Αντιστάθμιση ισχύος σε υποσταθμούςτροφοδοσίας ηλεκτρικών αμαξοστοιχιών, με χρήση ηλεκτρονικών ισχύος

Γραμματικάκης-Κονταργύρης, Ιωάννης; Grammatikakis-Kontargyris, Ioannis

dc.contributor.author	Γραμματικάκης-Κονταργύρης, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Grammatikakis-Kontargyris, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2020-12-01T07:58:51Z
dc.date.available	2020-12-01T07:58:51Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52109
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19807
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλεκτρικές αμαξοστοιχες	el
dc.subject	Αντιστάθμιση ισχύος	el
dc.subject	Μετασχηματιστής τρίγωνο-αστέρας	el
dc.subject	Μετασχηματιστής ανοιχτού τριγώνου	el
dc.subject	Αντιστροφέας	el
dc.subject	Electrical power compensation	en
dc.subject	Star-delta transformer	en
dc.subject	V-v transformer	en
dc.subject	Inverter	el
dc.subject	Electrical locomotives	el
dc.title	Αντιστάθμιση ισχύος σε υποσταθμούςτροφοδοσίας ηλεκτρικών αμαξοστοιχιών, με χρήση ηλεκτρονικών ισχύος	el
dc.contributor.department	Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	Αντιστάθμιση ισχύος σε υποσταθμούς τροφοδοσίας ηλεκτρικών αμαξοστοιχιών, με χρήση ηλεκτρονικών ισχύος	el
heal.classification	Electrical engineering	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-09-25
heal.abstract	Η ηλεκτροκινηση αποτελεί ένα σημαντικό πεδίο έρευνας και εφαρμογών, με σημαντικούς επιμέρους στόχους στα πλαίσια του μετασχηματισμού του ενεργειακού μείγματος του πλανήτη, και την μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Σε αυτά τα πλαίσια, είναι σημαντικός ο ρόλος των ηλεκτρικών αμαξοστοιχειών. Οι σχετικές εφαρμογές, έχουν ξεκινήσει ήδη από τις αρχές του 20ου αιώνα, όμως η βελτιστοποίηση και επέκταση τους, παρουσιάζει προκλήσεις. Μια από αυτές είναι και ισχυρά ρεύματα αρνητικής ακολουθίας, που προκαλεί η ασύμμετρη φόρτιση του δικτύου. Η πηγή αυτής της ασσυμετρίας εδράζεται στην αρχιτεκτονική του δικτύου τροφοδοσίας των αμαξοστοιχιών. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, μελετήθηκε η καταστολή των συγκεκριμένων ρευμάτων, για δύο διαφορετικές διατάξεις του υποσταθμού τροφοδοσίας. Στο Κεφάλαιο 1 της εργασίας παρουσίαζεται αυτή η αρχιτεκτονική και οι λόγοι που οδήγησαν σε αυτήν. Συγκεκριμένα απαντάται το γιατί επιλέχθηκε οι αμαξοστοιχίες να αποτελούν τεράστια μονοφασικά φορτία, τροφοδοτούμενα από μια φάση του τριφασικού δικτύου. Παρατίθενται τα επιμέρους στοιχεία του συστήματος τροφοδοσίας (υποσταθμός, παντογράφος, διατάξεις αντιστάθμισης), ενώ παρουσιάζονται στο σύνολο τους, τα προβλήματα ισχύος των ηλεκτρικών αμαξοστοιχειών, πέρα από τα ρεύματα αρνητικής ακολουθίας. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται συνοπτικά, τα κυριότερα ηλεκτρικά στοιχεία του δικτύου τροφοδοσίας των διατάξεων που θα εξετάσουμε, ο Μετασχηματιστής ανοιχτού τριγώνου, ο Μετασχηματιστής Τριγώνου-Αστέρα και ο μονοφασικός αντιστροφέας. Στο Κεφάλαιο 3 αναλύεται η λειτουργία του υποσταθμού τροφοδοσίας, και της διάταξης αντιστάθμισης. Για τις δύο περιπτώσεις των διαφορετικών μετασχηματιστών, εξάγονται, αρχικά για καθαρά ωμικό φορτίο, τα διανυσματικά διαγράμματα πρωτεύοντος και δευτερεύοντος, συμπεριλαμβανομένων των συνιστωσών των ρευμάτων αντιστάθμισης, και παρουσιάζονται οι μαθηματικές εκφράσεις των συνιστωσών αυτών, για κάθε περιοχή λειτουργίας του συστήματος. Οι σχετικές εκφράσεις γενικεύονται για τις διάφορες τιμές του συντελεστή ισχύος του φορτίου. Στο Κεφάλαιο 4 προσομοιώνεται, με βάση τους υπολογισμούς του προηγούμενου κεφαλαίου, το σύστημα, του υποσταθμού με το φορτίο και τη διάταξη αντιστάθμισης, σε περιβάλλον Simulink για τους δύο διαφορετικούς μετασχηματιστές. Παρουσιάζονται οι κυματομορφές των ρευμάτων του δικτύου πριν και μετά την αντιστάθμιση, καθώς και των ρευμάτων και τάσεων του αντιστροφέα. Δίνονται σχετικά παραδείγματα για όλες τις περιοχές λειτουργίας του συστήματος. Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται, τα διαγράμματα των ρευμάτων του αντιστροφέα για τις διάφορες τιμές του συντελεστή ισχύος του φορτίου, για τους δύο διαφορετικούς μετασχηματιστές. Προσδιορίζονται οι μέγιστες τιμές των ρευμάτων του αντιστροφέα για τις διάφορες αυτές τιμές. Στο Κεφάλαιο 6 καταγράφονται τα συμπεράσματα της εργασίας, καθώς και σκέψεις μελλοντικού εμπλουτισμού της.	el
heal.abstract	Electromobility is an important field of research with significant applications in real life. Specific goals have been set for this field, as part the energy mixture transformation and the decline of CO2 emissions. Those goals also involve electrical locomotives. Their applications have started since the beginnings of the 20th century, but their optimization and expansion of their use pose new challenges. One of those is the large amount of negative-sequence currents that is caused by the asymmetrical load of the grid. The source of this asymmetry is found on the grid architecture. In the context of this diploma thesis, the suppression of these negative-sequence currents is examined, for two different structures of the power feed substation. In Chapter 1 the grid architecture is presented as well as the reason, that led engineers to choose it. Particullarly, the reasons of why the locomotives are large single-phase loads, even though they are powered by a three phase grid. The componetnts of power feeding system are presented (substation, pantograph, compensation devices) as well as the power quality problems in the function of electrical locomotives despite the negative-sequence currents. In Chapter 2, the main electrical components of the power feeding system are presented. Those are the V-v transformer, Y-Δ transformer and the single-phase inverter. In Chapter 3, the function of the substation and the compenstation circuit is described. First, we examine the function for loads with power factor equal with 1. For each of the two transformers, the vector diagramms for the primary and secondary side are presented, including the compensation currents. The mathematical equations for those currents in every operating area are shown. The results are generalized for loads with power factor different than 1. In Chapter 4 the system is simulated with the help of Matlab-Simulink Software, according to the previous’ chapter computations, for the two differnet transformers. The grid current waveforms are presented before and after the compensation, as well as the inverter’s voltage and current waveforms. Examples for every operating area are given. In Chapter 5 the inverter’s current diagramms are being presented, for the differnet values of the load’s power factor, for the two different transformers. The currents’ maximum values are found for each different power factor. In Chapter 6 the conclusions of the diploma thesis, are presented, as well as thoughts for future enrichment of the study.	en
heal.advisorName	Αντωνόπουλος, Αντώνιος	el
heal.advisorName	Antonopoulos, Antonios	en
heal.committeeMemberName	Κλαδας, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος. Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών και Ηλεκτρονικών Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	94 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false