CZĘŚĆ 2. SEKCJONOWANIE SIECI TRAKCYJNEJ I PODSTACJE

Jak napisaliśmy wyżej, tramwajowa sieć trakcyjna w Polsce zasilana jest prądem stałym o napięciu 600 V. Do przewodów jezdnych jest on doprowadzany za pośrednictwem punktów zasilających. Każdy z nich zasila jedną sekcję sieci trakcyjnej.

Odcinki te są od siebie oddzielone izolatorami sekcyjnymi. Dzięki podzieleniu sieci trakcyjnej na części unika się dużych spadków napięć na całej jej długości oraz zyskuje możliwość odłączenia w razie potrzeby danego fragmentu, na przykład podczas awarii.

Punkty zasilające są podłączone do kabli zasilających, które z kolei są wyprowadzane z podstacji trakcyjnych. Analogicznie zorganizowany jest przepływ prądu powrotnego, który płynie z szyn do punktów powrotnych, a z nich kablami powrotnymi do podstacji trakcyjnej.

Podstacje trakcyjne są podłączone do sieci elektroenergetycznej średniego napięcia, przeważnie 15 kV. Są to zazwyczaj wolno stojące, ogrodzone budynki, działające w trybie bezobsługowym. Za ich zdalne sterowanie i monitorowanie odpowiadają pracownicy centrum dyspozytorskiego.

Podstacje trakcyjne stanowią nagromadzenie różnych urządzeń. Odpowiadają one za przetwarzanie i rozdział energii elektrycznej oraz realizują funkcje pomiarowe i zabezpieczające.

Urządzenia, które są standardowo na wyposażeniu każdej tramwajowej podstacji trakcyjnej, to: rozdzielnica średniego napięcia, transformator, prostowniki i rozdzielnica prądu stałego. Dalej przedstawiamy typową konstrukcję oraz parametry urządzeń ostatniego typu, na przykładzie wnętrzowej rozdzielnicy prądu stałego typu RT-1 z oferty firmy Elektrobudowa.

ROZDZIELNICA PRĄDU STAŁEGO TYPU RT-1

Tytułowe urządzenie przeznaczone jest do zasilania sieci trakcyjnej trolejbusowej, tramwajowej lub metra. Może pracować w podstacjach bezobsługowych. Inne ważne cechy rozdzielnicy typu RT-1 to: zwarta konstrukcja dzięki zastosowaniu izolacji powietrznej, ochrona przed skutkami łuku elektrycznego dzięki budowie przedziałowej, system blokad, dzięki któremu trudniej o pomyłki łączeniowe, i możliwość przestawiania członu wysuwnego przy zamkniętych drzwiach w miejscu albo zdalnie.

Wyposażono ją również w przegrody osłaniające styki stałe, zaś skręcana konstrukcja szkieletowa ułatwia jej modernizację i rozbudowę. Jeżeli chodzi o zgodność z normami, to spełnia ona wymogi opisane w częściach 1, 2, 3 i 6 dokumentu PN-EN 50123 pt. Zastosowania kolejowe - Urządzenia stacjonarne - Aparatura łączeniowa prądu stałego.

Rozdzielnica typu RT-1 zbudowana jest z następujących prefabrykowanych części: dwuczłonowego, przedziałowego pola zasilacza trakcyjnego, jednoczłonowego, przedziałowego pola zespołów prostownikowych, pola kabli powrotnych, pola wyłącznika rezerwowego i jednoczłonowego, przedziałowego pola odłącznika sekcyjnego.

Jeżeli chodzi o pola dwuczłonowe, to składają się one z części stałej oraz członu ruchomego. Połączenia pomiędzy nimi wykonywane są jako: najazdowe do szyny zbiorczej i przyłącza kablowego, najazdowe do połączenia uziemiającego i wtykowe do kabla sterowniczego i sygnalizacyjnego.

W ramce szczegółowo opisujemy konstrukcję poszczególnych pól rozdzielnicy RT-1. W zamieszczonej w niej tabeli przedstawiamy również jej najważniejsze parametry.

Przykład: Rozdzielnica elektryczna Rys. 2. Rozdzielnica typu RT-1 Rodzielnica typu RT-1 zbudowana jest z następujących prefabrykowanych części: dwuczłonowego, przedziałowego pola zasilacza trakcyjnego, wyposażonego w: wyłącznik szybki typu UR produkcji firmy Secheron, aparaturę próby linii na członie ruchomym z szyną obejściowa, odłącznik szyny obejściowej typu SWS produkcji Secheron z napędem silnikowym, przedział przyłączy kablowych i przedziały obwodów pomocniczych, jednoczłonowego, przedziałowego pola zespołów prostownikowych, zasilającego rozdzielnicę zespołu prostownikowego, wyposażonego w odłącznik dwubiegunowy SWS z napędem silnikowym, z wnęką obwodów sterowniczo-pomiarowych zespołu prostownikowego i potrzeb własnych podstacji trakcyjnej, pola kabli powrotnych łączonych z szyną poprzez odłączniki typu OJON produkcji firmy ABB (każdy kabel ma pomiar prądu), pola wyłącznika rezerwowego, jednoczłonowego, przedziałowego pola odłącznika sekcyjnego, przeznaczonego do sekcjonowania szyny głównej rozdzielnicy bez szyny obejściowej, wyposażonego w odłącznik jednobiegunowy SWS z napędem silnikowym. www.elbudowa.com.pl

ODBIERAKI PRĄDU

Za pomocą tytułowych urządzeń tramwaje pobierają prąd elektryczny, który płynie przewodami jezdnymi. Odbieraki prądu, inaczej pantografy, są w związku z tym instalowane na dachach tych pojazdów. Ich cechami charakterystycznymi są: stosunkowo lekka konstrukcja oraz "pająkowaty" kształt.

Dzięki temu stały się one ich swoistym znakiem rozpoznawczym. Z drugiej jednak strony, specyfika miejsca zamocowania oraz konstrukcji sprawiają, że czasem pantografy się łamią. O takich sytuacjach bywa z reguły głośno w mediach, ponieważ ruch na danej trasie jest wówczas wstrzymywany na wiele godzin, a bywa że i dłużej, jeżeli w wyniku takiego incydentu uszkodzeniu ulegnie sieć trakcyjna.

W konstrukcji pantografów można wyróżnić dwa główne elementy. Pierwszym są ramiona z przegubami. Umożliwiają one zginanie odbieraków, tak żeby zawsze dosięgały one przewodów jezdnych, dostosowując się do zmiany wysokości zawieszenia napowietrznej części sieci trakcyjnej wzdłuż całej trasy tramwaju.

Odbierak prądu styka się z przewodami jezdnymi za pośrednictwem ślizgacza. By uniknąć różnych niekorzystnych zjawisk, które byłyby powodowane tarciem tego metalowego elementu o metalowe przewody jezdne (łuszczenie się, erozja i szybsze zużycie się powierzchni trących, pogarszanie się właściwości przewodzących styku w punkcie odbioru prądu trakcyjnego), stosuje się grafitowe nakładki.

ALTERNATYWNE METODY ZASILANIA TRAMWAJÓW

Jak można się domyślić na podstawie powyższego opisu, zbudowanie, a następnie utrzymanie w dobrym stanie infrastruktury zasilającej tramwaje jest złożonym oraz drogim przedsięwzięciem. Faktem, być może mniej ważnym z praktycznego punktu widzenia, ale mimo wszystko istotnym, szczególnie pod względem estetycznym, jest również niekorzystny wpływ, jaki wywiera ona na przestrzeń miejską. Nic zatem dziwnego, że poszukuje się alternatywnych metod zasilania tych pojazdów.

Pod uwagę brane są różne rozwiązania, na przykład: korzystanie z trzeciej szyny wbudowanej w jezdnię albo wyposażenie tramwaju w zasobnik energii, na przykład akumulator, który byłby doładowywany na przystankach lub w czasie jazdy na odcinkach, na których tramwaj byłby zasilany w tradycyjny sposób.

Pierwsze tramwaje hybrydowe zasilane z sieci trakcyjnej, jak i z akumulatorów, są już użytkowane. W razie ich upowszechnienia się należałoby się jednak liczyć z pewnymi ograniczeniami.

O ile w technologii akumulatorów nie nastąpiłby w międzyczasie jakiś nagły przełom, dzięki któremu znacząco wzrosłaby ich pojemności, dotyczyłyby one długości trasy, jaką tramwaj byłby w stanie przebyć bez podłączenia do napowietrznej sieci trakcyjnej. Ograniczona byłaby też prędkość, do jakiej mógłby się wówczas rozpędzić.