mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)mirtr-379Research ArticleНАУКА И ТЕХНИКАSCIENCE AND ENGINEERINGПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙCONVERSION AND DISTRIBUTION UNIT FOR TRACTION POWER SUPPLY SUBSTATIONSПупынинВ. Н.PupyninV. N.

доктор технических наук, профессор

D. Sc. (Tech), professor

pupinin_v@mail.ruКалугинИ. Г.KaluginI. G.

аспирант кафедры «Энергоснабжение электрических железных дорог»

Ph.D. student at the department of power supply of electric railways

sakh_wanderer@mail.ruМосковский государственный университет путей сообщения (МИИТ), МоскваРоссияMoscow State University of Railway Engineering (MIIT), MoscowRussian Federation201328062013035863Copyright © Пупынин В.Н., Калугин И.Г., 20132013Пупынин В.Н., Калугин И.Г.Pupynin V.N., Kalugin I.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/379

Предложена перспективная схема преобразовательно-распределительного устройства 3,3 кВ для тяговых подстанций постоянного тока, обладающая существенными технико-экономическими преимуществами. Схема выполнена с использованием управляемого 12-пульсового выпрямителя, построенного без катодных групп вентилей во вторых мостах выпрямителей. Трехфазные выключатели фидеров собраны на тиристорах, у которых катоды электрически соединены между собой и образуют выводы постоянного тока. Приведено описание основных элементов устройства, а также рассмотрен алгоритм его работы. С помощью программы MATLAB создана математическая модель тяговой подстанции и выполнено моделирование отключения короткого замыкания на одном из фидеров контактной сети. При этом на другом фидере учитывалась тяговая нагрузка. Для наглядности результаты моделирования приведены в виде осциллограммы, на которой весь процесс отключения разделен на несколько этапов. 

Intense development of power semiconductor units allows designing powerful arcless disconnection devices which could make a single set along with conversion units of traction substations. The authors suggest a promising design of conversion and distribution 3,3 kV unit for DC power traction substations, that has some technical and economic advantages. The circuit is realized with the help of controlled 12 pulse rectifier, built without cathode groups of cells in the second bridges of rectifiers. Three-phase switches of feeders are assembled on thyristors, and the cathodes there-of are electrically interconnected and create the terminals of direct current. The main elements of the unit are described and the algorithm of its operation is studied. Using the MATLAB software, the authors have created mathematical model of traction substation and simulated disconnection of a short-circuit at one of the feeders of overhead catenary, while considering a traction load at the other feeder. To make better demonstration of the model, the results of simulation are shown as an oscilloscope pattern, where the process of disconnection is divided into several stages.

железная дорогасистемы тягового электроснабжениятяговые подстанциибесконтактные выключателитиристорыматематическая модельпреобразовательно-распределительное устройствоrailwaysystems of traction power supplytraction substationcontactless switchesthyristorsmathematical modelconversion and distribution unitReferencesБей Ю. М., Мамошин Р. Р., Пупынин В. Н., Шалимов М. Г. Тяговые подстанции: Учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1986. – 319 с. Bey Yu.M., Mamoshin R. R., Pupynin V. N., Shalimov M. G. Traction Substations. Textbook for higher schools [Tyagovye podstantsii: Uchebnik dlia vuzov]. Moscow, Transport publ., 1986, 319 p.Бей Ю. М., Мамошин Р. Р., Пупынин В. Н., Шалимов М. Г. Тяговые подстанции: Учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1986. – 319 с. Bey Yu.M., Mamoshin R. R., Pupynin V. N., Shalimov M. G. Traction Substations. Textbook for higher schools [Tyagovye podstantsii: Uchebnik dlia vuzov]. Moscow, Transport publ., 1986, 319 p.Современная отечественная элементная база для силовой преобразовательной техники / В. Мартыненко и др. // Силовая электроника. – 2005. – № 3. – С. 120–123. Modern national circuitry for power conversion technics [Sovremennaya otechestvennaya elementnaya baza dlia silovoy preobrazovatelnoy tehniki]. Martynenko et al. Silovaya elektronika, 2005, № 3, pp. 120–123.Современная отечественная элементная база для силовой преобразовательной техники / В. Мартыненко и др. // Силовая электроника. – 2005. – № 3. – С. 120–123. Modern national circuitry for power conversion technics [Sovremennaya otechestvennaya elementnaya baza dlia silovoy preobrazovatelnoy tehniki]. Martynenko et al. Silovaya elektronika, 2005, № 3, pp. 120–123.Ohashi H. High voltage high current semiconductor devices and its new application-future power electronics possibilities for social infrastructure // Electric Power Equipment – Switching Technology (ICEPE-ST), 20111st International Conference on 23–27 Oct. 2011. p 408–411.Ohashi H. High voltage high current semiconductor devices and its new application-future power electronics possibilities for social infrastructure // Electric Power Equipment – Switching Technology (ICEPE-ST), 20111st International Conference on 23–27 Oct. 2011. p 408–411.Патент № 124991 на полезную модель (РФ), МПК: B60M H02J. Тяговая подстанция системы электроснабжения постоянного тока повышенного напряжения (12–24 кВ) / Калугин И. Г., Пупынин В. Н. Заявлено 25.05.2012. Опубл. 20.02.2013. Бюл. № 3. Patent № 124991 for utility model (Russian Federation), MPK: B60M H02J. Traction substation of the system of DC power supply of high voltage (12–24 кV). Kalugin I. G., Pupynin V. N. Deposed 25.05.2012. Published 20.02.2013. Bulletin № 3.Патент № 124991 на полезную модель (РФ), МПК: B60M H02J. Тяговая подстанция системы электроснабжения постоянного тока повышенного напряжения (12–24 кВ) / Калугин И. Г., Пупынин В. Н. Заявлено 25.05.2012. Опубл. 20.02.2013. Бюл. № 3. Patent № 124991 for utility model (Russian Federation), MPK: B60M H02J. Traction substation of the system of DC power supply of high voltage (12–24 кV). Kalugin I. G., Pupynin V. N. Deposed 25.05.2012. Published 20.02.2013. Bulletin № 3.Sybille G. Digital simulation of power systems and power electronics using the MATLAB/Simulink Power System Blockset // Power Engineering Society Winter Meeting, 2000. IEEE. p 2973–2981.Sybille G. Digital simulation of power systems and power electronics using the MATLAB/Simulink Power System Blockset // Power Engineering Society Winter Meeting, 2000. IEEE. p 2973–2981.Урманов Р. Н. Теория преобразователей при конечных сопротивлениях схем. – Екатеринбург: УрГУПС, 2003. – 154 с. Urmanоv R. N. Theory of converters with finite resistance circuits [Teoriya preobrazovateley pri konechnyh soprotivleniyah schem]. Yekaterinburg, UrGUPS, 2003. 154 p.Урманов Р. Н. Теория преобразователей при конечных сопротивлениях схем. – Екатеринбург: УрГУПС, 2003. – 154 с. Urmanоv R. N. Theory of converters with finite resistance circuits [Teoriya preobrazovateley pri konechnyh soprotivleniyah schem]. Yekaterinburg, UrGUPS, 2003. 154 p.Гречишников В. А., Пупынин В. Н. Выбор уставок защиты, реализуемой интеллектуальным терминалом ЦЗАФ-3,3: Учеб. пособие. – М.: МИ- ИТ, 2012. – 60 с. GrechishnikovV.A., PupyninV. N. Selection of settings of protection, realized by intellectual terminal TSAF-3,3. Tutorial [Vybor ustavok zaschity, realizuemoi intellektualnym terminalom TSAF-3,3]. Moscow, MIIT (Moscow State University of Railway Engineering), 2012, 60 p.Гречишников В. А., Пупынин В. Н. Выбор уставок защиты, реализуемой интеллектуальным терминалом ЦЗАФ-3,3: Учеб. пособие. – М.: МИ- ИТ, 2012. – 60 с. GrechishnikovV.A., PupyninV. N. Selection of settings of protection, realized by intellectual terminal TSAF-3,3. Tutorial [Vybor ustavok zaschity, realizuemoi intellektualnym terminalom TSAF-3,3]. Moscow, MIIT (Moscow State University of Railway Engineering), 2012, 60 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.