"ZAGADNIENIA WPŁYWU PARAMETRÓW I ROZWIĄZAŃ ELEMENTÓW OBWODÓW PODSTACJA-SIEĆ TRAKCYJNA-POJAZD NA PROBLEMY KOMPATYBILNOŚCI W SYSTEMIE TRAKCJI ELEKTRYCZNEJ"
Autor
Adam Szeląg - Politechnika Warszawska, Instytut Maszyn Elektrycznych, Zakład Trakcji Elektrycznej
Abstract
Influence of parameters and solutions of a circuit: substation – catenary - vehicle on compatibility in dc traction system.
The paper presents a problem of application of modeling and simulation for analysis of harmonic spectrum of a vehicle current flowing in rails. Harmonic orders for different types of traction substations and vehicles are predicted. A complex model and specialized simulation tool has been developed in order to simulate possible operational situation which may occur in a circuit of energy supply from a rectifier traction substation to traction vehicles equipped with power electronic converters. The developed models include: AC power supply system, traction rectifiers, DC side filters, catenary and rails, input filter of a vehicle, energy converters (choppers and inverters), DC or AC motors. Different operational states of the circuits have been analyzed taking into account: symmetry or asymmetry of supplying AC voltage, 6-pulse or 12-pulse rectifiers, presence or not of a substation DC side filter, PWM or square wave operation of a inverter, asymmetry in operation of converters. Resulted values of harmonic amplitudes have been compared with limits imposed at Polish Railways in order to assure compatibility between traction vehicles and signaling and control systems. It has been presented importance of application of DC side filter and its significant influence on reduction of current harmonics to fit with the required limits.
Streszczenie
W ostatnich latach, wraz ze wprowadzaniem pojazdów przekształtnikowych dużej mocy wzrosło zainteresowanie zagadnieniami oddziaływań zakłócających wzajemnych w układzie: podstacja-sieć trakcyjna-pojazd, głównie pod kątem kompatybilności systemu trakcji elektrycznej (obwody silnoprądowe) i systemów sygnalizacji i sterowania ruchem (obwody słaboprądowe). Jest to związane ze wzrostem poziomu zakłóceń generowanych przez pojazdy i podstacje w warunkach normalnych oraz możliwością występowania zakłóceń w obwodach w warunkach awaryjnych (zwarcia, przepięcia). W niniejszym artykule rozpatrywane są tylko zagadnienia wyższych harmonicznych prądów płynących w szynach.
Literatura
[1.] Białoń A. -Opracowanie dopuszczalnych parametrów zakłóceń dla urządzeń srk, łączności i pojazdów trakcyjnych. Temat CNTK 6915/23 1999
[2.] Białoń A., Kazimierczak A. - Lokomotywy dużej mocy a zakłócenia w urządzeniach SRK. MET’99- 4th Int. Conference – Drives and Supply Systems for Modern Electric Traction in Integrated XXIst Century Europe. Warszawa, 23-25 września 1999
[3.]Mariscotti A., Pozzobon P. – Harmonic distortion and electromagnetic interference in electric rail transport systems. 3rd Int. Conference „Drives and Supply Systems for Modern Electric Traction”, Warsaw, 1997
[4.] Mellitt B. – The impact of electrification systems and traction control on signalling and communications. Seventh Vacation School on Railway Signalling and Control Systems. Railway Industry Association, IEE-London, 1998
[5.] Mierzejewski L., Szeląg A. - Analiza efektywności filtrów wygładzających w warunkach zakłóceń napięcia zasilającego podstacje trakcji kolejowej 3kV DC, Materiały konferencji MET2007
[6.] Modele elementów zasilania trakcji elektrycznej w symulacyjnej analizie współpracy układu: system elektroenergetyczny-prostownikowa podstacja trakcyjna-sieć trakcyjna i szynowa - pojazd z energoelektrycznymi układami przetwarzania energii. Projekt badawczy KBN 8 T10A 031 18, 2000, Grant KBN nr T10A 031 (A. Szeląg – kier)
[7.] Nene V. – Advanced propulsion systems for urban rail vehicles. Englewood Cliffs, NY, Proentice-Hall, 1985
[8.]Szeląg A.- Zagadnienia analizy i projektowania systemu trakcji elektrycznej prądu stałego z zastosowaniem technik modelowania i symulacji, Oficyna Wydawnicza Politechnik Warszawskiej, Warszawa 2002
[8.] Walczyna A., Janiszewski P. – Simulation of harmonics generated by inverter locomotive fed from 3kV DC system. Second International Conference " Modern Supply Systems and Drives for Electric Traction", Warsaw, 5-7 X 1995
[9.] Taufiq J.A., Goodman C.J., Mellitt B. – Railway signalling compatibility of inverter fed induction motor drives for rapid transit. Proc. IEE, 133B (2), 1986