Kolejowe podstacje trakcyjnego systemu zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego wyposażone są w prostowniki, których zadaniem jest przekształcanie, napięcia przemiennego o częstotliwości krajowego systemu energetycznego na napięcie stałe. Są to przekształtniki nie sterowane o jednokierunkowym przesyle mocy. W ostatnich latach praktycznie wszystkie nowo produkowane i wprowadzane do eksploatacji elektryczne pojazdy trakcyjne, to pojazdy wyposażone w silniki asynchroniczne i mające możliwość zwrotu energii do kolejowej sieci trakcyjnej podczas hamowania rekuperacyjnego. Zwrot energii jest jednak możliwy tylko w przypadku gdy w tym samym czasie w pobliżu znajduje się inny pojazd, który jest w fazie rozruchu lub jazdy z prądem, w takiej sytuacji energia ta może być wykorzystana przez ten pojazd. W każdym innym przypadku energia elektryczna pochodząca od procesu hamowania rekuperacyjnego wytracana jest w specjalnych rezystorach hamowania. Zwrot odzyskanej energii do systemu energetycznego byłby możliwy w przypadku zastosowania w kolejowych podstacjach trakcyjnych zamiast prostowników, przekształtniki dwukierunkowych czyli rodzaju przekształtnika półprzewodnikowego, mającego zdolność dwukierunkowego przesyłu mocy. Niniejszy artykuł przedstawia zarys problemów technicznych z jakimi należy się uporać przy próbie modelowania, projektowania i budowy takiego przekształtnika. Intencją autora jest rozpoczęcie przewodu doktorskiego, w którym zostanie wykonane modelowanie komputerowe, ocena możliwości, sensowności technicznej i ekonomicznej zastosowania takiego przekształtnika w kolejowych podstacjach trakcyjnych 3 kV DC. Promotorem tej rozprawy doktorskiej będzie prof. dr hab. inż. Grzegorz Skarpetowski.
EN
In recent years, all newly manufactured and put into operation electric rail vehicles are equipped with asynchronous motors and have the opportunity to return the energy to the overhead conytact line system during regenerative braking. This energy obtained from the regenerative braking process can be fed back only if on the same OHCL section there is another electric vehicle that is simultaneously generating traction force. In this case this energy can be reused by this second vehicle. In any other case the energy generated by the regenerative braking process is dissipated on braking resistors. Moreover, the energy recuperation and transmission to the local power distribution system could be possible, if the traction substations were equipped with traction rectifier-inverter substation converters instead of traditional rectifiers. Converters are a type of converter semiconductor capable of bi-directional power transmission. This article outlines the technical problems which need to be solved while trying to model, design and to build such an inverter.
Elektryczne pojazdy trakcyjne do niezawodnej pracy i utrzymywania osiągów eksploatacyjnych, na które zostały zaprojektowane, wymagają niezawodnego zasilania. Zasilanie to jest gwarantowane poprzez system zasilania trakcyjnego. Cechą charakterystyczną dla obciążeń trakcyjnych jest ich duża zmienność, pobór prądu przez pojazd trakcyjny dużej mocy, przy niedostosowanym układzie zasilania jak i niedostosowanej sieci trakcyjnej powoduje zbyt duży spadek napięcia na pantografie, przez co pojazd traci właściwości trakcyjne, na które został zaprojektowany. Niniejszy artykuł poświęcony jest programowi napisanemu w środowisku MATHCAD do obliczania napięcia na pantografie elektrycznego pojazdu trakcyjnego, który zmienia swoje położenie, oraz obliczania prądów obciążeniowych i zwarciowych w sieci trakcyjnej.
EN
Electrical railway vehicles need a reliable power source to comply with their designed specification. The specific working range of the electric traction system includes the big changes in the load during operation. A big power consumption in conjunction with the insufficient network can cause the loss of the vehicle's power. This problem is also addressed by the interoperability specification. The MATHCAD is used mainly for numerical calculations. The program simulates network with two power substations and two track sectioning cabins. It can also calculation single-sided network. The calculation step can be set from 1 m up to 1000 m. This is important for networks containing sections of different resistance. The calculation can be performed in three different variations: with constant current, constant vehicle resistance and with the set vehicle's speed and parameters. It is also capable of calculating the short-circuit current. The program interface enables the user unfamiliar to MATHCAD to perform the calculations. The user needs only to input data to pre-defined fields and tables. The results can be exported into other programs.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.