VUZ má moderní technologii trakční napájecí soustavy

Na VUZ se zkouší vozidla z celé Evropy – kterými napájecími soustavami okruh disponuje?
Železniční okruhy disponují stejnosměrnou regulovatelnou napájecí soustavou 750 V, dále 1,5 kV o výkonu 5 MW, a 3 kV o výkonu 10 MW. Tyto napájecí soustavy jsou využívány především v severní části České a Slovenské republiky, dále v zemích, jako jsou Itálie, Španělsko, Francie, Nizozemsko, Polsko či Belgie. Další regulovatelnou napájecí soustavou je 25 kV 50 Hz o výkonu 10 MW. Tato trakce je využívána v jižní části České a Slovenské republiky, v Portugalsku, severní části Francie, Velké Británii, je převážně rozšířená ve východních a jihovýchodních zemích. A poslední, technicky nejnáročnější napájecí soustavou, je trakce 15 kV 16,7 Hz o výkonu 9 MW. Tato trakce má využití v zemích, jako jsou Německo, Rakousko, Švýcarsko, Norsko nebo Švédsko. Zákazníci mohou na všech zmiňovaných trakčních systémech využívat rekuperaci.

Jak probíhá přepínání mezi jednotlivými napájecími systémy? A jak složité je vyjít vstříc zákazníkům s odlišnými potřebami ohledně napájení?
Technologie napájecí stanice je řízena obsluhou z velínu napájecí stanice. Změna trakčních napájecích systémů probíhá na žádost dispečera, který řídí provoz na železničních zkušebních okruzích. Již výše zmiňované trakční systémy se samozřejmě dají nezávisle kombinovat. To znamená, že například na velkém okruhu může být napájení 25 kV 50 Hz, na malém 3 kV DC a v pomocném kolejišti 15 kV 16,7 Hz. Zkoušky probíhají na základě důkladně zpracovaného Test programu. Zákazníci si na určitou zkoušku mohou vyžádat výhradní napájení. V tomto případě je možné na trakčním systému nasimulovat zkrat, náhlou změnu napětí či krátkodobé přerušení napájení. Součástí napájecí stanice jsou také elektrické předtápěcí stojany, na kterých se provádějí u železničních vozidel zkoušky topných systému, EMC či klimatizačních jednotek – a tak dále.

Jak se napájecí technologie vyvíjela?
Velký zkušební okruh byl elektrifikován dva roky po dokončení, tedy v roce 1965, střídavou napájecí soustavou 25 kV 50Hz. V roce 1971 byl uveden do provozu malý zkušební okruh, v tomto roce bylo také zhotoveno trakční vedení pomocného kolejiště a napájecí stanice byla doplněna o stejnosměrné napájecí systémy. V roce 1998 byla napájecí stanice vybavena střídavým napájecím systémem 15 kV 16,7Hz. Vzhledem k vývoji technických parametrů hnacích vozidel došlo postupem času k překročení technických limitů, kterými napájecí stanice disponovala. Problém nastal u stejnosměrného napájecího systému, jehož regulace napětí byla řešena pomocí lokomotivních transformátorů o maximálním výkonu 4,5 MW. Kvůli zastaralým technologiím a udržení si konkurenceschopnosti proběhla v roce 2009 kompletní rekonstrukce napájecí stanice. Hlavním cílem modernizace bylo zvýšení výkonu u stejnosměrného systému 3 kV na 10 MW a u  750 V a 1,5 kV na 5 MW. Dále byla provedena modernizace technologického zařízení rozvoden 110 kV, 25kV a 22 kV, přepojovacích portálů, elektrického předtápěcího zařízení a především ovládání a centralizace pomocí řídicího a vizualizačního systému, který je řízen z velínu napájecí stanice. V roce 2019 byla dokončena výstavba trolejového vedení další části pomocného kolejiště. V současné době se plánují investice do modernizace řídicího a monitorovacího systému, rozšíření možností přepínání trakce 25 kV a modernizace trakčního napájecího systému 15 kV, 16,7Hz, kde zvažujeme náhradu původního rotačního měniče za měnič statický.

Trakční vedení na velkém okruhu vypadá na první pohled standardně, má nějaká specifika? A jak se vyvíjelo?
V roce 2010 proběhla kompletní rekonstrukce trakčního vedení na velkém zkušebním okruhu. Původní trolejové vedení bylo nahrazeno plně kompenzovaným vedením, což znamená, že nosné lano a trolejový drát jsou napínány zvlášť a jedná se o sestavu „J“ v kombinaci s upravenou sestavou „S“ se dvojeným zesilovacím vedením. V současné době vyhovuje parametrům TSI, EN i kodexům UIC pro stejnosměrné i střídavé trakční soustavy do rychlosti 230 km/h o maximálním trvalém proudovém zatížení 3 300 A.

Plánují se investice do rekonstrukce trakce na malém okruhu, nebo vzhledem k potřebám dostačuje?
Trakční vedení na malém okruhu je svými parametry specifické tím, že se jedná o šikmé řetězovkové vedení, které je plně kompenzované o maximálním trvalém proudovém zatížení 1 100A. V roce 2022 zde byly dokončeny opravy na trakčním vedení, které byly rozděleny do tří etap. V těchto etapách došlo k výměně izolátorů a příslušenství stožárů, opravě základových patek, u stožárů, jejichž technický stav byl nevyhovující, došlo k jejich kompletní výměně. V tomto roce se také realizovalo zdvojení trakčního vedení na koleji 4a, jejíž součástí je trakční vedení malého zkušebního okruhu. Důvodem je zvýšení proudové zatížitelnosti sběrače lokomotivy při prováděných zkouškách elektromagnetického pole.

Aktuálně se napříč společností hodně řeší možnosti úspor elektrické energie, jak jste na tom u vás?
Vzhledem k rostoucím cenám energií bylo nutné se zamyslet nad energetickou bilancí. V loňském roce jsme nechali vypracovat komplexní energetickou koncepci, která například řeší zefektivnění využití rekuperované elektrické energie z kolejových vozidel na stejnosměrnou trakci. Uskutečnila se rekonstrukce osvětlení haly dynamického zkušebního stavu, výměna osvětlení u osvětlovacích věží. Všechny budovy nacházející se ve Zkušebním centru Velim jsou nyní osazené elektroměry s dálkovým odečtem elektrické energie, na základě těchto údajů jsme schopni řídit spotřebu, zjišťovat náhlé odchylky ve spotřebě a popřípadě vytipovat nesprávnou funkčnost technologického zařízení. Dalším významným cílem, jak vylepšit energetickou bilanci, je pořízení fotovoltaické elektrárny, na základě studie připojitelnosti se bavíme o výkonu až 1,2 MWp.

Jakým způsobem je obecně řešeno napájení okruhu?
Přenosová soustava je tvořená z přívodního vedení velmi vysokého napětí 110kV a vysokého napětí 22 kV, které je napájené z měnírny v Pečkách. Na napájecí stanici ve Zkušebním centru Velim se nachází rozvodna 22 kV, která slouží k napájení elektrických rozvodů budov a hal, jejíž nedílnou součástí jsou technologická zařízení. K napájení trakčních systémů slouží rozvodna 110 kV, kde se nachází transformátory na stejnosměrnou a střídavou trakci s možností regulace napětí, dále rozvodna na střídavou trakci 25 kV, a za zmínku určitě stojí střídavá trakce 15kV 16,7 Hz, která je řešena pomocí rotačního měniče, který zajišťuje změnu kmitočtu z 50 Hz na 16,7 Hz.
Soustrojí se skládá z trojfázového synchronního motoru a jednofázového synchronního generátoru o výkonu 9 MW doplněného dvěma stejnosměrnými rotačními budiči namontovanými na společné hřídeli motoru a generátoru. Soustrojí je napevno namontované na speciálním železničním sedminápravovém podvozku. Ovládání a monitoring rozběhu, provozu a brzdění soustrojí a zařízení pro napájení okruhů je řešeno dálkově z velínu napájecí stanice. Součástí budovy velínu napájecí stanice je měnírna na stejnosměrnou trakci, kde jsou například umístěné řídicí a spínací prvky, ochrany, usměrňovače a transformátory. Další součástí takto rozsáhlé technologie je hlavní přepojovací portál, kde jsou umístěné úsekové odpojovače, na základě kterých volíme příslušné napájecí systémy na zkušebních okruzích či pomocném kolejišti.

Zní to všechno velmi technicky – co máte vy osobně na své práci nejraději?
Na své práci mám nejraději to, že svým rozsahem je tato práce velice rozmanitá od údržby, oprav, modernizace až k inovaci napájecí stanice. Vážím si toho, že z hlediska případných oprav či inovativních investic do technologie napájecí stanice mám podporu od vedení společnosti.