Metodo arruntaletako trenaren sistema elektrikoetarako Neutroalak mugitzea
Trenbideko indar elektriko sistema nagusiak automatikoki blokeatzen duten senhala-lerroak, pasabideko jario-lineak, trenbideko subestazioak eta banaketa estazioak, eta sarrerako jario-lineak dituzte. Hauek elektrizitatea ematen dute trenbidearen eragile garrantzitsuenetan—senhala, komunikazioa, tren-tresnak, estazioen erabiltzaileen kudeaketa eta mantentze instalazioei. Trenbideko indar elektriko sistemat arduraduna da herrialdeko indar elektriko sarearen zati garrantzitsu bat, eta elektrizitate-industria eta trenbide infraestrukturaren ezaugarri bereizgarriak ditu.
Abantaila normalen trenbideko indar elektriko sistemarako neurrizko neutralen lotura metodoen ikerketa lagungarria da, eta horien diseinuan, eraikuntzan eta funtzionamenduan oso kontuan hartzea oso garrantzitsua da trenbideko indar elektriko emanatzeko segurtasuna eta fidagarritasuna hobetzeko.
1. Trenbideko indar elektriko sistemetan neurrizko neutralen lotura metodoen ikuspegi orokorra
Trenbideko indar elektriko sistemetan neurrizko neutralen lotura metodoa transformatorren lotura konfigurazioari dagokio—lotura funtzional baten (lan) moduan, tensio mailarekin, fase bakarreko lerro-larraineko jarioa, tensio altuak eta rele babesa esquematik. Teknologia arrazoi askotan hau mugatzen da:
Ez daitezen lotutako sistemak: ez daitezen lotutako, Petersen koila (jario txikiak supresioa duena) lotutako, eta neurriz handiagoko lotutako sistemak;
Lotutako sistemak: zuzen lotutako eta neurriz txikiagoko lotutako.
Herrialdeko saretik trenbidera emandako indar elektriko guztietan neutrala ez da lotuta. Trenbideko subestazio eta banaketa estazioetatik ateratzen diren jario-lineak normalean sekundario busbarretatik (sarrera busbartik ondoren, tensio-regulatzailearen aurretik) atxikitzen dira, beraz, ez daitezen lotutako neutral sistema bat erabiltzen. Pasabideko jario-lineentzat, tensio-regulatzailearen lotura metodoa behar bezala hautatu daiteke.
Abantaila handiko trenbideko indar elektriko sistemek, neurriz txikiagoko lotura metodoa erabiltzen dutenak, alderantziz, abantaila normalen trenbide sistemek ez daitezen lotutako neutral konfigurazioa erabiltzen. Ez daitezen lotutako abordoa zenbait abantaila eskaintzen baditu ere, segurtasun estandarrak eta teknologia eguneratzeak garrantzitsu dira lotura estrategiak berriro ebaluatzeko gaur egungo funtzionamenduan.
2. Ez daitezen lotutako neutral sistemaen abantailak eta murrizketak
Trenbideko Indar Elektriko Diseinu Kodea (TB 10008–2015)aren arabera, pasabideko jario-lineen konfigurazioa indar elektriko emanatzeko fidagarritasunaren eta proiektuaren egoeraren arabera ezartzen da, aireko kable-hybrid lineak edo osorik kable-subterraneo lineak erabiliz.
Orduko eta teknikoki posible diren abantaila normalen trenbideko pasabideko jario-line gehienak aireko konduktoreak edo aireko-dominante hybrid konfigurazioak erabiltzen dituzte. Beraz, neutralen lotura esquematik isolatua (ez daitezen lotutako) edo jario txikiko lotura sistema bat erabiltzen da. Trenbideko Indar Elektriko Kudeaketa Arauen 69. artikuluaren arabera, fase bakarreko lerro-larraina kasuan, akatsa azkar ebaztea beharrezkoa da, eta baimendutako akats-funtzio denbora osoan gehienez bi ordu izan daitezke.
2023eko urtarrilatik urriarira bitartean, zehaztu trenbide bulego segmentu bateko datuak 152 jario-itzal erregistratu zituen, haien 15k gailu-akatsen ondorioz (2 interna, 13 kanpo). Ohartarazi behar da, ingurumen-arriskuak—bereizki vegetalak—goiburuko lerroen estabilitatearen amenaza nagusia dira. Kasu batean, zuhaitz-zuhaitzek goiburuko lerroen barruan sartu ziren, fase bakarreko lerro-larraina sortuz. Akatsa bi orduko epean aurkitu eta ebaztu zen, trenen funtzionamendurik ez duelarik eta ez dutelarik akats multzoak. Honek frogatzen du, teknologiaren egoeran, ez daitezen lotutako neutral sistema praktikan abantailak eskaintzen dituela.
Hala ere, kable-lineak desberdintasunak dituzte. Aireko lineetakoak, kable-lineetako isolamendu-margina txikiagoa eta tensio-altuaren tolerantzia murriztua dute. Fase bakarreko lerro-larraina kasuan, ez daitezen lotutako sistemetan, fasetto-sistemaren tensioa fase-barruan gainditzen da—potentzialki, fase arteko tensiora iritsi ahal da—fase ez-akatsen isolamendu kolapsatzeko arriskua handituz. Gainera, kable-sistemetan, kapazitatea duten lerro-larraineko jarioak handiak dira, isolamendu-akats puntuan azkar erositzen dutenak, eta fase arteko lerro-larrainetara heldu ahal direnak.
Kableak normalean iturriko, kanalizatutako edo marra batean instalatzen dira, akats-puntua aurkitzea zaila da. Kable-jointing teknikoen murrizketen, konponketa logistikaren eta trenbideko funtzionamendu-epeen menpe, horrelako akatsak azkar ebaztu ezin dira. Praktikan, kable-akatsak organic isolamendu-materialen kolapsu permanenteagatik gertatzen dira—ezin dira bere buruak leheneratu. Ez daitezen lotutako sistemetan, trinkadura inmediatu falta denean, akats-jario luzeak isolamendu-segurtasuna kolapsatzeko aukera ematen dute, akats-zona luzatuz, eta bigarren mailako arazoak eragin ahal dituzte, adibidez, indar elektriko pantaila-alarma edo "gorria" signal-akatsak, tren zerbitzuak kolpatzen dituztenak—batzuetan, epe luzeetan eta segurtasun edo komunikabide arrisku handiak eragiten dituztenak.
3. Abantaila normalen trenbideko indar elektriko sistemetarako neurrizko neutralen lotura metodoen hautapena
Neurrizko neutralen lotura metodo egokia hautatzea trenbideko indar elektriko funtzionamendu estabiliarentzat garrantzitsu da. Nuklea erronka hau dago:
Kanpo pertsonaiak sortutako trinkadura inutilak gutxitzea,
Zergarriak diren kargaetarako indar elektriko jarraitzailea,
Akats-babes efektiboa,
Akatsen hedapen kontrola, eta
Akatsen bitartean osasuna eta isolamendu-osasuna mantentzea.
Trenbideko Indar Elektriko Diseinu Kodea (TB 10008–2015)aren arabera, 10(20) kV pasabideko jario-lineetarako, tensio-regulatzailetatik emandakoak, hurrengo lotura gida aplikagarriak dira:
Ez konduktibitateko barne-irria ≤ 10 A bada, erabili behar da unezko sistema.
Ez konduktibitateko barne-irria ≤ 150 A bada, aukeratu daiteke aldaezko ertzeko unezko sistema edo arkua kendu duen koil unezko sistema; baina > 150 A bada, gomendatzen da aldaezko ertzeko unezko sistema.
Kable guztiz oinarritutako lerroetan, hobeto da erabili aldaezko ertzeko unezko sistema.
Aldaezko ertzeko unezko sistemarako, hautatu behar da ertzeko erresistentzia bat, zeinak emango duen barne-irri bakuneko 200–400 A, eta falten detektatzean instantaneoki joatea.
Berriz, Tren Abiadura Handiko Proiektuaren Kodea (TB 10621–2014) baimentzen du neurtarrak unezko sistema erabiltzea, ez konduktibitateko barne-irria ≤ 30 A denean, neurriko kompentsazioa emanik neutralaren ertzeko reaktore baten bidez.
Erreferentziako tren-abiarazioko kargu elektrikoen eskuliburuetan oinarrituta, 70 mm² eta 95 mm² sekzio dituzten kable arruntaletarako, 10 A, 30 A, 60 A, 100 A eta 150 A ez konduktibitateko barne-irrietarako gehieneko luzera onartuak taula 1. an datoz. Balio hauek laguntzen dute unezko metodo egokia hautatzeko, kablearen luzera erreala kontuan hartuta.
Zenbakia Hiru-nuklea kablearen monofaseko kapazitate-egoera korrontea (A) Hiru-nuklea 70 mm² sekzioa duen kablearen batez besteko kapazitate-egoera korrontea (A/km) Errespondentzia daramatikoa den kablearen luzera (km) Hiru-nuklea 95 mm² sekzioa duen kablearen batez besteko kapazitate-egoera korrontea (A/km) Errespondentzia daramatikoa den kablearen luzera (km) 1 10 0.9 11.11 1.0 10.00 2 30 0.9 33.33 1.0 30.00 3 60 0.9 66.67 1.0 60.00 4 100 0.9 111.11 1.0 100.00 5 150 0.9 166.67 1.0 150.00 Erditze neutra puntu bidezko zatiak erroren azkarra kanpojarraitzen du. Zero sekuentziako babesa 0,2-2,0 segundoetan eragin dezake erroa isolatzeko, hurrengo aldiroko elektrizitate-erroen probabilitatea murriztuz eta indar elektrikoaren insulazio-zehaztasuna eta lan egokiaren aldi mugatzen saiatuz.
4. Neutroen Ondorio Erabilgarri Ohikoen Arteko Konparaketa
4.1 Neutro Ez Erditua
Neutro ez erditu metodoak abeltzeko konduktore gehien dituzten lerroetan gertatzen diren fasa bakarrako errotasunak dutenean 1-2 orduz energia emaitza jarraituaren aukera ematen du. Hala ere, kable gehien dituzten lerroetan, metodo honek erro handiagoak sortu ditzake.
4.2 Neutro Erditze Arkusupresio Espirale Bidez
Neutro ez erditu sistema batekin alderatuta, metodo honek arkusupresio espiralearen indarra erabiltzen du kapazitate indarrarekin konpentsatzeko, errotasun-erroa bere buruari amaitzeko aukera ematen dio, arkuak eragindako oso-tensionak murriztuz. Garrantzia handiko da 1-2 orduz energia emaitza jarraituaren aukera ematen du fasa bakarrako errotasunetan eta fasa bakarrako erroak fase arteko erro bihurtzea saihesten du. Hala ere, metodo honek goi eskaintza behar ditu errotasun-erro babesei, ezin du lerro erroa identifikatu, erresonantziara haur egin dezake eta ezin du lineako kargu geratuenak efektiboki deskargatu.
4.3 Neutro Erditze Indarra Txiki Bidez
Kable gehien dituzten lerroetan, indarra txikia erditze metodoak fasa bakarrako errotasunetan arkueko oso-tensionak kontrolatzen ditu, sistemaren erresonantziako oso-tensionak murriztzen ditu, indarrak eta tensionak murrizteko arrazoigabea ematen du eta zero sekuentziako gain-indarra babesei zerrenda altua ematen dio, errazago erroa kanpojarri ahal izateko. Hala ere, metodo honek murrizketu bat ditu, bereziki abel guztietan: jarduerak gehitu ditu sistemaren funtzionamendua murriztuz, energia emaitza gaitasuna ahuldu eta tresna mantentzea zailtu zuen batere.
5. Tren Sistemaren Energiarako Neutroen Erditze Metodoen Diskusioa
(1) Automatikoki jarraitu dezakeen arkusupresio espirale gailuen erabilera hobetu. Modu honetan, sistema energetikoaren transiente errotasunak automatikoki kendu ahal dira, horrela jarduera kopuru gutxiago izango dira. Erro alarmaren senhala eman ondoren, arkusupresio espirale automatikoa konpentsazio indar bat sortuko du, energia lerroa berriro konpentsatzeko aukera ematen du. Horrela, fase hiru arteko korto-gertakarien kopurua murrizten da eta sistema estabilitatea eta segurtasuna babesten dira. Aldiz, arkusupresio gailuak arkua amaitzeko balio kritikoa du, erro-oso indarra hori baino txikiagoa bada, arkusupresio gailuaren ekintzan oinarrituta tensionaren berreskurapena gehiago egiten da, arkua seguruago amaitzeko laguntzeko eta arkua berriro berriz dagoen probabilitatea murriztuz, horrela energia gertakariak murrizten dira eta neutral erditze eraginkorra sustatzen da.
(2) Abian dauden abiadura arrunta duen tresna eta blokeo automatikoaren lerroen aldaketan, kable lerroak (abel lerroak ordeztuz) % handia hartzen badute, kaxa motako reaktorekin konpentsazio bildua edo banatua egin behar da kapazitate indarra normala bada. Taula 2-n agertzen diren kalkulu-emaitzetan, funtzio-kapazitateen balioak 70 mm² aluminio nukleo duen kableentzat 0,22 μF/km eta 95 mm² aluminio nukleo duen kableentzat 0,24 μF/km dira. Batzordeen konfigurazio aldaketak kontuan hartu behar dira, eta batzordeen bi aldetan dagoen tension-regulatzaileen neutral erditze metodoak kalkulatutako datuetan oinarrituta aldatu behar dira.
Serial No. Steady-state capacitive current of three-core cable (A) Average steady-state capacitive current of 70 mm² three-core cable (A/km) Corresponding cable length (km) Average steady-state capacitive current of 95 mm² three-core cable (A/km) Corresponding cable length (km) Capacitive reactive power of cable line (kvar) Inductive reactive power required to compensate 75% of steady-state (kvar) 1 3 0.4 7.5 0.44 6.82 51.96 38.97 2 5 0.4 12.5 0.44 11.36 86.6 64.95 3 10 0.4 25 0.44 22.73 173.2 129.9 4 15 0.4 37.5 0.44 34.09 259.3 194.85 5 30 0.4 75 0.44 68.18 519.6 389.7 Kasu ekstremoetan, sistema ez dagoen erdian eta tren bide-abiadura handiko estandarrei jarraiki erabiltzen diren kable monokordeak erabiltzen badira, faltatik zati batzuko erdian jartzea ez da egingo ordu bi horietako onartutako leihoan. Honek kableari kalte termiko jarraitzaile ematen dio. Gainera, kable monokord baten kaltearen ondorioak alderantzizko faseei dituen eragina oso txikiagoa denez, babesteko huts egitea errazagoa da, sistemako hondamenetara eraman dezakeena.
6. Iraultza
Abiadura arrunteko trenen energia sistemen, neurri neutroa lotzeko metodoa zuzen hautatzeak sistema operazioaren segurtasuna eta estabilitatea eragin duela. Neurri neutroa lotzeko esquema ezegoki bat hautatzeak erraz aski sekundario faltes edo hondamen enpilatuak sortu ditzake. Kalkulatzeko eta konparatze analisiaren bidez, neurri neutroa lotzeko metodoa oso eta arrazoitsua hautatzeak garrantzi handia du faltes efektiboki garbitzeko, tresnak babesteko, trakzioaren indarra eman beharreko segurtasuna lortzeko, eta pertsonal eta trenen erabiliaren segurtasuna hobetzeko.
