Comparative analysis of the technological equipment for the digital traction substation
Keywords:
digital traction substation, autotransformer, traction transformers, process level, systems of diagnostics and monitoringAbstract
A digital substation is a substation in which all information flows while solving problems of monitoring, analysis and control are organized digitally, and the parameters of such transfer are determined by the single file of a digital project. A local computational network based on the Ethernet technology is used as the main means of data transfer within a digital substation, and protocols described by the MEK 61850 standard are applied as communication protocols. One of the key features of the digital substation is the closeness of the devices for collecting discrete and analog signals and issuing control actions directly to the equipment with the subsequent transfer of all information necessary for the functioning of relay protection and automation complexes and an automated control system for production processes of substations and electrical parts of stations, in digital form. Due to this, a reduction in the total length of electrical cables and secondary circuits is achieved, and, as a consequence, there is a decrease in the likelihood of their damage and an increase in the observability of secondary systems. In Russia, the process of digitalization of traction substations of electrified railways is currently at its initial stage. Single projects of digital traction substations are at the stage of implementation of their first segment, i.e. the first level – the process level. The equipment of this level used for this is not unified, products of various domestic and foreign manufacturers are used. This work, based on a comparative analysis of technical indicators, scope of capabilities, operating conditions and other characteristics, allows forming a list of the most optimal types of the equipment of domestic production at the process level for digital traction substations. This makes it possible to unify the process of their design and implementation on the network of Russian railways.
References
Cherepanov A., Kutsiy A. Modeling of tractive power supply systems for heavy-tonnage trains operation // 2018 Interna-tional Russian Automation Conference (RusAutoCon). DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2018.8501734.
Туйгунова А.Г., Худоногов И.А. Применение систем мониторинга на силовых трансформаторах тяговых под-станций ВСЖД // Инновационные технологии на железнодорожном транспорте : XXI Межвуз. науч.-практ. конф. Крас-ноярск, 2017. С. 7–12.
Крюков А.В., Куцый А.П., Черепанов А.В. Применение управляемых источников реактивной мощности в системах электроснабжения железных дорог // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Иркутск, 2016. Т. 1. С. 588–593.
Казаков Д.О., Пузина Е.Ю. Технические решения по цифровизации тяговых подстанций // Молодая наука Сибири. 2021. № 1(11). С. 227–237.
СТО 56947007- 29.240.10.299-2020. Цифровая подстанция : метод. указания по проектированию ЦПС. Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС».
Король Ю.Н. Концепция цифровой тяговой подстанции. М. : Трансэнерго, 2020. 28 с.
МЭК 61850 Цифровая подстанция / Электротехнический завод «ВЕКТОР». URL: https://etz-vektor.ru/storage/document/file_46.pdf (дата обращения 17.06.2021).
Пузина Е.Ю., Туйгунова А.Г., Худоногов И.А. Системы мониторинга силовых трансформаторов тяговых под-станций. Иркутск, 2020. 184 с.
Пузина Е.Ю. Оценка остаточного ресурса тяговых трансформаторов Северного хода ВСЖД // Транспорт-2013 : тр. междунар. науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону : Изд-во РГУПС, 2013. С. 173–175.
Partial Discharges Pattern Recognition of Transformer Defect Model by LBP & HOG Features / Firuzi Keyvan, Vakilian Mehdi, B. Toan Phung et al. // Power Delivery IEEE Transactions on. 2019. Vol. 34. № 2. P. 542550.
Dang Y., Chen W. Design of Oil-Immersed Apparatus Oil Velocity Measure System Based on the Ultrasonic Wave Dop-pler Effect // 2018 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2018 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I&CPS Europe), Palermo, 2018. P. 14. DOI: 10.1109/EEEIC.2018.8493986.
Research on new traction power system using power flow controller and Vx connection transformer / X. Zhu, M. Chen, Sh. Xie et al. // 2016 IEEE International Conference on Intelligent Rail Transportation (ICIRT). Birmingham, 2016. P. 111115. DOI: 10.1109/ICIRT.2016.7588719.
Kalathiripi H., Karmakar S. Fault analysis of oil-filled power transformers using spectroscopy techniques, 2017 IEEE 19th International Conference on Dielectric Liquids (ICDL), Manchester, 2017. Pp. 15. DOI: 10.1109/ICDL.2017.8124633.
Система мониторинга состояния изоляции / Е.Ю. Дульский, П.Ю. Иванов, А.А. Хамнаева и др. // Железнодорож-ный транспорт. 2021. № 3. С. 50–52.
Определение остаточной несущей способности металлических конструкций контактной сети / В.П. Ступицкий, И.А. Худоногов, В.А. Тихомиров и др. // Известия Транссиба. 2019. № 3 (39). С. 88–99.
Тихомиров В.А. Повышение эффективности процесса сушки изоляции тяговых электрических машин подвижного состава : дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2012.
Khudonogov I.A., Puzina E.Yu.,Tuigunova A.G. Evaluation of short circuit currents effects on power transformers’ re-sidual service life. 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). DOI: 10.1109/ICIEAM.2019.8743069.
Применение распределенного мониторинга качества электрической энергии в MICROGRID / К.В. Суслов, Н.Н. Солонина, А.С. Смирнов и др. // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2014. № 6 (89). С. 185–189.
Khudonogov I.A., Puzina E.Yu., Tuigunova A.G. Summarized Diagnostic Parameter for Condition Assessment of Power TransformerWindings Insulation // 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867610.
Khudonogov I.A., Puzina E.Y., Tuigunova A.G. Modeling turn insulation thermal aging process for traction substation transformer // 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). DOI: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9112021.
Khudonogov I.A., Puzina E.Yu.,Tuigunova A.G. The use “Technical rigidity” indices to assess climatic factors effects on power transformers reliability // 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). DOI: 10.1109/UralCon49858.2020.9216258.
Системы мониторинга и диагностические приборы для контроля технического состояния высоковольтного обо-рудования / ООО «Dimrus». URL: https://dimrus.ru/manuals/dimrus2019.pdf. (дата обращения 21.05.2021).
Устройство мониторинга высоковольтного выключателя / ООО «АСУ-ВЭИ». Москва, 2020. 4 с.
Комплекс мониторинга систем оперативного тока серии КМСОТ-«Дубна» // Технокомплект : сайт. URL: https://thc-samara.ru/product/sistema-operativnogo-postoyannogo-toka/sistemy-raspredeleniya-postoyannogo-toka/kompleks-monitoringa-operativnogo-toka/kompleks-monitoringa-sistemy-operativnogo-toka-kmsot-m-dubna/ (дата обращения 21.05.2021).
Обеспечение безопасности сложных технических систем (технологические подходы) / С.В. Елисеев Е.В. Гозбенко, Н.М. Быкова и др. Деп. ВИНИТИ РАН 17.04.2008, № 328-В2008.
