AC/DC

362.001

RhB 1kV DC na Berninabahn v useku Pontresina - Tirano je z historickych dovodov. Z toho dovodu je v st. Pontresina nutny preprah, dva kolaje v stanici su AC, 1 prepinatelna a zvysok DC. Aj ked najnovsie motorove jednotky su uz dvojsystemove.

Arosabahn (Chur - Arosa) bola prepnuta z 2400V DC na 11kV AC pred cca 10-12 rokmi, presne neviem. Motorove vozy boli zrusene...

Podla toho, co som cital, zjavne bude aj Berninabahn niekedy prepnuta na AC.
Predpokladam, ked budu moralne a technicky dosluhovat motorove vozy z prelomu 80 a 90tych rokov. Bol som tam roku 1991, vtedy to bol vykrik modernej techniky. Takze sa budu musiet amortizovat.

362.001

Inymi slovami si napisal to, co ja. Problemom je 3 faz. siet vs. 1 faz. trakcia.
Preto stahovacky medzi 1. a 2. kolajou, lebo napajanie sa robi tak, aby sa aspon trochu statisticky ta 3-faz. verejna siet zatazovala rovnako. Z toho vyplyva rozdielna faza medzi 1. a 2. kolajou, pri prechode od jednej napajacky k druhej...
Inak by ta rekuperacie fungovala na AC uplne super. (Ale len s modernymi masinami. Laminatky z principu tak nikdy nemozu fungovat.)

Kamarat vola laminatku trafo na koleckach. Ja si dovolujem poznamenat, ze je tam este usmernovac, co meni v zasade filozofiu lokomotivy.

Trafo na koleckach boli stare AC masiny nemecke, rakuske a svajciarske, ktore mali AC motory, tam sa dalo principialne rekuperovat uz pred skoro 100 rokmi...
Na 50Hz to bez komplikovanej elektroniky mozne nie je.

Este sa doplnim,
taka meniaren na DC by dokazala do verejnej siete vracat vykon do vsetkych 3 faz rovnomerne a s ucinnikom velmi blizkym 1. To by z technickej stranky energetici vitali, akurat by im to znizovalo zisk....

Ondro: Na jednosmernom sa u nás rekuperuje VŽDY!!..

Toz verim, ze na strbskej rampe sa najde vzdy dajaky vlak, co si daco z rekuperovanej energie vezme. Ale principialne sa to nikdy neda 100%ne zarucit a dovolujem si tvrdit, ze take pripady urcite aj realne nastavaju.

Co ja viem, rychlik brzdi vo Vrutkach. Dopoludnia, ked je vo Vrutkach a okoli relativne mrtvo. Nechce sa mi zdat, ze by nikdy nebrzdil do odporov...

Ak beriem do uvahy, ze 2 susedne meniarne pracuju paralelne, tak na cca 40km je dost vysoka pravdepodobnost, ze sa tam dajaky spotrebic najde.

Apropos, postavit dnes meniaren, co by dokazala aj spatny prevod energie do verejnej siete, nie je az taky zazrak - u trakcie 15kV 16,7 Hz uz take cosi maju.
V mensom je take cosi v kazdej modernej masine, nemusi to byt iba taurus OBB.
Akurat to nestoji malo penazi.

To stúpanie 26-27 promile, ktoré som uviedol, je tam tiahle.. neriešim krátke výšvihy a rovinky v dopravniach..
Na RhB, práve na tej sklonovo najnáročnejšej štreke z Pontresinyn cez Berninský priesmyk do Tirana, kde sú z oboch strán spomenuté tiahle 70 promilové rampy, je paradoxne nie najvýhodnejšia DC sústava o napäti iba 1 kV.

metal779: Pre princíp nie je ani tak podstatné, čo namerali. Veď rekuperácia na striedavine je vymyslená už dávno, tam im šlo skôr o nejaké sprievodné nežiadúce vplyvy. Ide o to, že efektivita takejto rekuperácie bude znižená trafom 27/110 kV plus nepomerným rozdielom cien predaj/výkup. Technika to po drobných úpravach umožní, všetko stojí na ekonomike.

Lebo bavme sa tak.. niekedy v noci, keď ide málo vlakov, tak nákladný vlak brzdiaci zo Štrby do Východnej potiahne veľmi vzdialený rýchlik idúci až kdesi z Margecian do Krompach. Vzhľadom na dĺžku vedenia síce na ňom vznikne značný úbytok, okolo rekuperujúceho nákladného bude napätie dajme tomu až do 3,9 kV, ale stále sa dá povedať, že značné percento energie sa využije. To čo sa nevyužije, zohreje vedenie, inak by to zohrialo odporník mašiny.. čož je jedno.
Na striedavine, pokiaľ by fungovala rekuperácia, by to bolo o poznanie horšie..
Podobný modelový príklad: Do Dubnice brzdí ešus, z Trenčína sa rozbieha nákladný. V Teplej je delenie neumožňujúce prelievanie energie. To čo vyrobí ešus, sa stransformuje na 110 kV (to sú už určité straty v trafe), kúpi sa to za cca štvrtinovú cenu, prejde to distribučnou energetickou sieťou do susednej napájačky, tam sa to predá opäť ŽSR za plnú cenu, s ďalšou stratou stransformuje späť na 27 kV a vedením dostane k predmetnému Cargo-cugu.
Rozumieme sa dúfam, o čom točím.

RadoB: hovorím, namiesto iných hovadín typu, koľko sa ušetrí, že rušňovodič bude v obratovej stanici zbierať odpadky po cestujúcich, sa mali zaoberať takýmito vecami.
Ak by sa im aj nechcelo, je to ideálny námet na diplomovú prácu, dostali by všetko od študenta ako na podnose. Nuž ale.. kto železnicu riadi, tak aj tá železnica vyzerá.

Aleš_Liesk..: Na alpských rampách (Gotthard, Loetschberg..) je okolo 26-27 promile.
Svojho času tam chodili na nákladných vlakoch BLS 4 rušne Re 465 (dva vpredu a dva vzadu), ktoré ostávali po prekonaní zlomového bodu na radené vo vlaku ďalej práve kvôli rekuperácii.
S ohľadom na pomerne nízky merný jazdný odpor loženého 4-osového nákladného vozňa bol aj celkový jazdný odpor vlaku idúceho nižou rýchlosťou vcelku priaznivý. Mne sa dostalo z Loetschbergbahn do uší ešte optimistickejšie číslo, a síce že účinnosť rekuperácie tam dosahuje (resp. dosahovala do doby, kým nevybudovali základový úpätný tunel, cez ktorý následne odklonili tranzit) až do 70%. Čiže tri vlaky vytiahli dva.. čomuž by som celkom veril.

Ales_Liesk.

Ano, uvaha plati pre rovnake vlaky.
Stupania a klesania - co budem hovorit - 20 promile je beznych, BLS ma dokonca az 31 promile, SOB 50 promile. Uzke idu dalej - RhB az 70 promile.
Tu je rekuperacia do znacnej miery nutna, zazil som dymiace prehriate brzdy v case, ked bola Arosabahn (60 promile) este na 2400V DC. A to sa brzdilo aj do odporov, nielen spalikmi.

Co sa masin tyka, naklady maju casto vpredu tzv. Re10/10 (Re4/4+Re6/6) - 10MW, na postrku este pripadne dalsiu Re4/4. U tazkych nakladov na kopci preskupia masiny - 1 vpredu a 2 vzadu a hajde na rekuperaciu dole kopcom.
Dokazu na tych spadoch udrzat hore a dole kopcom trvalo asi 80km/h.
Na Gottharde je 80km/h stanovena rychlost pre vsetky vlaky, IC/EC nevynimajuc,
aby nebolo nutne obiehat pomale naklady.

Ondro: vo Svajciarsku dokazu 2 vlaky dole kopcom vytiahnut 1 vlak hore kopcom.
Má to ale nějaké předpoklady. Uvažujme pro jednoduchost, že jsou všechny 3 vlaky stejné (umožní nám to počítat s relativními hodnotami) a rychlost cca 100 - 120 km/h.
Při této rychlosti je jízdní odpor vlaku cca 5 promile , tudíž vlak jedoucí "dolů" po spádu 15 prom. má "k dispozici" ještě 10 promile pro rekuperaci. 2 vlaky teda dají rekuperační výkon úměrný spádu 20 promile, což je právě výkon vlaku jedoucího do 15 promile stoupání + 5 prom. jízdní odpor.
Chtěl jsem tím naznačit, že aby to fungovalo, tak se to musí odehrávat na spádech aspoň 20 promile (je tam ještě 2x účinnost). Což v tom Švajcu ale asi mají.

zaujímalo by ma ktorá múdra hlava vymyslela to slávne zjednotenie trakčnej sústavy aj na trať pod Tatrami, kde máme stúpanie a klesanie a tak event. rekuperácia tu vôbec nie je zanedbateľná. Asi by sa mu jeho nápad mal vyčísliť aj so stratami z nemožnosti rekuperovať.

Možno by sa mohol niekto vyjadriť (milloss?) k výsledkom skúšok rekuperácie 381 na 25kV 50 Hz medzi Galantou a Sereďou, kde sa robili merania na Galantskej napájačke tuším ...

Samozrejme efektivita rekuperácie na systéme 3 kV sa znížuje tým viac, čím je vzdialenejší odberajúci vlak od rekuperujúceho; práve z titulu vyšších strát na vedení pri pomerne nízkom napätí a veľkých prúdoch. V tomto prípade má navrch práve sústava 15 kV, 16,7 Hz.

Každopádne ale aj DC rekuperácia do vzdialeného odberu je stále efektívnejšia ako teoretická rekuperácia v pravom slova zmysle, teda späť do nadranenej siete zo systému 25 kV, 50 Hz so stratou na transformátore a kvôli nízkej výkupnej cene.

Ondro: Na jednosmernom sa u nás rekuperuje VŽDY!!.. ešte ani raz sa mi nestalo, žeby to sieť nezobrala a ešus by musel prejsť z titulu prepätia na odporovú brzdu, hoc technicky tu tá možnosť je. Netreba zabúdať, že na DC sú medzimeniarenské úseky za normálnych okolností poprepájané, čiže vždy sa bližšie či ďalej dajaký odber nájde. Ešus rekuperuje prúdom na zberači do 400 A, čož je výkon od 1 do 1,5 MW, celkom slušný.
Iste, meniareň neumožňuje spätný tok energie do nadradenej distribučnej sústavy, to by bolo treba usmerňovače rekonštruovať na riadené mostíky. ale na čo? ...ako píšeš.. u energetiky nie je o takúto energiu záujem, ak by ju aj kúpili, tak veľmi podhodnotene (čo pamätám, tabuľkový pomer cien predanej trakčnej enenrgie versus odkúpeného rekuperátu bol tak 1:4 pred pár rokmi) a práve preto je rekuperácia, akú umožňuje jednosmerná sústava, úplne to najlepšie, čo môže byť. Energia ostáva v trakčnej sieti, odkiaľ je aj priamo spotrebovaná.. nemarí sa zbytočnou spätnou premenou a nejde tam, kde ju nechcú.

Na AC sústave sa môže rekuperovať iba teoreticky, prakticky je to na vozidlách bloknuté.
Ak by sme chceli rekuperovať do trakčnej siete, je to dosť nemožné, nakoľko medzi jednotlivými úsekmi sa energia priamo prelievať nemôže z titulu rozdielného napájania (vystriedaním fáz).. takže až by sme chceli podobne efektívnu rekuperáciu na AC, museli by sme spínačky doplniť o zložitú polovodičovú techniku.
-----------------
Suma sumárum, reálne sa na DC dnes na ŽSR rekuperuje bez najmenších problémov, na AC sa zatiaľ nedá ani tak skoro dať nebude. Ak sa bude, efektívnosť bude podstatne nižšia ako na DC.

Na efektívnu rekuperáciu sú vhodné systémy jednosmerné, prípadne striedavé, ako bolo v predošlom príspevku uvedené, so zníženou frekvenciou, ktoré majú svoju vlastnú distribučnú dvojfázovú sieť, nezaťažujú energetiku nesymetriou a všetko tak ostáva s výhodou v železničnej sieti, bez podhodnoteného výkupu.

Bude zaujímavé zisťovať, keď sa raz pod Tatrami zavedie 25 kV, aké úskalia to prinesie.

Rekuperacia:

Na DC je to tazke - rekuperovat sa da len v pripade, ze v danom useku existuje spotrebic. Inak sa vykuruje vzduch. Maximalne sa kryje vlastna spotreba masiny.
Ale na strbskej rampe (inych rampach) je to super, tam to ma velky zmysel.
Co sa dopravcov tyka, ten elektromer by mozno dakoho presvedcil, aby zatlacil na ZSR....

Na AC sa rekuperovat z principu da vzdy. Problem teda nie je na strane ZSR ale na strane distribucnych spolocnosti. Oni potrebuju predavat, nie nakupovat.
Dalsim problemom je, ze my napajame jednofazovu streku z trojfazovej distribucnej siete, cim vznika v sieti nerovnomerne zatazenie jednotlivych faz a to energetici nemaju radi.

Pre predstavu - chvilku za z faz trebars R a S taha 6MW, potom uz len 1MW a zrazu masina zacne brzdit a do spominanych faz tecie 6MW. Takze v kratkej dobe rozkmit vykonov 12MW. U DC to nenastane, lebo 6 ci 12 pulznym mostikom sa vsetky fazy zatazia rovnomerne.

Takze rekuperacia na 25kV va Slovensku z v Cesku (a mozno aj inde) narazi na distribucne spolocnosti.

(Vykon pri rozjazde a brzdeni bol brany pozorovanim taurusa OBB v rozvodni Zellerndorf. Hahahah, ako lahko sa da zistit, odkial a kam ide vlak, staci v rozvodni cumiet na obrazovku.)

Preco sa to da v nemecky hovoriacich krajinach? Pretoze maju vlastnu rozvodnu siet 110KV, ktora tie vykyvy vykonu prenasa z jednej strany Alp na druhu, pri rekuperacii nedochadza k rozvazeniu distribucnej siete, lebo je z principu jednofazova a nie trojfazova.
Existuju obojsmerne motorgeneratory a tyristorove meniarne medzi verejnou 3-fazovou distribucnou sietou a distribucnou sietou 110kV / 16.7 Hz, ktore dokazu prenasat vykon z verejnej siete do zeleznicnej a naopak, ale opat z principu zatazia verejnu siet rovnomerne.

Tolko k logickemu zdovodneniu, preco to inde ide a u nas nie....

Apropos, vo Svajciarsku dokazu 2 vlaky dole kopcom vytiahnut 1 vlak hore kopcom. Krasa. Ovsem za cenu vlastnej draznej distribucnej siete.

A teraz k téme: AC/DC https://www.youtube.com/watch?v=uLy_lacpDps

362.001: vieš prečo? Lebo ľudia mimo prevádzky čo sú na najvyšších miestach o tom ani nevedia

Fakt mi až rozum zastáva nad tým, že ak sa na železnici dakde podarí ušetriť dnes pár eur, všade o tom píšu, všetci sú na to hrdí, dávajú si za to odmeny..
To že sa tu pred dvomi rokmi začalo rekuperovať a na každom spáde či brzdení do zástavky šetriť drahé kilowatthodiny energie, prešlo úúúúúplným mlčaním.

Oprášim staručkú tému, bo priznám sa, nenašiel som pre príspevok vhodnejšiu.

Na rušne sa pred pár rokmi namontovali GPS elektromery spotreby, ktoré sú tam zatiaľ stále na dve veci..
Za energiu sa platí stále paušálne, celková spotreba sa spätne prerozdelí na jednotlivých dopravcov, vlaky a vozidlá, podľa fixnýcxh koeficientov.. stále by to tak nejak malo byť.

Ešusy na DC sústave veselo rekuperujú a nejde o zanedbateľné výkony.
Otázka: je táto skutočnosť aspoň nejak zohľadnená; je tam koeficient adekvátne znížený? Zmeral to vôbec dakto?
Či vôbec existuje motivácia pre dopravcov rekuperovať na 3 kV systéme. Alebo tým robíme iba charitu pre ostatných..

Podľa mňa sa to do úvahy neberie, lebo ak už je rozhodnuté o tom, že sa postupom času všade zavedie všeúžasná striedavina, znížená merná trakčná spotreba na DC daná rekuperáciou by niekomu nehrala veľmi do karát.

Každopádne mám za to, že ak je u nás ešte štipka zdravého rozumu, tak aspoň aj do času, kým tu sústavu 3 kV ešte máme (a dúfajme, že bude ešte čo najdlhšie), by patrilo tento úžasný a na dnešnú dobu samozrejmý benefit zvýhodňovať a čo najviac rozšíriť.
Do toho času by krásne mohlo profitovať Cargo, ak by kúpilo 380-ky s rekuperáciou.. tam by sa už šetrili milióny.. aj 361 mohli na štrbskej rampe rekuperovať aspoň na DC.. keby..

Ale ako som napísal, asi to tu nechceme vidieť.. lebo však jednosmerná sústava je zlá. Budeme šetrením na železnici naháňať blchy, rušiť lokálky a zatiaľ slon nám utečie.

Splinter
dvakrat hrubsie vodice na AC Ti nepomozu, lebo tym znizis iba cinny odpor, s reaktanciou vedenia vsak nepohnes, takze na vyslednu impedanciu to bude mat iba minimalny vplyv...

Dlzka napajaneho useku je limitovana:
1) pripustnym ubytkom napatia,
2) velkostou skratoveho prudu na konci vedenia (musi byt vacsi ako najvyssi mozny prevadzkovy prud, aby vedeli zareagovat ochrany),
3) oteplenim vodicov

Takze tvojich 100 km je trosku dost... Ani jedna z podmienok by nebola zrejme splnena

vďaka Tomáško

už rozumiem..teraz som an pochybách, že čo je lepšie, AC alebo DC..správan odpoveď je: dízle



ale ja som červený, ale to bude asi tým, že odmalička som na žiarskej stanici videl laminátky a červené žehličky

keby som čumel na dvojičky a bobinky tak by som zmýšľal inak

ešte sa chcem opýatať: čím je limitovaná dĺžka vetvy pri AC trakcii?? Veď keby bolo 2krát hrubšie vedenie tak transformovne by mohli byť od seba aj 100km

keď tak, ale nie je to normálny stav, trakčná transformovňa v NMnV je odpojená, tak štreka od Púchova po NMnV je napájaná z Púchova, z opačnej strany od Trnavy...

splinterX:
a čo ak tých vlakov je napr. 20 za deň (napr trať 150)?? Potom každý transformátor popri trati a jeho straty v ňom nie sú voči stratám v rušňoch zanedbateľné....
V tomto máš pravdu.
Lenže nezabúdaj, že meniarenské transformátory podobne ako distribučné stroje majú veľmi vysokú účinnosť, bežne 96 a viac percent.
Trafá na rušni sotva do 90.
Okrem iného v stave naprázdno tie straty sú pomerne zanedbateľné.
Ale;
v meniarni Ti bzučia transformátory z 22/3,3 kV, v transformovniach stroje 110/27 kV, takže pri napájaní naprázdno vznikajú straty tam aj tam.
Čo sa týka počtu, oukej, v meniarniach ich je viac ale sú menej výkonné, pretože inštalovaný výkon napájačky na kilometer trate je priblížne rovnaký.
Takže tam by som veľké rozdiely (a prednosti AC) skutočne nevidel.

netreba na DC asi trikrát hrubšie izolátory (kvôli permenentnej polarizácii dielektrika)??

Nie, oni sú v mnohých prípadoch rovnaké alebo potom obvykle na DC menšie, tenšie, kratšie.
Hodnoty merných zvodov jednotlivých trakcii sme v škole mali, ale už Ti ich nepoviem.
K tej permanentnej polarizácii Ti stanovisko zaujať neviem, nepočul so o tom ako o nejakom probléme.

nepôsobí tá kapacitná reaktancia náhodou proti indukčnej reaktancii pri odbere prúdu z trolejového vedenia mašinou??
Ona pôsobí vždy, akurát pri odbere je zandedbateľná.
Toto sú ale základy elektrotechniky(!), kapacitná reaktancia, alebo jalový odpor predsa tvorí tzv. priečnú zložku, závislú od napätia, podobne ako zvod. (induktívna reaktancia a odpor ako pozdĺžne zložky naopak vystúpia pri prúde)
Priečna zložka, to je priečne ponímanie kondenzátora vzhľadom na polohu trakčného vedenia, rozumej kondenzátorové "dosky" tvorí koľajnica a trolej, dielektrikum je vzduch medzi nimi. Plus každý izolátor. Skrátka akýsi ďalší jalový zvod, ďalšie, hoc minimálne straty.
No a to sa striedavo prebíja s kapacitným účiníkom, v závislosti na frekvencii napätia, či tam záťaž je alebo nie.