Повышение электромагнитной совместимости и качества функционирования систем электроснабжения переменного тока скоростных железных дорог тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат технических наук Морозов, Павел Владимирович

• Морозов, Павел Владимирович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Морозов, Павел Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА 12 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1.1 Постановка задачи

1.2 Основные показатели качества электроэнергии

1.3 Анализ влияния точек присоединения системы электроснабжения 32 железной дороги переменного тока на режимы первичной сети

1.4. Анализ экспериментальных данных о качестве электроэнергии в 38 системе электроснабжения железных дорог переменного тока

1.4 Выводы по главе 1

2. АНАЛИЗ СПОСОБОВ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ 45 ПОДСТАНЦИЙ С ЧИСЛОМ ФАЗ НЕКРАТНЫХ ТРЕМ

2.1 Постановка задачи

2.2. Подстанция на основе двух однофазных трансформаторов

2.3 Симметрирование подстанций на основе трехфазных 54 трансформаторов

2.4 Симметрирование подстанций на основе комбинированного 66 включения однофазного и трехфазного трансформаторов

2.5 Симметрирование подстанций методом фазировки

2.6. Симметрирование режимов подстанций на основе трехфазных 81 трансформаторов, включенных по схеме Вудбриджа

2.7. Снижение несинусоидальности токов и напряжений с помощью 88 фильтрокомпенсирующих устройств

Выводы по главе 2

3. СИММЕТРИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИЙ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ 93 ТРАНСФОРМАТОРОВ, СОЕДИНЕННЫХ ПО СХЕМЕ СКОТТА

3.1 Роль схемы Скотта в развитии систем электроснабжения

3.2 Принципы преобразования двухфазного напряжения в 95 трёхфазное на трансформаторах Скотта

3.3 Трансформаторный преобразователь трёхфазной системы 99 напряжения в двухфазную на основе схемы Скотта

3.4 Теоретические основы преобразования трёхфазной системы 105 напряжения в четырехфазную на основе схемы Скотта

3.5 Применение трансформатора Скотта для электропередачи с 113 четным числом фаз

Выводы по главе 3

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ НА 119 ОСНОВЕ СХЕМЫ СКОТТА ПРИ БЫСТРО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ТЯГОВЫХ НАГРУЗКАХ

4.1 Анализ баланса мощностей для трансформаторного 119 преобразователя Скотта при неравных нагрузках на его вторичных обмотках

4.2 Принцип управления формой тока с помощью У УМ

4.3 Принцип автоматического регулирования токов во вторичных 140 обмотках трансформаторного преобразователя на основе схемы

Скотта

4.4 Моделирование УУМ на вторичных обмотках 144 трансформаторного преобразователя

4.5 Варианты усовершенствования структуры и алгоритма 159 функционирования УУМ

Выводы по главе 4

5. ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА СКОТТА С УУМ В 167 АВТОТРАНСФОРМАТОРНЫХ СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

5.1 Постановка задачи

5.2 Краткие сведения о системе электроснабжения 167 Северобайкальского участка БАМ

5.3. Анализ электромагнитной совместимости системы тягового

электроснабжения на основе однофазных трансформаторов с трехфазной сетью

5.4. Анализ электромагнитной совместимости системы тягового 204 электроснабжения на основе трансформатора Скотта с трехфазной сетью

5.5. Технико-экономическое обоснование предложенных вариантов 209 присоединения системы 2x25 кВ и трехфазной сети

5.5.1. Основные соотношения для технико-экономического 209 обоснования

5.5.2. Экономическое обоснование варианта применения 210 трансформатора Скотта в точке присоединения сети 2x25 кВ к трехфазной сети

5.5.3. Экономическое обоснование варианта применения 212 трансформатора Скотта в точке присоединения сети 2x25 кВ к трехфазной сети

Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

217

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЕ. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

219

233

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение электромагнитной совместимости и качества функционирования систем электроснабжения переменного тока скоростных железных дорог»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Электрическая энергия используется во всех сферах жизнедеятельности человека, а также непосредственно участвует при создании и транспортировке других видов продукции, влияя на их качество. В силу своей специфики понятие качества электрической энергии отличается от понятия качества других видов продукции. Каждый электропотребитель, в том числе и тяговые электропотребители, рассчитаны для работы при определенных параметрах электрической энергии, поэтому для их нормальной работы должно быть обеспечено требуемое качество. Таким образом, качество электроэнергии определяется совокупностью некоторых ее характеристик, при которых электроприемники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции. Особенностью электрической энергии является то, что ее качество в месте производства не гарантирует качества у самого потребителя. Качество электроэнергии до и после подключения электропотребителя к сети также может быть различно. Поэтому надлежащее качество электрической энергии - это один из главных показателей эффективности ее производства, передачи, распределения и потребления.

Важнейшими показателями качества электроэнергии являются несимметрия и несинусоидальность токов и напряжений в сетях трехфазного переменного тока. Эти показатели регламентируются соответствующими нормативными документами, в частности, действующим ГОСТ Р 54149-2010, который вступил в силу вместо ГОСТ 13.109-97. Превышение этими показателями допустимых значений снижает срок службы оборудования, увеличивает потери электроэнергии, способствует возникновению аварийных ситуаций на электростанциях и т.д. Как правило, эти явления обусловлены наличием нелинейных многофазных нагрузок различного назначения, в том числе электрифицированных скоростных железных дорог переменного тока. Эти нагрузки оказывают неблагоприятное влияние на режим работы трехфазной питающей сети электроэнергетической системы

(ЭЭС) посредством кондуктивной помехи, распространяющейся через трансформаторные преобразователи числа фаз, в связи с чем задача повышения качества электроэнергии является актуальной.

Наиболее важным моментом здесь является оценка качества электроэнергии в точках присоединения и на границе раздела систем внешнего электроснабжения и системы тягового электроснабжения. При этом в соответствии с Гражданским кодексом РФ электропотребители, питающиеся от той же точки присоединения, что и тяговые подстанции, имеют право требовать снижения оплаты за потребленную некачественную электроэнергию от энергоснабжающих организаций, что привело бы к увеличению тарифов на железнодорожные перевозки. Основной составляющей качества электроэнергии для тяговых нагрузок является несимметрия нагрузки на вторичной стороне трансформаторов, поскольку она является двухфазной и неравномерной, что характеризуется коэффициентом несимметрии напряжения по обратной последовательности. В этом случае двигательные электроприемники, подключенные в этой точке, вынуждены значительно увеличивать электропотребление по прямой последовательности, что снижает энергоэффективность электропотребителя. Наряду с этим, другим важнейшим показателем качества являются высшие гармонические составляющие, которые обусловлены нелинейностью нагрузки тяговых трансформаторов. Этот показатель называется коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения. Гармонические составляющие напряжения обусловлены активными мощностями по каждой гармонике, и их можно идентифицировать как коэффициенты той или иной гармонической составляющей напряжения. Снижение части некачественной электроэнергии на тяговых подстанциях позволит значительно улучшить электромагнитную совместимость скоростных железных дорог и питающих систем электроснабжения переменного тока.

Вопросы по улучшению качества электроэнергии актуальны не только в России, но и за рубежом. Об этом свидетельствуют регулярно проходящие

6

конференции, посвященные вопросам электромагнитной совместимости и качества электроэнергии: международная конференция по большим электрическим системам, международная конференция по системам распределения электроэнергии и др. Вопросам улучшения качества электрической энергии посвятили свои работы такие ученые как Дж. Аррилага, Н.Акаги, Э.Хабигер, И.В. Жежеленко, Ю.С. Железко, В.П. Закарюкин, В.Н. Горюнов, Г.Н. Ворфоломеев, Г.И. Самородов, Ю.В. Демин, И.И. Карташов, В.В. Курбацкий, В.В. Литвак, H.A. Мельников, К.Г. Марквардт, Н.С. Маркушевич, В.З. Манусов, В.А. Машкин, В.И. Пантелеев, Ю.К. Розанов, А.Г. Овсянников, В.Г. Сальников, В.М. Салтыков, H.H. Харлов, Ю.В. Целебровский А.К. Шидловский, Н.И. Щуров и др.

Таким образом, проблема улучшения качества электрической энергии существует и требует новых решений по разработке технических средств, повышающих качество электроэнергии и тем самым электромагнитной совместимости, а также принципов их автоматического управления.

Данная диссертационная работа направлена на повышение электромагнитной совместимости и качества функционирования систем электроснабжения переменного тока за счет обеспечения симметрии напряжений и токов в трехфазной сети и их синусоидальности при неравномерном и быстром изменении тяговых электрических нагрузок.

Объектом исследований являются трехфазные электрические сети ЭЭС, имеющие точку присоединения к системам электроснабжения скоростных железных дорог 2><25 кВ, электрифицированных на переменном токе, с числом фаз, не кратным трем.

Целью диссертационной работы является техническое усовершенствование системы электроснабжения переменного тока ЭЭС 2x25 кВ за счет симметрирования напряжений в трехфазной питающей сети с помощью трансформаторов Скотта и устройства уравнивания мощности на их вторичных обмотках.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены

следующие задачи:

1. Критический обзор и анализ существующих схемных решений систем электроснабжения, использующих трансформаторные преобразователи разных видов на тяговых подстанциях для обеспечения симметрии в питающей трехфазной сети.

2. Сопоставление способов усовершенствования схемных решений для подстанций с числом фаз не кратным трем на основе уравнений магнитодвижущих сил обмоток трансформаторов и их математических моделей.

3. Разработка устройства уравнивания мощности на вторичных обмотках трансформатора Скотта для обеспечения симметрии в трехфазной сети при резко изменяющейся нагрузке.

4. Разработка системы управления устройством уравнивания мощности, обеспечивающей уравнивание мощности и синусоидальность кривой тока и напряжения в питающей трехфазной сети.

5. Исследование режимов работы трансформаторных подстанций, выполненных по схеме Скотта при быстро изменяющихся тяговых нагрузках.

6. Исследование возможности применения четырехфазных линий электропередачи вдоль скоростной железной дороги в качестве питающей системы электроснабжения.

Методы исследований базируются на теории электромагнитных процессов, символическом методе расчета электрических цепей переменного тока, математическом моделировании, теории автоматического управления. При исследовании системы уравнивания мощностей на вторичных обмотках трансформатора Скотта использовались методы цифрового моделирования на основе пакета программ МАТЬАВ 81пшНпк.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель трансформаторного преобразователя из трех фаз в четное количество фаз, не кратное трем, с устройством уравнивания мощности.

2. Четырехфазная система электроснабжения тяговых сетей

8

переменного тока.

3. Математическая модель устройства уравнивания мощностей.

4. Система управления устройством уравнивания мощностей.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Выполнен полный сравнительный анализ возможных схем трансформаторных преобразователей для систем электроснабжения с числом фаз не кратным трем, отличающийся тем, что для каждого из типов преобразователей составлены уравнения магнитодвижущих сил с последующей оценкой уровня несимметрии напряжений в трехфазной сети.

2. Предложена принципиально новая система электроснабжения с четырехфазной линией электропередачи вдоль скоростной железной дороги, позволяющая вынести трансформаторы Скотта в высоковольтную питающую сеть, что обеспечивает полное симметрирование напряжений и токов с одновременным сокращением затрат на тяговые подстанции.

3. Разработано устройство уравнивания мощности на вторичных обмотках трансформатора Скотта, обеспечивающее симметрию и электромагнитную совместимость за счет нераспространения кондуктивных помех в питающую трехфазную сеть.

4. Предложена и разработана система управления устройством уравнивания мощности, подавляющая гармонические составляющие высших порядков, что обеспечивает синусоидальность формы кривых тока и напряжения.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Разработана система моделирования трансформаторного преобразователя Скотта и устройства уравнивания мощности, предназначенная для оценки электромагнитной совместимости сетей трехфазного тока и систем электроснабжения с числом фаз, не кратных трем.

2. Показано, что при определенном алгоритме управления устройство уравнивания мощности на вторичной стороне трансформатора Скотта снижает несимметрию загрузки трехфазной сети, удовлетворяющую требованиям ГОСТ.

3. Разработана программная реализация приведенных математических моделей в рамках среды программирования МАТЬАВ БтиПпк, позволяющая выполнять моделирование трансформаторных преобразователей как в реальных системах, так и в учебном процессе.

4. Предложена четырехфазная линия электропередачи на основе трансформаторов Скотта для электроснабжения железной дороги переменного тока 2x25 кВ, которая при сохранении однофазных трансформаторов позволит снизить несимметрию и потери мощности до уровней, допустимых ГОСТ.

Реализация работы. Материалы работы излагались и используются в учебном процессе кафедры систем электроснабжения предприятий и кафедры электротехнических комплексов Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет».

Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на ряде всероссийских и международных конференций: Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность», Томск, 2009; Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения», Новосибирск, 2010; Региональной научно-технической конференции «Наука, техника, инновации», Новосибирск, 2011.

Личный вклад. Решение поставленных научно-исследовательских задач, научные положения, выносимые на защиту, основные выводы и рекомендации диссертации принадлежат автору. Личный вклад в каждой работе, опубликованной в соавторстве, составляет не менее 50 %.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 печатных работ, из которых 6 статей в рецензируемых научных журналах, вошедших в перечень ВАК РФ, 12 научных публикаций в материалах научно-технических конференций и симпозиумов.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 116 наименований и приложения. Диссертация изложена на 232 страницах основного текста, включая 95 рисунков и 8 таблиц.

1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1.1. Постановка задачи

Электроэнергетическая система (ЭЭС) - это совокупность электрических станций, электрических сетей и электрических нагрузок, рассматриваемые как единое целое в отношении протекающих в них физических процессов, а также объединенные общностью процессы производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии. Электрические станции, включенные в ЭЭС, работают параллельно для снабжения потребителей электрической энергией, которая передается по электрическим сетям [1]. Электрические аппараты и оборудование, присоединенные к системе электроснабжения, связаны между собой кондуктивно и оказывают влияние как друг на друга, так и на саму систему электроснабжения.

Единые требования к системе электроснабжения закреплены стандартами, что позволяет гарантировать работоспособность оборудования при условии соблюдения их требований. Эти стандарты устанавливают допустимые значения показателей качества электрической энергии. В РФ показатели качества электрической энергии, методы их оценки и нормы определяет Межгосударственный стандарт: «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [2]. Нормы качества энергии, устанавливаемые настоящим стандартом, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения. Как известно, кондуктивная электромагнитная помеха распространяется по элементам электрической сети.

Настоящая глава посвящена сравнительному анализу показателей качества электрической энергии в системах электроснабжения железных дорог.

Техническую основу всей Российской электроэнергетики составляют 440 тепловых и гидравлических электростанций мощностью соответственно 132,1 и 43,8 млн. кВт и 9 атомных электростанций мощностью 22,1 млн. кВт. Протяженность ЛЭП всех классов напряжений составляет 2,67 млн. км, в том числе свыше 150,69 тыс. км основных системообразующих ЛЭП напряжением свыше 220 кВ.

По номинальному напряжению высоковольтные электрические сети можно разделить на

• Сети среднего напряжения (СН) - 6.. .35 кВ;

• Сети высокого напряжения (ВН) - 110.. .220 кВ;

• Сети сверхвысокого напряжения (СВН) - 330.. .750 кВ;

• Сети ультравысокого напряжения (УВН) - свыше 1000 кВ.

По роду тока различают сети переменного и постоянного тока.

Основной задачей любой системы электроснабжения является

обеспечение качества функционирования некоторой технической системы. В данной работе в качестве такой технической системы выбрана железная дорога, электрифицированная на переменном токе. Для этого необходимо, чтобы система электроснабжения располагала соответствующей мощностью. Кроме того, система электроснабжения железной дороги должна иметь достаточный уровень электромагнитной совместимости с ЭЭС в целом при самых разнообразных условиях работы железнодорожного транспорта. Эти задачи могут быть решены только при правильно выбранных параметрах системы электроснабжения, обеспечивающих работу оборудования в допустимых пределах и необходимое качество электрической энергии.

Электрифицированные железные дороги оказывают различные мешающие влияния на смежные сооружения, в том числе на трехфазную сеть. Так, на дорогах переменного тока в питающей трехфазной системе

нарушается симметрия токов и напряжений, что ведет к дополнительным потерям электрической энергии, к понижению мощности генераторов и двигателей или уменьшению срока их службы. Несимметрия напряжения возникает при неравенстве напряжений в фазах по амплитуде или отличии угла между фазами более 120°. Степень несимметрии определяют с помощью метода симметричных составляющих по отношению составляющей обратной последовательности к составляющей прямой последовательности. Напряжение обратной последовательности в основном возникает из-за протекающих по сети токов обратной последовательности несимметричных нагрузок [3], в связи с чем в первом приближении необходимо исследовать и оценивать степень несимметрии по току. Нормально допустимое значение коэффициента несимметрии в точке присоединения тяговой сети в трехфазной сети в течение не менее 95% каждых суток составляет 2% [2], а предельно допустимое - 4%. В соответствии с Правилами устройства системы тягового электроснабжения железных дорог РФ для снижения несимметрии тяговые подстанции переменного тока, в составе которых есть трехфазные и однофазные трансформаторы, необходимо подключать к линиям электропередачи с циклическим присоединением наиболее загруженных фаз тяговых подстанций к разным фазам трехфазной сети [4]. Снижать несимметрию также можно путем пофазного размещения устройств параллельной компенсации реактивной мощности. Далее выявлены и проанализированы недостатки таких способов симметрирования, и в качестве рекомендаций предложены усовершенствованные схемные решения для трансформаторов, которые дают несимметрию, не превышающую 2%. Эти рекомендации являются основанием для формулирования предложений по корректировке п. 10.3 Правил [4].

Указанная несимметрия в первую очередь обусловлена тем, что система тягового электроснабжения переменного тока со своими подстанциями, как правило, представляет собой для трехфазной сети многофазную нагрузку с четным количеством фаз, кратным количеству

путей, но не кратным трем. Для симметрирования таких нагрузок нельзя применять методы, которые существуют для симметрирования многофазных нагрузок с числом фаз, кратным трем. Следовательно, необходимо принимать специальные меры для ограничения несимметрии.

Из-за наличия в составе локомотивов электронных преобразователей токи и напряжения в тяговой сети дорог переменного тока несинусоидальны, что усиливает ее электрическое и магнитное влияние на трехфазную сеть, нарушая режим ее работы. Такие локомотивы можно рассматривать как источники гармоник тока, которые вызывают гармонические падения напряжений на полных сопротивлениях сети [3]. Нормально допустимое значение коэффициента искажения синусоидальности (коэффициента гармоник) составляет 2%, а предельно допустимое 3%.

В последующих редакциях стандарта на качество электрической энергии допустимые значения коэффициентов несимметрии и искажения синусоидальности останутся неизменными [5]

Система электроснабжения электрифицированной железной дороги взаимодействует с трехфазной сетью посредством тяговой подстанции, которая является точкой присоединения. Устройство тяговой подстанции зависит от системы электрической тяги, применяемой на железной дороге, т.е. определяется родом тока и напряжения, применяемого в контактной сети, а также напряжением и системой тока источника энергии со стороны трехфазной сети. Как правило, электрифицированная железная дорога получает питание от энергосистемы, а не от одной электрической станции, как это показано на принципиальной схеме рис. 1.1.

Основным преимуществом системы однофазного тока промышленной частоты 50 Гц по сравнению с системой постоянного тока является возможность использования высокого напряжения в контактной сети.

Рисунок 1.1- Принципиальная схема питания электрифицированной железной дороги от энергосистемы

I - внешнее электроснабжение: 1 - энергосистема; 2 - линия электропередачи энергосистемы; 3 - районная электрическая подстанция; 4 -линия электропередачи от районной подстанции к тяговой; II - тяговое электроснабжение: 5 - тяговая подстанция (точка присоединения); 6 -питающая линия; 7 - отсасывающая линия; 8 - контактная подвеска; 9 -рельсы; 10 - электроподвижной состав (ЭПС).

В СССР и затем в РФ принято напряжение 25 кВ. При этом тяговые подстанции превращаются в простые трансформаторные, а сечение контактной сети значительно уменьшается даже при больших расстояниях между подстанциями.

При питании каждой однофазной нагрузки от трехфазной районной сети имеет место различная нагрузка фаз первичной системы электроснабжения. Несимметрия нагрузки приводит к ухудшению работы первичной системы (генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, релейной защиты). Несимметрия напряжения оказывает неблагоприятные влияния на работу трехфазных потребителей, получающих питание от этих

подстанций и линий электропередачи. При электрической тяге на однофазном токе промышленной частоты используются однофазные, трехфазные или трехфазно-двухфазные трансформаторы [6].

Упомянутые особенности взаимодействия тяговой сети с трехфазной сетью требуют большого внимания к вопросам обеспечения качества электроэнергии в трехфазной сети.

1.2 Основные показатели качества электроэнергии

Качество электрической энергии - это совокупность свойств, при которых электрооборудование, приборы и аппараты способны нормально функционировать, выполнять заложенные в них функции. В процессе эксплуатации электрооборудования происходит его взаимодействие с окружающей средой. Это взаимодействие является обоюдным: не только среда может воздействовать на электрические аппараты и оборудование, но и последние также могут воздействовать на среду. Взаимодействие среды с электрооборудованием определяется посредством электромагнитных помех. Таким образом, электроэнергетическая система - это такая электромагнитная среда, в которой электромагнитные помехи создаются и воздействуют на электрические приборы, являющиеся, в свою очередь, источниками электромагнитных помех. Поэтому качество электрической энергии в системе электроснабжения характеризуют по уровню электромагнитных помех, называемых показателями качества электроэнергии [7], [8], [9].

В России нормы качества электрической энергии представлены в ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Основные нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [2], [5]. ГОСТ определяет следующие показатели качества электроэнергии:

• установившееся отклонение напряжения ди ;

• размах изменения напряжения 81](;

коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Ки ;

• коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения ;

• коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К2и;

• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности Кои;

• отклонение частоты А/;

• длительность провала напряжения ;

Несимметричные режимы системы электроснабжения обусловлены, главным образом, тремя причинами:

• неодинаковыми нагрузками фаз элементов сети, вызываемыми работой ЭП с нестабильной нагрузкой фаз (например, дуговых сталеплавильных печей) или тяговых нагрузок;

• неполнофазной работой линий, вызванной кратковременным отключением одной из фаз линии при коротких замыканиях или более долговременным отключением при пофазных ремонтах, наличием поперечных реакторов не во всех фазах линии и т.п.;

• неравенством параметров отдельных фаз линий. Несимметрия напряжений, обусловленная этой причиной, на порядок меньше первых двух.

Наиболее частой причиной несимметрии напряжений на практике является неравенство токовых нагрузок фаз [10]. Несимметрия в сетях высоких напряжений вызывается в основном наличием у потребителей мощных однофазных нагрузок и трехфазных, но с неодинаковым потреблением по фазам. Например, в системах тягового электроснабжения могут быть однофазные тяговые нагрузки и трехфазные нетяговые (районные) нагрузки.

Любую несимметричную систему трех напряжений можно разложить на три симметричные системы: прямой последовательности и}, чередование

фаз которой совпадает с чередованием фаз исходной системы, обратной последовательности и2, чередование фаз которой противоположное, и нулевой последовательности С/0, все векторы которой направлены одинаково (рис. 1.2). Система векторов междуфазных (линейных) напряжений IIВА, Vас> исв замкнута (составляется в треугольник), поэтому нулевая последовательность, в ней присутствовать не может. Система векторов фазных напряжений 17 А, ив, 11с при наличии нулевой последовательности разомкнута; геометрическая сумма векторов равна утроенному значению напряжения нулевой последовательности.

Воздействие несимметричной системы напряжений на электрооборудование такое же, как трех симметричных систем. Суть этого воздействия на однофазных и трехфазных электропотребителей (ЭП) различна. Для однофазных ЭП значение имеет лишь напряжение той фазы, к которой они подключены. Так как средства регулирования напряжения изменяют напряжения одинаково во всех трех фазах, то соотношение между напряжениями остается неизменным. В результате отклонение напряжения во всех фазах в ряде случаев не удается поддерживать в допустимых пределах [10].

Как известно, симметричную трехфазную систему напряжений при пользовании символического метода можно записать в следующей форме:

и л =11;

!в тс

Комплексный множитель е7120 , называемый оператором поворота вектора, обычно обозначают буквой а. Соответственно выражение (1.1) для симметричной системы напряжений можно записать в виде

иА=и ;йв=а2-и;йс=а-и. (1-2)

(1.1)

Рисунок 1.2 - Разложение несимметричной системы векторов на симметричные составляющие

Метод симметричных составляющих основан на том, что любая несимметричная трехфазная система может быть разложена на три симметричные составляющие: прямой, обратной и нулевой последовательности. Эти три составляющие могут быть изображены тремя системами векторов (рис. 1.3), вращающихся в одну сторону (принято, как обычно, против часовой стрелки).

и.

.41

иА2

и,

.и,

В1 ^в:

.и

иА2

иа

тт

а) б) в) г)

Рисунок 1.3 - Векторные диаграммы составляющих: а) прямой, б) обратной и в) нулевой последовательностей, г) основной фазы

Каждое из фазных напряжений несимметричной системы представляют тремя уравнениями:

иА=иА1+и„+и

А 2

' А0>

ив=ит+ив2+ив 0; ис = ис1+ис2+ис0.

(1.3)

Поскольку векторы йА1, 1/т, 1/С1, а также йА2, 0В2, иС2 образуют две симметричные системы, то с учетом

ит=а2-0Л], 11С1=а-им, иС2=а2-1)А2-, 0АО =1)во =0СО =О0. Уравнения (1.3) принимают вид:

иА=иА]+иА2+и0;

ив=а2-иА1+а-иА2+и0;> (1-4)

ис=а-иА1+а2-иА2+и0-,

Совместное решение системы уравнений (1.4) позволяет определить напряжения 1/0, 0А1, 0А2:

и0=±(йА+ив+ис);

йА1 = Х-{йА+а-йв + а2-йс)-\ (1.5)

йА2=\{йА+а2-йв+а-йс).

Аналогичные выражения записываются и для несимметричной системы токов:

йЛ2 =т[1л+а2-1в+а-1с).

и,

3

1/, 3

(1.6)

При рассмотрении симметричной системы токов и напряжений той или иной последовательности можно вносить в реальную схему условные изменения, не нарушающие принципа замкнутости токов рассматриваемой последовательности. Например, если задана некоторая трехфазная система с нагрузкой на одной из фаз, через которую течет ток /н (ток нагрузки потребителя), то этот ток равен фазному току 1А (рис. 1.4).

ц

в

Рисунок 1.4 - Векторная диаграмма трехфазной системы с одной нагрузкой

Ток /н раскладывается на три системы токов разных последовательностей для трехфазной системы, от которой получает питание потребитель с током /н.

Воспользовавшись системой уравнений (1.6) с учетом того, что 1В— О и /с = 0, получим

(1.7)

Трехфазная система, при которой к однофазной нагрузке приложено фазное напряжение, может быть реализована при схеме звезда - звезда с нулевым проводом, либо при схеме звезда - треугольник (рис. 1.5).

9 J^m]m*J^ •

, IА1 = Iн 1А2 = Т~ \ IАО ~ ~3~ IН . /н

А о-----А о-—

Заключение диссертации по теме «Электростанции и электроэнергетические системы», Морозов, Павел Владимирович

Выводы по главе 5

1. Подтверждена электромагнитная совместимость предложенной системы тягового электроснабжения на основе схемы Скотта с трехфазной сетью на примере системы электроснабжения северобайкальского участка Байкало-Амурской Магистрали.

2. Выполненные расчеты доказывают технико-экономическую целесообразность выполнения трансформаторных подстанций питающей трехфазной сети 220/110 кВ на основе трансформаторов Скотта, что позволяет оставить неизменной структуру тяговых подстанций с однофазными трансформаторами. При этом срок окупаемости такого решения составляет 3-5 лет.

3. Обеспечение структурной надежности подстанций на основе трансформаторов Скотта путем 100% резервирования увеличивает срок окупаемости на 1 -2 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Показано, что система электроснабжения железных дорог переменного тока 2><25 кВ представляет собой совокупность специфических электропотребителей, существенным образом влияющих на показатели качества электрической энергии в питающей трехфазной сети ЭЭС. Искажения параметров режима в питающей электрической сети ЭЭС следует рассматривать как кондуктивные помехи, обусловленные влиянием процесса преобразования нечетного количества фаз в четное, не кратное трем.

2. Исследованы способы усовершенствования структуры трансформаторных преобразователей на тяговых подстанциях переменного тока с числом фаз на вторичной стороне, не кратным трем. Показано, что для однофазных и трехфазных трансформаторов несимметрия токов составляет более 50%. Подстанция с комбинированным включением однофазного и трехфазного трансформаторов дает несимметрию, близкую к нулю. Однако при этом наблюдается перегрузка одной фазы и недоиспользование двух других фаз трансформатора.

3. Доказано, что наиболее приемлемой структурой трансформаторного преобразователя с точки зрения электромагнитной совместимости, является схема Скотта, которая обеспечивает практически нулевую несимметрию токов фаз при обязательном условии равной загрузки его вторичных обмоток, что может быть обеспечено путем разработки устройства, обеспечивающего это условие.

4. При неравномерной нагрузке на вторичных обмотках трансформатора Скотта в условиях быстро изменяющихся тяговых нагрузок предложено применять устройство уравнивания мощности (УУМ), которое подключается параллельно вторичным обмоткам трансформатора Скотта. Такое устройство обеспечивает равенство величин токов на вторичных обмотках и постоянный фазовый сдвиг между ними 90°. Это обеспечивает полную симметрию токов в трехфазной сети при быстром изменении нагрузок.

5. Наилучшее качество регулирования токов в обмотках трансформатора Скотта обеспечивается устройством уравнивания мощности на основе использования 5-уровневых тиристорных мостов со средней точкой, что позволяет удовлетворить требованиям ГОСТ Р 54149-2010 к несимметрии и несинусоидальности.

6. Моделирование предлагаемой структуры преобразовательной тяговой подстанции на основе схемы Скотта вместе с устройством уравнивания мощности показало, что коэффициент несимметрии в трехфазной питающей сети и коэффициент несинусоидальности, характеризующий искажение формы кривой тока и напряжения, не превышают значений приведенных в ГОСТ.

7. Предложены двух- и четырехфазные линии передачи, которые обеспечивают наилучшую симметрию трехфазной сети за счет применения трансформаторов Скотта на высоковольтной подстанции. Такое решение рассмотрено на примере системы электроснабжения северобайкальского участка Байкало-Амурской Магистрали. Выполненные расчеты доказывают технико-экономическую целесообразность выполнения трансформаторных подстанций питающей трехфазной сети 220/110 кВ на основе трансформаторов Скотта, что позволяет оставить неизменной структуру тяговых подстанций с однофазными трансформаторами. При этом срок окупаемости такого решения составляет 3-5 лет

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Морозов, Павел Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Лыкин A.B. Электрические системы / A.B. Лыкин - М.: Университетская книга; Логос, 2008. - 254 с.

2. ГОСТ 13.109 - 97. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Межгосударственный совет по стандартизации и сертификации.// Минск: Изд-во стандартов, 1997.-32 с.

3. РД 50 713-92. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Виды низкочастотных кондуктивных помех и сигналов, передаваемых по силовым линиям, в системах электроснабжения общего назначения. //М.: Изд-во стандартов, 1993.-16 с.

4. ЦЭ-462. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации//М.: Изд-во МПС РФ, 1997.- 41 с.

5. Никифоров В.В. Новый стандарт по качеству электрической энергии. Основные положения и отличия от ГОСТ 13109-97// Новости электротехники, 2011.-№3.-С.15-17

6. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К.Г. Марквардт. - М.: Транспорт, 1982. - 528 с.

7. Карташев И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения / Под ред. М.А. Калугиной. - М.: Издательство МЭИ, 2000. - 120 с.

8. Карташев, И.И. Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов [и др.]; под ред. Ю.В. Шарова. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 320 с.

9. Суднова, В.В. Качество электрической энергии / В.В. Суднова. - М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. - 80 с.

10. Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов / Ю. С. Железко. - М.: ЭНАС, 2009. - 456 е.: ил.

11. Родькин Д.И. Показатели энергопроцессов в сети с полигармоническими напряжением и током/ Д.И. Родькин, A.B. Бялобржевский, А.И. Ломонос//Электротехника,2004.-№6.-С. 43-46

12. Хусаинов Ш.Н.Мощностные характеристики несинусоидальных режимов.//Электричество, 2005.-№9.-С. 7-11

13. Костин В. Н. Передача и распределение электроэнергии / В. Н. Костин, Е. В. Распопов, Е. А. Родченко. - СПб.: СЗТУ, 2003 - 147 с.

14. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.: Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

15. Харлов H.H. Математическое моделирование и идентификация узлов нагрузки с нелинейными электроприемниками // Электричество - 2006 - №2. -С. 7-12.

16. Харлов H.H. Энергетические спектры напряжений и токов узлов нагрузки / H.H. Харлов // Известия Томского политехнического университета. - Томск, 2005. - Т. 308. - № 7, изд-во ТПУ, - С. 75-79

17. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрических железных дорог. М.: Транспорт, 1965 - 464 с.

18. Косарев Б.И. Теория электрического расчета неоднородных и сложных тяговых сетей / Б.И. Косарев // Тр. МИИТ. - М.,1975. - Вып. 411.-С 28-30

19. Чернов Ю.А. Расчет токораспределения в системе энергоснабжения 2x25 кВ. / Ю.А. Чернов // Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог: Тр. МИИТ. - М., 1976. - Вып. 487. - С. 146147.

20. Марский В.Е. Расчет токов в системе тягового электроснабжения / В.Е. Марский // Вестник ЦНИИ МПС. - М, 1976,- Вып.8 - С. 10.

21. Морозов П.В. Применение трансформаторов Скотта на тяговых подстанциях электрических железных дорог. / П.В. Морозов, Г.Н. Ворфоломеев, С.А. Евдокимов, В.И. Сопов / Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока.-2008.-№6, С. 273 - 276

22. Морозов П.В. Моделирование электромагнитного влияния скоростных железных дорог на системы электроснабжения / П.В. Морозов, В.З.Манусов / Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока.-2010.-№3, С. 323 - 327

23. Тамазов А.И. Несимметрия токов и напряжений, вызываемая однофазными тяговыми нагрузками / А.И. Тамазов. - М., 1965. - 235 с.

24. Бородулин Б.М. Система тягового электроснабжения 2x25 кВ / Б.М. Бородулин, М.И. Векслер, В.Е. Марский, И.В. Павлов. -М.: Транспорт, 1989. -247 с.

25. Залышкин М.Д. Выбор трансформаторов в энергетических системах-М.: Государственное энергетическое издательство, 1960.-95 с.

26. Альбац М.М. Тяговые подстанции и контактная сеть на электрифицированных железных дорогах / М.М. Альбац. - M.-JL: Госжелдориздат, 1933.- 296 с.

27. Круг К.А. Основы электротехники / К.А. Круг. - M.,JI.: Объединенное научно-техническое издательство, 1936. - 887 с.

28. Мамошин P.P. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока / P.P. Мамошин. - М.: Транспорт, 1973. - 224 с.

29. Ворфоломеев Г.Н. Преобразование числа фаз в электроэнергетике / Г.Н. Ворфоломеев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. - 96 с.

30. Татэмацу Тосихико Скоростные железные дороги Японии: Синкансен / пер. с япон. Татэмацу Тосихико, Кума Сатоси, Исихара Есио и др.; Под ред. д-ра техн. Наук В.Г. Альбрехта. - М.: Транспорт, 1984. - 199 с.

31. H. Akagi, E. Watanabe, M. Arades. Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditions. -Willey and sons, 2007. - P. 389

32. H. Akagi. Large Static Converters for Industry and Utility Applications. Proceedings of the IEEE, Vol. 89, No. 6, June 2001.-P. 976-983

33. Веселовский О. H., Шнейберг Я.А. Энергетическая техника и её развитие / О.Н. Веселовский, Я. А. Шнейберг. - М.: Высшая школа, 1976. -303 с.

34. Веселовский О.Н. Михаил Осипович Доливо-Добровольский / О.Н. Веселовский - М.: Госэнергоиздат, 1958. - 272 с.

35. Цверава Т.К. Никола Тесла. 1856-1943 / Т.К. Цверава. - JL: Наука, 1974.-212 с.

36. Ворфоломеев Г.Н. Схема Скотта: история и перспективы совершенствования (к столетию создания) / Г.Н. Ворфоломеев -Электричество, 1994. - № 10. - С. 74-77

37 Ильиных Н.М. Схема Скотта и получение её на основе семнадцатифазной системы напряжений / Н.М. Ильиных, Т.А. Рукосуева, Г.Н. Ворфоломеев // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тринадцатая междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. 1-2 марта 2007г.: Тез. докл.: в 3-х т. -М.: Изд-во МЭИ, 2007.-Т.2 - С. 198-199.

38. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Щуров Н.И. Пятифазный мостовой выпрямительный агрегат на основе схемы Скотта / Г.Н. Ворфоломеев, C.B. Мятеж, Н.И. Щуров // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - С.21-25.

39. Ворфоломеев Г.Н. Связь токов при преобразовании трехфазной системы напряжений в сорокапятифазную систему на основе схемы Скотта / Г.Н. Ворфоломеев, В.Г. Шальнев, Н.И. Щуров, Е.С. Килина, В.Б. Филипп, И.А. Циулина, C.B. Мятеж, С.А. Евдокимов // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - Вып.З. - С. 123-128.

40. Климакова А.Ю., Ильиных Н.М., Вольперт Д.Ю. Двадцатичетырехпульсный выпрямитель с трансформаторами Скотта / А.Ю. Климакова, Н.М. Ильиных, Д.Ю. Вольперт, И.С. Яворский, Г.Н. Ворфоломеев (рук.), С.А. Евдокимов (ассис.). // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Двенадцатая междунар. науч.-тех. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2006, Т.2. - С. 188189.

41. Ворфоломеев Г.Н. Преобразование числа фаз на основе двух однофазных трансформаторов (к столетию создания схемы Скотта) / Г.Н. Ворфоломеев // Промышленная энергетика, 1995. - №2. - С.29-33.

42. Ворфоломеев Г.Н. Схема Скотта и фазовременные иллюстрации её работы (К 110-летию со дня создания схемы) / Г.Н. Ворфоломеев, Н.И. Щуров, С.А. Евдокимов, Б.В. Малоземов, М.Е. Вильбергер, Т.А. Рукосуева // «Электроэнергия и будущее цивилизации». Междунар. науч.-техн. конф., Россия, Томск, 2004. - С. 293-296.

43. Ворфоломеев Г.Н. Трансформаторный преобразователь числа фаз по схеме Скотта для питания двухфазных потребителей электроэнергии / Г.Н. Ворфоломеев // Преобразовательная техника. - Новосибирск: НГТУ, 1993.-С. 133-139.

44. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники / Ф.Е. Евдокимов. - М.: Высшая школа, 1971. - 543 с.

45. Морозов П.В., Ворфоломеев Г.Н. О применении трансформаторов Скотта на тяговых подстанциях переменного тока электрических железных дорог / П.В. Морозов, Г.Н. Ворфоломеев // Современные проблемы технических наук. Интеллектуальный потенциал Сибири: Сб. тез. докл. Новосибирской межвузовской науч. студенческой конф. (НГАСУ, 22-23 мая 2007). - Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 2007. - С. 61.

46. Морозов П.В. Трансформаторные преобразователи трехфазной системы напряжений в двухфазную систему / П.В. Морозов,

Г.Н.Ворфоломеев, H.A. Шумкова, M.JI. Смыслова, С.А. Евдокимов // Современные проблемы технических наук: Интеллектуальный потенциал Сибири: Сб. тез. докл. Новосибирской межвузовской научн. студенческой конф. (НГАСУ, 18-19 мая 2005). - Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 2005. - С. 95-962.

47. Морозов П.В. Фазовый сдвиг между выходными напряжениями трансформаторного преобразователя числа фаз по схеме Скотта и его влияние на симметрию токов питающей трехфазной сети / П.В.

Морозов, Ю.В. Аверина, A.A. Помазная, Г.Н. Ворфоломеев // Наука. Технологии. Инновации: Материалы всероссийской научной конференции молодых учёных (4-7 декабря 2008 г.) в семи частях - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. - Ч. 3. - С.85-86.

48. Ворфоломеев, Г.Н. [Текст] Определение токов в трансформаторном преобразователе числа фаз по схеме Скотта / Г.Н. Ворфоломеев, Р.П. Герман, С.Н. Малышев // Электротермические процессы и установки: сб науч.тр. - Новосибирск: Изд-во НЭТИ, 1989. - С. 166-168.

49. Морозов П.В. Принципы выполнения схем тяговых подстанций с трансформаторами по схеме Скотта// Современные проблемы технических наук. Интеллектуальный потенциал Сибири: Сб. тез. докл. Новосибирской межвузовской науч. студенческой конф. (НГАСУ, 28-29 мая 2008). - Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 2007. - С. 43-44.

50. Морозов П.В. О целесообразности применения на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог переменного тока преобразователей числа фаз по схеме Скотта // Современные проблемы технических наук. Интеллектуальный потенциал Сибири: Сб. тез. докл. Новосибирской межвузовской науч. студенческой конф. (НГАСУ, 17-18 мая 2006). - Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 2007. - С. 65-66.

51. Морозов П.В. Определение коэффициентов установленной мощности трансформаторных преобразователей числа фаз, выполненных по схеме Скотта и схеме трёхстержневого трансформатора / П.В. Морозов, О.С. Иванько // Радиоэлектроника, электроника и энергетика, Сб. тез. докл. 14 Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов (Москва, 1-2 марта 2007 г.).- Москва, 2007.-С. 205- 206

52. Морозов П.В. Трансформаторные преобразователи трёхфазной системы напряжений в двенадцатифазную систему / П.В. Морозов, О.С. Иванько // Радиоэлектроника, электроника и энергетика, Сб. тез. докл. 14 Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов (Москва, 1-2 марта 2007 г.).-Москва, 2007.-С. 14- 16

53. Морозов П.В. Сравнительная оценка систем электроснабжения электрических железных дорог переменного тока // Наука, технологии, инновации, Материалы Всероссийской научной конференции молодых ученых (Новосибирск, 6-9 декабря 2007 г.).-Новосибирск, 2007.-Ч. 3. -С. 99100

54. Морозов П.В. Система электроснабжения электрических железных дорог переменного тока с преобразователями на тяговых подстанциях из трех фаз в четыре на трансформаторах Скотта/ П.В. Морозов, O.JI. Волкова, О.С. Иванько, Е.А. Юркова // Радиоэлектроника, электроника и энергетика, Сб. тез. докл. 14 Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов (Москва, 28-29 февраля 2008 г.).- Москва, 2008.-С. 193-194

55. Vadim Z. Manusov,Pavel V. Morozov. Application of Scott-connected Transformers at the Traction Substations of AC Electric Railways (Применение трансформаторов, соединенных по схеме Скотта на тяговых подстанциях железных дорог переменного тока) // Proceedings of the 2009 International Forum on Strategic Technologies, Oct.21 - 23, 2009. - Ho Chi Minh City University of Technology, 2009. - P. 257 - 261.

56. Морозов П.В. Четырехфазное напряжение для системы электроснабжения переменного тока с напряжениями 2x25 кВ / П.В.

Морозов, Н.М. Ильиных, Г.Н. Ворфоломеев // Наука. Технологии. Инновации: Материалы всероссийской научной конференции молодых учёных (4-7 декабря 2008 г.) в семи частях. - Новосибирск: Изд-во НГТУ,

2008.-Ч. 3. - С.94-95.

57. Морозов П.В. Сравнение систем электроснабжения скоростных железных дорог для обеспечения качества электрической энергии / П.В. Морозов, В.З. Манусов // Энергетика: экология, надежность, безопасность: Материалы докладов всероссийской научн.-техн. конф. -Томск: Изд-во ТПУ,

2009. - С. 54-57

58. Морозов П.В. Метод уравнивания мощностей на вторичных обмотках трансформаторов Скотта / В.З. Манусов, П.В. Морозов // Известия Томского политехнического университета. - Томск, 2012. - Т. 320. - № 4. Энергетика. - С. 322-324

59. Манусов В. 3. Исследование методов снижения несимметрии нагрузки трехфазной сети на тяговых подстанциях скоростных железных дорог переменного тока / В. 3. Манусов, П. В. Морозов // Известия Транссиба. - Омск, 2012. - Выпуск 2(10). - С. 87-93

60. Манусов В. 3. Снижение несимметрии в трехфазной сети, питающей двухфазную сеть тяговых подстанций скоростных железных дорог переменного тока / В. 3. Манусов, П. В. Морозов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. -Томск,2012. - Т1(25). - Ч.1.-С.204-207

61. Аррилага Дж. Гармоники в электрических системах: Пер. с англ. / Дж. Аррилага, Д. Брэндли, П. Боджер. - М.: Энергоавтомиздат, 1990. - 320 с.

62. Y. Horita, N. Morishima, М. Kai, М. Onishi, Т. Masui, М. Nogouchi. Single-phase STATCOM for Feeding System of Tokaido// The 2010 International Power Electronics Proceedings, 2010.- 2165-2170

63. Лабунцов В.А. Энергетическая электроника.-М.: Энергоатомиздат, 1987,- 463 с.

64. Dobinson L.G. Closer accord on harmonics // Electronics and Power. 1975. May.-P. 567-572

65. B. Singh, K. Al-Haddad, A. Chandra. A Universal Active Power Filter for Single-Phase Reactive Power and Harmonic Compensation// Proceedings of the IEEE Conference "Power Quality 1998".-P. 81-87

66. O. Voncina, J. Nastran. Parallel active power filter for single- and three-phase non-linear loads.// Electrical Engineering 81 (1998). P. 217-223

67. Fei-feng J, Mansoor, Qain A. A Single-Phase Shunt Active Power Filter Based on Cycle Discrete Control for DC Bus Voltage// Proceedings of the 5th WSEAS Int. Conf. on Signal Processing, Computational Geometry & Artificial Vision, Malta, September 15-17, 2005.- P. 47-52

68. Bolsens,B. Single phase active filter using a DSP with digital PWM// Power Electronics, Machines and Drives, 2002. International Conference on (Conf. Publ. No. 487).- P. 604 - 609

69. G.G.Terbobri, M.F Saidon, M.S.Khanniche. Trends of Real Time Controlled Active Power Filters. // Power Electronics and Variable Speed Drives, 18-19 September 2000, Conference Publication No. 475. -P. 410-415

70. Peng F.Z., Oak Ridge T.N., Tolbert L.M. Compensation of non-active current in power systems-definitions from compensation standpoint// Power Engineering Society Summer Meeting, 2000. IEEE.-V.2.- P. 983 - 987.

71. B. Jeftenic, M. Petronjevich, N. Mitrovic. Single-phase Reversible Recitifier with Unity Power Factor// Electronics and Energetics, Vol. 10, No. 2 (1997), P. 295-309.

72. O. Kukrer, H. Komurcugil. Control strategy for single-phase PWM rectifiers // Electronics Letters, 9th October 1997.- Vol. 33,- No. 21.-P. 102-110

I. Colak, R. Bayindir, O. Kaplan. Simulation of The DC Capacitor Voltage Controlled Single Phase Shunt Active Power Filters for Power Quality Improvement Gazi University Journal of Science, 2010, 23(2):P. 177-186

73. José Rodriguez, Jih-Sheng Lai, Fang Zheng Peng, Multilevel Inverters: A Survey of Topologies, Controls, and Applications//IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 4, August,2002.-P. 724-738

74. Antonio Moreno-Mucoz. Power Quality. Mitigation Technologies in a Distributed .Environment// Springer, 2007.-P. 417

75. R. Costa-Castello, R. Grino, R. Cardoner, E. Fossas. High Performance Control of a Single-Phase Shunt Active Filter // Industrial Electronics, 2007. ISIE 2007. IEEE International. P. 1350- 1355

76. B. Singh, K. Al-Haddad, A. Chandra. A Universal Active Power Filter for Single-Phase Reactive Power and Harmonic Compensation// Proceedings of the IEEE Conference "Power Quality 1998".-P. 81-87,1998

77. S. Mori, K. Matsuno, M. Takeda, M. Seto. Development of Static Var Generator Using Self-Commutated Invertor for Improving Power System// IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 8, No. 1, 1993.- pp. 371-377

78. Y. Mocigana, M. Takeda, K. Hasuike. Static Power Conditioner Using GTO Converters.// PCC Proceedings- Yokohama, 1993.- pp. 641-646

79. W. Chu, J. Gu. A New Hybrid SVC Scheme with Scott Transformer for Balance Improvement// Proceedings of JRC 2006, Joint Rail Conference, April 46, 2006, Atlanta, USA.-pp. 217-224.

80. M. Fujun, X. Xianyong, W. Jingbing, W. Chuanping, Z. Canlin, Z. Yin. The Compensation and Control Analysis of Railway Static Power Regulator// International Conference on Electrical and Control Engineering, 2010.- PP. 43924394

81. K. Wang, G.Zhu, Q. Wan, J. Chen. Research on Control Method of Single-phase STATCOM// China International Conference on Electricity Distribution, 2010.-pp. 1-6.

82. M. Baseri, M. Nezhad, M. Sandidzadeh. Compensating Prodedures for AC Power Quality Amplification Using FACTS// 2nd Power Electronics, Drive Systems and Technologies, 2011. - pp. 518-521

83. H. Jou, J. Wu, H. Chu. New Single Phase Active Power Filter. IEE Proceedings on Electric Power Applications, Vol. 141, No. 3, 1993.- pp. 129- 134

84. D. Torrey, A. Zamel. A Single-Phase Active Power Filter for Multiple Nonlinear Loads// IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 10, No. 3, 1995. -pp. 203-212

85. C. Hsu, H. Wu. A New Single Phase Active Power Filter with Reduced Energy-storage Capacity// IEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 143, No 1, 1996.-pp. 25-30

86. H. Jou, H. Wu. Simplified Control Method for the Single Phase Active Power Filter // IEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 143, No 3, 1996.-pp. 219-224

87. B. Singh, A. Chandra, K. Al-Haddad. An Improved Single Phase Active Power Filter with Optimum DC Capacitor. //IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 143, No 6, 1996,- pp. 677-682

88. F. Pottker, I. Barbi. Single Phase Active Power Filters for Distributed Power Factor Correction.// IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 147, No 6, 1996,- pp. 500-505

89. T. Takashita, Y. Toyoda, N. Matsui. Harmonic Suppression and DC Voltage Control of Single-Phase Converter// IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 147, No 6, 1996,- pp. 571-576

90. Y. Jung, Y. Lim, S. Yang. Single Phase Active Power Filter Based on Three Dimensional Current Coordinates// IEE Proceedings Online, 2000.-P. 572578.

91. M. Dahidah, N. Martin, S. Mahmod, N. Khan. Single Phase Active Power Filter for Harmonic Mitigation in Distribution Power Lines// National Power and Energy Conference 2003 Proceedings, Bangi, Malaysia.-P. 359-362

92. K. Tsang, W. Chan. Design of Single-Phase Active Filter Using Analogue Cascade Controller// IEEE Proceedings on Electrical Power Applications, Vol. 153, No 5, 2006.-pp. 735-741

93. M. Ranjbur, A, Jalilian. Implementation of a Single-Phase Shunt Active Power Filter under Nonsinusoidal Voltage Source.//Proceedings of IEEE, 2010, No. 5.-P. 10-15

94. K. Zhou, Z. Qiu, Y. Yang. Current Harmonics Suppression of SinglePhase PWM Rectifiers// 3rd IEEE International Simposium on Power Electronics of Distribution Generation Systems, 2012.- P. 54-57

95. Морозов П.В. Электронная система управления мощностью для трансформаторных подстанций электрифицированных железных дорогпеременного тока // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы 10 международной конференции в 7 томах (22 - 24 сентября 2010). - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010, том 7 - С. 90-93

96. Морозов П.В. Исследования влияния нагрузок с выпрямительно-инверторными преобразователями энергии на трехфазную сеть / П.В. Морозов, В.З. Манусов // Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Изд-во ТПУ, 2010. - С. 286 - 287

97. Морозов П.В. Управление распределением электрической энергии на тяговых подстанциях переменного тока / П.В. Морозов, В.З. Манусов // Наука. Технологии. Инновации: Материалы всероссийской научной конференции молодых учёных (2—4 декабря 2011 г.) в шести частях. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. - Ч. 2. - С.236-238

98. Морозов П.В. Моделирование регулирования токов в системах тягового электроснабжения переменного тока / П.В.Морозов, В.З.Манусов // Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте'2011 (21-30 июня 2011 года): Сб. науч. тр.по материалом междунар. науч.-практ.конф .- Одесса, 2011. - Т.З. - С. 32-33

99. Морозов П.В. Активные методы уменьшения влияния тяговых сетей переменного тока на первичную трехфазную сеть / П.В.Морозов, В.З.Манусов // Научные исследования и их применения Современное

состояние и пути развития'2011 (4-15 октября 2011 года): Сб. науч. тр. По материалам междунар. науч.-практ.конф. - Одесса, 2011. - Т. 1. - С. 71-72

100. А. М. Василянский, Р. Р. Мамошин, Г. Б. Якимов. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц//Железные дороги мира.-2002. №8- Р.20-23

101. Бородулин Б.М. Симметрирование токов и напряжений на тяговых подстанциях переменного тока// Вестник ВНИИЖТ.-2003.-№3.-С. 5-7

102. Варенцов В.М. К вопросу о расчете систем тягового электроснабжения // Вестник ВНИИЖТ - 2002. - №6 - С. 40 - 43

103. Холуянов Ф.И. Трансформаторы однофазного и трехфазного тока. М.: Государственное энергическое изд-во, 1934 - С. 130

104. D. Proto. Impact of Innovation Technology on Complex Systems: the Electrified Railway Supply System// Napoli, 2004. - P. 130

105. Закарюкин В.П., Крюков A.B. Сложносимметричные режимы электрических систем.

106. Прохорский A.A. Тяговые трансформаторные подстанции.//Москва, Транспорт, 1983.-С. 247

107. Магазинник JI.T., Егорова Н.Ю. Оценка величины дополнительных потерь мощности, обусловленных несимметрией токов.// Современные наукоемкие технологии, 2006.-№4.-С.44-45

108. Арутюнян А.Г. К вопросу расчета дополнительных потерь мощности в трансформаторах 6-10/0,4 кВ при их несимметричной нагрузке// Электрические станции.-2012.-№8.-С. 41-44.

109. Давыдов И. К., Попов Б. М., Эрлих В. М. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. - М: Транспорт, 1987 - 416 с.

110. Морозов П.В. Применение преобразователей на основе трансформаторов Скотта для электроснабжения скоростных железных дорог

переменного тока. / П.В. Морозов, В.З. Манусов, И.С. Крепышев // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2012. -№2. - С. 322-324.

111. Марквардт К.Г. Справочник по электроснабжению железных дорог. - М.Транспорт, 1981. - Т.2 - 400 С.

112. Р 612/6. Требования к проектированию и эксплуатации систем тягового электроснабжения напряжением 2x25 кВ - Польша, Варшава: ОСЖД, 2009- 16 С.

113. Обоскалов В.П. Структурная надежность электроэнергетических систем - Екатеринбург: УРФУ, 2012. - 196 с.

114. Chen S.K., Но Т.К., Мао В.Н. Reliability evaluations of railway power supplies by fault free analysis. IET Electric Power Applications, 2007, 1, P. 161 -192.

115. Денчик Ю.М. Электроснабжение промышленных и бытовых объектов добычи и транспорта газа / Ю.М. Денчик, В.Г., Д.С. Кудряшов, В.Г. Сальников, Л.И. Сарин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2011. - № 1. - С. 313-316.

116. Бушуев В.В. Дальние электропередачи переменного и постоянного тока и их сравнительный анализ / В.В. Бушуев, Т.Г. Красильникова, Г.И. Самородов // Электро. - 2012. - №2. - С. 2 - 7.