Economie în Transport Electric

TRACTIUNEA ELECTRICA URBANA SI INTERURBANA

Tractiunea electrica servind transporturile urbane si interurbane, este în multe cazuri preferata tractiunii cu motoare termice, datorita randamentului mai ridicat al actionarii, superioritatii pe care a afirmat-o în special motorul de curent continuu în ce priveste pornirea, tractiunea si frânarea, confortului pe care-l ofera, iar la trenuri si metrouri — vitezei de exploatare mai ridicata.

1. SISTEME DE ELECTRIFICARE A TRANSPORTURILOR

În prezent se utilizeaza urmatoarele sisteme de electrificare :

Alimentarea în curent alternativ prin retele de medie tensiune statii fixe de transformare si redresare în curent continuu, linie de contact si actionare cu motoare de curent continuu (fig. 1, a). Acest sistem se recomanda astazi la transportul urban si suburban, întrucât la trasee mai lungi, tensiunea limitata si fara posibilitate de transformare a curen¬tului continuu, micsoreaza efectul economic, fie prin marirea densitatii statiilor, fie prin marirea pierderilor de energie electrica. Tensiunile de alimentare cu curent alternativ a statiilor pentru transportul urban si suburban sînt cuprinse în general între 6 si 15 kV, iar actionarea 0,6—1,0 kV curent continuu.

Alimentare în curent alternativ de înalta tensiune în general de 60— 110 kV si 50 Hz, statii de transformare fixe, linie de contact monofazata de medie tensiune 10—25 kV, în sistem faza — pamânt, substatii de transformare-redresare, montate pe mijlocul de locomotie si care asigura pentru actionare curentul continuu de 1,5—3,0 kV, mai rar 4,0 kV (fig. 1, b). Indicat pentru traseele lungi ale transporturilor interurbane si interna¬tionale, acest sistem de electrificare îmbina avantajul transmiterii ener¬giei electrice cu tensiune ridicata, respectiv cu pierderi minime pâna la mijlocul de locomotie, cu avantajul actionarii electrice prin motorul de curent continuu cu excitatie în serie. Acest motor si azi îsi dovedeste superioritatea incontestabila la tractiune electrica.

Tensiunea ridicata sub care este transportata energia la locomotiva, pe lânga valori acceptabile ale pierderilor de energie permite reducerea numarului statiilor fixe de transformare. într-adevar numarul statiilor fixe, depinde în masura mai mica de traficul transportului si mai mult de tensiunea liniei de contact, în timp ce numarul substatiilor mobile (montate pe locomotive), este aproximativ proportional cu traficul. Asa se explica de ce, acest sistem modern de electrificare, cu substatii mobile, îsi justifica economicitatea chiar la un trafic relativ mai redus.

Alimentare în curent alternativ trifazat de înalta tensiune 60—110 kV si 50 Hz, statii fixe de transformare si convertire în curent monofazat de 16 23 Hz, linii de contact de 10—25 kV si actionare de curent monofazat de 1,5—3 kV (fig. 1.c). Acest sistem, foloseste motorul monofazat cu colector, apropiat din punct de vedere al caracteristicilor de motorul de curent continuu cu excitatie în serie. Folosind pentru linia de contact o tensiune ridicata, pierderile de energie în aceasta linie sînt la fel de reduse ca la sistemul descris mai înainte. De asemenea sistemul permite folosirea unui numar redus de statii fixe. în schimb, atunci când energia nu este produsa în centrale proprii de 16 2/3 Hz, multiplele transformari care se impun, si folosirea pentru convertire a masinilor rotative, pot provoca o reducere considerabila a randamentului. Perfectionarea con¬structiva a motorului monofazat la frecventa de 50 Hz ar aduce la priori¬tate acest sistem de tractiune, eliminând pierderile prin convertirea curentului.

Alimentarea cu curent trifazat de înalta tensiune 60—110 kV si 50 Hz, statii fixe de transformare, linie de contact trifazata, în sistem doua faze — pamânt si actionare cu motoare asincrone trifazate la tensiunea de 3—10 kV (fig. 1. d). Sistemul implica o investitie costisitoare, dato¬rita liniei duble de contact si a numarului mare de statii fixe, impus de tensiunea uzuala relativ redusa a liniei de contact si de sensibilitatea motorului asincron la variatii de tensiune (numarul statiilor fixe este de 2—3 ori mai mare decât la sistemele cu substatii montate pe locomo¬tiva). Numarul statiilor fixe se poate reduce prin ridicarea tensiunii liniei de contact la 15—25 kV, si prevederea pe vehicul a unui transformator coborâtor de tensiune. Pe liniile de munte cu pante lungi si uni¬forme unde se poate aplica frânarea cu recuperare, motorul asincron prezinta avantajul ca el devine în mod automat generator, atunci când turatia lui întrece pe cea sincrona.

Alimentare în curent alternativ trifazat de înalta tensiune de 60—110 kV si 50 Hz statii fixe de transformare monofazate, linie de contact de 3 kV si 50 Hz, convertizoare mono-trifazate, montate pe locomotiva, actionare cu motor asincron trifazat de 3 kV (fig. 1, e). Acest sistem este cunoscut si sub numele de Kando.

*) Avantajos în cazul-apli¬carii frânarii cu recuperare de energie si mai ieftin decât sistemul cu linie de contact trifazata, acest sistem prezinta dezavantajele unei tensiuni reduse la linia de contact si a modificarii mai dificile a vitezelor.