Year 2020, Volume , Issue 12, Pages 22 - 33 2020-07-31

Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi
Load Sharing Modelling in AC Traction Power Distribution Systems of Urban Metros

Turan ÖLMEZ [1] , Beyhan KİLİC [2]


Türkiye’de, Büyükşehirlerdeki trafik sorununa çözüm olarak raylı sistemler gibi kendisine ayrılmış yol üzerinde hareket eden toplu taşıma araçları tercih edilmektedir. Raylı sistemler, taşıma kapasitesi ve düşük maliyetli enerji tüketimi nedeniyle gelişmiş ülkelerde en çok tercih edilen toplu taşıma türüdür. Artan taleple doğru orantılı olarak enerji ihtiyacı ve güç kaybında da bir artış vardır. Bundan dolayı raylı sistemlerin proje tasarım aşamasındaki güç akışı analizi kritik önem arz etmektedir. Güç akış analizi ile raylı sistemlerde kullanılacak ekipmanlar (kablo kesiti, OG hücresi, CER transformatör gücü, yük ayırıcı ve kesiciler vb) ve bu ekipmanların teknik özellikleri belirlenir. Bu makalede M5 Üsküdar – Yamanevler Sürücüsüz metro hattında güç akış analizi, alternatif işletme senaryoları için yapılmıştır. Bu çalışmada ETAP (Elektriksel Geçici Rejimve Analiz Programı) yazılımı kullanılarak elde edilen benzetim sonuçlarına göre, güvenli ve sürdürülebilir güç akışı için en kötü durumlar gözönüne alınarak çözümler sunulmuştur.

In Turkey, as a solution to traffic problems in metropolitan areas public transportation that travel on the guided way such as rail systems is preferred. Railway transport is the most preferred type of public transport, as well as its carrying capacity and low-cost energy consumption in developed countries. Therefore, the demand for rail transport has been increasing significantly over the years in proportinoal to increasing urban population. There is also an increase in energy consumption and accordingly power loss in proportion to increasing demand. Therefore, power flow analysis of the rail systems in the project design phase is critical.. By means of AC power flow analysis, equipment to be used in rail systems (cable cross section, MV switchgear, transformer power, load separator and breakers, etc) and the characteristics of these equipments are determined. In this study, power flow analysis is performed on M5 Üsküdar – Yamanevler driverless metro line. According to the simulation results obtained by using ETAP(Electrical Transient and Analysis Program) software, solutions are provided considering the worst cases for the safe and sustainable power flow.

  • [1] Railway network key elements and main sub-systems, specification [Online] Available: http://www.merlin-rail.eu/wp-content/uploads/2012/12/MRL-WP1-D-ANS-013-06-D1_1-Railway_network_key_elements_and_main_sub-systems_specification.pdf [Accessed: 4-Ara-2019]
  • [2] UNECE, The United Nations Economic Commission for Europe, [Online] Available: www.unece.org [Accessed: 4-Ara-2019]
  • [3] H. Alnuman, D. Gladwin and M. Foster, “Electrical modelling of a dc railway system with multiple trains”, IEEE 18th International Conference on Environment and Electrical Engineering Palermo, Italy, 2018 pp: 1-2.
  • [4] “Üsküdar - Çekmeköy metro tren performansı ve CER gücü raporu”, Metro İstanbul, İstanbul
  • [5] A. R. Mario and G. Ramos, “Power system modelling for urban massive transportation systems” International Conference on Power System Technology 2012 pp:3
  • [6] H. J. Chuang, C. S. Chen, C. H. Lin, J.Y. Chen and C. Y. Ho, “Optimal expansion planning of traction substations for an electrified mass rapid transit system” , International Conference on Power System Technology,22-26 Oct. 2006 ,pp 1-7
  • [7] S. Su, T. Tang and Y. Wang, “Evaluation of strategies to reducing traction energy consumption of metro systems using an optimal train control simulation model”, Energies 2016, pp:2
  • [8] A. Belay, “Design and simulation of traction power supply system: case study of Modjo~Hawassa line” Master Thesis, The Addis Ababa University, Addis Ababa, Ethiopia, pp.4, June 2016.
  • [9] S. Su, T. Tang and Y. Wang “The effect of train length on determining train control regimes on inter-station” State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety, Beijing Jiaotong University, pp:3
  • [10] N. R. Richard, K. Tristan, M. K. Fitzgerald and A. M. John, “Analyzing transit AC and DC traction power networks” [Online]. Available: https://www.apta.com/mc/rail/previous/2014/papers/Pages/default.aspx [Accessed: 4-Ara-2019]
  • [11] S. H. Hosseini and F. Shahnia “Load flow calculation and short circuit fault transients in ac electrified railways” ICCAS2005 June 2-5, KINTEX, Gyeonggi-Do, Korea Azarbaijan Regional Electric Company, Tabriz, Iran pp. 34-38, June 2005.
  • [12] N. A. Raval, Prof. S. N. Shivani, Prof. M. K. Kathariya, “Review paper on AC traction power line fault analysis and simulation”, IJSRD - International Journal for Scientific Research & Development| Vol. 3, Issue 08, 2015 | ISSN: 2321-0613
  • [13] C.J.Chen, Ch. H. Lin, “Optimal expansion plannign in traction substations for an electrified mass rapid transit system”, International Conference on power system tech. pp , 1-7, 2006
  • [14] T. Kulworawanichpong, “Multi-train modelling and simulation integrated with traction power supply solver using simplified Newton-Raphson method”, J.Mod.Transport 2015, 23(4), pp:241-251
  • [15] J. Zhang, M. Wu and Qi Liu, “A nowel power algorithm for traction power supply systems based on the thevenin equivalent”, energies, pp. 38–44, july.2018
  • [16] Y. Yuan, W. J. Yong and X J. Jian, ”Reliability evaluation of a bulk power system for the traction power supply system of a high-speed railway”, Beijing Jiao Tong University, China 2009 Annual Reliability and Maintainability Symposium, pp. 26-29 Jan. 2009
  • [17] Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems, EN 50160: Standard 1999.
  • [18] EMO İstanbul Şubesi, 2008, “Akıllı sayaç yoktur, akıllı ve bilinçli insan vardır”, 3e Electrotech Dergi, 169: 64-66.
  • [19] Electrical Engineerign Portal, 2013. How to calculate voltage regulation of distribution line. [Online] Available: https://electrical-engineering-portal.com/how-to-calculate-voltage-regulation-of-distribution-line#2 [Accessed 12 şubat 2020].
Primary Language tr
Subjects Engineering, Electrical and Electronic
Journal Section Article
Authors

Orcid: 0000-0002-7200-5877
Author: Turan ÖLMEZ (Primary Author)
Institution: MARMARA ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-8438-8369
Author: Beyhan KİLİC
Institution: YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Application Date : January 27, 2020
Acceptance Date : March 14, 2020
Publication Date : July 31, 2020

Bibtex @research article { demiryolu680510, journal = {Demiryolu Mühendisliği}, issn = {2149-1607}, eissn = {2687-2463}, address = {}, publisher = {Demiryolu Mühendisleri Derneği}, year = {2020}, volume = {}, pages = {22 - 33}, doi = {10.47072/demiryolu.680510}, title = {Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi}, key = {cite}, author = {Ölmez, Turan and Ki̇li̇c, Beyhan} }
APA Ölmez, T , Ki̇li̇c, B . (2020). Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi . Demiryolu Mühendisliği , (12) , 22-33 . DOI: 10.47072/demiryolu.680510
MLA Ölmez, T , Ki̇li̇c, B . "Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi" . Demiryolu Mühendisliği (2020 ): 22-33 <https://dergipark.org.tr/en/pub/demiryolu/issue/52737/680510>
Chicago Ölmez, T , Ki̇li̇c, B . "Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi". Demiryolu Mühendisliği (2020 ): 22-33
RIS TY - JOUR T1 - Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi AU - Turan Ölmez , Beyhan Ki̇li̇c Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.47072/demiryolu.680510 DO - 10.47072/demiryolu.680510 T2 - Demiryolu Mühendisliği JF - Journal JO - JOR SP - 22 EP - 33 VL - IS - 12 SN - 2149-1607-2687-2463 M3 - doi: 10.47072/demiryolu.680510 UR - https://doi.org/10.47072/demiryolu.680510 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Demiryolu Mühendisliği Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi %A Turan Ölmez , Beyhan Ki̇li̇c %T Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi %D 2020 %J Demiryolu Mühendisliği %P 2149-1607-2687-2463 %V %N 12 %R doi: 10.47072/demiryolu.680510 %U 10.47072/demiryolu.680510
ISNAD Ölmez, Turan , Ki̇li̇c, Beyhan . "Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi". Demiryolu Mühendisliği / 12 (July 2020): 22-33 . https://doi.org/10.47072/demiryolu.680510
AMA Ölmez T , Ki̇li̇c B . Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi. Demühder. 2020; (12): 22-33.
Vancouver Ölmez T , Ki̇li̇c B . Metro AC CER Güç Dağıtım Sistemlerinde Yük Paylaşımının Modellenmesi. Demiryolu Mühendisliği. 2020; (12): 22-33.