Železniční napájecí soustava: Porovnání verzí

m
oprava preklepu a pridani par odkazu
m (Velké písmeno na začátku věty)
m (oprava preklepu a pridani par odkazu)
** 15&nbsp;kV, 16,7&nbsp;Hz, dříve 16&nbsp;<sup>2</sup>/<sub>3</sub>&nbsp;Hz ([[Německo]], [[Rakousko]], [[Švýcarsko]], [[Norsko]], [[Švédsko]], v&nbsp;Česku [[Železniční trať Znojmo - Retz|trať Znojmo – Šatov – státní hranice s&nbsp;Rakouskem]])
 
Vedle těchto hlavních napájecích soustav lze na místních nebo průmyslových drahách nalézt i&nbsp;jiné napájecí systémy, ze stejnosměrných jsou zde zejména napětí 1000, 750 a 600 vV&nbsp;ss, 11 kV, 16,7 Hz a dokonce i&nbsp;třífázové soustavy. Rozdílným napájecím soustavám odpovídá i&nbsp;rozdílná elektrická výzbroj lokomotiv. Pro průjezd tratěmi s&nbsp;více napájecím soustavami jsou konstruovány speciální [[vícesystémová lokomotiva|vícesystémové lokomotivy]]. Jejich význam roste i&nbsp;v&nbsp;souvislosti se sjednocováním [[Evropa|Evropy]] a tím i&nbsp;vzrůstem dálkové přepravy. V&nbsp;tomto směru je ovšem daleko větší překážkou nejednotnost [[Vlakový zabezpečovač|zabezpečovacích zařízení]].
 
== Charakteristiky základních napájecích soustav ==
=== 25&nbsp;kV, 50&nbsp;Hz ===
U zrodu této soustavy stojí maďarský elektrotechnik a vynálezce [[Kálmán Kandó]]. Jako první dovedl k&nbsp;uskutečnění myšlenku napájení lokomotiv proudem s&nbsp;frekvencí 50 Hz, a to ve 20. letech, ve válkou zchudlém [[Maďarsko|Maďarsku]]. Proti jiným systémům nebylo nutné budovat [[Měnírna|měnírny]] ani zvláštní napájecí síť, trolejové napětí (tehdy 16&nbsp;kV) bylo získáno pouhou transformací z&nbsp;elektrorozvodné sítě. Napájecí napětí pro asynchronní motory bylo v&nbsp;lokomotivě transformováno a upraveno rotačním měničem fází. Až do počátku 60.&nbsp;let se zdálo, že Maďarsko zůstane s&nbsp;tímto napájecím systémem osamoceno, avšak mohutný rozvoj polovodičové techniky způsobil návrat k&nbsp;této soustavě, která se z&nbsp;dnešního hlediska jeví jako nejperspektivnější.
 
Tato soustava vykazuje nejmenší [[přenosové ztráty|ztráty způsobené přenosem]] a trakční vedení se dá velmi snadno přes [[transformátor]]y napájet z&nbsp;běžné veřejné elektrorozvodné sítě. Vzhledem k&nbsp;tomu, že dnešní moderní lokomotivy jsou vybaveny [[asynchronní motor|asynchronními motory]] s&nbsp;[[Měnič frekvence|frekvenčními měniči]],&nbsp;regulace výkonu nepředstavuje větší problém. Ve starších&nbsp;elektrických lokomotivách byly použity [[stejnosměrný motor|stejnosměrné motory]] s&nbsp;neřízenými křemíkovými [[usměrňovač]]i, ale tato koncepce je dnes na ústupu a je považována za zastaralou. Díky vysokému napětí je možné snadno přenášet vysoké výkony požadované moderními výkonými lokomotivami a vysokorychlostními jednotkami a to i při rychlostech nad 200km200 km/h, kde stejnosměrné soustavy narážejí na svoje limity. Vysoké napětí také umožňuje velké rozestupy napájecích stanic. To je výhoda v místech, kde je stavba napájecích stanic obtížná, například v horách nebo rozlehlých pustinách bez osídlení.
 
Jednoduchost připojení do elektrorozvodné sítě s sebou přináší i řadu problémů. Největším z nich je nutnost rovnoměrného zatížení veřejné sítě, proto jsou jednotlivé úseky napájeny z&nbsp;různých fází. To způsobuje problémy při rekuperačním brzdění. Návrat energie do veřejné sítě je nevýhodný (v ČR zakázaný), a dodavatelé elektrické energie se mu brání z&nbsp;ekonomických i&nbsp;technických důvodů (nárazové dodávky, nízký [[účiník]], deformovaný průběh napětí a proudu). Jiné vozidlo, které odebere dodanou energii nemusí být v&nbsp;daném úseku k&nbsp;dispozici a energie je mařena v brzdovém rezistoru. Starší trakční vozidla využívající neřízené usměrňovače a stejnosměrné komutátorové motory jsou zdrojem proudů celého spektra lichých harmonických kmitočtů, které je nutno filtrovat. Dále je nutno zajistit kompenzaci fázového posunu odebíraného napětí a proudu ze sítě pomocí tzv.&nbsp;[[filtračně kompenzační stanice]] (FKZ). Moderní trakční vozidla, využívající čtyřkvadrantové pulzně-šířkové měniče tyto nevýhody nemají. Bez následné [[symetrizace]] jsou a budou obě skupiny jen nesymetrickou zátěží. Trakční napájecí stanice je připojena jen na jedno [[sdružené napětí]] a i&nbsp;prostá [[činná zátěž]] zde způsobuje fázové posuny proudů vůči fázovým napětím o&nbsp;±30&nbsp;°. Přívodním třífázovým vedením mohou cirkulovat jalové i&nbsp;činné výkony. Nesymetrická zátěž má [[pulzující]] charakter a současně deformuje kruhové pole ve strojích připojených k&nbsp;síti. Potlačení nebo úplné převedení nesymetrické zátěže na symetrickou je investičně náročné a náročné na řízení. Je nutno používat výhradně [[jednostranné napájení]] trakčního vedení.
 
=== 3 kV stejnosměrné ===
Evropským průkopníkem této soustavy byla ve 20.&nbsp;letech 20.&nbsp;století Itálie. Napětí 3&nbsp;000&nbsp;V představuje prakticky hranici stejnosměrné soustavy, vyšší napětí by bylo obtížně zvládnutelné jak z&nbsp;hlediska izolačního stavu trakčního obvodu včetně motorů, tak i&nbsp;napětí mezi lamelami komutátorů trakčních motorů. Nakonec i&nbsp;pro moderní polovodičové prvky představuje toto napětí mez, které dosahují z&nbsp;hlediska provozní spolehlivosti jen někteří výrobci. Výhodou tohoto systému je jednoduchost vozidel, snadná rekuperace a využití rekuperované energie. kK&nbsp;nevýhodám patřila donedávna ztrátová ([[Odporová regulace výkonu|odporová]]) regulace rozjezdu vozidel. Dále je zde omezení přenášeného výkonu limitem proudu, který je schopná tato soustava přenést k&nbsp;vozidlu a přes sběrač na vozidlo. U&nbsp;této soustavy je nutné zabezpečit ochranu kovových prvků v&nbsp;okolí tratě před účinky [[bludný proud|bludných proudů]]. Průřez trolejového drátu je proti střídavé soustavě větší, avšak ani tak není schopná přenést srovnatelný výkon. Proto i&nbsp;Itálie zvolila pro novou vysokorychlostní trať z&nbsp;Říma do Neapole napájení 25&nbsp;kV, 50&nbsp;Hz.
 
Stejnosměrné [[Stejnosměrný proud|DC]] soustavy s&nbsp;diodovými usměrňovači mohou rekuperovat jen do sousedního vozidla na trati (pokud existuje a odebírá výkon).
280

editací