오슬로 메트로의 회생 브레이크가 왜“가까운”다른 열차와 만 에너지를 공유 할 수 있습니까?

나는 Wikipedia 에서 Oslo Metro에 회생 제동이 있지만 에너지를 저장할 배터리는 없다는 것을 읽었습니다 . 따라서 에너지를 활용하기 위해 "가까운"다른 열차가있는 경우에만 에너지를 활용할 수 있습니다.

"가까운"거리는?

공통 터널의 병목 현상으로 인해 모든 노선의 출발 간격이 15 분입니다. 즉, 몇 개의 선이 동일한 트랙을 공유하는 네트워크 부분 (예 : 공통 터널 및 다른 스트레치)을 제외하고 각 열차 사이에는 일반적으로 몇 킬로미터가 있습니다.

• 왜 몇 킬로미터에 걸쳐 에너지를 공유 할 수 없습니까?

• 트랙을 따라 전선의 저항이 가치가 없습니까?

• 대신 에너지를 그리드로 다시 공급할 수 없습니까?

트랙을 따라 전선의 저항이 가치가 없습니까?

그것은 한 가지 요소가 될 것입니다. 이 기사에 따르면 각 세트에는 12 x 140kW 모터가 있으며 각 열차 세트마다 총 1680kW (1.68MW)가 제공됩니다. 시스템은 750 V DC이며, 비정상적으로 일부 섹션에서는 3 차 레일을 사용하고 다른 섹션에서는 오버 헤드 라인을 사용합니다. 이러한 전력 레벨에서 2000 A 정도의 전류가 관련되어 있으므로 라인 저항이 확실히 문제가됩니다. 회선 저항은 회로 차단기 작동 및 트립 시간에 영향을 미칠 수 있으며 섹션의 최대 길이에 추가적인 제약을 둡니다.

기억해야 할 또 다른 요소는 발전소 (기본적으로 변압기 / 정류기 / 필터 및 회로 차단기)가 각 발전소 사이의 단면 분리기가있는 라인을 따라 퍼져 나간다는 것입니다. 이 경우 전류는 한 섹션에서 다음 섹션으로 흐를 수 없습니다. 이것이 "근거리"제약의 실제 이유라고 생각합니다.

대신 에너지를 그리드로 다시 공급할 수 없습니까?

DC를 AC로 변환하기 위해서는 인버터가 필요하며 전력 수준에서 저렴하지 않으며 듀티 사이클 (회생 시간)이 가치가 없을 수도 있습니다.

추가 정보.

• OS MX3000 .

시간당 0-40km (0-25mph) 범위의 가속은 초당 1.3 미터 (4.3 ft / s2)로 제한됩니다. 이 단계에서 완전 부하 열차는 5.0km를 사용합니다.

따라서 열차 당 5000A의 최대 전류입니다. 강철 레일에 대한 저항 테이블을 찾을 수 없으므로 km 당 전압 강하 추정치를 제공 할 수 없습니다.

명백한 이유로 모든 철도 네트워크는 분리 된 구역으로 나뉘며 각 철도망은 자체 변압기, 회로 차단기 및 스위치를 통해 고압 또는 고압 계통과 별도로 전력이 공급됩니다.

같은 구간에있는 2 개의 열차가 직접 전력을 공유 할 수 있습니다. 다른 섹션의 열차는 그리드를 통해서만 가능합니다. 오슬로 메트로 (Oslo Metro)는 DC를 사용하고 정류기는 일반적으로 단방향이므로 그리드를 통한 전력 공유는 불가능하므로 동일한 구간 내 열차로 제한됩니다.

아래 이미지는 AC 가공선의 섹션 아이솔레이터를 보여줍니다. 이 섹션은로드 밸런싱을 위해 3 상 고전압 그리드의 여러 단계에 의해 구동됩니다.

이미지 소스

여기에 전기 철도가

장거리 전파

나는 600V 트롤리 와이어가 하나의 관절 형 자동차에서 ~ 300A의 무거운 부하로 변전소에서 불과 200 마일 떨어진 200V로 급락하는 것을 보았습니다. (4/0 와이어, 107 mm2, 레일을 리턴으로 사용).

세 번째 레일은 훨씬 더 강하지 만 지하철은 훨씬 무겁습니다. 일반적으로 세 번째 레일 슈는 최대 8 대의 차량과 함께 400 암페어 (슈당, 모든 슈가 한 번에 접촉하는 것은 아님)로 융합됩니다. 오슬로는 전기적으로 3 대의 차인 큰 분명히 말한 차를 운영합니다.

재생 된 전기 가 변전소를 통과 하면 훨씬 더 불리합니다.

나는 지하철 열차가 제한없이 전압을 기꺼이 높이거나 증가시킬 수 있다면 어떤 거리에서도 재생 전력을 밀어 넣을 수 있음을 의미합니다 . 규제되지 않은 DC ​​모터 재생은 전류가 흐를 때까지 전압을 증가시키는 오래된 유도 정전류 소스처럼 작동 할 수 있습니다. 전송 손실에서 많은 부분을 태우는 것이 좋을 것입니다. "자유 에너지"입니다. 그러나 a) 온보드 장비 (특히 모터의 절연 강도) 및 b) 세 번째 레일의 한계에 도달 합니다. BART는 1000 볼트 3 차 레일을 목표로했지만 브레이크 먼지로 인한 최악의 비 시나리오는 온화한 기후에서도 화려한 섬락을 일으킨다는 것을 발견했습니다. 그들은 900 볼트로 떨어졌지만 여전히 번거 롭습니다. 오슬로는 이미 헤드 룸이 아닌 750입니다.

실제로 생산적으로 재생하려면 근처에 이미 전압을 낮추고 해당 앰프를 끌어 올릴 수있는 열차가 필요합니다.

그리드로 재생성

적어도 몇 초 동안 주입 된 몇 메가 와트의 전력이 전력망에 유용한 것은 아니기 때문에 이는 어려운 일이다.

또한 모든 변전소에 대형 실리콘 인버터가 필요한 DC-AC 재생 자체는 어렵습니다.

황금 시대에 로터리 컨버터 는 효율적으로 DC-AC 재생을 완벽하게 수행 할 수있었습니다 (실제로 부주의 한 재생 을 방지 하기 위한 회로가있었습니다. . 전기 철도에는 자체 AC 전력 분배가 더 많이있었습니다. 그리고 세 번째 레일 전압은 600V에 불과하므로 헤드 룸이 더 많습니다. 그러나 자동차는 그것을 할 수 없었습니다. 지하철 열차는 그 당시 매우 간단했으며, 차량 간 제어 라인에는 7-12 선만 있습니다.

수은 아크 정류기가 출시 되 자마자 로터리 컨버터가 폐지되었으며, 심지어 최초의 재생 자동차가 지나갔을 때조차도 컨버터가 폐지되었습니다.

나는 로터리 컨버터에서 어떤 부활도 기대하지 않습니다 (더욱 개가 단순하고 실제로 로컬 그리드의 역률 이 높고 단순하기 때문에 경쟁력이있을 수 있기 때문에 불쌍 합니다). 따라서 복잡한 대형 인버터가 필요합니다. 파워 백 판매로 인한 재정적 이익이 제한되어 있기 때문에 BART와 같은 최첨단 (고 R & D) 시스템 만이 DC의 그리드 재생으로 발가락을 담그고 있습니다.

제동 할 때 기본 목표는 추가 에너지를 제거하는 것이므로 얼마나 효율적으로 사용 될지 신경 쓰지 않아도됩니다. 저항 손실이 100 %에 가깝더라도 회생 브레이크를 사용하는 것이 기계식 브레이크를 사용하는 것보다 낫습니다. 따라서 전력선 저항에 관한 것이 아니라 전력망이 처리 할 수있는 것에 만 관한 것입니다.

왜 몇 킬로미터에 걸쳐 에너지를 공유 할 수 없습니까?

분리 된 섹션의 간단한 경우, 회생 제동이 가능한 라인 스트레치 길이와 전기 고장의 영향을받는 라인 스트레치 길이 사이의 절충점입니다. 즉, 전체 전력 네트워크를 회생 제동에 사용할 수 있다면 단일 장애로 인해 전체 네트워크가 다운 될 수도 있습니다.

더 복잡한 솔루션은 이론 상으로는 가능하지만 경제적으로는 불가능합니다.

대신 에너지를 그리드로 다시 공급할 수 없습니까?

안정적인 에너지 소비로 그리드에 에너지를 공급하면 전압이 매우 빠르게 상승하며, 일반적인 발전소는 보상 할만큼 빠르게 출력을 형성 할 수 없습니다. 로컬 그리드가 이러한 과전압 스파이크를 처리 할 수없는 경우 인버터를 구축 할 필요가 없습니다. 그리드가 추가로 들어오는 에너지를 처리 ​​할 수 ​​있더라도 솔루션이 경제적으로 실행 가능하지 않을 수 있습니다.