Nowoczesne rozwiązania w zasilaniu pojazdów szynowych

W firmie Siemens, w sektorze Infrastructure &Cities, utworzono dział Smart Grid Division dla problematyki związanej z zasilaniem. Firma dąży do tego, by udoskonalić sieci zasilające, tak aby ewoluowały one w eleganckie sieci –od power grid do Smart Grid. W rezultacie, oferowane są różne produkty, udoskonalające proces zasilania pojazdów elektrycznych.

Jednym z zadań oddziału Siemens Smart Grid Division jest dostosowanie kolejowej infrastruktury zasilającej do przyjęcia energii ze źródeł odnawialnych. Z usług działu korzystają producenci energii, operatorzy sieci, przemysł, dostawcy energii elektrycznej, przedsiębiorstwa komunalne i operatorzy kolejowi.

Energia elektryczna z odnawialnych źródeł może być dostarczona do sieci publicznej przez przetworniki częstotliwości w stacjach transformatorowych. W tym celu Siemens opracował dla kolei niemieckich statyczny przetwornik Sitras SFC plus w technologii MMDC (modular multilevel direct converter –modułowy, wielopoziomowy, bezpośredni przetwornik). Urządzenie bezpośrednio łączy obie sieci –zewnętrzną, trójfazową oraz jednofazową kolejową. Dzięki modułowej budowie uzyskiwane moce mogą być w szerokim zakresie – od 12 od 120 MVA. W przeciwieństwie do dotychczas stosowanych przekształtników z komutacją zewnętrzną i filtrami sieciowymi, urządzenie ma mniejsze wymiary i nie generuje wyższych harmonicznych. Zmniejszona została również emisja hałasu. (prospekt systemu –j. angielski)

Na Innotrans 2012 zaprezentowane będzie urządzenie służące do ochrony przewodu jezdnego sieci prądu zmiennego –Siprotec 7ST6. Dla sieci prądu stałego opracowano rozwiązanie Sitras Pro. Urządzenie może chronić przewód przed przegrzaniem, oszronieniem, nadmiernym prądem. (prospekt urządzenia –j. angielski)

Siemens opracował również system aktywnej kompensacji mocy, zapewniający lepszą jakość napięcia w sieci. System opiera się na tranzystorach IGBT dużej mocy. Urządzenie charakteryzuje się wielopoziomowym przełączaniem, dzięki czemu wyeliminowane są wyższe częstotliwości harmoniczne. Generowana fala jest niemal idealnie sinusoidalna. Dzięki temu nie są potrzebne filtry wyższych harmonicznych. Przekształtnik składa się z wielu źródeł napięcia połączonych szeregowo –stąd też bierze się nazwa przekaźnika wielopoziomowego. Producent podaje w swoich materiałach, iż szeregowo połączone źródła napięcia zachowują się jak dzielnik napięcia, który buduje falę sinusoidalną.

System Vicos RSC służy do kontroli systemu zasilania. Integruje on różnorodne aplikacje SCADA, służąca do kontroli i monitorowania sieci. Poza informacją o bieżącym stanie sieci, system pozwala na kontrolę zużycia energii i stabilizację procesu użytkowania poprzez system wykrywania usterek i zarządzania procesem utrzymania ruchu. Kolejowy system SCADA dostarcza dane w czasie rzeczywistym, analizuje dane historyczne i reaguje automatycznie na usterki.

Transformator Sitras TCI jest stosowany do przetwarzania energii na kolejach z zasilaniem prądem stałym. Urządzenie zastosowane równolegle do użytkowanych jeszcze prostowników diodowych może służyć jako swoista pętla sprzężenia zwrotnego, umożliwiając zwrot energii hamowania do ogólnej sieci energetycznej. Wykorzystanie hamowania oporowego w pojazdach jest w rezultacie minimalizowane. Zdalne sterowanie urządzeniem, kontrola i diagnoza są możliwe poprzez standaryzowane interfejsy komunikacji.

Stacjonarny system Sitras SES umożliwia magazynowanie energii. Opracowano go z myślą o systemach elektrycznego transportu miejskiego. System pracuje w 2 trybach: oszczędzania energii lub stabilizowania napięcia. W pierwszym trybie energia hamowania pojazdów jest zbierana, magazynowana i dostarczana przy przyspieszaniu. W drugim trybie poziom naładowania jest stały, a energia jest dostarczana tylko wtedy, gdy napięcie spada poniżej określonego progu.

Mobilne systemy Sitras MES i hybrydowy Sitras HES służą do magazynowania energii w pojazdach elektrycznych i spalinowo-elektrycznych. Podstawowy element Sitras MES to dwuwarstwowe superkondensatory. Moduł waży 820 kg i magazynuje 0,85 kWh energii. Potencjał oszczędzania energii to 30%. Wersja HES łączy zalety urządzenia magazynującego energię z zaletami baterii trakcyjnej, dzięki czemu możliwy jest m. in. przejazd do 2,5 km bez wykorzystania sieci trakcyjnej. Oszczędność energii może sięgnąć do 500 MWh na jeden moduł magazynowania energii. (prospekt –j. angielski)

Program Sitras Sidytrac umożliwia symulację ruchu pociągów i obciążenia sieci. Pozwala to na porównanie różnych systemów zasilania i przetestowanie odmiennych konfiguracji nowych lub modernizowanych systemów.

Przykładem obecnie realizowanego przez Siemens projektu związanego z zasilaniem to realizacja systemu zasilania linii szybkiej kolei miejskiej w Limie, w Peru, w Ameryce Południowej. W 2013 linia Tren Urbano będzie bowiem wydłużana poprzez wiadukt o około 12 kilometrów. Siemens zelektryfikuje całą dwutorową linię metra. Zbudowana zostanie stacja zasilająca zmieniająca napięcie z 60 kV na 20 kV z dwoma transformatorami o mocy 20 MVA. Powstaną również 2 pierścienie rozgałęziające przewody 20 kV, 10 stacji zasilających oraz 4 punkty prostownikowe 1500 V. Poza siecią napowietrzną nad trasą, Siemens zbuduje również sieć trakcyjną w zajezdni. Do diagnostyki i monitorowania stanu układu zasilania zainstalowany będzie system SCADA.

Dołącz do nas na Facebooku.