Efficiency evaluation of the use of volt-additive transformers in the power supply system of the Circum-Baikal Railway
Keywords:
quality of electricity, volt-additional transformers, forced modes, power transmission linesAbstract
One of the main tasks of power supply systems is to supply electric energy to the consumer not only in sufficient volume, but also of the necessary quality. The necessary attention is not always paid to the solution of this problem on inactive sections of railways. Thus, throughout the Circum-Baikal Railway, which is a unique historical, architectural and engineering object, there are various consumers of the railway: the population, tourist facilities, non-traction railway consumers. Recently, complaints have been received about the low level of voltage at the connection points, the problem especially aggravating in cases of forced disconnection of one of the two power sources of the entire power supply system of the Circum-Baikal Railway. With its length of several tens of kilometers, power supply to consumers is carried out from a 6 kV line, that is, with a clearly insufficient supply voltage level for such a large length of the power line. Accordingly, with one-way power supply in forced mode, the voltage drawdown from the middle of the line length is so significant that consumers' electric receivers are practically unable to perform their functions. Taking into account the situation as well as the promising development of tourist projects, assessing the possibility of strengthening the power supply system of the Circum-Baikal Railway becomes relevant. One of the effective ways to strengthen power supply systems is the inclusion of voltage-additive transformers in the nodes where unacceptable voltage deviations are manifested. With a long power transmission line, it is possible to use such a transformer in the node of the circuit behind which a significant decrease in the voltage level has been detected. In this paper, a simulation of the power supply system of the Circum-Baikal Railway is performed both with and without the use of an additional voltage transformer. The results obtained confirmed the high efficiency of this amplification method, since both in normal and forced mode, the voltage deviation at all points of connection of consumers did not exceed the permissible values.
References
Безопасность железнодорожного транспорта в условиях Сибири и Севера / В.А. Акимов, В.А. Алексеенко, Р.С. Ахмет-ханов и др. М. : Знание, 2014. 856 с.
Каимов Е.В., Оленцевич В.А., Власова Н.В. Проблемы формирования, развития и реконструкции элементов инфра-структурного комплекса железных дорог // Образование – Наука – Производство : материалы VI Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Чита, 2022. Т. 1. С. 288–296.
Makasheva S., Pinchukov P., Szołtysek J. The power quality as a pretext for developing smart city concepts // International Mul-ti-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon). Vladivostok, 2020. Р. 1–7. DOI 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271462.
Shamanov V.I., Pultyakov A.V., Trofimov Y.A. Main electromagnetic jammer sources with impact on the railroad automation systems // International Conference on Information Technology in Business and Industry (ITBI 2020). Bristol. 2020. DOI 10.1088/1742-6596/1661/1/012012.
Kustov A., Zatsepin E., Zatsepina V. Analysis of the highest harmonic component in networks with isolated neutral in single-phase short circuit // 3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). Lipetsk, 2021. Р. 1113–1116. DOI 10.1109/SUMMA53307.2021.9632097.
Шевердин И.Н., Шаманов В.И., Трофимов Ю.А. Влияние тяжеловесных поездов на рельсовые цепи и АЛС // Автома-тика, связь, информатика. 2004. № 8. С. 24.
Шаманов В.И., Трофимов Ю.А. Асимметрия тяговых токов под катушками АЛС // Автоматика, связь, информатика. 2008. № 11. С. 37–39.
Макашева С.И. Оценка синусоидальности кривых напряжения высоковольтной линии автоблокировки // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. 2019. № 4 (21). С. 88–91.
Куцый А.П. Снижение несимметрии и несинусоидальности в линиях электропередач, питающих тяговые подстанции // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. 2018. Т. 1. С. 692–696.
Учет влияния устройств фильтрации и компенсации на показатели качества электрической энергии СТЭ при пропуске поездов повышенной массы / Е.А. Морозов, В.В. Фаренык, М.В. Востриков и др. // Молодая наука Сибири. 2022. № 4 (18). С. 94–108. URL: https://ojs.irgups.ru/index.php/mns/article/view/933. (дата обращения 01.02.2023).
Закарюкин В.П., Крюков А.В., Степанов А.Д. Экспериментальная проверка математических моделей электрических систем, построенных на основе фазных координат // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2004. № 4 (20). С. 152–157.
Potapov V.V., Suslov K.V., Kostina K.V. Theoretical Bases of Electrical Engineering. Irkutsk : Irkutsk National Research Technical University, 2020. 158 p.
Соловской А.С., Решетко К.А. Реализация математической модели продольной винтовой прокатки в программном комплексе ANSYS // Электрофизические методы обработки в современной промышленности : материалы V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2022. С. 67–70.
Куцый А.П., Овечкин И.С., Галков А.А. Повышение пропускной способности участка Якурим – Киренга для обеспе-чения графика движения поездов с максимальной массой 7 100 тонн // Молодая наука Сибири. 2022. № 2 (16). С. 166–174. URL: https://ojs.irgups.ru/index.php/mns/article/view/777 (дата обращения 01.02.2023).
Пультяков А.В., Трофимов Ю.А., Скоробогатов М.Э. Комплексные решения по повышению устойчивости работы устройств автоматической локомотивной сигнализации на участках с электротягой переменного тока // Транспортная инфраструк-тура Сибирского региона : материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2015. Т. 1. С. 328–332.
К повышению надежности устройств контактной сети / А.С. Есауленко, В.П. Ступицкий, В.А. Тихомиров и др. // Мо-лодая наука Сибири. 2021. № 2 (12). С. 200–205. URL: https://mnv.irgups.ru/k-povysheniyu-nadezhnosti-ustroystv-kontaktnoy-seti (дата обращения 01.02.2023).
Электроснабжение децентрализованных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии / Т.В. Сокольникова, И.Н. Шушпанов, К.В. Суслов и др. // Технико-экономические проблемы развития регионов : материалы науч.-практ. конф. Иркутск, 2011. Вып. 7. С. 79–82.
Khudonogov I.A., Puzina E.Yu., Tuigunova A.G. Summarized diagnostic parameter for condition assessment of power trans-former windings insulation // International Russian Automation Conference. 2019. DOI 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867610.
Филиппов Д.М., Ступицкий В.П., Лобанов О.В. Проблемы диагностики параметров контактной сети // Молодая наука Сибири. 2021. № 2 (12). С. 125–131. URL: https://mnv.irgups.ru/problemy-diagnostiki-parametrov-kontaktnoy-seti (дата обращения 01.02.2023).
Puzina E.Yu., Cherniga M.Yu., Khudonogov I.A. Strengthening the power supply system of electrified railways, taking into account the use of interval control devices // International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2020. C. 9271385. DOI 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271385.
Крюков А.В., Асташин С.М., Степанов А.Д. Системный анализ факторов, влияющих на эффективность тепловизион-ных обследований электрооборудования // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы Межвуз. науч.-практ. конф. Иркутск, 2009. Т. 2. С. 67–71.
Khudonogov I.A., Puzina, E.Yu., Tuigunova A.G. Modeling turn insulation thermal aging process for traction substation trans-former // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing. 2020. DOI 10.1109/ICIEAM48468.2020.9112021.
Пузина Е.Ю. Целесообразность применения системы мониторинга силовых трансформаторов // Повышение эффектив-ности производства и использования энергии в условиях Сибири : материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск, 2013. Т. 2. С. 167–171.
