Limity odolnosti starých a perspektivních KO vůči ohrožujícímu proudu. Ing. Jiří Konečný, Starmon s.r.o. Ing. Martin Leso, Ph.D.

Transkript

1 Limity odolnosti starých a perspektivních KO vůči ohrožujícímu proudu Ing. Jiří Konečný, Starmon s.r.o. Ing. Martin Leso, Ph.D., FD ČVUT

2 Historický vývoj, 60. léta 20. století Prvotním impulzem k řešení problematiky kompatibility HV s KO byla nehodová událost, ke které došlo v 60. letech 20. století.

3 Historický vývoj, 60. léta 20. století 3 x 22 kv 50 Hz Trakční usměrňovač Jedoucí vlak Trakční vedení L 220 V 50 Hz i CL i K J Šunt stojícího vlaku i CL1 i CL2 Příčiny vzniku nehodové události na PKO 50 Hz s relé DSR-1

4 Historický vývoj, 70. léta 20. století nasazení hnacích vozidel s impulzní regulací základní kmitočty konduktivních proudů: 33,33 Hz, 100 Hz a 300 Hz (nespojité spektrum, rychlé přechody mezi těmito kmitočty) impulzně šířková modulace konduktivních proudů (PWM) limity ohrožujícího proudu ze strany HV: I d [ma] 100 T dn [ms] 100

5 Historický vývoj, ON :1979 zakázáno nově budovat KO s pracovním kmitočtem 50 Hz a jeho násobky požadavek na úpravu (náhradu) stávajících KO 50 Hz v oblastech ohrožení vlivy vedení vn a vvn, ostatní KO 50 Hz nahradit dle potřeby neobsahuje žádné limity ohrožujícího proudu

6 Historický vývoj, r Před rokem 1990 proběhla transformace ON :1979 na nové normy: TNŽ :1990, TNŽ :1990 Následná transformace těchto norem na: ČSN :1992 (stále neobsahuje limity ohrožujícího proudu) a ČSN :1992

7 Historický vývoj, ČSN :1998 ČSN :1998, Železniční zabezpečovací zařízení Kolejové obvody a vnější podmínky pro jejich činnost v kmitočtových pásmech 20 Hz 11 khz definovány limity rušivého proudu (Id) drážních vozidel: 100 ma, s výjimkou pásma Hz (500 ma) kmitočtové pásmo pro KO 75 Hz: Hz (signální kmitočty) kmitočtové pásmo pro KO 275 Hz: Hz (signální kmitočty)

8 Historický vývoj, ČSN :1998 doba trvání nadlimitního rušení: max. 100 ms nejkratší doba opakování nadlimitních impulzů: 4 s Celková střídavá složka rušivého proudu v chráněných pásmech 0 (> 0) 300 Hz: Id = 700 ma

9 Historický vývoj, r ČSN ed. 2 (prvotně zpracována jako TNŽ :2005) Norma nově zavádí: požadavky na proudovou kompatibilitu el. částí drážních vozidel a KO základní podmínky a předpoklady proudové kompatibility drážních vozidel a KO požadavky na KO s analogovými a digitálními přijímači podmínky pro měření a následné vyhodnocování konduktivních proudů drážních vozidel

10 ČSN ed. 2 Limity ohrožujících proudů pro dominantní typy KO s analogovými přijímači I TDS-PE [A] Kmitočet [Hz] Typ kolejového obvodu KO-2796 KO-3102 KO-4300 k T [V/A] 6,216 4,909 36,79 usu H /φ [V] 4,97 8,3 44,2 U O [V] I TDS-PEvypočtená [A] 0,327 0,143 0,158 I TDS-PEzavedená v ČSN ed.2 [A] 0,260 0,110 0,130 Rezervy [%] 20,4 22,9 17,5

11 ČSN ed. 2 Výsledné limity ohrožujících proudů pro KO s analogovými přijímači

12 ČSN ed. 2 Limity ohrožujících proudů pro KO s digitálními přijímači

13 Výpočet limitu odolnosti jednopásových a dvoupásových PKO vzorec pro výpočet limitu odolnosti: I TDS = U REZ / kt [A; V, V/A] napěťové poměry na kolejovém přijímači

14 Výpočet limitu odolnosti dvoupásových PKO Uvažovaný nejhorší případ: - havarijní stav KO (již v ed. 2), nebo - šuntovaný stav KO při 100 % proudové asymetrii (nově v ed. 3) Nejhorší případ se pro daný KO vybere podle vyšší hodnoty účinné složky napětí na kolejovém přijímači (usu S nebo usu H ).

15 Výpočet limitu odolnosti dvoupásových PKO havarijní stav

16 Výpočet limitu odolnosti dvoupásových PKO šuntovaný stav při 100 % proudové asymetrii

17 Limity ohrožujících proudů bez časového omezení uvažované pro perspektivní KO (návrh uvažovaný v ČSN ed. 3) Ochranná kmitočtová pásma I TDS-PE I RS-PEDC I RS-PEAC [Hz] [A] [A] [A] , ,65 0,5 0,5

18 Limitní doba pro nadlimitní ohrožující proudy (návrh uvažovaný v ČSN ed. 3) T TDS-N = 0,7 s prodleva mezi nadlimitními impulzy: min. 1 s vzhledem k vysoké hodnotě limitu T TDS-N není u perspektivních KO definován krátkodobý proudový limit I TDS-TEMP ani krátkodobý časový limit T TDS-TEMP

19 Výpočet limitu odolnosti jednopásových KO jako nejhorší případ se uvažuje šuntovaný stav KO (výjimkou mohou být částečně průtokové KO) zatím nebyla stanovena jednotná metodika výpočtu odolnosti vzhledem k dosavadním způsobům výpočtu lze konstatovat, že jednopásové KO mají obecně vyšší limit odolnosti, než dvoupásové KO s moderním kolejovým přijímačem zřejmě budou splněny limity uvažované pro perspektivní KO (KO splňující požadavky EN TS )

20 Výhody moderních kolejových přijímačů při návrhu KO vysoce odolných vůči ohrožujícímu proudu vysoký součinitel využití (kv 0,8) nezávislost napětí vybuzení a odbuzení (U P, U O ) na kolísání napětí místní (referenční) fáze nastavitelnost napětí U P a U O v širokém rozsahu hodnot nastavitelnost impedance kolejové fáze možnost alespoň spolehlivě odlišit signální proud od ohrožujícího proudu

21 Výhody moderních kolejových přijímačů při návrhu KO vysoce odolných vůči ohrožujícímu proudu U digitálních přijímačů: volnost ve fázi nastavitelné zpoždění pro vybuzení přijímače nastavitelná tolerance pro fázový posun napětí mezi místní a kolejovou fází digitální filtrace teoreticky užší pásmo možného ovlivnění přijímače ohrožujícím proudem (selektivita filtrace je však předurčena reakční dobou přijímače)

22 Neperspektivní KO KO 25 Hz (na stálý i impulzní proud) KO 50 Hz

23 Děkuji vám za pozornost!