Zasilanie sieci trakcyjnej

Kontekst

Kiedy litewska firma Fima, zajmująca się inteligentnymi rozwiązaniami inżynieryjnymi, wygrała przetarg na modernizację systemów sygnalizacyjnych i energetycznych wzdłuż kluczowego, 112-kilometrowego transeuropejskiego korytarza kolejowego transportu towarowego, musiała wybrać odpowiedniego dostawcę i partnera. Zdecydowała się wówczas na modernizację systemu energetycznego w oparciu o urządzenia średniego napięcia firmy Eaton. Linia kolejowa Kowno - Kibarty na Litwie - IX Oddział D Międzynarodowego Korytarza Transportowego IX - jest istotnym ogniwem w europejskiej kolejowej sieci towarowej, a ruch na tej trasie szybko się zwiększa. W 2000 r. Koleje Litewskie (Lietuvos Geležinkeliai AB) przewiozły 30.712.000 ton ładunku, a szacunkowa liczba ładunku w 2011 r. wynosi 52.230.000 ton, co stanowi wzrost o ponad 70% w ciągu zaledwie 11 lat.

Do niedawna jednak na tej trasie korzystano z urządzeń sygnalizacyjnych i energetycznych jeszcze z czasów ZSRR, których żywotność zbliżała się do końca. Z tego powodu Koleje Litewskie - Lietuvos Geležinkeliai AB, przy wsparciu Unii Europejskiej, zainicjowały duży projekt modernizacji infrastruktury na trasie o długości 112 km, który obejmuje osiem stacji, 212 rozjazdów kolejowych, 437 sygnałów i 33 przejazdy kolejowe. Firma Fima, wiodąca litewska firma inżynieryjna z wybitnymi osiągnięciami w realizacji dużych projektów infrastrukturalnych, odniosła sukces i zdobyła kontrakt - największy w historii firmy - zarówno na prace związane z sygnalizacją, jak i modernizacją zasilania na linii. Podczas modernizacji układu zasilania firma musiała dostarczyć nowy system dystrybucji energii elektrycznej o napięciu 10 kV dla stacji i różnych innych miejsc na linii, gdzie wartość napięcia jest redukowana przez lokalne transformatory do 400 V w celu zasilania systemów sterowania ruchem, podgrzewaczy punktowych i innych urządzeń. 

Wyzwanie

Po analizie wymagań dotyczących projektu, inżynierowie z firmy Fima stwierdzili, że potrzebują sześciu rozdzielnic pierścieniowych SN skonfigurowanych z pól liniowych rozłącznikowych oraz pól transformatorowych wyłącznikowych. Ponadto potrzeba było trzynastu rozdzielnic SN w różnych konfiguracjach, zazwyczaj obejmujących pola liniowe wyłącznikowe, pola sprzęgłowe oraz pola transformatorowe zrealizowane w oparciu o rozłączniki bezpiecznikowe.  

Rozwiązanie

Następnie inżynierowie dokładnie zapoznali się z ofertą rozdzielnic SN oferowaną przez różnych dostawców, zanim podjęli wstępną decyzję dotyczącą produktów firmy Eaton, jako tych, które najlepiej odpowiadają ich wymaganiom. Przed dokonaniem ostatecznego wyboru osoby odpowiedzialne za projekt odwiedzły fabrykę firmy Eaton w Hengelo w Holandii, gdzie zostały mile zaskoczene czystą, dobrze zorganizowaną produkcją i odpowiedziami naszych ekspertów na pytania techniczne. Nie były to jednak jedyne powody wyboru rozdzielnic  Xiria i SVS 08 firmy Eaton do ich projektu. Innym kluczowym czynnikiem była bardzo zwarta konstrukcja tych produktów, co nie tylko ułatwia ich obsługę, ale także pozwala na umieszczenie ich w mniejszych budynkach o niższych kosztach budowy.

Na decyzję inżynierów z firmy Fima pozytywnie wpłynęło również zastosowanie technologii łączników próżniowych i izolacji stałej w wyposażeniu rozdzielnic Xiria i SVS. Rozdzielnice oparte na łącznikach próżniowych charakteryzują się bardzo długą żywotnością i nie wymagają prawie żadnej konserwacji. Ponieważ w rozdzielnicach tych nie stosuje się szkodliwych substancji, takich jak heksafluorek siarki, nie stanowią one zagrożenia dla środowiska naturalnego w trakcie swojej pracy, jak również po zakończeniu okresu eksploatacji. Bezpieczeństwo, możliwości pomiarowe i zastosowanie izolacji stałej były kluczowymi aspektami zapewniającymi istotne korzyści przy wyborze tych urządzeń. Dzięki temu ich konstrukcja jest solidna i odporna na uszkodzenia, a także znacznie zmniejsza ryzyko powstania niebezpiecznych zwarć łukowych, które mogłyby spowodować poważne uszkodzenia samego sprzętu, jak również potencjalnie poważne obrażenia u osób pracujących w jego pobliżu. Ponieważ izolacja stała może być dokładnie profilowana we wszystkich obszarach urządzenia, tzw. wyładowania niezupełne są praktycznie wyeliminowane.

Ostatecznym czynnikiem decydującym o decyzji była zdolność do realizacji szerokiego zakresu pomiarów. Są one wymagane do celów rozliczeniowych za energię elektryczną, ponieważ rozdzielnice zasilają nie tylko kolej, ale również użytkowników zewnętrznych, a firma dostarczająca usługi kolejowe potrzebuje szczegółowych informacji o zużyciu energii, aby użytkownicy ci mogli być dokładnie rozliczani. Gediminas Abartis, dyrektor działu rozwiązań energetycznych w firmie Fima, powiedział: „Wymagania dotyczące bezpieczeństwa personelu operacyjnego zostały w pełni spełnione, a kiedy potrzebowaliśmy zmian, firma Eaton, wykazując elastyczność, zareagowała szybko i dostosowała sprzęt do potrzeb projektu, pomagając nam w ten zrealizować nasze zadanie zgodnie z planem. Krótko mówiąc, wsparcie, które otrzymaliśmy od zespołu Eaton było naprawdę doskonałe”. W momencie powstawania niniejszego opracowania sprzęt firmy Eaton został w całości zainstalowany i prawie w całości oddany do użytku. Zarówno montaż, jak i uruchomienie systemu, które zostały przeprowadzone bez przerywania normalnej eksploatacji kolei, przebiegały sprawnie i bezproblemowo, a eksploatowane obecnie urządzenia spełniają w pełni, a nawet przekraczają oczekiwania zarówno firmy Fima, jak i operatora kolejowego. 

Rezultat

Rozdzielnice pierścieniowe średniego napięcia Xiria i rozdzielnice SVS firmy Eaton dostarczyły niezawodne, uniwersalne i efektywne kosztowo rozwiązanie dla dużego projektu modernizacji jednego z najważniejszych połączeń kolei towarowych na Litwie. Nowy sprzęt już zapewnia operatorowi kolejowemu istotne korzyści. „Znacznie zwiększona niezawodność sieci kolejowej jest, jak można się spodziewać, jedną z najbardziej zauważalnych z tych korzyści”, powiedział Gediminas Abartis, „ale lepsza kontrola nad siecią i zwiększona elastyczność są równie ważne. Oczywiście koszty operacyjne również zmaleją ze względu na minimalne wymagania konserwacyjne rozdzielnicy wykorzystującej technologię próżniową. Sprzęt firmy Eaton jest bez wątpienia jedną z kluczowych podstaw tego prestiżowego projektu”.