Mr. Burns skrev:Per skrev:Hej,
Jag undrar om någon vet hur många likriktarstationer det finns i Stockholms tunnelbanenät. Vidare är jag intresserad av att få reda på hur långa nätsektionerna är emellan likriktarstationerna. Om någon dessutom vet ungefär vad toppeffekten i nätet ligger på skulle jag vara oerhört tacksam.
Enligt en av tunnelbanebiblarna ligger det till ungefär så här (i alla fall i TUB3). Avståndet mellan likriktarstationerna varierar mellan 1 och 2,2 km. Om inte någon annan har en mer detaljerad uppgift kring antalet stationer kanske du i alla fall kan approximera med hjälp av dessa värden. Likriktarstationernas nominella effekt ligger på 5,6 MW, men kortvarigt kan de belastas med 11 MW. Effekt i hela nätet hittar jag tyvärr ingen uppgift om. Sektionsgränserna ligger vid likriktarstationerna. Varje station matar sektioner åt båda håll på de båda trafikspåren. I andra ändan av resp. sektioner sker motsvarande matning. Vid normal drift matar alltså varje station i snitt två trafikspår om 1-2,2 km. Vid bortfall av en station delar de två närliggande på belastningen.
Vänligen
/Michael
Problemet är väl strömstyrkorna. Antar att nominell effekt avser effekten vid nominell spänning, dvs för järvabanan 750 V. Således 5,6 MW/750V=7,47 kA. Förvisso att dela upp i fyra riktningar, det vill säga knappt 2 kA i varje. En ansenlig strömstyrka således. Dessutom skall systemet tillfälligt klara 11 MW och då kan man nog räkna med att spänningen sjunker, så det blir alltså mycket stora strömstyrkor. Detta ger problem på flera vis, dels måste ledarna vara mycket kraftiga för att det överhuvudtaget skall fungera, dels måste man acceptera en relativt sett hög impedans, stora förluster, för att det skall bli någon rimlighet i ledarnas dimensioner. Det senare gör, som nämnts ovan, att en kortslutning långt bort från likriktaren riskerar att inte uppfylla utlösningsvilkoret om avstånden är för långa. Impedansen i själva ledarna är då fortfarande så hög att det är svårt att skilja detta från ett antal accelererande tåg.
Hur som helst, det grundläggande problemet är de stora strömstyrkorna som blir följden av den låga spänningen som i sin tur följer av säkerhetshänsyn. Det här problemet finns också delvis vid fjärrtågsdrift och det är därför banverket har "fusklikström". Med det menar jag en växelström som har låg frekvens 16 2/3 Hz, ju lägre frekvens desto bättre var det för dåtidens motorer. Samtidigt gör växelströmmen att man kan transformera spänningen, så att strömstyrkorna blir rimliga. Dels kan man enkelt transformera spänningen mellan matarledningen och kontaktledningen. Vilket gör att man behöver färre omformarstationer. Se för övrigt hur detta tillämpas vid
kraftförsörjningen för Botniabanan. (Notera kan för övrigt att man använder den fysikaliskt riktiga benämningen tvåfas, istället för den mer tillämpningsinriktade benämningen balanserad enfas. Bra banverket!) Dels kan man ha en högre spänning i själva kontaktledningen, 15 kV och sedan transformera ned den i loken, vilket gör att sektionerna kan vara betydligt längre.
Den senare fördelen bortfaller dock som sagt vid lokaltrafik eftersom man av säkerhetsskäl inte kan använda en så hög spänning där och troligen har det varit en viktig parameter när man för tunnelbanan istället valde ett stort antal likriktarstationer framför ett par omriktarstationer och endast transformering vid matningspunkterna. Likriktarstationer är billigare än omrikratstationer och när fördelen med transformering på loken uteblev så kunde man lika gärna ha likström. Matningen kunde man då fortfarande ha med vanlig 50 Hz växelström och sedan likriktning på plats.
Mr. Burns skrev:Tony M skrev:Nu skall man då också ha i beaktning att en spårväg och en tunnelbana inte har samma storleksordning på effektförbrukningen men trots det, finns det verkligen fog för att ha så våldsamt många omriktarstationer för en Tunnelbana eller är det en förväxling mellan Omriktarstation och matningspunkt?
Har korrekturläst min text och kan bekräfta att det rör sig om stationer och inte matningspunkter. Kan lägga till att likriktarstationerna ligger i markytan och matas från tunnlarna med 30kV-kablar som löper längs spåren. Kablarna till och från ytan löper i ventilationsschakt.
Hade man däremot byggt banan idag så hade man nog istället funderat på att mata även tågen med 50 Hz och lågspänning. Dagens tågteknink tillåter detta.
Läste också i en annan tråd om återmatning till trefasnätet i största allmännhet.
Harald skrev:Är det verkligen vettigt att utrusta likriktarstationerna med svänghjul? Blir det billigare än att byta ut likriktaren mot en omriktare så att man kan skicka tillbaka energin till växelspänningsnätet? Ett svänghjul måste ju antingen dimensioneras för att extremt många vagnar bromsar samtidigt eller så riskerar man att inte kunna ta vara på all energi. Med en omriktare får man hela norra Europa som mottagare. Eller är det kanske så att nätbolagen inte gillar att man matar tillbaka energi.
Återmatning till högre spänning är en standardprocedur för nätbolagen. I typfallet så sker återmatning när strömmen smiter från regionnätet via det lokala nätet och åter upp på regionnätet. Det är nämligen mycket svårt att styra vilken väg en växelström tar. Förutsätter att tunnelbanans matarledningar är att jämnställa med ett lokalnät, så det är nog inga problem med återmatning som sådan. Dessutom behövs det knappast, får man bara ut den återmatade strömmen på matarledningarna, så torde det finnas andra tåg som har nytta av den.
Vad som däremot är eller åtminstonne har varit är precis som redan uppmärksammats i
annan tråd är strömmens kvalité. Det spelar då egentligen ingen roll om det är fråga om förbrukning eller återmatning. Även likriktarna i sig är väl inte helt perfekta i kvalitetsavsende. Förstör man strömmen för överliggande när brukar man få betala en straffavgift om man alls får koppla in sig och det både beträffande sinuskurvans form och eventuell fasförskjutning. Så därför är det ju mycket intressant om man nu har tillgång till bättre omriktare, sådana fanns inte för inte så värst länge sedan och det kan mycket väl vara avgörande i valet mellan energilagring och återmatning. Det kan också vara värt att observara att om ström med dålig kvalité når matarledningen, så kommer den också att sprida sig till överliggande nät. Därför går det inte att acceptera ström av dålig kvalité ens lokalt.
Så till sist en liten påminnelse, för den som försöker räkna ut hur mycket energi som finns lagrat i tågen och hur mycket av det som kan återvinnas, inte helt enkelt tror jag. Flera av de nyare stationerna är utformare så att de ligger högre än själva linjen. Således omvandlas en del av rörelseenergin till lägesenergi när tåget stannar och omvänt när det accellererar.
vänligen
/GN
Är det förklaringen till språkbruket? 
