Oslo Metrosu'nun rejeneratif frenleri neden sadece “yakın” ise diğer trenlerle enerjiyi paylaşabilir?

Ben Vikipedi'de okumak Oslo Metro rejeneratif frenleme sahip olduğunu, ancak hiçbir piller enerjiyi depolamak için. Bu nedenle, enerji ancak enerjiyi kullanmak için "yakınlarda" bir tren varsa kullanılabilir.

"Yakında" ne kadar uzakta?

Ortak tünelin darboğazından dolayı tüm hatların kalkışlar arasında 15 dakikalık boşlukları var. Bu, ağın birkaç hattın aynı izi paylaştığı kısımlar (ortak tünel ve diğer bazı uzatmalar gibi) hariç, her tren arasında tipik olarak birkaç kilometre olduğu anlamına gelir.

• Enerji neden birkaç kilometrede paylaşılamıyor?

• Hat boyunca tellerdeki direnç buna değmez mi?

• Enerji bunun yerine şebekeye geri verilemez mi?

Hat boyunca tellerdeki direnç buna değmez mi?

Bu bir faktör olacak. Makale, her sette, her tren seti için toplam 1680 kW (1.68 MW) veren 12 x 140 kW motora sahip olduğunu belirtir. Sistem 750 V DC'dir ve alışılmadık bir şekilde, bazı bölümlerde üçüncü rayları ve diğerlerinde üst hatlarını kullanır. Bu güç seviyelerinde 2000 A sırasındaki akımlar devreye girecek, bu nedenle hat direnci kesinlikle bir sorun haline geliyor. Hat direnci ayrıca devre kesicinin çalışmasında ve açma zamanlarında bir faktör olabilir ve bir bölümün maksimum uzunluğu üzerine başka sınırlamalar getirebilir.

Hatırlanması gereken bir diğer faktör ise, enerji santrallerinin (temel olarak transformatörler / redresörler / filtreler ve devre kesiciler) hat boyunca, her bir enerji istasyonu arasındaki kesitsel izolatörler ile birlikte yayılmasıdır. Bu durumda akım bir bölümden diğerine akamaz. Bunun "yakındaki" kısıtlamanın asıl nedeni olduğundan şüpheleniyorum.

Enerji bunun yerine şebekeye geri verilemez mi?

Olabilir, ancak inverterlerin DC'yi AC'ye dönüştürmesi gerekebilir ve bunlar bu güç seviyelerinde ucuz olmaz ve görev döngüsü (ilgili rejenerasyon süresi miktarı) onları değerli kılmaz.

Ek bilgi.

• OS MX3000 .

Saatte 0 - 40 kilometre (0 - 25 mil / saat) arasındaki hızlanma, saniye kare başına (4,3 ft / s2) 1,3 metre ile sınırlıdır. Bu aşamada, tam yüklü tren 5.0 kiloamperi kullanır.

Yani, tren başına 5000 A maksimum akım. Çelik raylar için herhangi bir direnç tablosu bulamıyorum, bu yüzden km başına voltaj düşüşünü tahmin edemiyorum.

Belli nedenlerden ötürü, herhangi bir demiryolu ağı izole bölümlere ayrılmıştır ve bunların her biri kendi trafo, devre kesici ve şalter aracılığıyla orta veya yüksek gerilim şebekesinden ayrı olarak beslenir.

Aynı bölümdeki iki tren, gücü doğrudan paylaşabilir. Farklı bölümlerdeki trenler ancak bunu şebekeden yapabilir. Oslo Metrosu DC kullandığından ve redresörler genellikle tek yönlü olduğundan, şebekeden elektrik paylaşımı mümkün değildir ve bu nedenle aynı bölümdeki trenler ile sınırlıdır.

Aşağıdaki resim, bir AC havai hattındaki bir kesit izolatörü göstermektedir. Bölümler, yük dengeleme için üç fazlı yüksek gerilim şebekesinin farklı fazlarından beslenir.

görüntü kaynağı

Elektrikli demiryolu adam burada.

Uzun mesafe yayılımı

Tek bir mafsallı arabadan ağır ~ 300A yükü altında trafo istasyonundan sadece 200V'a kadar 600V tramvay teli kazdığını gördüm. (4/0 tel, 107 mm2, dönüş olarak raylar).

Üçüncü raylar çok daha gürültülüdür, ancak metro trenleri çok daha ağırdır. Tipik olarak üçüncü ray ayakkabısı 400 amperde (ayakkabı başına ve her ayakkabı aynı anda temas halinde değildir) 8 arabaya kadar kaynaşır. Oslo, elektriksel olarak 3 araç olan, geniş, mafsallı arabaları kullanıyor.

Yenilenen elektrik bir trafo istasyonundan geçerse , dezavantajlı durumdadır.

Metro treni, gerilimi sınırsız bir şekilde arttırmaya istekli veya arttırmayı başarırsa , yenilenen gücünü herhangi bir mesafeye itebilir . Düzenlenmemiş DC motor rejimi, eski, endüktif bir sabit akım kaynağı gibi hareket eder ve akım akıncaya kadar voltaj artar. İletim kayıplarında çoğunu yakmak iyi olurdu, “serbest enerji”. Bununla birlikte, a) araçtaki ekipmanların (en azından motorlarda yalıtım gücü) ve b) üçüncü rayın sınırlarını atar . BART, 1000 volt üçüncü bir raya sahip olmayı amaçladı, ancak fren tozunun en kötü yağmur senaryosunu ılıman iklimlerinde bile olağanüstü parlamalara neden oldu. 900 volta kadar destek verdiler ancak hala sorunlu. Oslo zaten 750'de, çok fazla tavan boşluğu değil.

Gerçekten, üretken olarak yenilenmek için yakınlarda gerilimi düşüren ve bu amperleri kaldırabilecek bir tren olması gerekir.

Izgara üzerine Regen

Bu zor, en az değil, çünkü birkaç saniye boyunca enjekte edilen bir kaç megawatt güç şebekeye pek de faydalı değil.

Ayrıca, DC-AC geninin kendisi, her istasyonda ihtiyaç duyulan büyük silikon inverterleri ile zordur.

Altın Çağ'da, döner dönüştürücüler verimli DC-AC rejimini mükemmel bir şekilde yapabiliyorlardı (aslında, yanlışlıkla bir rejeneği önlemek için devreleri vardı , örneğin bir trafo merkezinin yerel ağının bir karartmaya sahip olması, tramvay teli üzerinden başka bir trafo istasyonundan geri beslenmesine neden oldu) . Elektrikli demiryolları kendi AC güç dağıtımlarından daha fazlasına sahipti. Ve üçüncü ray voltajı sadece 600V idi, bu yüzden daha fazla tavan boşluğu oldu. Bununla birlikte, otomobiller bunu yapamadı: metro trenleri, otomobiller arası kontrol hatlarında yalnızca 7-12 kabloyla, o zamanlar çok basitti.

Cıva arklı redresörler mevcut olur olmaz döner dönüştürücüler kaldırıldı ve hatta bunlar ilk regen otomobillerinin zamanına kadar gitti.

Döner çeviricilerde yeniden canlanma beklemiyorum (daha çok yazık, çünkü köpekler basit, yerel şebekede aslında doğru güç faktörü , ve basit olduklarından rekabetçi olabilirler). Böylece karmaşık, büyük invertörlere gelir. Geri alım gücünden elde edilen sınırlı finansal kazanım göz önüne alındığında, BART gibi yalnızca çok gelişmiş (yüksek Ar-Ge) sistemler ayak parmaklarını DC'den ızgara rejene batırıyor.

Fren yaparken, birincil hedefiniz ekstra enerjiden kurtulmaktır, bu yüzden ne kadar verimli kullanılacağı umrunda değil. Dirençli kayıplar% 100'e yakın olsa bile, rejeneratif frene sahip olmak sadece mekanik frenlere sahip olmaktan daha iyidir. Bu yüzden kesinlikle elektrik hattı direnciyle ilgili değil, sadece elektrik şebekesinin kaldırabileceği şeyler hakkında.

Enerji neden birkaç kilometrede paylaşılamıyor?

Yalıtılmış bölümlerin basit olması durumunda, rejeneratif frenlemenin mümkün olduğu bir çizgi gerginliğinin uzunluğu ile elektrik kesintisinden etkilenen bir çizginin gerilmesi arasındaki bir dengedir. Yani, eğer bütün güç şebekesi rejeneratif frenleme için kullanılabilseydi, tek bir arıza da bütün şebekeyi çökertirdi.

Daha karmaşık çözümler teorik olarak mümkündür ancak ekonomik olarak mümkün değildir.

Enerji bunun yerine şebekeye geri verilemez mi?

Enerjiyi şebekede istikrarlı bir enerji tüketimi ile beslemek voltajı çok hızlı bir şekilde yükseltir ve tipik enerji santralleri çıkışlarını telafi edecek kadar hızlı şekillendiremezler. Yerel şebeke bu tür aşırı gerilim yükselmelerini kaldıramazsa, evirici inşa etmenin bir anlamı yoktur. Şebeke fazladan gelen enerjiyi kaldırabilse bile, çözüm ekonomik olarak uygun olmayabilir.