nesimetrii de tensiune in retelele de tractiune electrica

PROPAGAREA NESIMETRIEI DE TENSIUNE ÎN REŢELE ELECTRICE ALIMENTÂND TRACŢIUNEA FEROVIARĂ

PROPAGATION OF VOLTAGE UNBALANCE IN POWER SYSTEMS

SUPPLYING AC TRACTION LOADS

Cristian LĂZĂROIU Nicolae GOLOVANOV Universitatea “Politehnica” Bucureşti, România, Bucureşti, Splaiul Independenţei 313,

Tel/Fax:+40 – 021 /4029446; e-mail: [email protected], [email protected]

Rezumat: Tracţiunea feroviară poate determina în reţeaua electricătrifazată de alimentare nesimetrii de tensiune care afectează funcţio-narea corespunzătoare a reţelei electrice sau a echipamentelorconectate la aceasta. Nesimetria de tensiune în reţeaua electricădepinde de cererea de putere, variabilă în timp, a tracţiunii feroviare,de configuraţia reţelei electrice şi de deplasarea trenului. Studiileprivind propagarea nesimetriei de tensiune în reţeaua electricătrebuie să stabilească în ce măsură tracţiunea feroviară se încadreazăîntre limitele acceptate pentru nivelul perturbaţiei, ca şi măsurilenecesare pentru a limita nivelul perturbaţiilor sub valorile standar-dizate. În această lucrare este prezentată o procedură pentru aidentifica zonele de vulnerabilitate în care factorul de nesimetriede tensiune prezintă valori ce depăşesc limitele standardizate. Reţeauaelectrică test CIGRE având 63 de noduri este considerată pentruun studiu de caz ilustrând propagarea nesimetriei de tensiune. Keywords: calitatea energiei electrice, tracţiune electrică, nesi-metrie de tensiune.

Abstract: The unbalanced ac traction loads may determine in thesupplying three phase power system voltage unbalances that affectthe proper operation of the power system or other equipmentsconnected to it. The system voltage unbalance depends of the time-varying power demands of the traction loads, power supply configu-ration and train motion. The studies of voltage unbalance propagationin the power system have to establish in which measure the actraction load is between the accepted limits of the perturbation level,as well as the necessary measures for reducing these perturbationsunder the standardized values. In this paper is presented the proce-dure for identifying the vulnerability area in which the voltageunbalance factor presents values that exceed the standardizedlimits. The CIGRE test network with 63 buses is considered for a case study illustrating the voltage unbalance propagation. Keywords: power quality, ac traction loads, voltage unbalance.

1. Introducere

Sistemele de tracţiune electrică sunt receptoare monofazateconectate la sistemul electric existent şi pot conduce la nesime-trie de tensiune în punctul comun de conectare (PCC) sauîn alte noduri ale reţelei. Nivelul de nesimetrie de tensiunedepinde de deplasarea trenului, de sarcina conectată şi deconfiguraţia reţelei electrice [1].

Analiza problemelor legate de nesimetrie cuprinde douăaspecte [2]: • influenţa asupra caracteristicilor de funcţionare ale echipa-

mentelor alimentate cu tensiuni nesimetrice; • influenţa asupra indicatorilor economici şi tehnici ai reţe-

lelor de transport şi distribuţie, precum şi asupra gene-ratoarelor din sistem. În primul caz, furnizorul de energie electrică trebuie să

asigure consumatorului încadrarea indicatorilor de nesimetriede tensiune de pe barele de alimentare în limitele de calitateadmise. Consumatorul este interesat să monitorizeze tensiunilede alimentare pentru a avea informaţiile necesare privindnivelul de nesimetrie şi încadrarea sa în limitele admise.

În al doilea caz, consumatorul trebuie să asigure încadrareaperturbaţiilor emise sub formă de nesimetrie în limitelealocate, stabilite de furnizorul de energie electrică din condiţiade calitate a energiei electrică furnizată celorlalţi consumatoridin reţeaua electrică. Furnizorul de energie electrică esteinteresat de monitorizarea curenţilor electrici absorbiţi deconsumator şi verificarea încadrării nesimetriei acestora în limitele alocate a perturbaţiei.

1. Introduction The electric railway traction loads are single phase loads

fed by the public power system and may lead to voltageunbalance at the point of common coupling (PCC) or in otherpoints of power system. The degree of voltage unbalancedepends of the train movement, load condition and power system supply configuration [1].

The analysis of the problems regarding unbalance coverstwo aspects [2]: • the influence upon the operation characteristics of the

equipments supplied with unbalanced voltages; • the influence upon the economical and technical indicators

of the transmission and distribution network, as well ason the generator systems. In the first case, the utility must ensure to the customer

the agreement of the voltage unbalance indices within thestandardized limits. The customer is interested to monitorthe supplying voltage for obtaining the information regardingunbalance and the agreement with the stipulated limits.

In the second case, the customer must ensure the corre-spondence of the produced disturbances within the allocatedlimits, established by the utility, as condition for power qualityassessment to other customers in the electrical network. Theutility is interested to survey the electrical currents of the customer and to verify the correspondence of the unbalance within the allocated limits.

In order to minimize the voltage unbalance degree, theelectric traction substations are connected to the transmission

The 6th International Power Systems Conference

318

Pentru a reduce nivelul de nesimetrie de tensiune, staţiilede tracţiune electrică sunt conectate la reţeaua de transport,cu valori mari ale puterii de scurtcircuit în PCC. Configuraţiilestaţiilor de tracţiune electrică frecvent folosite sunt: conexiunemonofazată, conexiune în V, conexiune Scott şi conexiuneLe Blanc [3]. Staţiile alimentează cu energie electrică oanumită lungime de linie şi au conexiunile tipice ilustrate înFig.1. Din motive economice, dar şi din punct de vedere al ne-simetriei de tensiune, în practică este folosită conexiunea în V.

În această lucrare, propagarea nesimetriei de tensiune determinată de staţiile de tracţiune electrică, este studiată într-o reţea test CIGRE având 63 de noduri.

network, with great values of the short circuit power at thePCC. The traction substation configurations mostly used are:single phase, V, Scott and Le Blanc connection [3]. Thesubstations supply a certain length of line and have the typicalconnections reported in Fig. 1. Due to economical reasons,but also from the point of view of the voltage unbalancereduction, in practice the used configuration is the Vconnection.

The propagation of the voltage unbalance caused bytraction supply substations in the 63 buses CIGRE networkis studied in this paper.

Fig. 1. Schema alimentării cu energie electrică a tracţiunii electrice, cu staţii de alimentare având transformatoare conectate

monofazat sau în conexiune V (N – zonă cu conexiune la neutru). Fig. 1. Traction supply scheme, with substations with single phase transformers or with V connected transformers (N – sections

with neutral connection)

2. Cuantificarea nesimetriei de tensiune Regimul nesimetric poate fi [2]:

• temporar, dacă perturbaţia este determinată de defecte sauregimuri de funcţionare de scurtă durată (scurtcircuite ne-simetrice, întreruperea unei faze, defecte la consumatori);

• permanent, dacă reţeaua prezintă parametri de circuit diferiţi pe cele trei faze în regim normal de funcţionare. Regimul nesimetric permanent poate fi determinat de:

• receptoarele monofazate repartizate inegal pe cele trei faze (iluminat stradal, consumatori casnici etc.);

• receptoare bifazate (aparate de sudare electrică, cuptoareelectrice de inducţie la frecvenţă industrială, tracţiuneaelectrică etc.);

• receptoare trifazate dezechilibrate (cuptoare cu arc); • impedanţe diferite ale liniilor electrice pe cele trei faze

(în special liniile electrice aeriene). Datorită regimului nesimetric apar perturbaţii atât la

echipamentele electrice (maşini electrice rotative, transforma-toare, baterii de condensatoare, convertoare statice de putere),cât şi în reţelele electrice.

Pentru a determina impactul nesimetriei sarcinilor asuprareţelelor electrice, este folosit factorul de nesimetrie detensiune, definit ca [4]:

2. Voltage unbalance quantification The unbalanced regime can be [2]:

• temporary, if the perturbation is determined by faults oroperation regimes of short duration (unbalanced faults,single phase interruptions, faults at the customer side);

• sustained, if the grid presents different phase circuits parameters in steady state regime. The sustained unbalanced regime can be produced by:

• single phase customers, unequally allocated on the threephases (public lighting, domestic customers);

• line-to-line customers (welding devices, induction arc furnaces at 50 Hz, traction loads);

• three phase unbalanced customers (arc furnaces); • different impedances of the three phase overhead lines.

Due to the unbalanced regime, perturbations appear at the electrical installations (machines, transformers, capacitor banks, static converters) at PCC and in the grid, too.

In order to determine the unbalance impact of the loads on the utility grid, the unbalance voltage factor is used, definedas [4]:

1001

2[%] ⋅=V

Vuu (1)

unde: uu este factorul de nesimetrie, |V2| este valoarea efectivă acomponentei de secvenţă negativă a tensiunii şi |V1| estevaloarea efectivă a componentei de secvenţă pozitivă atensiunii. În relaţia (1) s-a considerat că tensiunea de ali-mentare este sinusoidală.

O variantă a factorului de nesimetrie uu este uun, definitca raport între |V2| şi valoarea efectivă a tensiunii nominalea reţelei |VN|:

where uu is the unbalance factor, |V2| is the magnitude ofthe negative-sequence voltage and |V1| is the magnitude of the positive-sequence voltage. In (1) was considered that thesupplying voltage is sinusoidal.

A form of the voltage unbalance factor uu is uun, defined as the ratio between |V2| and the magnitude of nominalnetwork voltage |VN|:

03-04.11.2005, Timişoara, Romania 319

1002[%] ⋅=NV

Vunu (2)

În unele cazuri, mai ales pentru convertoarele statice deputere, informaţiile privind defazajul ψu dintre componente-le de secvenţă pozitivă şi negativă sunt foarte importante.

În aceste condiţii, determinarea factorului complex denesimetrie de tensiune ,uu poate furniza date folositoarepentru analizarea perturbaţiilor sub formă de nesimetrieinjectate în reţeaua electrică. Factorul complex de nesimetrie de tensiune este definit ca:

In some cases, especially for the power converters, theinformations regarding the phase shift ψu between negativeand positive sequence voltages are very important.

In these conditions, the determination of the complexvoltage unbalance factor ,uu can ensure useful data foranalyzing the unbalance perturbations injected in the supply-ing power system. The complex voltage unbalance factor is defined as:

ujeuuuj

eV

V

V

Vuu

ψψ

1

2

1

2 ⋅⋅=

⋅⋅== (3)

unde ψu este defazajul dintre fazorii V2 şi V1. Factorul de nesimetrie de tensiune poate fi de asemenea

determinat, după măsurarea tensiunilor de linie, cu ajutorulrelaţiei:

where ψu is the phase angle between the vectors V2 and V1.The voltage unbalance factor can also be determined,

after measuring the rms values of the line voltages, with therelation:

( )( ) ,100

β631β631

[%] ⋅⋅−+

⋅−−=uu with

4 4 4β 2 2 2 2

( )

( )

V V VAB BC CAV V VAB BC CA

+ +=

+ + (4)

unde VAB, VBC şi VCA sunt valorile efective ale tensiunilor delinie, considerate sinusoidale.

Defazajul ψu se calculează cu relaţia:

where VAB, VBC and VCA are the rms line-to-line voltages,considered as being sinusoidal.

The phase angle ψu is computed with the relation:

⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

++

−⋅−= 222

2231tanψ

CBVBCVABVCAVABV

u (5)

În multe ţări sunt adoptate următoarele niveluri de compa-tibilitate pentru cazul reţelelor de joasă tensiune (JT) şi niveluride planificare pentru medie tensiune (MT) şi înaltă tensiune(ÎT): pentr JT uu ≤ 2 %, pentru MT uu ≤ 2 % şi pentru ÎTuu ≤ 1 %. În standarde adoptate în alte ţări, cum ar fi MareaBritanie, valorile mai sus amintite sunt: pentr JT uu ≤ 2%, pentru MT uu ≤ 2% şi pentru ÎT uu ≤ 2% [3,5].

În Franţa, pentru trenurile de mare viteză au fost propusenoi valori ale factorului de nesimetrie: respectiv uu ≤ 1 % pentru durate de timp mai mari sau egale cu 15 min şi uu ≤ 1.5 % pentru perioade care nu depăşesc 15 min.

În unele ţări, nivelul de nesimetrie de tensiune este definitca abaterea maximă a tensiunii de fază faţă de valoarea medie atensiunilor celor trei faze, raportată la această valoare medie. Înacest caz, pentru sistemul tensiunilor de fază, se calculează o valoare medie, Vavg şi abaterile δA , δB , δC [6]:

In many countries the following compatibility level onLV and the planning limits on MV and HV are adopted: forLV uu ≤ 2%, for MV uu ≤ 2% and for HV uu ≤ 1%. In standardsadopted in other countries, like United Kingdom, the abovevalues are: for LV uu ≤ 2%, for MV uu ≤ 2% and for HVuu ≤ 2% [3, 5].

In France, for the case of high speed trains new values have been proposed: respectively uu ≤ 1 % for periods higheror equal to 15 min and uu ≤ 1.5 % for periods less than 15 min.

In some countries, voltage unbalance level is defined asthe maximum phase voltage deviation from the average valueof the three phase voltages, reported to this average value. In this case, for the three phase voltages it is computed an average value Vavg and the deviations δA, δB and δC [6]:

3

δ δ δ; ;

V V VBA CVavg

V V V V V Vavg avg avgBA CBA CV V Vavg avg avg

+ +=

− − −= = =

(5)

Nivelul de nesimetrie este stabilit ca: The voltage unbalance is established by:

CBAkku ,,,δmaxδ == ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ (6)

Această metodă introduce o eroare în raport cu factorulde nesimetrie de tensiune calculat cu relaţia (4). Relaţia (6) poate fi utilizată şi în cazul general al tensiunilor nesinu-soidale.

This method introduces an error with respect to the voltage unbalance factor computed with (4). Relation (6)can be used also in the general case, when the supplying voltages are not sinusoidal.


320

3. Simularea sistemului Propagarea nesimetriei de tensiune în reţeaua electrică

şi determinarea zonelor de vulnerabilitate, unde uu este maimare decât limitele stabilite de către standarde, au fost studiateutilizând o reţea test CIGRE având 63 de noduri [7, 8]. Studiulîn cauză a fost realizat utlizând pachetul ATP – EMTP [9].Diagrama reţelei studiate este ilustrată în Fig. 1.

Reţeaua studiată prezintă două niveluri de înaltă tensiune,respectiv 220 kV şi 150 kV, iar liniile de transport au fost considerate transpuse.

Staţiile de tracţiune electrică şi receptoarele conectate laacestea au fost trasformate în sarcini echivalente conectateîntre două faze, având conexiune monofazată sau în V, caresunt soluţiile cele mai des folosite în practică din motiveeconomice.

Propagarea nesimteriei de tensiune este studiată în urmă-toarele cazuri:

1) receptor conectat între fazele B şi C în nodul 33; 2) staţii având conexiune monofazată a receptoarelor, conec-

tate în nodurile 335, 555, 995 şi 95; 3) staţii având conexiune în V a receptoarelor, conectate la

nodul 335 (între fazele A – B şi B – C), nodul 555 (întrefazele B – C şi C – A), nodul 995 (între fazele C – A şi A – B) şi nodul 95 (între fazele A – B şi B – C). Pentru fiecare dintre cazurile anterior prezentate este

stabilită o arie de vulnerabilitate în care factorul de nesimetriede tensiune (1) depăşeşte valoare limită de 1 %.

1) Receptor conectat între fazele B şi C în nodul 33 În primul caz un receptor având puterea nominală de

48 MVA, conectat între fazele B şi C este alimentat de la nodul 33, la 220 kV.

Rezultatele simulării sunt prezentate în Tabelul 1, unde factorul de nesimetrie de tensiune a fost calculat cu ajutorulrelaţiei (1).

3. System simulation The voltage unbalance propagation in a power system

and the determination of the vulnerability areas, where uuexceeds the standardized limits, were done on a test CIGREnetwork with 63 buses [7, 8]. The present study was conductedusing the ATP – EMTP environment [9]. The layout of the studied network is shown in Fig. 1.

The studied network presents two high voltage levels, 220 kV and 150 kV respectively, and the transmission linesare considered transposed.

The traction substations and its loads have been trans-formed in equivalent line-to-line loads, with single phase connection or V connection, that are the most used practicalsolutions due to economic reasons.

The propagation of the voltage unbalance is studied thefollowing cases:

1) concentrated traction load connected between phases Band C, at the bus 33;

2) substations with single phase connection of the loads, connected at bus 335, bus 555, bus 995 and bus 95;

3) substations with V connection loads, connected at bus335 (between phases A–B and B–C), bus 555 (betweenphases B–C and C–A), bus 995 (between phases C–Aand A–B) and bus 95 (between phases A–B and B–C). For each one of the above reported cases is established

the vulnerability area in which the unbalance voltage factor(1) exceeds the 1 % threshold. 1) Concentrated traction load connected between phases B and C at bus 33

In the first case a 48 MVA concentrated load, connectedbetween phases B and C, is fed by bus 33, at the 220 kV level.

The results of the simulation conducted are reported in Table 1, where the voltage unbalance factor is computedwith (1).

445

225885

85

441

8

11

1

212

43

47

665

6

41

10

101

3

442

881 882

45

6561

75

25

44

77

111

56

95

995

555

335

35

55

92

22

5

33

88

669

775 765

775B 765B 665B

45B75B

885B

85B

95B 995B

55B555B

35B

335B

225B

445B

25B

Fig. 2. Schema reţelei electrice studiate.

Fig. 2. Layout of the studied power system.

03-04.11.2005, Timişoara, Romania 321

445

225885

85

441

8

11

1

212

43

47

665

6

41

10

101

3

442

881 882

45

6561

75

25

44

77

111

56

95

995

555

335

35

55

92

22

5

33

88

669

775 765

775B 765B 665B

45B75B

885B

85B

95B 995B

55B555B

35B

335B

225B

445B

25B

Fig. 3. Zonele de vulnerabilitate în reţeaua test (caz 1 – albastru, caz 2 – roşu)

Fig. 3. Vulnerability areas in the test network (case 1 – blue, case 2 – red)

Valorile factorului de nesimetrie de tensiune, prezentateîn Tabelul 1, arată că perturbaţia se propagă mai departe de nodul 335 şi are o valoare ridicată şi în nodul 555.

În Fig. 3 aria de vulnerabilitate este ilustrată pe diagrama reţelei studiate şi zona în care factorul de nesimetrie este mai mare de 1 % este delimitată de linia albastră.

O atenţie deosebită trebuie acordată valorilor factorului de nesimetrie în nodurile 1 şi 4, deoarece sunt noduri undesunt conectate generatoare şi există posibilitatea ca să fie injectaţi curenţi de secvenţă negativă în generatore [10].

The values of the voltage unbalance factor, listed in Table 1, show that the disturbance is propagating over the bus 335, and also at the bus 555 has a great value.

In Fig. 3 the vulnerability area is reported on the networkschematic diagram and the region interested by an unbal-ance index greater than 1% in bordered by the blue line.

A special consideration has to be given to the values ofthe voltage unbalance factor at the buses 1 and 4, becauseare generator buses, and there is the possibility that negativecurrents flow into the generator machines [10].

Tabelul 1. Propagarea nesimetriei de tensiune Caz 1

Table 1. Voltage unbalance propagation Case 1





Nr. nod Bus number

Factorul de nesimetrie de tensiune [%]

Voltage unbalance factor [%] Nr. nod Bus number


Voltage unbalance factor [%]

Nr. nod Bus number


Voltage unbalance factor [%]33 1.28 995 4.25 995 1.38 35 1.27 555 2.05 335 0.3 3 1.2 335 1.8 95 0.26

335 1.14 5 1.42 9 0.24 555 0.84 35 1.26 555 0.23 56 0.58 95 1.23 35 0.21 5 0.57 9 1.22 3 0.19 1 0.42 3 1.18 5 0.17 4 0.16 1 0.43 1 0.07 66 0.4 66 0.05 4 0.22 4 0.03

2) Staţii având conexiune monofazată a receptoarelor, conectate în nodurile 335, 555, 995 şi 95 În acest caz, receptoare având puterea nominală de 24

MVA sunt considerate având conexiune monofazată în no-durile 335, 555, 995 şi 95, toate la 150 kV.

2) Substations with single phase connection of the loads,connected at buses 335, 555, 995 and 95 In this case, loads of 24 MVA are considered in single

phase connection at busses 335, 555, 995 and 95, all of themat 150 kV level.


322

Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 2, unde factorul de nesimetrie de tensiune a fost calculat cu ajutorul relaţiei (1).

The results of the simulation are reported in Table 2, wherethe voltage unbalance factor is computed with (1).

După cum se poate observa, în nodul 995 valoarea facto-rului de nesimetrie de tensiune este mare deoarece putereade scurtcircuit în acest nod este mică. De asemenea, valorilefactorului de nesimetrie sunt mari în nodurile de unde suntalimentate receptoarele, depăşind chiar limita de 1.5 % accep-tată de standarde în cazul trenurilor de mare viteză pentru operioadă mai mică de 15 min [11].

Linia roşie pe reţeaua ilustrată în Fig. 3. delimitează zonade vulnerabilitate în acest caz. 3) Staţii având conexiune în V a receptoarelor, conectate

la nodul 335 (între fazele A – B şi B – C), nodul 555(între fazele B – C şi C – A), nodul 995 (între fazele C – A şi A – B) şi nodul 95 (între fazele A – B şi B – C)Receptoare având puterea nominală de 12 MVA sunt

conectate în V în nodurile 335, 555, 995 şi 95, toate la 150 kV.Rezultatele simulării sunt prezentate în Tabelul 3, unde

factorul de nesimetrie a fost calculat cu (1).

As it can be seen, at bus 995 the value of the voltageunbalance is high because the power system is very weak in this point. Also, the values of the voltage unbalance at the buses where the traction loads are connected are veryhigh, exceeding even the 1.5 % limit accepted by the standardsfor the case of high speed trains, for a period less than 15 min [11].

The red line on the network of Fig. 3 bounds in this case the vulnerability area. 3) Substations with V connection loads, connected at bus

335 (between phases A–B and B–C), bus 555 (between phases B–C and C–A), bus 995 (between phases C–A and A–B) and bus 95 (between phases A–B and B–C) Loads of 12 MVA each are fed with V connection at bus

335, 555, 995 and 95, all of them at 150 kV. The results of the simulation are reported in Table 3, where

the unbalance factor is computed with (1). În acest caz conexiunea în V limitează propagarea nesime-

triei de tensiune şi limitele stipulate în standarde suntrespectate.

In this case the V connection limits the propagation of voltage unbalance and the standard limits are respected.

6. Concluzii Tracţiunea feroviară alimentată de la reţeaua electrică

trifazată poate determina nesimetrie de tensiune, afectândfuncţionarea corespunzătoare a reţelei şi a echipamentelor conectate la aceasta.

Cerinţele privind calitatea energiei electrice livrată consu-matorilor, alimentaţi de la aceeaşi reţea electrică cu tracţiuneaferoviară, impune analiza propagării perturbaţiilor determinatede tracţiunea electrică în reţeaua electrică de alimentare.

Un studiu de caz, utilizând reţeaua test CIGRE, ilustreazăzonele de vulnerabilitate pentru diferite configuraţii şi puterinominale ale tracţiunii feroviare.

Aplicarea studiilor privind zonele de vulnerabilitate acondus la următoarele concluzii: • cele mai reduse zone de vulnerabilitate se obţin când

staţiile de tracţiune electrică sunt conectate la cele mai înalte niveluri de tensiune (cazul 1 în secţiunea 3);

• schema de conexiune în V a staţiilor de tracţiune electricăconduce la valori mici ale factorului de nesimetrie detensiune (cazul 3) reducând aria de propagare în compa-raţie cu schema de conexiune monofazată (cazul 2). După cum se poate observa, trebuie să fie adoptată cone-

xiunea în V pentru staţiile de tracţiune electrică dar o atenţiedeosebită trebuie acordată nodurilor în care valoarea factoruluide nesimetrie de tensiune depăşeşte valorile standardizate.

6. Conclusion Ac traction loads supplied by the three phase power system

can determine voltage unbalance, affecting the proper opera-tion of it or of other equipments connected to it.

The requirements regarding the power quality deliveredto the customers, fed by the same power system as the actraction load, impose analyzing the propagation of pertur-bations caused by the high speed railway in the power systemfrom which is supplied.

A case study, using the CIGRE test network, illustrates the vulnerability areas for various configuration and sizes of the ac traction loads.

The application of the vulnerability area studies bring tothe following conclusions: • the smallest vulnerability areas are obtained when the

traction substations are connected to the highest voltagelevel (case 1 in section 3);

• the V connection scheme of the traction substations giverise to small values of the voltage unbalance factor (case 3) reducing the propagation area in comparison with thesingle phase parallel connection scheme (case 2). As it can be seen, the V connection scheme should be

adopted for the traction substations but attention should be paid because also in this case there are buses where the voltageunbalance factor exceeds the standardized limits.

Bibliografie (References)

1. F. Perticaroli, Electrical systems for transportation, Milan, CEA, 2001. 2. C. Golovanov, M. Albu, Probleme moderne de măsurare în electroenergetică, Bucureşti, Ed. Tehnică, 2001, pp. 467 – 508. 3. Working Group WG2, Guide to quality of electrical supply for industrial installations, Part 4: Voltage unbalance, UIE, 1998. 4. Power quality measurement methods, IEC Standard 61000-4-30, 2003. 5. EMC Guide for public power supply networks compatibility levels and permissible emission, VDEW, 1992. 6. Working Group on system and equipment consideration for traction: utility interconnection issues, IEEE, 1999. 7. N. Golovanov, C. Lazaroiu, M. Roscia, D. Zaninelli, Voltage Unbalance Vulnerability Areas in Power System Supplying High Speed

Railway, PES General Meeting 2005, June 12 – 17 San Francisco, USA. 8. CIGRE, Application of optimization techniques to study power system network performance, CIGRE Task Force 39.04.02, Tech.

Broch. 122, October 1997. 9. EMTP Theory Book. Hannover, Germany: European EMTP-ATP Users Group, Bonneville Power Administration.

10. Machines électriques tournantes. Caractéristiques assignées et caractéristiques de fonctionnement, IEC Standard 32(1), 1983 Rotating electrical machines: rating and performance, IEC Standard 60034 (1), 1994.

nesimetrii de tensiune in retelele de tractiune electrica

Documents