Conference on (Conf. Publ. No. 487).- P. 604 609
- G.G.Terbobri, M. F Saidon, M.S.Khanniche. Trends of Real Time Controlled Active Power Filters. // Power Electronics and Variable Speed Drives, 18−19 September 2000, Conference Publication No. 475. -P. 410−415
- Peng F.Z., Oak Ridge T.N., Tolbert L.M. Compensation of non-active current in power systems-definitions from compensation standpoint// Power Engineering Society Summer Meeting, 2000. IEEE.-V.2.- P. 983 987.
- B. Jeftenic, M. Petronjevich, N. Mitrovic. Single-phase Reversible Recitifier with Unity Power Factor// Electronics and Energetics, Vol. 10, No. 2 (1997), P. 295−309.
- O. Kukrer, H. Komurcugil. Control strategy for single-phase PWM rectifiers // Electronics Letters, 9th October 1997.- Vol. 33, — No. 21.-P. 102−110
- Colak, R. Bayindir, O. Kaplan. Simulation of The DC Capacitor Voltage Controlled Single Phase Shunt Active Power Filters for Power Quality Improvement Gazi University Journal of Science, 2010, 23(2):P. 177−186
- Jose Rodriguez, Jih-Sheng Lai, Fang Zheng Peng, Multilevel Inverters: A Survey of Topologies, Controls, and Applications//IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 4, August, 2002.-P. 724−738
- Antonio Moreno-Mucoz. Power Quality. Mitigation Technologies in a Distributed. Environment// Springer, 2007.-P. 417
- R. Costa-Castello, R. Grino, R. Cardoner, E. Fossas. High Performance Control of a Single-Phase Shunt Active Filter // Industrial Electronics, 2007. ISIE 2007. IEEE International. P. 1350- 1355
- B. Singh, K. Al-Haddad, A. Chandra. A Universal Active Power Filter for Single-Phase Reactive Power and Harmonic Compensation// Proceedings of the IEEE Conference «Power Quality 1998».-P. 81−87,1998
- S. Mori, K. Matsuno, M. Takeda, M. Seto. Development of Static Var Generator Using Self-Commutated Invertor for Improving Power System// IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 8, No. 1, 1993.- pp. 371−377
- Y. Mocigana, M. Takeda, K. Hasuike. Static Power Conditioner Using GTO Converters.// PCC Proceedings- Yokohama, 1993.- pp. 641−646
- W. Chu, J. Gu. A New Hybrid SVC Scheme with Scott Transformer for Balance Improvement// Proceedings of JRC 2006, Joint Rail Conference, April 46, 2006, Atlanta, USA.-pp. 217−224.
- M. Fujun, X. Xianyong, W. Jingbing, W. Chuanping, Z. Canlin, Z. Yin. The Compensation and Control Analysis of Railway Static Power Regulator// International Conference on Electrical and Control Engineering, 2010.- PP. 43 924 394
- K. Wang, G. Zhu, Q. Wan, J. Chen. Research on Control Method of Single-phase STATCOM// China International Conference on Electricity Distribution, 2010.-pp. 1−6.
- M. Baseri, M. Nezhad, M. Sandidzadeh. Compensating Prodedures for AC Power Quality Amplification Using FACTS// 2nd Power Electronics, Drive Systems and Technologies, 2011. pp. 518−521
- H. Jou, J. Wu, H. Chu. New Single Phase Active Power Filter. IEE Proceedings on Electric Power Applications, Vol. 141, No. 3, 1993.- pp. 129- 134
- D. Torrey, A. Zamel. A Single-Phase Active Power Filter for Multiple Nonlinear Loads// IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 10, No. 3, 1995. -pp. 203−212
- C. Hsu, H. Wu. A New Single Phase Active Power Filter with Reduced Energy-storage Capacity// IEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 143, No 1, 1996.-pp. 25−30
- H. Jou, H. Wu. Simplified Control Method for the Single Phase Active Power Filter // IEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 143, No 3, 1996.-pp. 219−224
- B. Singh, A. Chandra, K. Al-Haddad. An Improved Single Phase Active Power Filter with Optimum DC Capacitor. //IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 143, No 6, 1996, — pp. 677−682
- F. Pottker, I. Barbi. Single Phase Active Power Filters for Distributed Power Factor Correction.// IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 147, No 6, 1996, — pp. 500−505
- T. Takashita, Y. Toyoda, N. Matsui. Harmonic Suppression and DC Voltage Control of Single-Phase Converter// IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 147, No 6, 1996, — pp. 571−576
- Y. Jung, Y. Lim, S. Yang. Single Phase Active Power Filter Based on Three Dimensional Current Coordinates// IEE Proceedings Online, 2000.-P. 572 578.
- M. Dahidah, N. Martin, S. Mahmod, N. Khan. Single Phase Active Power Filter for Harmonic Mitigation in Distribution Power Lines// National Power and Energy Conference 2003 Proceedings, Bangi, Malaysia.-P. 359−362
- K. Tsang, W. Chan. Design of Single-Phase Active Filter Using Analogue Cascade Controller// IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 153, No 5, 2006.-pp. 735−741
- M. Ranjbur, A, Jalilian. Implementation of a Single-Phase Shunt Active Power Filter under Nonsinusoidal Voltage Source.//Proceedings of IEEE, 2010, No. 5.-P. 10−15
- K. Zhou, Z. Qiu, Y. Yang. Current Harmonics Suppression of SinglePhase PWM Rectifiers// 3rd IEEE International Simposium on Power Electronics of Distribution Generation Systems, 2012.- P. 54−57
- А. М. Василянский, Р. Р. Мамошин, Г. Б. Якимов. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц//Железные дороги мира.-2002. № 8- Р.20−23
- Бородулин Б.М. Симметрирование токов и напряжений на тяговых подстанциях переменного тока// Вестник ВНИИЖТ.-2003.-№ 3.-С. 5−7
- Варенцов В.М. К вопросу о расчете систем тягового электроснабжения // Вестник ВНИИЖТ 2002. — № 6 — С. 40 — 43
- Холуянов Ф.И. Трансформаторы однофазного и трехфазного тока. М.: Государственное энергическое изд-во, 1934 С. 130
- D. Proto. Impact of Innovation Technology on Complex Systems: the Electrified Railway Supply System// Napoli, 2004. P. 130
- Закарюкин В.П., Крюков A.B. Сложносимметричные режимы электрических систем.
- Прохорский A.A. Тяговые трансформаторные подстанции.//Москва, Транспорт, 1983.-С. 247
- Магазинник JI.T., Егорова Н. Ю. Оценка величины дополнительных потерь мощности, обусловленных несимметрией токов.// Современные наукоемкие технологии, 2006.-№ 4.-С.44−45
- Арутюнян А.Г. К вопросу расчета дополнительных потерь мощности в трансформаторах 6−10/0,4 кВ при их несимметричной нагрузке// Электрические станции.-2012.-№ 8.-С. 41−44.
- Давыдов И. К., Попов Б. М., Эрлих В. М. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. М: Транспорт, 1987 — 416 с.
- Марквардт К.Г. Справочник по электроснабжению железных дорог. М. Транспорт, 1981. — Т.2 — 400 С.
- Р 612/6. Требования к проектированию и эксплуатации систем тягового электроснабжения напряжением 2×25 кВ Польша, Варшава: ОСЖД, 2009- 16 С.
- Обоскалов В.П. Структурная надежность электроэнергетических систем Екатеринбург: УРФУ, 2012. — 196 с.
- Chen S.K., Но Т.К., Мао В. Н. Reliability evaluations of railway power supplies by fault free analysis. IET Electric Power Applications, 2007, 1, P. 161 -192.
- Денчик Ю.М. Электроснабжение промышленных и бытовых объектов добычи и транспорта газа / Ю. М. Денчик, В.Г., Д. С. Кудряшов, В. Г. Сальников, Л. И. Сарин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2011. — № 1. — С. 313−316.
- Бушуев В.В. Дальние электропередачи переменного и постоянного тока и их сравнительный анализ / В. В. Бушуев, Т. Г. Красильникова, Г. И. Самородов // Электро. 2012. — № 2. — С. 2 — 7.