Primena visokonaponskih prekidača u sistemima snabdevanja trakcijskom strujom
Традиционални превијачи све више постају недовољни за оперативне потребе савремених система за снабдевање транспортних средства електричном енергијом. Появом високонапонских одвојача ефикасно је попуњен овај дефицит. Системи високонапонских одвојача оптимизују структуру конвенционалних превијача, ширије су применљиви и увећавају пажњу на малим детаљима, што подиже безбедност и повезаност електроприводних система током реалне операције. Због тога је неопходно анализирати и проучавати примену високонапонских одвојача у системима за снабдевање транспортних средства електричном енергијом.
1. Системи за снабдевање транспортних средства електричном енергијом
Систем за снабдевање транспортних средства електричном енергијом који се тренутно користи у Кини представља нову форму железничког транспорта који ради на електричној енергији - нову технологију потеза која се широко примењује у главним железницама и градским железничким превозима, приносећи изузетну производњу и значајно побољшавајући удобност јавног превоза. У практичној употреби, електрична тракција непрекидно претвара електричну енергију у механичку силу потеза за покретање железничких локомотива и електричких вагона.
Тренутни кинески системи за електричну тракцију су класификоване према типу струје у три категорије: индустријска једнофазна алтернативна струја, директна струја и нискочестотна једнофазна алтернативна струја. Од ових, најшире коришћен је систем индустријске једнофазне алтернативне струје, који се главно користи на електрифицираним железницама.
Електрична тракција нуди три кључне предности:
Електричне локомотиве не возе гориво, већ користе вторичну енергију, омогућавајући невезану тракцију која ефикасно покреће возове.
Потиче економљење енергије; са улазаком кинеске железничке индустрије у нову фазу развоја, електричне локомотиве су шире применљиве.
Подиже оперативну безбедност. Благодаре напредковима у микроелектроници и информационим технологијама, савремене електричне локомотиве подржавају стварно време обналаажења грешака, аутономно возњу и дистанциону контролу, значајно подизајући ниво информатизације тракцијских система.
2. Особине, функције, врсте и еволуција високонапонских одвојача
(1) Функције и улоге
Иако су високонапонски одвојачи тек недавно широко усвојени у кинеским електроенергетским системима, показали су изузетну продуктивност. Њихове основне функције су двоструке:
Када су отворени, осигуравају видљиву и електрично сигурну растојану између контаката;
Када су затворени, надежно преносе номиналну непрекидну струју.
Ове могућности значајно побољшавају како безбедност тако и оперативну ефикасност. Кључне улоге укључују:
• Изоловање енергије: Током одржавања, одвојачи изолирају деенергизоване уређаје од живих цеви, стварајући јасну видљиву тачку прекида која штити лице и опрему.
• Преклапање операција (пребацивање магистрала): Омогућавају безбедно преласке уређаја између радних, резервних или одржавања стања, омогућавајући флексибилне и безбедне оперативне реорганизације.
(2) Врсте
Врсте одвојача варирају засноване на неколико критеријума:
Прејмање локације: спољашња против унутрашња;
Прејмање нивоа напона: нисконапонска против високонапонска;
Прејмање конструктивног дизајна: једноставна, двострука или трострука;
Прејмање механизма управљања: ручно, електрично или пневматично.
(3) Технолошка напредовања
Традиционални одвојачи често су имали смањену контактну површину између покретних и стационарних контаката после dugotrajnog korišćenja, što je dovodilo do povećane otpornosti, veće gubitka provođenja i povećanog potrošnje energije. Najnovije inovacije, kao što su tehnologija prstenskih kontakata i dizajn s ribicama, značajno su poboljšale provodljivost i pouzdanost. Ovi napredci su proširili oblast primene savremenih visokonaponskih odvojača u kineskoj energetskoj infrastrukturi.
3. Primena u sistemima za snabdijevanje trakcijskom strujom
(1) Daljinsko upravljanje (teleoperacija)
Visokonaponski odvojači su sada ključni komponenti u sistemu za snabdijevanje elektrificiranih željeznica, omogućavajući izolaciju grešaka i održavanje sekcija, čime se unapređuje operativna sigurnost i preciznost. Uz veliki broj i široku raspodelu hub stanica u kineskoj mreži elektrificiranih željeznica, ručno na-mjesto upravljanje nije efikasno i ograničava automatizaciju. Stoga je implementacija daljinskog upravljanja vitalna za napredak modernizacije željeznica.
Sa napredcima u žičanoj i bežičnoj komunikaciji, Remote Terminal Units (RTU) mogu sada biti integrirani u električne mehanizme rada. Ova integracija ne samo da rešava ključne izazove u daljinskom upravljanju odvojačima, već i podiže pouzdanost sistema, osigurava stabilnu snabdevanje strujom i podiže opšti nivo automatizacije elektrificiranih željeznica.
(2) Žičano/bežično video nadziranje
Budući da su odvojači konturnih voda tipično instalirani spoljašnje i bez nadzora, daljinsko nadziranje je neophodno uz daljinsko upravljanje. Video nadzorne sistemi omogućavaju kontinuiran pregled polazišnih uslova, minimizirajući ljudske greške u odlukama o upravljanju.
Implementacija ovih sistema zahteva hibridne komunikacijske rešenja - kombinaciju žičanih i bežičnih tehnologija poput frekvencijskog skakanja i Wi-Fi, koje su zrele u Kini. Integracija ovih naprednih komunikacijskih metoda omogućava robusno daljinsko video nadziranje, dodatno unapređujući sigurnost, pouzdanost i efikasnost operacija elektrificiranih željeznica.
(3) Online nadzor temperature
Unatoč svojoj jednostavnoj strukturi, kontakti i kontaktne prste odvojača su izloženi teškim spoljašnjim uslovima, što ih čini podložnim oksidaciji. Oksidacija povećava otpornost kontakta i generiše prekomjernu toplinu, što može dovesti do otkaza opreme ili požara ako nije ispravno nadgledana.
U eri pametnih podstacija i bežične operacije, daljinsko merenje temperature postalo je nezamenljivo. U Kini se koriste tri glavna metoda: bežični senzori, vlaknski senzori i infracrvena termografska analiza - sa najširem primenom imaju vlaknski senzori.
Vlaknski senzori temperature su montirani direktno na kontakte ili kontaktne prste. Podaci se prenose preko optičkih vlakana otpornih na visok napon do centralne procesorske jedinice, a zatim se šalju računarima za podršku podstaciji za stvarno-vremensku analizu. U Kini je razvijen poseban softver za upravljanje i analizu podataka, što osigurava pouzdano merenje temperature. Međutim, visoka cena opreme i razvoja softvera ostaje izazov.
4. Zaključak
Kineski elektrificirani železnički sistem ušao je u novu fazu razvoja. Nekontinuirana optimizacija tradicionalnih disjunktera - kroz tehnologiju kontaktnih prstiju i crteža površine - značajno je poboljšala performanse visokonaponskih disjunktera u aplikacijama trakcijske snage, ubrzavajući modernizaciju nacionalne železničke mreže.
U poređenju sa konvencionalnim modovima snabdevanja strujom, električna trakcija nudi superiornu efikasnost, poboljšanu sigurnost i nižu potrošnju energije. Integracija naprednih visokonaponskih disjunktera sa sistemima električne trakcije postala je vodeći znak modernizacije kineskih železnica, stavljajući kinesku tehnologiju elektrifikacije među najbolje u svetu.
