Примена на високонапонски преклопачи во системите за тракционско снабдување со енергија

Традиционалните превключители се стануваат все помалку одговаращи на оперативните барања на современите системи за електрична транспортна енергија. Появата на високонапоноцни одвојувачи ефективно пополни овој недостаток. Системите со високонапоноцни одвојувачи оптимизираат структурата на традиционалните превключители, прошируваат нивната примена и поставуваат подобро акцент врз деталите, што го зголемува безбедноста и надежноста на енергетските системи во временото на работа. Затоа, е суштинско да се анализира и истражува примената на високонапоноцни одвојувачи во системите за електрична транспортна енергија.

1.Системи за електрична транспортна енергија
Електричниот систем за транспортна енергија кој се користи во Кина моментално претставува нова форма на железнички транспортен систем подржан со електричество—нова технологија на превоз широко применета во главни железници и урбани железнички превоз, што обезбедува одлични перформанси и значително подобрува удобноста на јавниот превоз. Во практичката употреба, електричниот транспорт непрекинато конвертира електрична енергија во механички транспортен потенцијал за погон на железнички локомотиви и електрични вагони.

Сегашните електрични системи за транспортна енергија во Кина се класифицирани според типот на стројот во три категории: индустријална фреквенција на еднофазна алтернатива, директен струја и нискочестотна еднофазна алтернатива. Од овие, системот со индустријална фреквенција на еднофазна алтернатива е најраспространет, главно користен во електрифицирани железници.

Електричниот транспорт има три клучни предности:

• Електричните локомотиви не носат гориво, туку користат вторични извори на енергија, што овозможува непребарливо транспортен потенцијал кој ефикасно ги погнува возовите.

• Помага во зачувувањето на енергија; со тоа што железничкиот сектор во Кина влезува во нова фаза на развој, електричните локомотиви се применуваат повеќе.

• Го подобрува безбедноста на операциите. Благодарение на напредоците во микроелектрониката и информатичката технологија, современите електрични локомотиви поддржуваат реално време на откривање на грешки, автоматски управување и дистанционско управување, што значително го зголемува информатичкиот степен на системите за транспортна енергија.

2.Кarakтеристики, функции, видови и еволуција на високонапоноцни одвојувачи

(1) Функции и улоги
Иако високонапоноцните одвојувачи само наскоро беа широко прифатени во енергетските системи во Кина, тие покажаа одлични перформанси. Нивните основни функции се двојни:

• Кога се отворени, тие гарантираат видлив и електрично безбеден растојание помеѓу контактите;

• Кога се затворени, тие надежно носат номинална континуирана струја.

Овие можности значително го подобруваат безбедноста и ефикасноста на операциите. Клучните улоги вклучуваат:
• Енергетска изолација: Тие изолираат деенергизирани опреми од живи цеви во време на одржба, создавајќи ясно видлива точка на прекин што ги заштитува личноста и опремата.
• Превклучување (Превклучување на магистралата): Овозможуваат сигурни преминувања на опремата меѓу состојби на работа, резерва или одржба, што го обезбедува гибкото и сигурно оперативно преобразување.

(2) Видови
Видовите одвојувачи варираат според неколку критериуми:

• Според местото на инсталирање: надворешни против насични;

• Според нивото на напон: ниски напон против висок напон;

• Според конструктивниот дизајн: едностојан, две-стојан или три-стојан;

• Според механизмот на функционирање: рачно, електрично или пневматично.

(3) Технолошки напредоци
Традиционалните одвојувачи често имаа намалена контактна површина помеѓу движечките и статичките контакти после долготрачна употреба, што доведе до зголемена отпорност, повишени проводни загуби и повишено енергетско потрошуванje. Недавните иновации—како технологии на контакт со прстени и дизајн со натпреварни површини—значително го подобрија проводноста и надежноста. Овие подобрувања го проширија опсегот на примената на современите високонапоноцни одвојувачи во енергетската инфраструктура во Кина.

3.Примена во системите за електрична транспортна енергија
(1) Дистанционско управување (Телеконтрола)
Високонапоноцните одвојувачи сега се критични компоненти во електрифицирани железнички системи за контактна мрежа, што ги овозможува изолација на грешки и секционална одржба, со тоа што го подобруваат безбедноста и прецизноста на операциите. Затоа што хабовите во електрифицираниот железнички мрежа во Кина се многу и широко распределени, рачното управување на местото е неефикасно и ограничува аутоматизацијата. Затоа, имплементацијата на дистанционско управување е суштинска за напредокот на модернизацијата на железниците.

Со напредоците во поврзаноста со жица и без жица, дистанционните терминални единици (RTU) сега можат да се интегрираат во електрични механизми за управување. Оваа интеграција не само што решава клучни предизвици во дистанционското управување на одвојувачите, туку и го зголемува надежноста на системот, обезбедува стабилна енергетска достава и го подига општиот степен на аутоматизација на електрифицираните железници.

(2) Мониторинг со видео со поврзаност со жица/без жица
Бидејќи одвојувачите на контактна мрежа обично се инсталирани надворешно и без надзор, дистанционскиот мониторинг е суштински заедно со дистанционското управување. Видео системите за надзор овозможуваат непрекинат надзор на полетните услови, минимизирајќи грешките на личноста во одлуки за командирање.

Деплојментот на такви системи бара хибридни комуникациски решенија—комбинирање на поврзаност со жица и без жица како што се фреквенција-хопинг и Wi-Fi, обидве зрелости во Кина. Интеграцијата на овие напредни методи на комуникација овозможува робустен дистанционски видео мониторинг, што дополнително го подобрува безбедноста, надежноста и ефикасноста на операциите на електрифицирани железници.

(3) Онлајн мониторинг на температурата
Иако имаат едноставна структура, контактите на одвојувачите и контактните прсти се изложени на тешки надворешни услови, што ги прави подлабоко на оксидација. Оксидацијата зголемува контактната отпорност и генерира премногу топлина, што може да доведе до повреда на опремата или пожар ако не се контролира.

В ера на интелигентните подстанции и безпилотната работа, оддалеченото мониторење на температурата стана незамениво. Во Кина се користат три основни методи: безжични сензори, оптичко-волшебни сензори и термографски инфрацрвено мерење - со најшироко применување на оптичките волокна.

Оптички-волшебните сензори за температура се фиксираат директно на контакти или контактни прсти. Податоците се пренесуваат преку оптички волокна кои се одложни на високо напон до централна обработна единица, а потоа се пренесуваат до компјутери на задната страна на подстанцијата за реално време анализа. Веќе е развиена специјализирана софтверска апликација за управување и анализа на податоци во Кина, што гарантира надежно мониторење на температурата. Меѓутоа, поголемите трошоци за опрема и развој на софтвер остануваат предизвик.

4. Заклучок
Електрифицираната железничка мрежа во Кина влезе во нова фаза на развој. Наставната оптимизација на традиционалните изолатори - преку технологии за контакт со прст и текстурирана површина - значително ја подобри перформансата на високонапонските изолатори во примените на тракционата енергија, убрзувачки модернизирајќи го националниот железнички систем.

Споредено со конвенционалните начини на снабдување со електроенергија, електричната тракција нуди подобар ефикасност, подобра безопасност и пониски трошоци на енергија. Интеграцијата на напредни високонапонски изолатори со системите за електрична тракција стана карактеристика на модернизацијата на железниците во Кина, поставувајќи ја технологијата за електрифицирање на земјата меѓу најдобрите во светот.