Rodzaje trakcji w Europie Żółty: 25kV, 50Hz

Transkrypt

1 Rodzaje trakcji w Europie Żółty: 25kV, 50Hz Czerwony: 15kV, 16.7Hz Fiolet: 11kV, 16.7Hz (1000mm) Zielony: 3kV stały Niebieski: 1.5kV stały Szary: spalinowe albo brak kolei Turkus: trzecia szyna 750V stały

2 Najbardziej rozpowszechnione systemy trakcji System prądu stałego System prądu przemiennego 1 fazowego o obniżonej częstotliwości System prądu przemiennego1 fazowego o częstotliwości przemysłowej

3 System prądu stałego jest stosowany w Polsce w niektórych krajach WNP we Francji, Włoszech, Wielkiej Brytanii i w kilku innych krajach. Napięcia robocze zawarte są w granicach U= [V], uprzywilejowane napięcie to 1500 i 3000 [V]. Wyższego napięcia nie stosuje się ze względu na poziom izolacji urządzeń rozrządczych i pomiarowych. Niższe napięcia stosowane są na krótkich odcinkach linii kolejowych. Zalety systemu - Łatwość przetworzenia w podstacjach prądu przemiennego na stały, - Dogodne charakterystyki trakcyjne silników prądu stałego. Wady systemu - Konieczność stosowania dużych przekrojów sieci trakcyjnej, - Mała odległość pomiędzy podstacjami trakcyjnymi która wynosi dla napięcia U=3000[V] około km a dla U=1500[V] około 5-15 km.

4 System prądu przemiennego 1-fazowego o obniżonej częstotliwości został zastosowany kiedy skonstruowano silniki komutatorowe o charakterystyce podobnej do charakterystyki silnika szeregowego prądu stałego. Jednak w czasie rozruchu silniki mają złą komutację, zasilanie ich w sieci przemysłowej o normalnej częstotliwości 5o [Hz] jest niemożliwe. Dlatego obniżono ich częstotliwość do 1/3 częstotliwości normalnej czyli 16 i 2/3 [Hz]. Zalety systemu - Możliwość stosowania wysokich napięć w sieci trakcyjnej zazwyczaj do 15 [kv] co powoduje, że sieć jest lżejsza o odległości pomiędzy podstacjami trakcyjnymi są znacznie większe niż przy systemie prądu stałego, - W pojazdach tego typu systemu umieszczony jest specjalny transformator, który zmniejsza doprowadzone napięcie. Pozwala to regulować w dużym zakresie napięć na zaciskach silników trakcyjnych i tym samym umożliwia stopniowy rozruch silników bez strat. Wady systemu - Konieczne jest posiadanie oddzielnych specjalnych elektrowni wytwarzających prąd o obniżonej częstotliwości albo, - Budowanie podstacji z przetwornikami częstotliwości.

5 System prądu przemiennego 1-fazowego o częstotliwości przemysłowej Jest to najnowszy system w którym sieć jezdna jest bezpośrednio zasilana z sieci energetycznej za pomocą zwykłych stacji transformatorowych. Napięcie w sieci trakcyjnej wynosi 25 [kv] a częstotliwość 5-50 [Hz]. Zalety systemu - Pozwala na odbieranie przez pantograf lokomotywy bardzo dużych mocy przy małych przekrojach sieci trakcyjnej, - Duże odległości pomiędzy podstacjami co powoduje, że urządzenia zasilające są stosunkowo tanie. Wady systemu - Kosztowna lokomotywa ze względu na znajdujący się w niej transformator i prostownik, - Silne zakłócenia urządzeń telekomunikacyjnych co zmusza do stosowania drogich urządzeń ochronnych.

6 Są kraje, które stosują tylko jeden system pracy, są również i takie gdzie stosuje się dwa lub więcej systemów. Wówczas aby umożliwić działanie pojazdu na styku różnych systemów albo buduje się stacje stykowe na których napięcie w sieci trakcyjnej może być zmienione w koniecznym zakresie albo buduje się pojazdy dwu lub więcej systemowe, które mogą pracować w przeróżnych rodzajach prądów. Już dostępne są lokomotywy 4-ro systemowe.

7 Lokomotywa 4-ro systemowe. EuroSprinter ES64U4 Głównym elementem EuroSprintera jest transformator pokładowy umieszczony pod podłogą przedziału maszynowego, szafy elektryczne umieszczone po bokach korytarza oraz cztery silniki trakcyjne, po dwa na każdy wózek. W zależności od rodzaju zasilania wykorzystywany jest osobny zestaw obsługi silników napędowych. Składa się z prostowników oraz trzech zestawów uzwojeń. W zależności od systemu trakcji (15 kv 16 2/3 Hz lub 25 kv 50 Hz) Jednofazowy prąd przemienny jest transformowany w transformatorze głównym - obniżane jest jego napięcie, następnie prąd przemienny zamieniany jest na prąd stały w prostowniku a następnie prąd stały zamieniany jest w falowniku na prąd przemienny trójfazowy o regulowanej częstotliwości. Cały proces wynika z zastosowania indukcyjnych silników klatkowych (są to silniki asynchroniczne) do napędu lokomotywy. Każdy z czterech silników posiada indywidualny falownik stąd kontrola ewentualnego poślizgu osi odbywa się niezależnie. Jeśli lokomotywa zasilana jest prądem stałym (Trakcja 3 kv DC np. Polska), wtedy prąd stały kierowany jest bezpośrednio do falowników z pominięciem sekcji transformatora i prostowników.

8 Nazwa producenta ES64 to skrót od nazwy lokomotywy EuroSprinter. Liczba oznacza dwie pierwsze cyfry mocy znamionowej (6400 kw). U oznacza oznaczenie lokomotywy uniwersalnej. Litera P oznacza lokomotywę prototypową, litera F oznacza lokomotywę towarową. Lokomotywy są eksploatowane na napięciach: 15 kv 16,7 Hz i 25 kv 50 Hz. Czterosystemowe lokomotywy są eksploatowane dodatkowo na napięciach 1,5 kv i 3 kv prądu stałego W 2006 roku w IPS Tabor w Poznaniu odbyły się testy EuroSprintera ES64F4 o numerze E , była to pierwsza lokomotywa z rodziny EuroSprinter, która pojawiła się w Polsce

9 PKP Intercity zaprezentowały lokomotywę testową ES64U4 "Taurus" wyprodukowaną przez Siemensa. W hali na warszawskim Grochowie pokazano pierwszą nowoczesną maszynę, która już w przyszłym roku będzie jeździć po polskich torach. Otrzymała ona nazwę "Husarz". Lokomotywa została dostarczona przez producenta do odbycia jazd próbnych i badań niezbędnych dla uzyskania certyfikatów wymaganych przez polskie prawo dla nowego taboru kolejowego. "Husarz" ma uzyskać homologację do połowy przyszłego roku. Pozostałe 9 lokomotyw zostanie dostarczonych przez Siemensa w ciągu 2 lat. Spółka PKP Intercity zapłaciła za nie ponad 44,5 mln euro. Niemiecka firma, prócz dostawy, zobowiązała się do świadczenia usług serwisowania aż do naprawy głównej, tj. do piątego poziomu utrzymania przewidzianego obowiązującymi w Polsce przepisami.

10 Typ pojazdu Alstom Pendolino ETR610 Szerokość toru1435 mm Moc napędu 5,664 MW Napięcia zasilania 3 kv DC, 15 kv AC, 25 kv AC Masa pociągu395,5 t, Masa obciążonego pociągu427,7 t, Średnie przyspieszenie od 0 do 40 km/h 0,49 m/s 2 Średnie przyspieszenie od 0 do 120 km/h 0,46 m/s 2 Minimalny promień łuku250 m. Liczba miejsc siedzących 402.

11 Adtranz-Pafawag 113E (polska seria EU11; włoska seria E405) zamówiona przez Polskie Koleje Państwowe w 1996 seria 42 lokomotyw elektrycznych produkcji zakładów Adtranz-Pafawag we Wrocławiu, która jednak z powodów finansowych nigdy nie została odebrana przez zamawiającego. Ostatecznie lokomotywy te zostały zakupione przez włoskie linie Ferrovie dello Stato (FS) i eksploatowane są tam pod oznaczeniem E405. Lokomotywa uniwersalna 113E przeznaczona jest do prowadzenia pociągów pasażerskich o masie 600 ton z prędkością maksymalną 200 km/h lub 800 ton z prędkością 160 km/h, a także towarowych o masie 1200 ton z prędkością 140 km/h lub 2200 ton z prędkością 100 km/h. Elektrowóz jest jednosystemowym (napięcie sieci 3000 V DC)

12 Adtranz 112E (polska seria EU43; włoska seria E412) zamówiona przez Polskie Koleje Państwowe w 1996 seria 8 lokomotyw elektrycznych produkcji zakładów Adtranz we Wrocławiu, która jednak z powodów finansowych nigdy nie została odebrana przez zamawiającego. Ostatecznie lokomotywy te zostały zakupione przez włoskiego przewoźnika Rail Traction Company, gdzie nadal są eksploatowane pod oznaczeniem EU43. Seria ta jest także eksploatowana pod oznaczeniem E412 przez państwowe koleje włoskie Ferrovie dello Stato. Lokomotywa uniwersalna 112E przeznaczona jest do prowadzenia pociągów pasażerskich o masie 600 ton z prędkością maksymalną 200 km/h lub 800 ton z prędkością 160 km/h, a także towarowych o masie 1200 ton z prędkością 140 km/h lub 2200 ton z prędkością 100 km/h. Elektrowóz jest dwusystemowym (przystosowanym do pracy z napięciem sieci 3000 V prądu stałego i 15 kv 16,7 Hz prądu przemiennego)

13 Urządzeniami zasilania trakcji elektrycznej nazwano zespół urządzeń służących do przesyłania i przetwarzania energii elektrycznej na drodze od elektrowni do elektrycznego taboru trakcyjnego. Urządzenia te są określone wspólnym mianem urządzeń sieci i zasilania, a układ energetyczny, które tworzą - układem zasilania trakcji elektrycznej. Energia elektryczna prądu przemiennego o częstotliwości 50Hz przesyłana jest ze stacji energetycznej linią trójfazową WN (15 lub 30 kv) do podstacji trakcyjnej umieszczonej przy zelektryfikowanej linii kolejowej. W podstacji następuje przetworzenie prądu zmiennego na stały 3000 [V], potrzebny do zasilania silników trakcyjnych. Pojazdy trakcyjne odbierają energię elektryczną z przewodów (sieci jezdnej) nad torem, za pomocą specjalnych odbieraków prądu zwanych pantografami.

14 W Polsce stosuje się prąd stały o napięciu U=3000 [V] DC Kocioł parowy Turbina Prądnica 3- fazowa synchroniczna Stacja transformatorowa elektrowni Stacja okręgowa 6 lub 10 kv 220 kv 15 kv lub 30 kv 50Hz SIEĆ JEZDNA 3 kv (stały) Prostownik Podstacja trakcyjna Transformator powrót Schemat sieci elektro-energetycznej w Polsce

15 Prąd wytwarzany w elektrowni o częstotliwości 50 Hz i napięciu 6 lub 10 kv przetworzony jest w podstacji transformatorowej elektrowni na prąd o wysokim napięciu 220 kv. W okręgowej stacji transformatorowej jest on przetworzony na napięcie 15 lub 30 kv. Stąd prąd jest przesyłany do podstacji transformatorowych umieszczonych wzdłuż linii kolejowej. W podstacjach transformatorowych prąd przemienny przetworzony jest na prąd stały o napięciu 3 kv. Z podstacji prąd przesyłany jest do sieci trakcyjnej zawieszonej na słupach umieszczonych wzdłuż linii kolejowej. Z sieci trakcyjnej prąd odbierany jest za pomocą pantografów i przesyłany do silników trakcyjnych. Poprzez zestawy kołowe i szyny prąd przepływał przewodami powrotnymi, które łączą czyny kolejowe z szynami zbiorczymi do podstacji trakcyjnej.