Preview

iPolytech Journal

Advanced search

MODELING POWER SUPPLY SYSTEMS WITH THREE-PHASE AND SINGLE-PHASE CONVERTERS

https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-5-122-133

Abstract

The PURPOSE of the paper is development of methods and tools for adequate modeling of electrical power supply systems equipped with three-phase and single-phase transformers. METHODS. The methods of electrical power system (EPS) simulation in phase coordinates based on the models of elements in the form of lattice equivalent circuits with fully-meshed topology are used for mode determination of electrical power supply systems equipped with three-phase and single-phase transformers. The models and methods are implemented in the program complex Fazonord. RESULTS. The models of three-phase and single-phase converters by Steinmetz, Terekhin and Sinev circuits are provided in the article. It is shown that Steinmetz converters have the potential of balancing both two-phase and single-phase load. This allows simultaneous compensation of reactive power and complete use of three-phase transformer resources in case of such load connection. Terekhin’s curcuit is a standard capacitor scheme used for supplying low-power three-phase motors from a single-phase network. This circuit creates significantly asymmetrical system of three-phase voltages as a result acceptable asymmetry levels can be obtained only under certain conditions. Sinev's circuit provides good balancing adjustment, but the levels of voltages strongly depend on load currents. CONCLUSION. EPS mode determination introduced by Irkutsk state transport university allows to simulate electrical power supply systems equipped with three-phase and single-phase converters.

About the Authors

V. P. Zakaryukin
Irkutsk State Transport University
Russian Federation


A. V. Kryukov
Irkutsk State Transport University; Irkutsk National Research Technical University
Russian Federation


References

1. Sainz L., Caro E., Riera S. Characterization of Harmonic Resonances in the Presence of the Steinmetz Circuit in Power Systems. In: Power Quality Harmonics Analysis and Real Measurements Data. 2011. P. 171-194. Available at: http://www.intechopen.com/books/power-quality-harmonics-analysis-and-real-measurementsdata/characterization-of-harmonic-resonances-in-the-presence-of-the-steinmetz-circuit-in-power-systems (accessed 13 March 2018).

2. Chindris M., Cziker A., Stefanescu A.S., Sainz L. Fuzzy logic controller for Steinmetz circuitry with variable reactive elements // Proceedings of 8th International Conference OPTIM. 2002. Proc. 1G.3. P. 233-238.

3. Jordi O., Sainz L., Chindris M. Steinmetz system design under unbalanced conditions // European Transactions on Electrical Power. 2002. Vol. 12. No. 4. P. 283-290.

4. Qingzhu W., Mingli W., Jianye C., Guipping Z. Model for optimal balancing single-phase traction load based on the Steinmetz’s method // Proceedings of the IEEE Energy Conversion Congress an Exposition (ECCE). 2010. P. 1565-1569.

5. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наукова думка, 1985. 268 с.

6. Печенкин В.Е. Электроснабжение лесозаготовок по однопроводной системе ОПЗ. М.: Энергоатомиздат, 1965. 180 с.

7. А. c. № 244493 СССР. Компенсационный преобразователь однофазного напряжения в трехфазное и наоборот / В.А. Кулинич, Ю.Н. Широнин. Опубл. 28.05.1969. Бюл. № 18.

8. А. с. № 3356728 СССР Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / А.Ф. Березовский. Опубл. 23.09.1984, Бюл. № 35.

9. А. с. № 4245737 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / А.Ф. Березовский. Опубл. 07.01.1989, Бюл. № 1.

10. А. с. № 311348 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / С.В. Сологуб. Опубл. 09.08.1971, Бюл. № 24.

11. А. с. № 1372538 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / С.В. Сологуб. Опубл. 07.02.1988, Бюл. № 5.

12. А. с. № 363162 СССР. Преобразователь однофазного тока в трехфазный / В.А. Гришин, Е.С. Наумова. Опубл. 20.12.1972, Бюл. № 3.

13. А. с. № 106416 СССР. Устройство для преобразования однофазного напряжения в трехфазную систему напряжений / А.Г. Лурье. Заявл. 21.06.1955.

14. А. с. № 183275 СССР. Трансформаторный преобразователь однофазного тока в трехфазный / Е.Х. Давыдов. Опубл. 17.06.1966, Бюл. № 13.

15. А. с. № 334596 СССР. Трансформаторный преобразователь однофазного тока в трехфазный / Е.Х. Давыдов. Опубл. 30.03.1972, Бюл. № 12.

16. А. с. № 110841 СССР. Преобразователь однофазного тока в трехфазный / А.А. Степанян, В.М. Белоусов. Заявл. 15.05.1956.

17. А. с. № 217514 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / В.С. Синев. Опубл. 07.05.1968, Бюл. № 16.

18. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2005. 273 с.

19. Крюков А.В., Закарюкин В.П. Методы совместного моделирования систем тягового и внешнего электроснабжения железных дорог переменного тока. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2011. 170 с.


Review

For citations:


Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. MODELING POWER SUPPLY SYSTEMS WITH THREE-PHASE AND SINGLE-PHASE CONVERTERS. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;22(5):122-133. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-5-122-133

Views: 282


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4004 (Print)
ISSN 2782-6341 (Online)