Чому регенеративні гальма метро Осло можуть ділитися енергією лише з іншими поїздами, якщо вони знаходяться "поблизу"?

Я читав у Вікіпедії, що метро "Осло" має регенеративне гальмування, але немає батарей для зберігання енергії. Отже, енергію можна використовувати лише за умови, що є інший поїзд, який знаходиться поруч, щоб використати енергію.

Як далеко "поруч"?

Через вузьке місце загального тунелю всі лінії мають 15-хвилинну проміжок між відправленнями. Це означає, що між поїздами зазвичай проходить декілька кілометрів, за винятком частин мережі, де кілька ліній ділять одну і ту ж колію (наприклад, загальний тунель та деякі інші ділянки).

• Чому енергію не можна ділити через ці кілька кілометрів?

• Невже опір проводів уздовж колії робить його не вартим?

• Не вдалося енергію подати назад в електромережу?

Невже опір проводів уздовж колії робить його не вартим?

Це буде одним із факторів. У статті зазначено, що кожен комплект має двигуни потужністю 12 х 140 кВт, що дає загальну потужність 1680 кВт (1,68 МВт) на кожен комплект поїздів. Система напругою 750 В постійного струму і, як правило, використовує третьою рейкою в одних секціях і повітряних ліній в інших. На цих рівнях потужності будуть задіяні струми порядку 2000 А, тому опір лінії, безумовно, стає проблемою. Опір лінії може також бути фактором роботи автоматичного вимикача та часу відключення та створювати додаткові обмеження щодо максимальної довжини секції.

Ще одним фактором, який слід пам’ятати, є те, що електростанції (в основному трансформатори / випрямлячі / фільтри та вимикачі) будуть розподілені по лінії з секційними ізоляторами між кожною електростанцією. У цьому випадку струм не може перетікати з одного розділу в інший. Я підозрюю, що це справжня причина обмеження "поблизу".

Не вдалося енергію подати назад в електромережу?

Це може, але це вимагатиме від інверторів для перетворення постійного струму в змінного струму, і це не буде дешевим при таких рівнях потужності, а робочий цикл (необхідний час регенерації) може не зробити їх непотрібним.

Додаткова інформація.

• ОС MX3000 .

Прискорення в межах від 0 до 40 кілометрів на годину (від 0 до 25 миль / год) обмежується 1,3 метра в секунду в квадраті (4,3 фута / с2). У цій фазі повністю завантажений поїзд використовує 5,0 кілоампер.

Отже, 5000 Макс струм на потяг. Я не можу знайти жодних таблиць опору для сталевих рейок, тому не можу дати оцінку падіння напруги на км.

З очевидних причин будь-яка залізнична мережа розділена на окремі ділянки, і кожна з них живиться окремо від мережі середньої або високої напруги через власний трансформатор, вимикач і комутатор.

Два поїзди в межах однієї секції можуть безпосередньо обмінюватися владою. Поїзди на різних ділянках можуть робити це лише через електромережу. Оскільки в метро «Осло» використовується постійний струм, а випрямлячі зазвичай є односторонніми, розподіл енергії через електромережу недоступний і тому обмежений поїздами в межах однієї секції.

На зображенні нижче зображено роздільник ізолятора на повітряній лінії змінного струму. Секції живляться різними фазами трифазної високовольтної сітки для врівноваження навантаження.

джерело зображення

Тут електричний залізничник.

Поширення на великі відстані

Я бачив, що тролейбусний провід на 600 В заїжджав лише на 200 В за чотири милі від підстанції під великим навантаженням ~ 300А від одного зчленованого автомобіля. (Провід 4/0, 107 мм2, рейки як зворотний).

Треті рейки - це набагато бідніше, але поїзди в метро набагато важчі. Зазвичай взуття третьої залізниці сплавляється на 400 ампер (за взуття, і не кожне взуття контактує одразу) з цілими 8 вагонами. Осло управляє великими зчленованими автомобілями, які мають електричні 3 машини.

Якщо регенерована електрика проходить через підстанцію, це ще більше вигідне.

Я маю на увазі, що поїзд метро може підштовхувати свою регенеровану потужність на будь-яку відстань, якщо він бажає або зможе підвищити напругу без обмежень. Нерегульований моторний реген постійного струму може діяти як старе індуктивне джерело постійного струму, збільшуючи напругу доти, поки струм не потече. Спалити значну частину втрат при передачі було б добре, це "вільна енергія". Однак воно вражає межі а) бортового обладнання (не в останню чергу, міцності ізоляції в двигунах) і б) третьої рейки . BART мав на меті забезпечити третю рейку на 1000 вольт, але виявив, що найгірший сценарій дощу на гальмівному пилу спричинив вражаючі спалахи навіть у помірному кліматі. Вони відступили до 900 вольт, але це все ще клопотно. Осло вже на 750, не дуже високий простір.

Дійсно, щоб регенерувати продуктивно, поруч повинен бути поїзд, який вже потягне напругу і зможе підняти ці ампери.

Відступайте на сітку

Це важко, не в останню чергу, тому що кілька мегават енергії, що вводиться протягом декількох секунд, не все корисне для мережі.

Крім того, сам реген DC-AC важкий, на великих підстанціях потрібні великі інвертори кремнію.

У Золотий вік обертові перетворювачі були цілком здатні ефективно працювати з регенером постійного струму (насправді, вони мали схеми для запобігання випадкового регену, наприклад, локальна сітка підстанції, що має коричневий відтінок, спричиняючи її повернення з іншої підстанції через тролейбусний провід) . Електричні залізниці мали більше власного розподілу електроенергії змінного струму. А напруга третьої шини становила всього 600В, тому більше пробігу. Однак вагони були не здатні на це: потяги метро тоді були дуже простими, на міжлінійних лініях управління лише 7-12 проводів.

Обертові перетворювачі були скасовані, як тільки стали доступними ртутно-дугові випрямлячі, і навіть ті пішли вже до часу перших автомобілів регену.

Я не сподіваюсь на будь-яке відновлення обертових перетворювачів (більше шкода, оскільки вони собаки прості, фактично правильний коефіцієнт потужності в локальній електромережі , і можуть бути конкурентоспроможними, оскільки вони прості). Так воно зводиться до складних великих інверторів. Враховуючи обмежений фінансовий прибуток від повернення електроенергії, лише дуже розвинені системи з високою науково-дослідною діяльністю, такі як BART, занурюють пальці ніг у регенерат сітки від постійного струму.

Коли ви гальмуєте, ваша основна мета - позбутися зайвої енергії, тому вам не дуже важливо, наскільки ефективно вона буде використана. Навіть якщо втрати опору близькі до 100%, мати регенеративне гальмо краще, ніж мати лише механічні гальма. Отже, мова йде не про опір лінії електропередач, а лише про те, з чим може працювати мережа електромережі.

Чому енергію не можна ділити через ці кілька кілометрів?

У простому випадку ізольованих ділянок це компроміс між довжиною натяжної лінії, де можливе регенеративне гальмування, і довжиною натягу лінії, яка впливає на електричну несправність. Тобто, якщо всю енергомережу можна було б використати для регенеративного гальмування, одна неполадка також знизила б всю мережу.

Більш складні рішення дійсно можливі теоретично, але не економічно.

Не вдалося енергію подати назад в електромережу?

Подача енергії в електромережу при стабільному споживанні енергії підвищить напругу дуже швидко, а типові електростанції не зможуть формувати свою потужність досить швидко, щоб компенсувати її. Якщо локальна сітка не може обробити такі перенапруги, немає сенсу створювати інвертори. І навіть якщо сітка може обробляти додаткову надходить енергію, рішення може бути економічно невигідним.