PKP Energetyka realizuje innowacyjny projekt zapobiegania obladzaniu trakcji z wykorzystaniem automatycznej stacji pogodowej. Kluczowe elementy instalacji, dzięki której będzie można ograniczyć zimowe awarie sieci i opóźnienia pociągów, dostarczy firma ABB.
Taki mamy klimat, że zimą nie tylko składy mogą odmówić posłuszeństwa, ale i kolejowa infrastruktura. Mróz jest często głównym sprawcą awarii sieci trakcyjnej – a konkretnie szadź i lód, które powodują, że nie ma styku między pantografem zainstalowanym na pociągu a trakcją. W takiej sytuacji pociąg przestaje pobierać energię elektryczną i zatrzymuje się.
Zdarza się to szczególnie w zimowe poranki, kiedy pierwsze pociągi wyjeżdżają na tory po kilku godzinach przerwy w rozkładzie. W takich sytuacjach trakcję odladza się mechanicznie, za pomocą pociągów sieciowych wyposażonych w specjalne urządzenia. To ciężka praca wielu osób w niesprzyjających warunkach.
– Chcemy, aby zapobieganie obladzaniu trakcji mogło odbywać się w sposób zdalny i automatyczny, przy wsparciu systemu, który będzie przewidywać możliwość nagromadzania się szadzi i lodu. Prototypowe rozwiązanie oparte jest na takim sterowaniu wielkością prądu, aby móc podnieść temperaturę na przewodach trakcyjnych bez niepotrzebnych strat energii – mówi Marta Wyżykowska, starszy specjalista ds. badań i rozwoju w PKP Energetyka.
Co istotne, prąd, który ma nie dopuścić do oblodzenia, będzie „zamknięty” w tzw. pętli odladzania. Mówiąc prościej, do przewodów zagrożonych powstaniem oblodzenia –na podstawie dokładnie mierzonych parametrów meteorologicznych – zostanie przesłana niewielka ilość energii elektrycznej, która podgrzeje drut jezdny do temperatury, która uniemożliwi osadzenie się szadzi. To rozwiązanie z zakresu „preventive maintenace” – przeciwdziałania problemom zanim one wystąpią.
Prototyp budowany jest w województwie opolskim, przy podstacji trakcyjnej PT Kostów. Sercem instalacji będzie przekształtnik sterowany Enviline firmy ABB.
– Jego podstawową funkcją jest oczywiście zamiana prądu przemiennego z sieci energetycznej na prąd stały 3kV wykorzystywany przez sieć trakcyjną, ale w tym przypadku przekształtnik ma też dodatkowe zadanie, czyli odpowiednie „dostosowanie” tego prądu do aktualnego stanu przewodu trakcyjnego. Proces odladzania musi być bowiem cały czas kontrolowany jeśli chodzi o parametry prądowo-napięciowe, tym bardziej, że będzie się odbywał w czasie, gdy w pętli nie ma odbiornika energii, jakim jest pociąg – mówi Maciej Kordas z biznesu Elektryfikacji ABB w Polsce.
Nietypowe urządzenie – bo w technologii tyrystorowej dla sieci 3kV prądu stałego – zostanie wyprodukowane w fabryce ABB w Bielsku-Białej. Dodatkowo przekształtnik będzie wyposażony w układ sterowania oparty na sterowniku AC800. To otwarta platforma zapewniająca dużą moc obliczeniową, co jest istotne z punktu widzenia integracji z innymi, lokalnymi systemami.
Zespół przekształtnikowy ma współpracować z automatyczną stacją pogodową. Jak podkreśla Marta Wyżykowska z PKP Energetyka, chodzi o istotny element predykcyjny. Reakcja z odpowiednim wyprzedzeniem zwiększy skuteczność rozwiązania i ograniczy do minimum ryzyko zatrzymania ruchu pociągów.
Tak rozbudowany system zapobiegania obladzaniu z wykorzystaniem automatycznej stacji pogodowej i przekształtnika sterowanego 3kV DC to innowacja nawet w skali Europy. Na nieco podobne rozwiązanie zdecydowali się swojego czasu m.in. Włosi, ale zapobieganie odladzaniu w polskiej wersji będzie charakteryzować się większą skutecznością i wydajnością energetyczną.
Projekt PKP Energetyka jest współfinansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.