J'ai lu sur Wikipedia que le métro d'Oslo dispose d'un freinage par récupération, mais pas de batteries pour stocker l'énergie. Par conséquent, l'énergie ne peut être utilisée que s'il existe un autre train "à proximité" pour utiliser l'énergie.
A quelle distance se trouve "à proximité"?
En raison du goulot d'étranglement du tunnel commun, toutes les lignes ont un intervalle de 15 minutes entre les départs. Cela signifie qu'il y a généralement plusieurs kilomètres entre chaque train, sauf dans les parties du réseau où plusieurs lignes partagent la même voie (comme le tunnel commun et certains autres tronçons).
Pourquoi l’énergie ne peut-elle pas être partagée sur plusieurs kilomètres?
Est-ce que la résistance dans les fils le long de la piste ne le rend pas la peine?
L'énergie ne pourrait-elle pas être réintroduite dans le réseau?
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Réponses:
Ce sera un facteur. L'article indique que chaque ensemble comprend 12 moteurs de 140 kW, soit un total de 1680 kW (1,68 MW) pour chaque train. Le système fonctionne en 750 V CC et utilise exceptionnellement un troisième rail dans certaines sections et des lignes aériennes dans d’autres. À ces niveaux de puissance, des courants de l'ordre de 2000 A seront impliqués, de sorte que la résistance de ligne devient un problème. La résistance de ligne peut également être un facteur dans le fonctionnement et les temps de déclenchement du disjoncteur et impose des contraintes supplémentaires sur la longueur maximale d'une section.
Un autre facteur à retenir est que les centrales (transformateurs / redresseurs / filtres et disjoncteurs) seront réparties le long de la ligne avec des isolateurs sectionnels entre chaque centrale. Dans ce cas, le courant ne peut pas circuler d'une section à l'autre. Je soupçonne que c'est la vraie raison de la contrainte "à proximité".
Cela pourrait être le cas, mais il faudrait que les convertisseurs convertissent le courant continu en courant alternatif, ce qui ne serait pas bon marché à ces niveaux de puissance et le cycle de travail (le temps de régénération impliqué) pourrait ne pas en valoir la peine.
Information additionnelle.
Donc, 5000 A maximum de courant par train. Je ne trouve pas de tableau de résistance pour les rails en acier, je ne peux donc pas estimer la chute de tension par km.
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Pour des raisons évidentes, tout réseau ferroviaire est divisé en sections isolées et chacune d’elles est alimentée séparément du réseau moyenne ou haute tension par l’intermédiaire de son propre transformateur, disjoncteur et commutateur.
Deux trains d'une même section peuvent partager le pouvoir directement. Les trains de différentes sections ne peuvent le faire que par la grille. Étant donné que le métro d’Oslo utilise du courant continu et que les redresseurs sont généralement à sens unique, le partage de l’énergie via le réseau n’est pas possible et est donc limité aux trains de la même section.
L'image ci-dessous montre un isolateur de section dans une ligne aérienne de courant alternatif. Les sections sont alimentées par différentes phases du réseau triphasé haute tension pour l'équilibrage de la charge.
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Chemin de fer électrique gars ici.
Propagation à longue distance
J'ai vu des fils de trolley de 600 V plonger à seulement 200 V à quatre milles de la sous-station sous une charge importante de ~ 300A à partir d'une seule voiture articulée. (Fil 4/0, 107 mm2, rails en retour).
Les troisièmes rails sont beaucoup plus costauds, mais les rames de métro sont beaucoup plus lourdes. Les sabots de troisième rail sont généralement fusionnés à 400 ampères (chaque sabot n'est pas en contact en même temps) avec un maximum de huit wagons. Oslo utilise de grandes voitures articulées composées électriquement de 3 voitures.
Si l'électricité régénérée passe par une sous-station, c'est encore plus désavantageux.
Je veux dire que la rame de métro pourrait pousser sa puissance régénérée de n'importe quelle distance si elle veut ou peut augmenter la tension sans limite. La régulation de moteur à courant continu non régulée peut agir comme une ancienne source à courant constant inductive, augmentant la tension jusqu'à ce que le courant passe. En brûler une bonne partie des pertes de transmission serait bien, c'est de "l'énergie libre". Cependant, il atteint les limites a) des équipements embarqués (non des moindres, la résistance d'isolement des moteurs) et b) du troisième rail . BART avait pour objectif de disposer d'un troisième rail de 1000 volts, mais a constaté que le pire scénario de pluie sur la poussière de freins provoquait des bouffées de chaleur spectaculaires, même dans leur climat tempéré. Ils ont reculé à 900 volts, mais c'est toujours gênant. Oslo est déjà à 750, pas beaucoup de marge.
En réalité, pour se régénérer de manière productive, il faut qu’un train à proximité tire déjà la tension et puisse engloutir ces amplis.
Regen sur la grille
C'est difficile, notamment parce que quelques mégawatts de puissance injectée pendant quelques secondes ne sont pas très utiles au réseau.
En outre, la régénération CC-CA est dure en soi, avec de grands inverseurs en silicium requis dans chaque sous-station.
À l'âge d'or, les convertisseurs rotatifs étaient parfaitement capables de générer une régénération CC-CA efficace (en fait, ils disposaient de circuits pour empêcher une régénération accidentelle, par exemple le réseau local d'une sous-station ayant une baisse de tension, ce qui la faisait retourner par une autre sous-station via le fil de trolley) . Les chemins de fer électriques avaient plus de leur propre distribution de courant alternatif. Et la tension du troisième rail n’était que de 600 V, donc plus de marge. Cependant, les voitures n'en étaient pas capables: les rames de métro étaient très simples à l'époque, avec seulement 7 à 12 fils sur les lignes de contrôle inter-wagons.
Les convertisseurs rotatifs ont été supprimés dès que des redresseurs à arc au mercure sont devenus disponibles, et même ceux-ci avaient disparu au moment des premières voitures à régénération.
Je ne m'attends pas à une résurgence des convertisseurs rotatifs (d'autant plus qu'ils sont simples, ils constituent un facteur de puissance correct dans le réseau local et peuvent être compétitifs car ils sont simples). Il s’agit donc de gros onduleurs complexes. Compte tenu des gains financiers limités générés par la vente d’électricité, seuls des systèmes très avancés (R & D) tels que BART s’intéressent de plus en plus à la régénération du réseau depuis DC.
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Lorsque vous freinez, votre objectif principal est de vous débarrasser de l’énergie supplémentaire, de sorte que vous ne vous souciez pas vraiment de l’utilisation efficace de celle-ci. Même si les pertes résistives sont proches de 100%, il est préférable d’avoir un frein à récupération que de ne disposer que de freins mécaniques. Il ne s’agit donc certainement pas de la résistance des lignes électriques, mais seulement de ce que le réseau électrique peut gérer.
Dans le cas simple des sections isolées, il s'agit d'un compromis entre la longueur d'une ligne où un freinage par récupération est possible et la longueur d'une ligne affectée par une panne électrique. En d’autres termes, si l’ensemble du réseau électrique pouvait être utilisé pour le freinage par récupération, une seule défaillance entraînerait également la panne de tout le réseau.
Des solutions plus complexes sont en effet possibles théoriquement, mais pas économiquement.
L'alimentation dans le réseau avec une consommation d'énergie stable augmentera la tension très rapidement, et les centrales classiques ne seront pas en mesure de modeler leur production suffisamment rapidement pour compenser. Si le réseau local ne peut pas gérer de telles pointes de surtension, il ne sert à rien de construire des onduleurs. Et même si le réseau peut gérer un apport d’énergie supplémentaire, la solution risque de ne pas être viable sur le plan économique.
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