Рекуперативная энергии на поездах

[Petlina]

Рекуперацией считается возврат в сеть части затраченной электроэнергии для повторного её использования. Так, в режиме торможения тяговыми двигателями электроподвижного состава (ЭПС) они переводятся в генераторный режим, и механическая энергия движения поезда превращается в электрическую энергию. В основном рекуперативное торможение необходимо для обеспечения безопасности движения поездов. Его роль особенно важна на линиях с горным профилем, а также для высокоскоростного подвижного состава.

Длительное торможение колодочными тормозами невозможно из-за снижения их эффективности при нагреве, поэтому пользоваться ими можно лишь прерывисто. В результате скорость поезда постоянно меняется, в его составе возникают продольно-динамические усилия, которые способны разорвать поезд или привести к выдавливанию вагонов, а в пассажирском движении ещё и снизить комфортность проезда. При высоких скоростях стабильность механических тормозов недостаточна для плавного замедления, поэтому их применяют только для дотормаживания поезда перед остановкой.

Кроме основной функции по обеспечению безопасности движения применение рекуперативного торможения позволяет использовать возвращённую энергию на тягу поездов другими локомотивами, а также для привода вспомогательных электрических машин, для освещения и отопления, повышая энергоэффективность перевозочного процесса.

При отсутствии других поездов на участке рекуперированная электроэнергия может быть возвращена во внешнюю питающую сеть. На линиях, электрифицированных на постоянном токе, – только при наличии выпрямительно-инверторных преобразователей. Рекуперацию электрической энергии нельзя считать её производством, поскольку не требуется расход энергоносителей.

Как рассказал заместитель начальника департамента технической политики ОАО «РЖД» Борис Иванов, в компании реализуется целевая программа повышения энергетической эффективности тягового электроснабжения, в рамках которой специалистами ведущих транспортных вузов выполняется крупномасштабная научно-исследовательская работа «Оценка энергоэффективности системы тягового электроснабжения и электроподвижного состава и потенциала её повышения», где значительное внимание уделено выявлению «узких мест» применения рекуперативного торможения и повышению эффективности его использования. Перед компанией стоит целевая задача в 2013 году обеспечить величину рекуперированной энергии не менее 1,5 млрд кВт/ч.

Оценить эффективность применения рекуперативного торможения можно при помощи имитационного моделирования, которое позволяет определить величину нереализованной энергии рекуперации из-за превышения напряжения в тяговой сети допустимых значений и вынужденного перехода на реостатное или пневматическое торможение, а также доли реализованной энергии, которая складывается из потребляемой поездами в режиме тяги, и энергии, поступающей на шины тяговых подстанций. При этом снижается потребление электроэнергии из энергосистемы, измеряемой счётчиками тяговых подстанций.

В департаменте технической политики ОАО «РЖД» пояснили, что сегодня на сети дорог, электрифицированных на постоянном токе, актуальна задача замены физически и морально устаревших инверторов, установленных ещё в 80-е годы. В настоящее время специалистами разработан инвертор на новой элементной базе с применением более мощных тиристоров, рассчитанных на более высокий класс напряжения. Для повышения эффективности целесообразно выполнить его дальнейшее совершенствование в части обеспечения не только шести-, но и двенадцати- и двадцатичетырёхпульсового выпрямления. Предстоит серьёзная работа конструкторов и других учёных-специалистов по доведению до совершенства логико-программного управления инвертором и совершенствованию системы диагностики.

[Автор]

Сообщения