Turecké i bulharské dráhy předbíhají Českou republiku

-- 22.10.2014

Navýšení kapacity elektrických vlakových tratí může stát výrazně méně bez nutnosti posilování energetické infrastruktury.

Při výstavbě nových elektrifikovaných vlakových tratí nebo při navyšování jejich kapacity tvoří značnou část nákladů energetická infrastruktura. Je to z důvodů zajištění dostatečné energetické kapacity pro předpokládaný provoz elektrických vlakových souprav. A platí to jak pro samotné tratě, tak i pro vlakové stanice. Tyto náklady mohou být díky kompenzaci elektrické energie o 20 až 30 % nižší.

Za energetickou soustavu, její dostatečnou kapacitu i za plnění energetických norem vůči dodavatelům energie je zodpovědný správce železniční tratě. Železniční dopravci jsou zase odpovědni za provoz elektrických vlakových souprav a jejich vliv na elektrickou síť. V případě neplnění norem jsou správce i dopravce penalizováni od dodavatele elektrické energie.

Jedním ze sledovaných parametrů v el. síti je tzv. účiník, tedy poměr energie činné (je využita k činnosti) a energie jalové (není využita, ale je přenášena vedením). Norma stanovuje, že účiník nesmí klesnout pod hodnotu 0,95 a pokud k tomu dojde, dodavatel energie následně penalizuje odběratele. Důvodem je, že energii činnou i jalovou musí dodavatel vyrobit, ale odběratel platí pouze energii činnou.

Tento problém řešily i Turecké státní dráhy (TCDD), které spravují přibližně 11 000 km železnic a provozují je na stejném napětí jako v České republice. V jejich případě vlak přijíždějící do stanice způsoboval rapidní zvýšení zatížení elektrické sítě a po odjezdu toto zatížení kleslo téměř na nulu. Tyto energetické změny v rozsahu megawattů trvaly i desítky sekund.

V TCDD si vytknuly čtyři hlavní cíle. Zvýšit kapacitu tratí a vlakových stanic, aby na stejném železničním úseku bylo možné provozovat více vlaků současně, dále snížit nestabilní kolísání napětí vyvolané rychlými změnami zatížení, snížit nebo odstranit sankce za neplnění limitů účiníku a posledním cílem bylo snížit náklady na energetickou infrastrukturu, tedy na výrobu a transport elektřiny.

Řešením situace byla instalace celkem 25 jednofázových kompenzátorů elektrické energie Elspec Equalizer pracujících v reálném čase s odezvou od 2ms. Kapacita každého systému se pohybuje v rozmezí od 1250 kVAr do 2750 kVAr se jmenovitým napětím 500 V nebo 690 V. Kompenzátory jsou připojeny k síti VN pomocí step-up transformátorů. K vyrovnání kapacity dlouhých tratí v případě nezatížení je trvale připojen paralelní induktor.

První fáze projektu spočívala v instalaci šesti systémů podél železniční trati od Istanbulu do Ankary. Teprve po této úspěšné instalaci se pokračovalo do druhé etapy a bylo nainstalováno dalších 19 systémů podél čtyř celostátních tratí.
 
Když byly kompenzátory přepnuty do automatického režimu, celková proudová spotřeba celé sítě byla snížena o více než 50 %, z přibližně 7000 A na 3000 A.
Také bylo dosaženo plné korekce sítě, což vedlo ke zvýšení účiníku, ke zlepšení kvality elektrické energie a k významným finančním úsporám za energii včetně zrušení penalizací.

Díky snížení proudového odběru lze nyní použít menší transformátory pro stejné zatížení nebo navýšit zatížení při použití stávající rozvodny. To umožňuje TCDD na stejném úseku provozovat více vlaků na trati a odbavit více vlaků na vlakových stanicích. Obdobný systém se nyní instaluje i v Bulharsku.

„Při budování nových vlakových tratí se již v projektové fázi kalkuluje s předpokládaným zatížením tratě a k tomu jsou vztaženy potřeby na energetickou infrastrukturu. Díky kompenzaci elektrické energie v jednotlivých stanicích lze pak dosáhnout 20% až 30% úspory v investiční fázi – potřeba menších trafostanic i vedení pro nižší zatížení, včetně související infrastruktury a údržby.“ říká Jaroslav Smetana, zakladatel a ředitel společnosti Blue Panther. „Úspory jsou dané tím, že není třeba přenášet jalovou energii, která v případě provozování elektrických vlakových souprav starší generace může dosahovat až 40 % energie činné,“ dodává J. Smetana.

www.bluepanther.cz