Modeling and analysis of short-circuit currents of a 1×25 kV traction power supply system in the SimInTech program at various stages of voltage regulation of the OLTC device

Authors

  • Igor’ Anatol'evich Khudonogov Irkutsk State Transport University
  • Alexandr Andreevich Galkov Irkutsk State Transport University

Keywords:

traction power supply system, modeling, voltage regulation device, short-circuit, traction transformer, contact network

Abstract

Calculations of short-circuit currents in traction power supply systems are performed for the correct selection of equipment characteristics of both the contact network and traction substations. In addition, such calculations are necessary for the correct selection and configuration of relay protection devices. Therefore, modeling the short circuit mode is relevant. Short circuit is an emergency mode that is dangerous for the equipment, and incorrect selection of characteristics entails instant failure of the equipment at the first short circuit. It is important to calculate the short circuit mode most accurately, taking into account the many factors and devices that can affect the flowing currents. One of these devices is a voltage regulation device under load, which allows to adjust the voltage on the lowest voltage winding of a traction transformer without disabling it. The SimInTech dynamic simulation environment was chosen to simulate the short circuit mode, taking into account the possible variable voltage. This program allows to create combined models that take into account many factors, including transients, which in particular occur during short circuits. As a result of the simulation, oscillograms of currents at the short-circuit point, at the inputs of the high voltage of the traction transformer, on the feeders of the contact network and directly at the short-circuit point were obtained. The article evaluates the program as an environment for modeling traction power supply systems, analyses the effect of voltage regulation under load on short-circuit currents and the effect of short-circuit currents on the reliability of a voltage regulation device under load.

Author Biographies

Igor’ Anatol'evich Khudonogov, Irkutsk State Transport University

Doctor of Engineering Science, Full Professor, Professor of the Department of Electric Power Industry of Transport

Alexandr Andreevich Galkov, Irkutsk State Transport University

Ph.D. Student of the Department of Electric Power Industry of Transport

References

Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташов, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др. М. : МЭИ, 2006. 319 с.

Об утверждении Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации : приказ Минтранса России № 250 от 23.06.2022. Доступ из справ.-прав. системы АСПИЖТ в локал. сети.

Руководящие указания по релейной защите систем тягового электроснабжения / сост. Ю.И. Жарков, Е.П. Фигурнов, Т.Е. Петрова. М. : Трансиздат, 2005. 216 с.

Герман Л.А., Герман В.Л. Диагностика аварийных ситуаций контактной сети переменного тока железных дорог // Электроника и электрооборудование транспорта. 2008. № 3. С. 41–47.

Герман Л.А. Герман В.Л. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока. М. : МГУПС, 2014. 173 с.

Совершенствовать регулирование напряжения на тяговых подстанциях / Л.А. Герман, Д.А. Куров, С.О. Фельдман и др. // Локомотив. 2012. № 5 (665). С. 45–46.

Интеллектуальные терминалы для автоматизации электроснабжения / Л.А. Герман, А.В. Саморуков, Д.В. Ишкин и др. // Локомотив. 2013. № 12 (684). С. 39–40.

Худоногов И.А., Галков А.А Современные подходы к оценке состояния устройств регулирования напряжения под нагрузкой силовых маслонаполненных трансформаторов тяговых подстанций // Образование – Наука – Производство : материалы VII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Чита, 2023. Т. 1. С. 316–323.

Коноплев Н.Е. Управление устройством РПН трансформатора с помощью алгоритмов нечеткой логики // Наука и моло-дежь : материалы XX Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Барнаул, 2023. Т. 1. Ч. 1. С. 342–344.

Турсунов Д.А., Исмоилов И.К. Анализ вопросов применения устройств регулирования силовых трансформаторов // Universum: технические науки. 2020. № 8-3 (77). С. 68–75.

Герман Л.А., Кишкурно К.В. Регулирование напряжения в тяговой сети переменного тока железных дорог // Электричество. 2014. № 9. С. 23–33.

Каландаров Х.У., Михеев Г.М., Ефремов Л.Г. Применение переключающих устройств в электроэнергетике // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения : сб. науч. тр. Чебоксары, 2015. Т. 11. С. 129–139.

Фельдман С.О., Ячкула Н.И. Автоматическое регулирование напряжения в тяговой сети переменного тока // Локомотив. 2013. № 1 (673). С. 46–47.

Переключающие устройства: Основные характеристики и технические данные. ЕА-740. София : HHI-B, 2011. 56 с. URL : http://mail.gercon-ltd.ru/files/PU_OB_KAT.pdf (Дата обращения 01.04.2024).

Пат. 2531025 Рос. Федерация. Устройство контроля короткого замыкания в контактной сети переменного тока двухпутного участка железной дороги / Л.А. Герман, В.Л. Герман, Д.А. Жевлаков и др. № 2012138506/28 ; заявл. 07.09.12 ; опубл. 20.10.14, Бюл. № 29. 8 с.

Пат. 2365929 Рос. Федерация. Устройство контроля короткого замыкания в контактной сети / Л.А. Герман, В.Л. Герман. № 2008111210/28 : заявл. 24.03.2008 ; опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24. 7 с.

Усков А.А. Системы с нечеткими моделями объектов управления. Смоленск : СФРУК, 2013. 150 с.

Khudonogov I.A., Puzina E.Yu., Tuigunova A.G. The Use of «Technical Rigidity» Indices to Assess Climatic Factors Effects on Power Transformers Reliability // International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). Chelyabinsk, 2020. P. 136–141. DOI: 10.1109/UralCon49858.2020.9216258.

Published

2024-08-05

How to Cite

Худоногов, И. А., & Галков, А. А. (2024). Modeling and analysis of short-circuit currents of a 1×25 kV traction power supply system in the SimInTech program at various stages of voltage regulation of the OLTC device. Modern Technologies. System Analysis. Modeling, (2(82), 123-132. Retrieved from https://ojs.irgups.ru/index.php/stsam/article/view/1587