Harmoniczne prądu w liniach i urządzeniach elektrycznych zasilających odbiorców kolejowych

W artykule przedstawiono funkcjonujące definicje, które wynikają z obowiązujących unormowań prawnych oraz technicznych. Przedstawiono również elementy układu prostowniczego podstacji, które podczas pracy awaryjnej powodują nieprawidłowości dotyczące występujących zaburzeń wprowadzanych do sieci zasilania oraz do odbiorców zasilanych z urządzeń podstacji trakcyjnej. Wymieniono poziomy napięcia zasilania w liniach zasilających podstacje trakcyjne. Wymieniono
również niekorzystne oddziaływania harmonicznych na pracę wybranych odbiorników energii elektrycznej oraz sposoby ich zmniejszenia. Opisano wpływ harmonicznych na wybrane elementy takie jak: transformatory, kondensatory, generatory i silniki. Zostały również przedstawione podstawowe wymagania dotyczące jakości energii elektrycznej w urządzeniach PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. oraz wymieniono typy podstawowych odbiorów kolejowych, które przede wszystkim służą do zapewnienia bezpiecznego prowadzenia ruchu pociągów.
 

Pełny tekst (pdf)

[1] Opracowanie wymagań na zasilanie energią elektryczną urządzeń sterowania ruchem kolejowym. Praca CNTK nr 4034/10, Warszawa 2003.
[2] PN-EN 50121-2: 2004. Zastosowania kolejowe. Kompatybilność elektromagnetyczna. Część 2: Oddziaływanie systemu kolejowego na otoczenie.
[3] Standardy techniczne – szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii kolejowych do prędkości Vmax≤200 km/h (dla taboru konwencjonalnego) / 250 km/h (dla taboru z wychylnym pudłem). Warszawa 2009.
[4] Hanzelka Z.: Jakość energii elektrycznej. Część 4. Wyższe harmoniczne napięć i prądów.
[5] Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997r. z późniejszymi zmianami Prawo energetyczne Dz.U. z 2012r., poz. 1059. Z 2013r., poz. 984 i poz.1238, z 2014r., poz. 457, poz. 490, poz. 900, poz. 942, poz. 11010, poz. 1662 oraz z 2015r. poz. 151, poz. 478 i poz. 942.
[6] PN - EN 61000-3-2: Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) - Część 3-2: Poziomy dopuszczalne - Poziomy dopuszczalne emisji harmonicznych prądu (fazowy prąd zasilający odbiornika ≤16 A).
[7] PN-EN 61000-3-12: Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) - Część 3-12: Dopuszczalne poziomy – Dopuszczalne poziomy harmonicznych prądów powodowanych działaniem odbiorników, które mają być przyłączone do publicznej sieci zasilającej niskiego napięcia z fazowym prądem zasilającym odbiornika > 16 A i ≤ 75 A.
[8] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych zasad funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. U. z 2007 r. Nr 93, poz. 623, z późn. zm.), s. 5665-5668.
[9] PN-IEC 60364: 2006-2009. Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.
[10] Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej (zatwierdzona decyzją Prezesa URE nr DRR-4321-29(5)/2013/MKo4 z dnia 10 września 2013 r.), s. 99-101.
[11] IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems. AN-SI/IEEE Std 519-1992.
[12] PN-EN 50160:2010 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych, s.13.
[13] „K-Factor Isolation Transformer” (AET-2009-AET_K13-Factor_400V_R1.pdf), www.aet.com.sg.
[14] Jagieła K., Rak J., Gała M., Kępiński M., Straty mocy w transformatorach energetycznych zasilających dużych odbiorców przemysłowych Energoenergetyka, nr 3(9)/2011.