The paper proposes the system that distributes automatically active power between phases at the secondary side of a traction transformer-based converter. The application area for this system is ac railways with big volumes of delivered items. The purpose of the paper is to develop and investigate the equivalent circuit of the proposed system as an electrical complex for automatic power distribution between phases of the transformer-based converter with phases of the railway traction power system at the secondary side. The equivalent circuit of the mentioned above electrical complex is stated. The expressions describing the process of automatic distribution of active power are based on the instanta-neous power theory. It is shown how the unbalance factor and total harmonic distortion depend on the number of switching element cells at each phase and pulse-width modulation switching frequency. As it follows from the simulation, the proposed electrical complex should consist of eight cells of switch-ing elements connected to each phase to provide values of the unbalance factor and total harmonic dis-tortion no more than two percent. The pulse-width modulation phase has to be a multiple of 45 de-grees. The most important result is the proposed equivalent circuit of the system for active power dis-tribution between the transformer-based converter phases at its secondary side, distinguished by the capability of getting the optimal number of switching element cells by simulation based on the instan-taneous power theory. The results relevance include improvement of the electric power quality indica-tors such as unbalance and total harmonic distortion and decrease of wear factor values for transform-ers and transmission lines.
Lucrarea propune sistemul care distribuie automat puterea activă între faze pe partea secundară a unui convertor bazat pe transformator de tracțiune. Domeniul de aplicare pentru acest sistem este căile ferate de curent alternativ cu volume mari de mărfuri livrate. Scopul lucrării este elaborarea și investigarea circuitului echivalent al sistemului propus în calitate de complexului electroenergetic pentru distribuția automată a puterii între fazele convertorului pe bază de transformator cu fazele sistemului de tracțiune feroviar pe partea secundară. Se precizează circuitul echivalent al complexului electric menționat mai sus. Expresiile care descriu procesul de distribuție automată a puterii active se bazează pe teoria puterii instantanee. Se arată cum factorul de dezechilibru și distorsiunea armonică totală depind de numărul de celule ale elementelor de comutare la fiecare fază și frecvența de comutare a modulației pe lățime a impulsului. După cum rezultă din simulare, complexul electric propus ar trebui să fie format din opt celule de elemente de comutare conectate la fiecare fază pentru a furniza valori ale factorului de dezechilibru și distorsiunii armonice totale nu mai mult de două procente. Faza de modulare a lățimii impulsului trebuie să fie multiplu de 45 de grade. Cel mai important rezultat este circuitul echivalent propus al sistemului de distribuție a puterii active între fazele convertorului bazat pe transformator la partea sa secundară, care se distinge prin capacitatea de a obține numărul optim de celule de elemente de comutare prin simulare bazată pe teoria puterii instantanee. Relevanța rezultatelor include îmbunătățirea indicatorilor de calitate a energiei electrice, cum ar fi dezechilibrul și distorsiunea armonică totală și scăderea valorilor factorului de uzură pentru transformatoare și linii de transport.
В настоящей работе для применения на железных дорогах переменного тока с постоянно растущими объемами грузоперевозок предложена система для автоматического распределения активной мощности между фазами тягового трансформаторного преобразователя на его вторичной стороне. Целью настоящей работы является разработка и исследование эквивалентной схемы замещения предложенной системы как электроэнергетического комплекса, предназначенного для автоматического распределения активной мощности между фазами трансформаторного преобразователя, к вторичным обмоткам которого подключены фазы системы электроснабжения железной дороги. Приведена эквивалентная схема замещения данного электроэнергетического комплекса. Даны основные расчетные соотношения, описывающие автоматическое распределение активной мощности, на основе теории мгновенных мощностей. Показано, как количество ячеек из коммутационных элементов на каждой фазе и частота переключения элементов влияют на коэффициент несимметрии и коэффициент несинусоидальности при использовании широтно-импульсной модуляции. Моделирование показало, что данный комплекс должен состоять из восьми ячеек из коммутационных элементов, присоединенных к каждой фазе, чтобы обеспечить значения коэффициентов несимметрии и несинусоидальности токов и напряжений, не превышающих два процента. Фаза широтно-импульсной модуляции должна быть кратна сорока пяти градусам. Наиболее важным результатом является предложенная эквивалентная схема системы автоматического распределения мощности между фазами трансформаторного преобразователя на вторичной стороне, отличающаяся тем, что позволяет путем математического моделирования на основе теории мгновенных мощностей получить оптимальное количество ячеек из коммутационных элементов. Значимость результатов заключается в повышении качества электроэнергии в части несимметрии и несинусоидальности токов и напряжений и уменьшении степени износа трансформаторов и линий электропередачи.