Електромагнітна сумісність і аналіз параметрів якості електричної енергії споживачів тягових підстанцій.
Loading...
Date
2019
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Актуальність. У програмі «Драйв Україна 2030» заплановано розвиток українських залізниць і інтеграція нашої системи інфраструктури в європейський транспорт. Необхідно провести модернізацію різних підрозділів інфраструктури України. Інтеграція українського транспорту в європейську транспортну систему вимагає застосування нових технологій. Це необхідно для участі в проекті «Новий шовковий шлях». Таким чином, реформа інфраструктури передбачає модернізацію електроенергетики в Україні і введення нових вимог ринку для споживачів. Залізничний транспорт повинен гармонійно вписуватися в нові умови взаємодії з енергетикою. Енергоефективність українських залізниць все ще недостатньо висока через моральний і технічний знос обладнання тягових підстанцій, термін служби яких у багатьох випадках становить 30 ... 40 років. 242 тягових підстанції потребують негайної реконструкції. Причини низької енергоефективності також полягають в поганому технічному стані електричних мереж через спрацювання устаткування, асиметричне навантаження фаз тягового трансформатора і неповнофазних режимів роботи ліній електропередач (ЛЕП), потоків потужності і відсутність коштів для впровадження систем скомпенсаціі реактивної енергії. Метою роботи є оцінка енергоефективності тягових систем змінного струму і сучасних технічних умов розвитку залізничного транспорту, аналіз системи тягового електропостачання і її електромагнітна сумісність з нетягових споживачами. Саме тому дослідження, пов'язані з вивченням енергоефективності тягових і нетягових електричних мереж, розробкою заходів щодо збереження і поліпшення якості електроенергії, компенсацією реактивної потужності і підвищенням надійності енергопостачання, є актуальними. Споживачі тягових підстанцій були класифіковані за категоріями електропостачання. Існує певний дисбаланс між одержуваною і споживаною потужністю. Відсоток енергетичного дисбалансу не перевищує 1,4%. Було встановлено, що нетягові споживачі (деякі станції, нетягові залізничні служби і підрозділи і власні потреби підстанції) мають тільки 5% всієї електроенергії для даної підстанції. Слід зазначити, що стандарти електромагнітної сумісності вимагають коректування і подальшого розвитку. Для забезпечення ЕМС обладнання необхідно мати набір взаємоузгоджених стандартів, які будуть застосовуватися як при проектуванні, так і при експлуатації електричних мереж і підприємств. У системах електропостачання багатьох компаній стандарти якості електроенергії не дотримуються, що призводить до значних економічних втрат і соціальних витрат.
RU: Актуальность. В программе «Драйв Украина 2030» запланировано развитие украинских железных дорог и интеграция нашей системы инфраструктуры в европейский транспорт. Необходимо провести модернизацию различных подразделений инфраструктуры Украины. Интеграция украинского транспорта в европейскую транспортную систему требует применения новых технологий. Это необходимо для участия в проекте «Новый шелковый путь». Таким образом, реформа инфраструктуры предполагает реформирование электроэнергетики в Украине и введение новых требований рынка для потребителей. Железнодорожный транспорт должен гармонично вписываться в новые условия взаимодействия с энергетикой. Энергоэффективность украинских железных дорог все еще недостаточно высока из-за морального и технического износа оборудования тяговых подстанций, срок службы которых во многих случаях составляет 30… 40 лет. 242 тяговых подстанции нуждаются в немедленной реконструкции. Причины низкой энергоэффективности также заключаются в плохом техническом состоянии электрических сетей из-за износа оборудования, асимметричной нагрузки фаз тягового трансформатора и неполнофазных режимов работы линий электропередач (линий электропередач), потоков мощности и отсутствия средств скомпенсации реактивной энергии. Целью работы является оценка энергоэффективности тяговых систем переменного тока и современных технических условий развития железнодорожного транспорта, системы тягового электроснабжения и их электромагнитной совместимости с нетяговыми потребителями. Именно поэтому исследования, связанные с изучением энергоэффективности тяговых и нетяговых электрических сетей, разработкой мероприятий по сохранению и улучшению качества электроэнергии, компенсацией реактивной мощности и повышением надежности энергоснабжения, являются актуальными. Потребители тяговых подстанций были классифицированы по категориям электроснабжения. Существует некоторый дисбаланс между получаемой и потребляемой мощностью. Процент энергетического дисбаланса не превышает 1,4%. Было установлено, что не тяговые потребители (некоторые станции, нетяговые железнодорожные службы и подразделения и собственные нужды подстанции) имеют только 5% всей электроэнергии для данной подстанции. Следует отметить, что стандарты электромагнитной совместимости требуют корректировки и дальнейшего развития. Для обеспечения ЭМС оборудования необходимо иметь набор взаимосогласованных стандартов, которые будут применяться как при проектировании, так и при эксплуатации электрических сетей и предприятий. В системах электроснабжения многих компаний стандарты качества электроэнергии не соблюдаются, что приводит к значительным экономическим потерям и социальным издержкам.
EN: Actuality. The program “Drive Ukraine 2030” have been planned to develop of Ukrainian Railways and integration of our infrastructure system to European Transport. It is needed to carry out the modernization of different units of Ukrainian Infrastructure. The integration of Ukrainian transport to the European transport system requires the application of new technology. This is allowed to take part in the project “New Silk Link”. So the reform of infrastructure involves reform of the electricity industry in Ukraine and the introduction of new market requirements for consumers. Railway transport should fit into the new conditions of interaction with the Energy industry harmoniously. The energy efficiency of the Ukrainian Railways is still not high enough due to the moral and technical deterioration of the equipment of traction substations, whose service life is 30…40 years in many cases. The 242 traction substations need in immediate reconstruction. The reasons for low energy efficiency are also in the poor technical condition of the power grids due to equipment wear out, asymmetrical load of the traction transformer phases and incomplete modes of operation of power lines (transmission lines), power flows, non-compensation of reactive power. The purposes of the work are to evaluate energy efficiency of AC traction system and current technical conditions of development of railway transport, traction supply system, and their electromagnetic compatibility with non-traction consumers. That is why research related to the study of the energy efficiency of traction and non-traction power grids, the development of measures to save and to improve the quality of electricity, reactive power compensation and to increase reliability of power supply. The consumers of traction substation were classified for categories of electrosupplying. There is some unbalance between received and consumed power. Percentage of power unbalance does not exceed 1.4 %. It was determined that non-traction consumers (only some plants, non-traction railway loads and own needs of substation) has only 5 % from all electricity for the given substation. It should be noted that electromagnetic compatibility standards require adjustment and further development. In order to provide EMC of equipment, it is necessary to have a set of mutually agreed standards that will be applied both in the design and operation of electric networks and enterprises. In many companies' power supply systems, power quality standards are not met, resulting in significant economic losses and social costs.
RU: Актуальность. В программе «Драйв Украина 2030» запланировано развитие украинских железных дорог и интеграция нашей системы инфраструктуры в европейский транспорт. Необходимо провести модернизацию различных подразделений инфраструктуры Украины. Интеграция украинского транспорта в европейскую транспортную систему требует применения новых технологий. Это необходимо для участия в проекте «Новый шелковый путь». Таким образом, реформа инфраструктуры предполагает реформирование электроэнергетики в Украине и введение новых требований рынка для потребителей. Железнодорожный транспорт должен гармонично вписываться в новые условия взаимодействия с энергетикой. Энергоэффективность украинских железных дорог все еще недостаточно высока из-за морального и технического износа оборудования тяговых подстанций, срок службы которых во многих случаях составляет 30… 40 лет. 242 тяговых подстанции нуждаются в немедленной реконструкции. Причины низкой энергоэффективности также заключаются в плохом техническом состоянии электрических сетей из-за износа оборудования, асимметричной нагрузки фаз тягового трансформатора и неполнофазных режимов работы линий электропередач (линий электропередач), потоков мощности и отсутствия средств скомпенсации реактивной энергии. Целью работы является оценка энергоэффективности тяговых систем переменного тока и современных технических условий развития железнодорожного транспорта, системы тягового электроснабжения и их электромагнитной совместимости с нетяговыми потребителями. Именно поэтому исследования, связанные с изучением энергоэффективности тяговых и нетяговых электрических сетей, разработкой мероприятий по сохранению и улучшению качества электроэнергии, компенсацией реактивной мощности и повышением надежности энергоснабжения, являются актуальными. Потребители тяговых подстанций были классифицированы по категориям электроснабжения. Существует некоторый дисбаланс между получаемой и потребляемой мощностью. Процент энергетического дисбаланса не превышает 1,4%. Было установлено, что не тяговые потребители (некоторые станции, нетяговые железнодорожные службы и подразделения и собственные нужды подстанции) имеют только 5% всей электроэнергии для данной подстанции. Следует отметить, что стандарты электромагнитной совместимости требуют корректировки и дальнейшего развития. Для обеспечения ЭМС оборудования необходимо иметь набор взаимосогласованных стандартов, которые будут применяться как при проектировании, так и при эксплуатации электрических сетей и предприятий. В системах электроснабжения многих компаний стандарты качества электроэнергии не соблюдаются, что приводит к значительным экономическим потерям и социальным издержкам.
EN: Actuality. The program “Drive Ukraine 2030” have been planned to develop of Ukrainian Railways and integration of our infrastructure system to European Transport. It is needed to carry out the modernization of different units of Ukrainian Infrastructure. The integration of Ukrainian transport to the European transport system requires the application of new technology. This is allowed to take part in the project “New Silk Link”. So the reform of infrastructure involves reform of the electricity industry in Ukraine and the introduction of new market requirements for consumers. Railway transport should fit into the new conditions of interaction with the Energy industry harmoniously. The energy efficiency of the Ukrainian Railways is still not high enough due to the moral and technical deterioration of the equipment of traction substations, whose service life is 30…40 years in many cases. The 242 traction substations need in immediate reconstruction. The reasons for low energy efficiency are also in the poor technical condition of the power grids due to equipment wear out, asymmetrical load of the traction transformer phases and incomplete modes of operation of power lines (transmission lines), power flows, non-compensation of reactive power. The purposes of the work are to evaluate energy efficiency of AC traction system and current technical conditions of development of railway transport, traction supply system, and their electromagnetic compatibility with non-traction consumers. That is why research related to the study of the energy efficiency of traction and non-traction power grids, the development of measures to save and to improve the quality of electricity, reactive power compensation and to increase reliability of power supply. The consumers of traction substation were classified for categories of electrosupplying. There is some unbalance between received and consumed power. Percentage of power unbalance does not exceed 1.4 %. It was determined that non-traction consumers (only some plants, non-traction railway loads and own needs of substation) has only 5 % from all electricity for the given substation. It should be noted that electromagnetic compatibility standards require adjustment and further development. In order to provide EMC of equipment, it is necessary to have a set of mutually agreed standards that will be applied both in the design and operation of electric networks and enterprises. In many companies' power supply systems, power quality standards are not met, resulting in significant economic losses and social costs.
Description
Т. Сердюк: ORCID: 0000-0002-2609-4071
Keywords
параметри якості електричної енергії, тягові і нетягові споживачі, тягова підстанція, електромагнітна сумісність, параметры качества электрической энергии, тяговые и нетяговые потребители, тяговая подстанция, электромагнитная совместимость, power quality parameters, traction and non-traction consumers, traction substation, electromagnetic compatibility, electromagnetic compatibility, КАТ
Citation
Сердюк, T. М. Електромагнітна сумісність і аналіз параметрів якості електричної енергії споживачів тягових підстанцій. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. 2019. № 17. С. 48–60. DOI: 10.15802/ecsrt2019/245344.