Three-phase rectifier dedicated to DC traction substation

• Autorzy: Bałkowiec T. , Koczara W.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.09.08

Warianty tytułu

PL

Trójfazowy prostownik dedykowany do podstacji trakcyjnej sieci DC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper presents modified topology of the Vienna rectifier which has been applied in DC traction substation. Modification consists of replacing a pair of diodes with a pair of thyristors in each single-phase rectifier module. Fully-controlled rectifiers that consist of transistors are becoming more popular, also in traction applications. PWM rectifier, in comparison to the diode- or thyristor-based rectifiers, has higher power losses and its costs are higher. Proposed topology of the rectifier has got less number of transistors so the costs can be reduced. A 1,5 MW modified Vienna rectifier has been tested in computer simulation software.

PL

Artykuł przedstawia zmodyfikowany prostownik Vienna, który został wykorzystany w podstacji sieci trakcyjnej prądu stałego. Modyfikacja polega na zastąpieniu pary diod parą tyrystorów w każdym z jednofazowych modułów prostownika. W pełni sterowane prostowniki są coraz częściej wykorzystywane również w aplikacjach trakcyjnych. W porównaniu do prostowników diodowych lub tyrystorowych, prostownik PWM charakteryzuje się większymi stratami mocy oraz kosztami. Przedstawiona topologia prostownika składa się z mniejszej liczby tranzystorów co umożliwia zmniejszenie kosztów. Zmodyfikowany prostownik Vienna o mocy 1,5 MW został przetestowany z użyciem środowiska symulacyjnego.

Słowa kluczowe

EN

Vienna rectifier; traction system; traction substation

PL

prostownik Vienna; system trakcyjny; podstacja trakcyjna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 9
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bałkowiec T.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Koczara W.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] Ryszard Pawełek, Oddziaływanie podstacji trakcyjnej na sieć elektroenergetyczną, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr 7, 234-238
• [2] W. Brociek, R. Wilanowicz , S. Filipowicz, Cooperation of 12-pulse converter with a power system in dynamic state, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr 5, 67-70
• [3] M. Aeberhard, C. Courtois and P. Ladoux, Railway traction power supply from the state of the art to future trends, SPEEDAM 2010, Pisa, 2010, 1350-1355
• [4] P. Pozzobon, Transient and steady-state short-circuit currents in rectifiers for DC traction supply, in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 47, no. 4, 1390-1404, Nov 1998
• [5] Gómez-Expósito, J. M. Mauricio and J. M. Maza-Ortega, VSCBased MVDC Railway Electrification System, in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 29, no. 1, 422-431, Feb. 2014
• [6] Boora, F. Zare, A. Ghosh and G. Ledwich, Applications of power electronics in railway systems, 2007 Australasian Universities Power Engineering Conference, Perth, WA, 2007, 1-9
• [7] C. Mayet, P. Delarue, A. Bouscayrol, E. Chattot and J. N. Verhille, Dynamic Model and Causal Description of a Traction Power Substation Based on 6-Pulse Diode Rectifier, 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Coimbra, 2014, 1-6
• [8] Sikora and B. Kulesz, Properties of novel traction polyphase rectifier transformer, 2012 XXth International Conference on Electrical Machines, Marseille, 2012, 2139-2144
• [9] Lidiia Kovernikova, Some results of research into harmonics in the high voltage networks with distributed nonlinear loads, Przegląd Elektrotechniczny, 89 (2013), nr 11, 239-243
• [10] V. Gelman, Insulated-Gate Bipolar Transistor Rectifiers: Why They Are Not Used in Traction Power Substations, in IEEE Vehicular Technology Magazine, vol. 9, no. 3, 86-93, Sept. 2014
• [11] V. Gelman, Thyristor Controlled Rectifiers (TCR) for traction - problems and solutions, 2013 3rd International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems, Istanbul, 2013, 1-6
• [12] S. Wang, W. Song and X. Feng, A novel CBPWM strategy for single-phase three-level NPC rectifiers in electric railway traction, 2015 IEEE 2nd International Future Energy Electronics Conference (IFEEC), Taipei, 2015, 1-6
• [13] J. Ma, W. Song, S. Jiao, J. Zhao and X. Feng, Power Calculation for Direct Power Control of Single-Phase Three-Level Rectifiers Without Phase-Locked Loop, in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 63, no. 5, 2871-2882, May 2016
• [14] P. Lukasiak, P. Antoniewicz, D. Swierczynski and W. Kolomyjski, Technology comparison of energy recuperation systems for DC rail transportation, 2015 IEEE 5th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), Riga, 2015, 372-376
• [15] J. W. Kolar, Vorrichtung und Verfaren zur Umformung von Drehstrom in Gleichstrom, European Patent Office EP 0660498 A2, 20.12.1994
• [16] Koczara W., Controlled Rectifier, Polish Patent PL 169874, Warsaw, 18.12.1992
• [17] W. Koczara, Unity factor three phase rectifier, Power Quality '92 Conf. Europe, Münich, 1992, 79-88
• [18] Koczara W., Bialoskorski P., Controllability of the Three Phase Rectifier Operating with Unity Power Factor, Fifth European Conference on Power Electronics and Application, Brighton, UK 13-16 September 1993, vol. 7, 183-187
• [19] W. Koczara, T. Balkowiec, Boost rectifier providing DC controlled voltage dedicated to AC traction auxiliary supply application, 2015 International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway, Ship Propulsion and Road Vehicles (ESARS), Aachen, 2015, 1-6

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).