270
UM Configuration GECKO Release 2.0 08/2015 Technical support https://hirschmann-support.belden.eu.com User Manual Configuration Lite Managed Switch GECKO 4TX

˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I W A R S Z A W S K I E Jz. 111 Transport 2016

&# ���!����"�/�! ���� �������Y������+���������G����������#������+����������"G�_ ���"��������������

����6)��'>%_4�8>"6��&(9>&_�'>�_�8")��_8q=&>8q�(=8)<�`&�6���=3*9���

(=��68"�9_�'3>6�&3�4?��%�3)�%)�&�')�8)�(=&�=�6�"�_*9��_�3�')4�6)��(�<�_�

'��9��=�

\�� ���� ������ � : marzec 2016

Streszczenie: (������� ���������� �� ����� � ����� ����$� � ��������"� ������� � ������� ������� �������!��� ���!��������� �[� � �������� ����� �������� ��'� ^ �����$� ���� ��� � � ��������������� ������&� ����� ��� � �� ��� )�V�-� �� ������ ������ ����� � ����� �� � ��������������� �� ���'������������������� � ���� ���� ��� ���� ��������������� '�@��������� ��������������� ������"��������!��� ��������"����������� �������� ��������������}����G������!��%���� ����������������-���'���� �� ��� ������������" �������������}��������"���� �!������������"�)+�Y-������%��� ���!��� ��� ���"'�^���+�Y������� ����������� ������"��� ���!��������� ���� ������!�����������������''# ������� ��Q _ �����������G������$��� G��������������"��� ���!�

�^ &'�?(

{������"�� �� ���"�������&� �����"�������������������� ���������������������� ��� � �� ���� ���� ��� �� ��� �������� �� ������� ������ �����$����� ������ ������� �1, 6, 10, 11, 12, 7�� ���� �!��%� � ���!�� ���������� ��� � � �������� ���z innymi systemami [10�'�*������������"����������������������� ����� ��� }���������������������1, 13, 2, 7�'�^ ����������������"���&����� � ��������� }�� �������%��������[������� ��������!�����������"G���!��� �����[������������ }� ���� ������"�����!������ ������"G������!��%�� �����������������"�� ������!�������������"������������� � �������"�� ���������������� ��%�������������������������� ����'������������ ������������&� ��������� �� ����� ������� ��������� ��������� ��[�� ����������� � ������ ��[�������������� ���������������������������������������������������� �� ���������!��%��� � � ��� ������ ���%��� ���" �� � ��� � �� ��'� ^ � ������� � %��� ������[���� ������� � �� � ��� ��G� �� �����!�� ��� ��� ��% �� � �� ������� � � "�� �����

Page 2: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

204 �� �������&� ���

����� �� G�������� �������������� ���!�G������� ���������������" ���"� ��}przewidzianym charakterze. ��������������������������������������������" ����������� ���!������ ������� }������!�� ����� �������� ��� �17�� ���� �!��%� ����� ���� ��$� � ��� ���������}���"�&����� � ��������� �� ������������������"���%��������� ���!���1, 11, 12,13, 2, 7, 14�'�(��������������������������$���������������!�����" ���"�� ���!����������������� �� ���G���!�����%�����[�� ������������ ����� ��� ���������}�!�������������� �� ���"G������!��%��������������� �� ���"������ �����������������"������G�� �������������������������� ������'

�^ ')���POWROTNA

@�������������� ����[�� �� ������������!������������"G������������������������������������������� � ���������� ���������"�� ������!������������"�����������'�_ �������� �������������������&� �� ��G���� ���������������refie podstacji ����������)\���/-G����&��������������� �� ��� ��� � ������� � ����6�'��������}��� ��� ������ ��� ����������� �������� �����-���� ��������� ������ ������ �� ����� � ���������&��� � ��� �� ��!�������������� �����������&���� � ��'���� �[�����!�� ������� ���%�� �� ������ ����� � � ����$� ���� ���"� ���� �!��%� ������� �� ���'���� �[� ����!�� ��������"� ���G� ���� �!��%� ���� �[� � ������!�� ����� ��������������%�� �� ���������������%��� ����� szr �È=���G� ���� �� ���������� �����-ziemia

szzr �ÈÉ���'�@�����������������������"��� ���� �������������������������� }

�� ���G�� ��������������������������������� ������!������������������ ��������!�� ��'� B�!���� ��!�� ��� ��������� � �������� ����� �������� ��� � ��� �w [6]:

' ' ����� ����)( )(

)(2

1)(

2)(

l l

xxxxsz dsigneedeimBeAex ((((() (�(��� (1)

Rys. >����������� �!������"����������������������������� �������� �� ���������������������� ���������������������'�\��'�������������� ������� �����}�!������������������������������������� �� ����rys. 2 przy równomiernym roz-� %��� ���%������������ '�

Page 3: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

Q�����������������������������������" ���"�� ���!������ ������� �������������… 205

\��'�/'�@�"���� �!�����������������!�������� �� �������

\��'�>'�@�"����������������������������

\��'��'�������� ������������������������������������������� �� ����rys. >� ����� ����:����������!�� ����� �� % ���� ���%�������������������

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

x 104

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

����>���?#@

U s

zyn

[V]

Page 4: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

206 �� �������&� ���

3. MODEL SYMULACYJNY

@����������� ��� ������� � ����� ����������������� � ���� ���� ����� � �����Matlab. Ogólny schemat blokowy programu symulacyjnego przedstawiono na rys. 4. Pro-��������������������������������%������ ���������������������!�������������}tryfikowanej linii kolejowej (ZLK).

���

���

��

��

)()()(

)()1(

))(),(())(),(()(

tvtFtPdt

tdvm

tstvWtUtvFdt

tdv*

(2)

��� �� ������ �Dane taboru: ������������������ ������������������������������������������ ��������������������������������Dane infrastruktury: �����������������������������������������������������miejsca postojów.������������� ��� �� �� �!����������� ������� ��������"������ ����rezystancje wew. podstacji trakcyjnych,rezystancje jednostkowe sieci trakcyjnej���������� ��������� ������ �������#��������������������� �����

1. Jednoczesne przejazdyteoretyczne

�� ����������������!������ �����"#

U(i)-U(i-1) < dU

U(i) < 0,9Un

NIE

TAK

NIE

ti=ti-1+dt

ti=tsim

TAK

NIE

$� ��!�����%&'(��������"#���)� ��powrotnej

rszz

Epods

rsz }dx

Ii I i+1 I i+2

PT PTKS

Epods

dU2

x

}dU1} dUn}

Ipods

I i

TAK

KONIEC

v

F,W

Rys. 4. Ogólny schemat blokowy programu symulacyjnego

Page 5: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

Q�����������������������������������" ���"�� ���!������ ������� �������������… 207

_� ������� % ������������ ����!�� �����"��������!��� ��������"�)/-G���������}���"� �� ������ � �!����� ���"�� � ����� �11, 12, 15] ���� ��� ��� � ������� � ��� )>-'�(�� �������������� � ������� ����������� � %�� �� ��� ���zególnych pojazdów. {���"�� �������������������� ������� ��� �������� �������[�������� ���&��"�� }�����!����"�� ����!�'�(�� ����� � �������� ��� ���� ����������� ��� ����� ����G�� � �������������"�� ��������"��5, 11, 12, 2, 7, 14�� ���%�������������� ����}�!����"� ������"� ������� ���������� ���� ��� � ����� ���%$� � �" ������"� �� � }�����!����"� ����������"� � ����!�� ����������"'� �� ����� ��� ��� � �[� �� �!����� ������� ��� ����������� �tej analizy obwodu.

�������� ��� � �!��%� ��� ����� �������� � ��� ������� �������!�� � �}�������"������������������� ���������������G������������������ ���&����� �� ������������� �%������ ���:GD������������ � �� G��������������a warto-���������� ����� ������� ����G�� ������������ ���� ����_{�+{��:�<<'�^ � ��}��$� � ������� � ��� �� ������ �������� ���� ����[� ��� ���� ���&��"� � ����!�� �����}mowany jest uproszczony model systemu powrotnego, opisywany jednym parametrem –rezyst������ �����%��� ����'� \ ������ ����!�� ���� ���������� � ������!�� �� ��������������� �� ��� ��������������������%�� ��� �������� ������������������G�������������%������ ������� ���'�B�����������!��%������ �������� ����������������"� ���������"� ���� ���"� �� �!�G� � ���� ����"� ������� ���"� �� �� ����������� ��������� ������ �������� ���� ������������[�����������������'�_���}����������� �!����� ���������� ����������������� ����� �[�����!�G����%�������������� �� ����� ���������� �����%��� ��� � �� ���� � � ����������� ����������szyna-���G����� ������������������� ����"��������"�������� ��� �������� � �}biorów. Uproszczenie skraca jednak czas wykonywania symulacji.Opracowany model symulacyjny nie ��� � %�� ��� ��������� ������ "�� ����� ���}skowego pojazdów, jest to kierunek dalszych prac autora. Jak wynika z [14������ ������}������� � ������!�� ����� ������m ziemi bez zastosowania w pojazdach hamowania ����� �� ���������������������������� ����%���"�� ����� ����� ���G������� %������ %�[�%������ ��������������� ����������������������$����'�Pobór mocy poszczególnych pojazdów trakcyjnych zal%�� �� �"� �������!�� � �����"�������� �����!�G��������!�� ��� ���"����������������������"�������� ��G� �������� ����!�G������!��%�� ��������������� �� �!�G������ ������������ &���� � �� �trasy. Na rys. 5 przedstawiono profil pionowy mode� ����������� ����� ����:���'�

Tablica 1������������ ��� ��������#�������������

Linia kolejowa _�#�������������� ����%�� �� �!�F��/>::G�:::G�<:::G�12000, 15243, 21000, 24003,43043]

�� ����%�� �����������������"F��:G�/>�::G�25000, 37500, 50000]

�� ����%��������������"F��;:::G�>/:::G�32000, 43000]

Page 6: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

208 �� �������&� ���

Rys. 5. Profil pionowy modelowanej trasy

4. WYNIKI SYMULACJI

W badaniach zamodelowano ruch dwóch rodzajów taboru: 1. _���%����� ������- cztero-��� � �������������� ����������������������}

��������� �� ���"����� ���"��������� ������������%������"�'2. Towarowe - ��������� �� ������������������G��������������>:���'

£^�^��_8q�(�'����'*)�(=�%)�"'*)

�������"�����$������ ���� � �����������������!��� ���!������� �!%���"�����%}���"����"�'������� ����%� �[����� ��������������"�� ������!����������������}�� ������ ������"��� ���!�'�{��r��'�;��������� � ����%� �[����� ����"�� ���"�� ������� ����� �������� ��� �� &������ �� � ������ ����� ��� ����� ���� ��� ��������&���������������������������� ���!���!��� �D���'����� ���� ������������������}dem ziemi na r��'�;��������� � ������������������>�::-2750 s, tak jak zaznaczono na rys. 6.

Rysunki 8, D��������������������������� ����"�� ��� ���������������������������������������������� ���������������������!%���"����� ������"��� ���!�'�������������������"�����!����� ��� ��������������������!%���"����� ������"�'�Na wyk����"� ���"� ������ ��� �� ¬� ���� ����� ����������� � ���!�G� ��� ����� ��� �� ��� � %����� ���� �� ��G������!��������������� ������������������� �[�� ������������������������������������� ���� � ����������'�\��'� <� ���������� ���� ��� ��������� dodatnie, natomiast r��'� D� ������� ���� ���ujemne, przebieg na rys. D�� ����������� ���!� �������� ������������ ��'�

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

5

10

15

20

25

30

35

40

����>���?�#@

� �

���.

F�?#

@

Page 7: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

Q�����������������������������������" ���"�� ���!������ ������� �������������… 209

\��'��'�X��&������ ������������� ���!�����������������D���

\��'�;'�_��������� ������� ���� �������������������������������������������2500-2750 s

# %��������%�[G�%�������'�D�����������������"�� �%������������������ �����������}���������� ����� ��������� �� � ���� _{-EN 50122-1, co oznacza konie��� �[� �"���������'� ���� � � �����!��� �� ��� ���� ��� �� ���� ������� ���"�� ����%����G� � ��������������������$���������������"�)� ���������� �-� ����-G����������}���� ��%�� ������� ����%�!�'� ��������� ���� ��� � ������!�� �����-ziemia w sta-���"�� �������"�� %���[�� � ������ ����F����� � ����� ���� �� ������������� �� ������ �� ��� ���������� �������� ������������������)� �>:: - 400 m.) �����!��%�������������� ���� ���������� ��������'

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 30000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5x 10

4

Czas [s]

Dro

ga [m

]

Page 8: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

210 �� �������&� ���

\��'�<'����%� �[������������� ���������� ����"�� ���� ������!���������&������������������������ ���!�

\��'�D'����%� �[������������������� ����"�� ���� ������!���������&������������������ ���!��)������ ���!� ��������%� ���-

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

x 104

23

45

67

89

10

0

20

40

60

80

100

+���_"�����"���`p��?#@����>���?#@

���

� #

�q�

����

q���

��"

_��

���

�?v

@

00.511.522.533.544.55

x 104

2345678910

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

+���_"�����"���`p��?#@����>���?#@

���

� #

�q�

����

q��

���

"_�

���

� �

?v@

Page 9: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

Q�����������������������������������" ���"�� ���!������ ������� �������������… 211

4.2. RUCH TOWAROWY

��� ��� �������������"��� ���!��� ��� ���"��������������>:���'�������� �� }wej o parametrach przedstawionych w Tablicy 2. Na rys. 10 przedstawiono modelowany � ������������� ���!�'��

\��'�/:'�# �� ������ ������������� ���!��� ��� �ych

Na rys. //��/>��������� � � �� ��� ����������������������� ����"�� ��� ������!������������������������������������������� ���!�'

\��'�//'�#������������� ���� ����������������������������� �������������� ���!��towarowych

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 90000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5x 10

4

Czas [s]

S [m

]

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

x 104

0

20

40

60

80

100

120

Czas [s]

���

� #

�q�

����

��

����

���.F

�"��

���

��$�

��

�?v@

Page 10: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

212 �� �������&� ���

\��'�/>�#���������� ���� ����������������������������� �������������� ���!��towarowych

5. WNIOSKI

Opracowany program symulacyjny wraz z modelem sieci powrotnej pozwala na wyzna-������ ������!��������������������� � ��������������� �� ����������!%}���"����������"����" ���"� �������������"�� ���!�'�*��������� ������ �������� ������������������������ ��� ��� �������������������G������!��%�������}������ ������ ���� �� ��G����������ad z powodu zmiany parametrów elektrycznych ����������� �� ���G����������� ���%������" �� ����� �� ��'�^��������$}����� ����� � ������G� ���� �������� � ���� _{� +{� �:/>>-/G� ������� ��� ���� �[� ��������������������������������������' Opracowany model symulacyjny pozwala na �����������!������ ���"�� ������!�� ��������������������%�������������� �� ���'����������������"������"�� �������������������������������!�������$����G� ����������"� �� � ���� _{� +{� �:/>>-1 przy danych warunkach rucho-���"� �������������"�����������"��������������������� �� ���'������ ��������� ��G� �����!��� ��� ����"� � ������� ���"�� ����%����G� �� �������� ��� ������ ������� � � ��� � ����� �!�'� ����� ������������ �!��� ���%� ��� ����� ���� �������"��� ���!��� �"�����������!��%�� ���������� �!�G������� ���������[����������������������������"����������"�����������"�������'����� ������ �������}��������� ������ �!��%��������������������������� � sowych sytuacji ruchowych ��� � ������ � ������!�� ����� �������� ��'� # %���� ���� �!��%� ������� ������!�����������"�)��������������������� �����!����"�� �����������������"��������� ��}������!��������������-���"�������������� �[�����������������������'

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

x 104

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

Droga [m]

���

� #

�q�

�$��

#�

����

��.F

�"��

���

��$�

��

�?v@

Page 11: ˝ 6) ’>% 4 8>6˙&(9>& ’>˜ 8) 8q=&>8q(=8)< ‘&6 =3*9 ˝ …...4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and

Q�����������������������������������" ���"�� ���!������ ������� �������������… 213

Bibliografia

1. Andres Ramos G., Felipe Leal A., A Rios M. and Fernando Roa L., "Grounding Model in Multi-TrainDC Traction Systems," in IEEE Latin America Transactions, vol. 12, no. 2, pp. 169-175, March 2014.doi: 10.1109/TLA.2014.6749534.

2. ^��%���'G�#�������V'G�@�����('����#� ��������������� �������� ���%$����������� ���'Technika Transportu Szynowego 2/2002, s. 66-76.

3. ^������'�Ê@[�� �� �����������������������������+���� ��"���– Warszawa 1995.4. Fotouhi R. and Farshad S., "A new novel power electronic circuit to reduce stray current and rail poten-

tial in DC railway," Power Electronics and Motion Control Conference, 2008. EPE-PEMC 2008. 13th,Poznan, 2008, pp. 1575-1580. doi: 10.1109/EPEPEMC.2008.4635491.

5. �� ����'�� �#'��@���������&����� � ����������&� ��������� �� ��� ��� % ������������������������'�\ �������� �� ����G�_ ���"��������������G����������>::<.

6. ËÌÍÎÏÌÍÐÑ' Ò'Ó'��ÔÕÍÌÏÖ×ØÙÎ�ÕÖ�ÚÛÚÎÑÍÖÜØÌÝÞÚØÙß�ÞÚÛÚàØÙá�ÐÖÍÖã�ÑÖå�>' ËÖÜÎÏÌ�/D<:.7. #������� V'G� @����� ('F� @�� � �� ��� ������&� ���� � ���� �� � ������ ���� ����� '

Technika Transportu Szynowego 11/2005, s. 56-65.8. PN-EN 50122-1:2011 - Zastosowanie kolejowe - *������������� �����- Q����$��� ���������G

�������[�� �� ����- ����[�/F�q� ��� �"� ��������� ��%�������������.9. PN-EN 50122-2:2003 (U) - ���� � ����� �� �'�*������������� ����'�����[�>F�q� ��� �"� ��

����� ���������������!�����������"���� �����"����������������������������������� '10. Stell R. W. B., "Maximum Permissible Rail Potential," in IEEE Vehicular Technology Magazine, vol. 6,

no. 3, pp. 99-105, Sept. 2011. doi: 10.1109/MVT.2011.94253.11. @�����('G�#�������V'� � - Ground transportation systems. (w: The Encyclopedia of Electrical and

Electronic Engineering. Supplement I, John Wiley & Sons, Inc., NY, USA ,1999) s.169-194.12. @�����('��- ������������������� ��� ���������������������������������������� ������� � }

waniem technik modelowania i symulacji. Prace Naukowe PW, Seria ELEKTRYKA, s.178, z. 123,2002.

13. @�����('G�#�������V'�- Modelling and verification of simulation results in computer aided analy-sis of electric traction systems. VII Int. Conference „Computer in Railway” COMPRAIL’2000. 11-13IX,2000, Bologna, s.599-610.

14. @����G�('��#�� ��G�Y'��^��%�G��'���������� � �������� �����"�� ����� ����� ��������[� �� ����������&� ���� ������� ��������� �G�V ��������=>:/�G��'���;�-4682.

15. @�����('�-�������������������������������� DC na parametry energetyczno-trakcyjne zasilanychpojazdów”, Instytut Naukowo-Wydawniczy INW SPATIUM, Radom, 2013, s.1-158.

16. Tzeng Y. S. and Lee C. H., "Analysis of Rail Potential and Stray Currents in a Direct-Current TransitSystem," in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 25, no. 3, pp. 1516-1525, July 2010. doi:10.1109/TPWRD.2010.204063.

17. Xu S. Y. Li W. and Q Y. Wang, "Effects of Vehicle Running Mode on Rail Potential and Stray Cur-rent in DC Mass Transit Systems," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 62, no. 8, pp.3569-3580, Oct. 2013. doi: 10.1109/TVT.2013.2265093.

SIMULATION RESEARCH OF THE INFLUENCE OF THE TRAIN TRAFFIC SITUATIONS ON THE RAIL POTENTIAL IN THE POWER SUPPLY SYSTEM 3 kV DC

Summary: Article presents the methodology and results of investigation of the train timetable and train type on the rail to earth potential value. The investigation was based on the simulation model of electrified railway line in 3 kV DC system with multi-train performance calculation. The model of returning system with earth has been developed and combined with the power flow and train performance calculation model. The simula-tions has been done for different traffic situations and different train types. For suburban traffic with several train stops the maximum rail potential has been investigated as the function of headway time. As well the freight train traffic has been investigated. Keywords: Rail potential, safety, train traffic simulation