Seminarium Instytutu Kolejnictwa Magazyn energii w układzie zasilania kolejowej trakcji elektrycznej 3 kv DC dr inż. Artur Rojek Warszawa, 13 grudnia 2018 r.
Budowa magazynu energii + S z1 S z2 S zz System zabezpieczeń S s2 Filtr i układy przepięciowe Rozdzielnica DC S s1 _ Pomiar prądu i napięcia U d I r
Budowa magazynu energii Parametry magazynu energii: moc ciągła: moc 15 min: pojemność energetyczna: napięcie pracy: 350 kw; 1,1 MW; 0,5 MWh; 0 4,1 kv; Wyposażenie: filtr; układ przeciw przepięciowy; zabezpieczenie zwarciowe i przeciążeniowe; komunikacja.
Budowa magazynu energii
Budowa magazynu energii
Budowa magazynu energii Akumulatory: liczba baterii: > 500 szt. rodzaj baterii: litowo-żelazowe; napięcie pracy: 2,8 4,0 V; prąd rozładowania: długotrwały: 600 A; impulsowy: 2000 A; prąd ładowania: znamionowy: 100 A; maksymalny: 600 A; żywotność baterii: 5000 cykli; temperatura pracy: - 45 - +85 C; masa: 8,1 kg.
Budowa magazynu energii BMS: określenie maksymalnego dopuszczalnego prądu ładowania i rozładowania; pomiar napięcia wskazanie minimalnego i maksymalnego napięcia na ogniwach; pomiar temperatury; zabezpieczenie przed rozładowaniem i przeładowaniem; balansowanie; sterowanie zabezpieczeniem.
Budowa magazynu energii Sterowanie Ud1 napięcie na szynach 3 kv DC, przy którym rozpoczyna się tryb rozładowania magazynu oraz wartość napięcia, na której poziomie układ próbuje stabilizować napięcie wyjściowe podstacji; Ud2 napięcie na szynach 3 kv DC, do którego trwa tryb rozładowania magazynu; Uc2 napięcie na szynach 3 kv DC, przy którym rozpoczyna się tryb ładowania magazynu oraz wartość napięcia, na której poziomie układ próbuje stabilizować napięcie wyjściowe podstacji podczas ładowania; Uc1 napięcie na szynach 3 kv DC, którego trwa tryb ładowania magazynu; Ic wartość prądu pobieranego z zespołu prostownikowego, przy którym rozpoczyna się tryb rozładowania magazynu.
Budowa magazynu energii
Budowa magazynu energii
Budowa magazynu energii
Budowa magazynu energii
Lokalizacja magazynu energii PT KS I r I m DC DC DC DC I m U d I d U d Sterowanie magazynu wartością U d lub I r Sterowanie magazynu wartością U d
Wpływ magazynu na charakterystykę podstacji trakcyjnej Załączanie magazynu wartością napięcia U d 4200 4000 U d [V] U = 4102 V d00 3800 3600 U d0 = 3490 V 3400 3200 U = 3200 V dd U = 3450 V dc 3000 2800 I [A] d 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Wpływ magazynu na charakterystykę podstacji trakcyjnej Załączanie magazynu wartością prądu I r 4200 U d [V] U d00= 4102 V 4000 3800 3600 U d0 = 3490 V 3400 U = 3450 V dc I = 800 A dd 3200 3000 2800 I [A] d 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Badania I zp I o DC I m DC U d
Badania 3500 U [V] I [A] 3000 2500 2000 1500 I zp I m I o U d 1000 500 0 t [s] 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Badania S G1-500 1-3 [A] +500 G2 0s 500s 1ks 1,5ks 2ks 2,5ks 3ks 3,5ks -500 2-3 [A] +500-200 2-1 [A] +200 +3k 2-2 [V] +4k I zp I m I o U d
Badania I zp I m I o U d 2,325ks 2,35ks 2,375ks 2,4ks 2,425ks 2,45ks 2,475ks 2,5ks 2,525ks
Badania +500 G1 +4k -200 1-4 [A] G2 +2,5k 2-2 [V] 1,1ks 1,15ks 1,2ks 1,25ks 1,3ks 1,35ks 1,4ks 1,45ks 1,5ks 1,55ks 1,6k I zp I m I o U d
Badania 3600 V 3300 V 3400 V I zp I m I o U d 1,1ks 1,11ks 1,12ks 1,13ks 1,14ks 1,15ks 1,16ks 1,17k
Badania +500 G1 +4k -200 1-4 [A] G2 +2,5k 2-2 [V] 1,1ks 1,15ks 1,2ks 1,25ks 1,3ks 1,35ks 1,4ks 1,45ks 1,5ks 1,55ks 1,6k I zp I m I o U d
Badania 3600 V 3300 V I zp I m I o U d 1,32ks 1,33ks 1,34ks 1,35ks 1,36ks 1,37ks 1,38ks 1,39ks 1,4ks 1,41ks
Zastosowanie magazynu w kabinie sekcyjnej PT1 KPP1 KS KPP2 PT2 Uśr = 2681 V Umin = 2534 V PT1 KPP1 KS KPP2 PT2 DC DC Uśr = 2782 V Umin = 2695 V
Dziękuję za uwagę