Měření a simulace zatížení trakčních měníren a vyhodnocení jejich činnosti Václav Kolář vaclav.kolar@vsb.cz Katedra obecné elektrotechniky VŠB-TU Ostrava

Téma doktorské práce doktorská práce v oboru elektroenergetika forma studia kombinovaná, školitel Prof. Paleček konkrétní zaměření elektrická trakce měření zatížení a provozu trakčních měníren vyhodnocení zatížení trakčních měníren (součinitele zatížení) vyhodnocení dalších aspektů jejich provozu činnosti (účinnost, harmonické, účiník ...) simulace zatížení měnírny

Trakční měnírny trakční měnírna je elektrická stanice, slouží k napájení stejnosměrné elektrické trakce (železnice, tramvaje ...) v principu obsahuje transformátor a usměrňovač ve skutečnosti samozřejmě navíc spínací přístroje, měření, dálkové ovládání ... stejnosměrná železniční trakce v ČR je provozována napětím 3 kV, jmenovité napětí měnírny je 3,3 kV jmenovitý výkon měnírny bývá řádově okolo 10 MW železniční trakční měnírny bývají napájeny z trojfázové sítě 22 kV, méně často 110 kV

Zjednodušené schéma trakční měnírny

Specifika provozu trakčních měníren zatížení je velmi proměnlivé, podle momentální dopravní situace zařízení trakčních měníren nejsou z ekonomických důvodů dimenzována na trvalý maximální výkon mají určitý jmenovitý výkon a krátkodobou přetižitelnost většinou 150 % 2 hodiny, 200 % 1 minutu rozlišujeme maximální, efektivní a střední hodnotu výkonu Pmax, Pef, Pa nerovnoměrnost zatížení měnírny udávají součinitele:

Měření na trakční měnírně v Ostravě Svinově měnírna Ostrava Svinov leží uvnitř Ostravského železničního uzlu - komplikovanější zatížení prováděl jsem zde tři asi týdenní měření

Aparatura pro měření notebook s měřicí kartou a vstupní převodníky připojení měřicí aparatury v měnírně pomocí provozních MTP, MTN, děliče a bočníku

Výsledky měření nejvýznamnějšími výsledky jsou součinitele cs, cp, ca součinitele cp, ca se neshodují s literaturou možné vysvětlení (zatím neověřené) - v době měření součinitelů v literatuře byla hnací vozidla pouze s odporovou regulací, dnes má zhruba polovina tyristrové měniče to se může projevit na špičkách odběru (plynulejší regulace)

Simulace zatížení trakční měnírny spotřebu hnacího vozidla a pak také zatížení měnírny je možné počítačově simulovat je potřeba mít mnoho vstupních údajů: trať - stoupání, oblouky ... vlakové soupravy - hmotnost, vozidlové odpory hnací vozidla - trakční charakteristiky konfigurace trakční sítě - napětí měníren, použité vodiče, sepnyté a rozepnuté podélné a příčné spojky pohyb vozidel po trati - poloha, rychlost a zrychlení !! - grafikon - méně přesný, dostupnější, známý předem - tachogram - přesnější, méně dostupný, jedině zpětně

Simulace zatížení trakční měnírny pokusil jsem se o simulaci zatížení měnírny a srovnání s naměřeným zatížením vybral jsem si krátký časový úsek s co nejmenším počtem vlaků (asi půl hodiny, v noci) vycházel jsem z údajů ČD, splněného grafikonu ... pro simulaci jsem vytvořil několik počítačových programů v Pascalu

Grafikon jízdy vlaků

Výsledky simulace a měření

Děkuji za pozornost Závěr k simulaci nasimulované a naměřené zatížení se shoduje jen částečně do procesu jízdy vlaků vstupují nepřevídané okolnosti (zpoždění, změny rychlosti, styl jízdy strojvůdce ...) přesná simulace proto není možná bylo by možné použít např. metodu Monte Carlo, nepředvídané vlivy by se do simulace zahrnuly jako náhodné proměnné - výsledek je celá množina řešení zatím je to námět do budoucna Děkuji za pozornost