Diskuse Elektrika.cz

Neví někdo,
proč se na naší železnici používá zároveň stejnosměrná i střídavá napájecí soustava?
Jedna by byla přece jednodušší, nebo ne?

Historický vývoj je príčinou, jednosmerná ( 3 kV) je staršia, neskôr sa ukázala
výhodnejšia striedavá ( 25 kV) a predpokladalo sa, že úseky jednosmernej sa postupne prestavajú na striedavú.  U nás na slovensku pri rekonštrukciác h úsekov tratí väčšinou menia aj sústavu. Máme všaj jednosmernej menej.

Napájecí 3fázové napětí měníren se dá symetricky usměrnit na stejnosměrné, takže nedojde k nesymetrickému zatížení fází. To u střídavého 1f napájení trakce se musí vyvažovat.

Aby to bylo veselejší, tak v zahraničí se používají další napětí.

Dle mého laického názoru je lepší rekuperovat do stejnosměrných 3kV než do střídavých 25 kV, protože nemusím vyrábět sinusovku a pak ji ještě fázovat s trolejí. Zatím mi to nikdo nepotvrdil ani nevyvrátil, je zde někdo, kdo se v tom vyzná ?

.
Stručná historie elektrifikace železnic v Československu .

Pražský železniční uzel byl ve 20. letech elektrifikován stejnosměrnou soustavou 1500 V. Po válce byla elektrifikace traťe Praha - Košice provedena stejnosměrnou soustavou 3000 V. Pražský uzel byl přepojen na 3000 V. Systém měl za vzor železnice v SSSR a Francii.

V šedesátých letech se vybrané traťe začaly vybavovat střídavou soustavou 25 kV, 50 Hz. Inspirace přišla opět zejména z Francie a SSSR.

Stejnosměrný systém 3000 V:
+ jednoduchá a levná hnací vozidla, jednoduchá regulace trakce, možnost rekuperace
- vysoké proudy trakčním vedením, vysoké ztráty na vedení - nutnost stavět  napájecí stanice nedaleko od sebe (20 km),  velké průřezy trakčního vedení, složité napájecí stanice, bludné zemní proudy

Střídavý systém 25 kV 50 Hz.
+ malé ztráty na trolejích, velká vzdálenost napájecích stanice 40-60 km. malé průřezy trolejového drátu, jednoduché napájecí stanice, nižší investiční náklady na infrastrukturu
- dražší a složitější hnací vozidla, nemožnost rekuperace (v ČR),  nesymetrický odběr z napájecí sítě, špatná kvalita odebírané el. en.

Střídavá soustava byla zavedena v očekávání úspor materiálu a elektrické energice. To se splnilo, leč ponechání a rozvíjení stejnosměrných sítí přineslo existenci dvou zhruba stejně rozsáhlých  systémů, jejichž provoz je dražsí a komplikovanějš í, než úspory získané přechodem na střídavý systém. Je nutno provozovat dvousytémové (=drahé) lokomotivy (řada 363, nebo budoucí 380) nebo přepřahací stanice (Kutná Hora).  Se stejnými problémy se potýkají dnes i Rusko a Francie. Přebudování stejnosměrné soustavy na střídavou dnes není ekonomicky, ani provozně možné.
Na Slovensku padlo odvážné rozhodnutí přebudovat stejnosměrnou trať Žilina - Košice - Čop na střídavou. Efektivita této akce je však hodně diskutabilní. 

V Německu, Rakousku a Švýcarsku  se provozuje soustava se sníženým kmitočtem 25 kV 16,7 Hz, Polsko DC 3000 V, Maďarsko 25 kV 50 Hz, Francie DC1500 V/25 kV 50 Hz, Španělsko DC3000 V/25 kV 50 Hz, Itálie DC 3000V(25 kV 50 Hz na VRT).

Je toho hodně na povídání, dalo by to na dost tlustou knížku....
 
Jan Šlezingr


 
 

   
 

Problém je mnohem složitější.
Do sítě 3000 V stejnosměrných je možné teoreticky rekuperovat, leč je potřeba si uvědomit, že na stejném napájecím úseku musí být zárověň vozidlo, které dodávanou energii odebere.

Rekuperace na AC systému je v ČR v podstatě nemožná:
 - energii není možné dodávat do veřejné sítě, neb dodavatel ji nechce ( je jednofázová, časově náhodný, plná harmonických a s bídným účiníkem).
 - je nutno najít na stejném napájecím úseku vozidlo které energii odebere. Pravděpodobnos t je velmi malá. Zpětné ochrany nedovolí tok energie z železnice do sítě - tj. a to už se stalo, vozidlo, které se pokusí rekuperovat vyhodí celou napáječku.

(Zde někdo nečetl pravidla! To musí někdo opravit a opozdí to zveřejnění!) pánové.

Ono s tou ekonomikou to zas až tak není jednoduché. Na trakci 3000V DC, průřez hlavních trolejí 150mm2 CU, ale menší izolátory.
Na trakci 25kV AC, průřez hlavních trolejí 100mm2 Cu, ale větší izolátory.  :)

Ošem izolátory se pro obě soustavy používají stejné.

(Zde někdo nečetl pravidla! To musí někdo opravit a opozdí to zveřejnění!) pane Šlezingr.

Ti izolátory, nejsou stejné. Teda aspoň když jsem pracoval u ČSD. Na stejnosměrné byli izolátory s menším průměrem, a o jednu sukýnky míň. Tuším že to byl DIP 10. Na střídavce měli větší průměr, a o jednu sukýnku výc.
Jak to je v současnosti nevím.

Opravuji se - nejsou stejné.

A aby to nebylo tak jednoduché, tak do konce letošního roku by měl být zprovozněný úsek Šatov - Znojmo, který bude napájen z Rakouska soustavou 15 kV 16,7 Hz.

Předělat na jinou soustavu neznamená "jen" upravit izolátory a dráty nad kolejí, ale obvykle kompletní přestavba zabezpečovacíh o zařízení (na ss soustavě se používá kódovaní na 50 Hz, na st soustavě se kóduje na 75 Hz).

Pokud jde o rekuperaci, tak u nás se nepoužívá vůbec (rekuperují pouze tramvaje, metro a trolejbusy v městské dopravě). Problémy proč ne, jsou technické i politické. Ale třeba v Maďarsku se běžně rekuperuje. Pokud někoho zajímá více, něco je tady: http://www.k-report.net/clanek-Z074.htm (http://www.k-report.net/clanek-Z074.htm) (druhá polovina článku).

(Zde někdo nečetl pravidla! To musí někdo opravit a opozdí to zveřejnění!) pane Škach.

Tak pokud de o tu rekuperaci, pokud mě paměť neklame, tak to uměly pouze staré pantografové jednotky pro osobní dopravu, na trakci 3000V DC. Jek to je v současné době to nevím.  :)

Nepoužívají se náhodou dokonce tři napětí?

Nějaká trať s DC napětím 1500V by se ještě našla    :)

Aktuálně máme na našem území dokonce již čtyři trakční napájecí systémy
- 3 kV DC
- 1,5 kV DC (trať Tábor - Bechyně)
- 25 kV 50 Hz
- 15 kV 16,7 Hz (trať Šatov st.hr. - Znojmo)

V poslední době se nám trh i s dopravou otevřel takže i podmínky pro REKU se změnily.
Rekuperace na 3 kV DC je už i předpisově povolena a to v celé síti SŽDC - možná existují některé drobné výjimky. Takže pakliže dané vozidlo umožňuje rekuperaci, nic mu v tom nebrání. A pokud není v trakci odběr, musí automaticky energii přesměrovat do brzdných odporníků.

Rekuperace na AC trakci (25 kV 50 Hz) je povolena ve zkušebním provozu na vybraných úsecích tratí a nemýlím-li se tak i pouze pro vybraná hnací vozidla.

Tábor - Bechyně už jezdí většinou vlaky na naftu, troleje zatím ale nesundali

Je to smutné, vidět "diesela" pod trolejí...  (zle)
A nejen tam.
-----------
S těmi napětími, cenou, složitostí trakčních soustav - je třeba vidět i jistý pokrok ve výkonové elektronice.
Přece jen se dnes dá s napětím AC 25kV pracovat jinak než v době, kdy se tato trakční síť budovala.

Trať Rybník-Lipno byla nákladně přestavěna z 1,5 kV DC na 25 kV AC, ale dnes tam jezdí diesly...  :'(