Napájení elektrických drah
Obsah Napájení městských drah Vybavení trakční měnírny městské dráhy Odlišnosti napájení trolejbusové a tramvajové tratě a tratě metra Trakční napájecí soustavy na železnici Trakční napájecí soustava 3kV= Trakční napájecí soustava 25kV~ 50Hz Pro A1M14PO2 (pvs) 2
Napájení městských drah Trolejbusy, tramvaje, metro Napájecí soustava 600/750V= Původně pro tramvaje vlastní elektrárny Užití stejnosměrného seriového motoru Regulace přímo ovládaným kontrolérem Kontinuita provozu Bezpečnostní důvody - NN Pro A1M14PO2 (pvs) 3
Napájecí napětí U n =600V U 0 =660V U min =400V U max =720V U n =750V U 0 =825V U min =500V U max =900V Pro A1M14PO2 (pvs) 4
Způsob napájení Napájení rozděleno na sekce úsekovými děliči překlenutelnými odpínačí Jištění proti přepětí bleskojistkami Pro A1M14PO2 (pvs) 5
Úsekové děliče, odpínače, bleskojistky Pro A1M14PO2 (pvs) 6
Trakční měnírna Přívodní sběrny 22/35kV~ 50Hz Odpojovač Vypínač Transformátor Usměrňovač Odpojovače zpětných kabelů Rychlovypínače napájecích kabelů kombinované s odpojovači Pro A1M14PO2 (pvs) 7
VN odpojovač a vypínač Odpojovač Bezpečnostní prvek Vypínač Pro manipulaci Máloolejový/vakuový/ SF 6 Pro A1M14PO2 (pvs) 8
Transformátor a usměrňovač Pro A1M14PO2 (pvs) 9
Transformátor Vložit obrázek olejového trafa! Olejový/suchý Většinou Yd S ~ jednotky MVA U 2 : 520V@600V= 650V@750V= Pro A1M14PO2 (pvs) 10
Usměrňovač Diodový můstkový šestipulzní Paralelně řazené diody Individuální jištění diod Komutační ochrana pomocí RC členů Pro A1M14PO2 (pvs) 11
Detail usměrňovače Pro A1M14PO2 (pvs) 12
Používají se někde řízené usměrňovače??? Ano, používají u DPP!!! Sehnat informace. Pro A1M14PO2 (pvs) 13
Odpojovače zpětných kabelů Pro A1M14PO2 (pvs) 14
Rychlovypínače přívodních kabelů Pro manipulaci Ochrana před nadproudy a zkraty Pro A1M14PO2 (pvs) 15
Trolejbusové tratě Dráha ve znění zákona 266/1994 Sb. Zákon o drahách Dvoustopé trolejové vedení Vzdušné výhybky Soustava IT měření izolačního stavu proti zemi Pro A1M14PO2 (pvs) 16
Vzdušná výhybka Pro A1M14PO2 (pvs) 17 Sfotit hezčější obrázek!!!
Tramvajové tratě Jednostopé trolejové vedení + v troleji: Praha, Plzeň, Olomouc, Liberec, Most - v troleji: Brno, Ostrava Soustava IT Bludné proudy Pro A1M14PO2 (pvs) 18
Bludné proudy Nebezpečí elektrolytické koroze ohroženy inženýrské sítě Rešení: Polarita v troleji Kvalitní spoje kolejnic, zpětné kabely Aktivní elektrická drenáž Pro A1M14PO2 (pvs) 19
Mapa napájeni tratí DPP Pro A1M14PO2 (pvs) 20
Napájení metra Napájení: třetí kolejnice/trolej Soustava IT Vysoké požadavky kladeny na bezpečnost provozu a nehořlavost veškerého zařízení Pro A1M14PO2 (pvs) 21
Mapa napájení tratí DPP Legenda M ~ měnírna DT ~ distribuční transformovna 22kV xx ~ zkratka názvu stanice Antonín John 2011 Pro A1M14PO2 (pvs) 22
Napájení elektrických železnic Na vozidlo nutno dopravit větší výkon oproti vozidlům městských drah Provoz na větší vzdálenosti Provoz vyššími rychlostmi Pro A1M14PO2 (pvs) 23
Soustava 750V= Městské a příměstské železnice: S-bahn, vlakotramvaje, meziměstské tramvaje Trolej, třetí kolejnice Nízké napětí velké proudy Nízký možný výkon hnacího vozidla Jihovýchod Anglie - EuroStar Pro A1M14PO2 (pvs) 24
Soustava 1,5kV= Zvyšování možného výkonu hnacího vozidla zvyšováním trolejového napětí Jih Francie kromě TGV, Nizozemí Dráha Tábor Bechyně František Křižík Zahájení provozu v roce 1903 Původně napájecí systém 2x 700V Zdroj: www.elektrika.cz Pro A1M14PO2 (pvs) 25
Dráha Tábor - Bechyně Pro A1M14PO2 (pvs) 26 Zdroj fotografií: Digitální archiv Šechtl & Voseček: http://sechtl-vosecek.ucw.cz
Soustava 3kV= Zvyšování možného výkonu hnacích vozidel zvyšováním napětí ~ 4MW I tak velké proudy ~ ka Mez mezilamelového napětí trakčních motorů i při řazení dvou kotev v serii ~ 30V Bezproblémová rekuperace Problémy s bludnými proudy Pro A1M14PO2 (pvs) 27
Soustava 1f 15kV~ 16,7Hz Vznik v Německu, Rakousku, Švýcarsku Vyšší možný výkon hnacích vozidel, nižší přenosové ztráty, bez usměrňovače Frekvence umožňuje přímé napájení seriově buzených komutátorových motorů Frekvence umožňuje transformaci Užití regulačního odbočkového transformátoru a sériového komutátorového motoru Vlastní napájecí síť Vedení, elektrárny Napájecí stanice s měniči Bezproblémová rekuperace Pro A1M14PO2 (pvs) 28
Pruská elektrizace na územíčsr Pro A1M14PO2 (pvs) 29 Zdroj fotografií: www.k-report.cz
Soustava 1f 25kV~ 50Hz Vznik v Maďarsku Ještě vyšší možný výkon hnacího vozidla Nejperspektivnější TNS užití u VRT Napájení z veřejné sítě pomocí trakčních transformoven Problémy se symetrií zatížení sítě Problémy s účinníkem Problémy s rekuperací Pro A1M14PO2 (pvs) 30
TNS v Evropě 750V ss 15kV 16,7Hz 3kV ss 1,5kV ss 25kV 50Hz neelektrizováno Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/%c5%bdelezni%c4%8dn%c3%ad_nap%c3%a1jec%c3%ad_soustava Pro A1M14PO2 (pvs) 31
Důsledky 4 užívané napájecí soustavy v Evropě Přepřahy hnacích vozidel ve stykových stanicích Vícesystémová hnací vozidla Pro A1M14PO2 (pvs) 32
TNS v České republice Pro A1M14PO2 (pvs) 33
Napájecí soustava 3kV= Elektrizován severovýchod ČR Napájení pomocí trakčních měníren ze sítě VVN Vzdálenost měníren 10 20km Soustava IT Bezproblémová rekuperaci Pro A1M14PO2 (pvs) 34
Trakční měnírna Přívod VVN ~ 110kV~ 50Hz Transformace 110/22(35)kV~ Rozvod 22(35)kV~ 50Hz Transformace 22(35)/2,5kV Usměrňovač Tlumivka Rychlovypínače kombinované s odpojovači pro napájecí kabely Odpojovače pro zpětné kabely Pro A1M14PO2 (pvs) 35
Rozvod 22kV~ Pro A1M14PO2 (pvs) 36
Transformátor a usměrňovač Transformátor 22(35)/2,5kV: Ydy Olejový/suchý Usměrňovač diodový dvanáctipulzní Dobrý účinník, malý podíl vyšších harmonických Malé zvlnění = proudu S/bez komutační tlumivky Pro A1M14PO2 (pvs) 37
Transformátor Pro A1M14PO2 (pvs) 38
Usměrňovač Vložit obrázek usměrňovače spolu s parametry Pro A1M14PO2 (pvs) 39
Skříň usměrňovačů Pro A1M14PO2 (pvs) 40
Tlumivka Filtrace výstupního proudu Omezení strmosti nárůstu zkratového proudu L ~ 4mH Pro A1M14PO2 (pvs) 41
Rychlovypínač Manipulace, jištění proti nadproudu a zkratu Kombinovaný s odpojovačem I n ~ jednotky ka U n ~ 3kV Pro A1M14PO2 (pvs) 42
Skříň vypínačů a odpojovačů Pro A1M14PO2 (pvs) 43
Struktura soustavy 3kV= Pro A1M14PO2 (pvs) 44
Propojení úseků Pro A1M14PO2 (pvs) 45
Napájecí soustava 25kV~ 50Hz Elektrizován jihozápad ČR Napájení pomocí trakčních transformoven ze sítě VVN Soustava TN-C Vzdálenost trakčních transformoven > 50km Nesymetrické zatížení sítě VVN, nepříznivý vliv rekuperace na síť VVN Pro A1M14PO2 (pvs) 46
Trakční transformovna Napájení ze sítě VVN Transformátor Uzemění Filtračně kompenzační zařízení Vypínače napájecích kabelů kombinované s odpojovači Pro A1M14PO2 (pvs) 47
Transformátor 1f transformátor 110/27kV~ 50Hz Olejový S ~ 10MVA Regulační odbočky na primárním vinutí Pro A1M14PO2 (pvs) 48
Pro A1M14PO2 (pvs) 49
Rozvaděč 25kV Pro A1M14PO2 (pvs) 50
Vypínač 25kV Vákuový vypínací element Kombinovaný s odpojovačem ~ vysunutí vozíku MTP Pro A1M14PO2 (pvs) 51
Filtračně-kompenzační zařízení Účinník lokomotivy << 1, značně široké spektrum odebíraného proudu Nutná kompenzace účinníku Nutná filtrace vyšších harmonických Pro A1M14PO2 (pvs) 52
Schema FKZ Pro A1M14PO2 (pvs) 53
Filtračně kompenzační zařízení Pro A1M14PO2 (pvs) 54
Filtračně-kompenzační větev Kompenzace účinníku Filtrace vyšších harmonických 3. ~ 150Hz 5. ~ 250Hz Laděné LC obvody Pro A1M14PO2 (pvs) 55
Dekompenzační větev Tvorba jalového výkonu v případě provozu bez zátěže Indukčnost a střídavý měnič napětí navázáno přes transformátor 25/5kV~ 50Hz Pro A1M14PO2 (pvs) 56
Indukčnost a transformátor Pro A1M14PO2 (pvs) 57
Struktura soustavy 25kV~ Pro A1M14PO2 (pvs) 58
Energetický tranzit Pro A1M14PO2 (pvs) 59
Zajímavé odkazy Elektrizace železnic: www.elzel.cz Cegelec: www.cegelec.cz ČKD Elektrotechnika: www.ckde.cz Pro A1M14PO2 (pvs) 60