Improving the Performance of a Static Reactive Power Generator in a Traction Network
DOI:
https://doi.org/10.24160/0013-5380-2026-7-75-80Keywords:
traction network, static reactive power generator, throughput capacity enhancement, equivalent circuit, voltage stabilization, two-stage control mode, power lossAbstract
The article discusses the problem of improving the performance of a static reactive power generator (SRPG) in a traction network to support the movement of heavy trains and increase the throughput capacity of railways. A simplified equivalent circuit of the traction network electric power supply system is developed, which takes into account the inclusion of a heavy train at the sectioning station. Calculations according to the developed equivalent circuit have shown that during the movement of a heavy train when the voltage at the sectioning station is stabilized at a 26–28 kV level, the power losses in the traction network decrease by 2–6 times. A two-stage SRPG var output control system structure is proposed. The first stage (high voltage stabilization) ensures reliable passage of a heavy train, and the second one (low regulated voltage) ensures reactive power compensation when there is no train. To select the optimal stabilization mode, a technical and economic calculation according to the lowest reduced annual costs criterion is applied. A new configuration of a combined harmonic suppression and reactive power compensation (HS&RPC) installation with parallel connection of SRPG and HD&RPC device is proposed, the use of which reduces capital costs by 24–28 % and provides automatic compensation of harmonic current components.
References
1. Статические компенсаторы реактивной мощности для электрических сетей: Сб. статей / под ред. В.И. Кочкина. М.: ЭЛЕКС-КМ, 2010, 296 с.
2. Никонов А.В. Улучшение эксплуатационных показателей системы тягового электроснабжения за счет совершенствования работы регулируемых устройств поперечной компенсации реактивной мощности: дис. … канд. техн. наук. Омск, 2019, 124 с.
3. Герман Л.А. Совершенствование тягового электроснабжения переменного тока для повышения пропускной способности железных дорог. М.: ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2024, 201 c.
4. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог: утв. Министерством путей сообщения СССР 24.04.1989. М.: Транспорт, 1991, 302 с.
5. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог.М.: Транспорт, 1982, 528с.
6. Тер-Оганов Э.В., Пышкин А.А. Электроснабжение железных дорог. Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2014, 432 с.
7. ГОСТ Р 54897-2012. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожных станциях. Требования безопасности и методы контроля. М.: Стандартинформ, 2012, 28 с.
8. Герман Л.А., Саликов И.А. Расчет потерь мощности в тяговой сети с тяжеловесными поездами и статическим генератором реактивной мощности на посту секционирования. – Интеллектуальная электротехника, 2025, № 4, с. 106–116.
9. Фигурнов Е.П. Релейная защита. Ч.2. М.: УМЦ ЖДТ, 2009, 604 с.
10. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. М.: Энергия, 1979, 152 с.
11. Веников В.А. Электрические системы. Электрические сети. М.: Высшая школа, 1998, 511 с.
12. Пат. RU 2762932 C1. Способ регулирования реактивной мощности тяговой сети / Л.А. Герман и др., 2021.
13. Петров Г.Н. Электрические машины. Ч.1. Введение. Трансформаторы. М.: Энергия, 1974, 240 с.
14. Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока. М.: Транспорт, 1973, 224 с.
15. Статический генератор реактивной мощности. Руководство по эксплуатации, ООО НПП «РУ Инжиниринг» [Электрон. ресурс], URL: https://ru-drive.com/products/staticheskie-generatory-reaktivnoy-moshchnosti-6-35-kv (дата обращения 10.12.2025).
#
1. Staticheskie kompensatory reaktivnoy moshchnosti dlya elek-tricheskih setey: Sb. statey (Static Reactive Power Compensators for Electrical Networks: Collection of Articles) / Ed. by V.I. Kochkina. M.: ELEKS-KM, 2010, 296 p.
2. Nikonov A.V. Uluchshenie ekspluatatsionnyh pokazateley sistemy tyagovogo elektrosnabzheniya za schet sovershenstvovaniya raboty reguliruemyh ustroystv poperechnoy kompensatsii reaktivnoy moshchnosti: dis. … kand. tekhn. nauk (Improving the Operational Performance of the Traction Power Supply System by Improving the Operation of Adjustable Devices for Transverse Compensation of Reactive Power: Dis. … Cand. Sci. (Eng.)). Omsk, 2019, 124 p.
3. German L.A. Sovershenstvovanie tyagovogo elektrosnabzhe-niya peremennogo toka dlya povysheniya propusknoy sposobnosti zheleznyh dorog (Improvement of AC Traction Power Supply to Increa-se the Capacity of Railways). M.: FGBU DPO «Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte», 2024, 201 p.
4. Instruktsiya po raschetu nalichnoy propusknoy sposobnosti zheleznyh dorog: utv. Ministerstvom putey soobshcheniya SSSR 24.04.1989 (Instructions for Calculating the Available Railway Capacity: Approved by Ministry of Railways of the USSR 24.04.1989). M.: Transport, 1991, 302 p.
5. Markvardt K.G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannyh zhe-leznyh dorog (Electricity Supply of Electrified Railways). M.: Transport, 1982, 528 p.
6. Ter-Oganov E.V., Pyshkin A.A. Elektrosnabzhenie zheleznyh dorog (Railway Power Supply). Ekaterinburg: Izd-vo UrGUPS, 2014, 432 p.
7. GOST R 54897-2012. Sistemy zheleznodorozhnoy avtomatiki i telemekhaniki na zheleznodorozhnyh stantsiyah. Trebovaniya bezopasnosti i metody kontrolya (Automatics and Telemechanics Railway Systems on Railway Stations. Safety Requirements and Methods of Checking). М.: Standartinform, 2012, 28 p.
8. German L.A., Salikov I.A. Intellektual’naya elektrotekhnika – in Russ. (Smart Electrical Engineering), 2025, No. 4, pp. 106–116.
9. Figurnov E.P. Releynaya zashchita. Ch.2 (Relay Protection. Part 2). M.: UMTs ZhDT, 2009, 604 p.
10. Rukovodyashchie ukazaniya po releynoy zashchite. Vyp. 11 (Guidelines for Relay Protection. Iss. 11). M.: Energiya, 1979, 152 p.
11. Venikov V.A. Elektricheskie sistemy. Elektricheskie seti (Elec-trical Systems. Electrical Networks). M.: Vysshaya shkola, 1998, 511 p.
12. Pat. RU 2762932 C1. Sposob regulirovaniya reaktivnoy moshchnosti tyagovoy seti (A Method for Regulating the Reactive Power of a Traction Network) / L.A. German et al., 2021.
13. Petrov G.N. Elektricheskie mashiny. Vvedenie. Transformatory (Electric Machines. Part 1. Introduction. Transformers). M.: Energiya, 1974, 240 p.
14. Mamoshin R.R. Povyshenie kachestva energii na tyagovyh podstantsiyah dorog peremennogo toka (Improving Energy Quality at Traction Substations of AC Roads). M.: Transport, 1973, 224 p.
15. Staticheskiy generator reaktivnoy moshchnosti. Rukovodstvo po ekspluatatsii, OOO NPP «RU Inzhiniring» (Static Reactive Power Generator. Operation Manual, OOO NPP "RU Engineering") [Electron. resource], URL: https://ru-drive.com/products/staticheskie-generatory-reaktivnoy-moshchnosti-6-35-kv (Accessed on 10.12.2025)
