なぜオスロ地下鉄の回生ブレーキは、「近く」にある場合にのみ他の列車とエネルギーを共有できるのですか？

私はウィキペディアで読んオスロの地下鉄は、回生ブレーキを持っていることが、ない電池はエネルギーを蓄積しないように。したがって、エネルギーを利用するために「近く」に別の列車がある場合にのみ、エネルギーを利用できます。

「近く」はどこまでですか？

共通トンネルのボトルネックにより、すべての路線は出発間に15分のギャップがあります。これは、複数の線が同じ線路を共有するネットワークの部分（共通トンネルや他のストレッチなど）を除き、各列車の間に通常数キロメートルあることを意味します

• なぜこれらの数キロメートルにわたってエネルギーを共有できないのですか？

• トラックに沿ったワイヤの抵抗は価値がないのですか？

• 代わりに、エネルギーをグリッドにフィードバックできませんでしたか？

トラックに沿ったワイヤの抵抗は価値がないのですか？

それが一つの要因になります。この記事には、各セットに12 x 140 kWのモーターがあり、各列車セットで合計1680 kW（1.68 MW）になることが記載されています。システムは750 V DCであり、通常、一部のセクションではサードレールを使用し、他のセクションでは架空線を使用しています。これらの電力レベルでは、2000 A程度の電流が関与するため、ライン抵抗が確実に問題になります。回線抵抗は、回路ブレーカーの動作とトリップ時間の要因にもなり、セクションの最大長にさらに制約を課します。

覚えておくべきもう1つの要因は、発電所（基本的には変圧器/整流器/フィルターおよび回路遮断器）が各発電所間のセクションアイソレータと共にラインに沿って広がることです。この場合、あるセクションから次のセクションに電流を流すことはできません。これが「近くの」制約の本当の理由だと思う。

代わりに、エネルギーをグリッドにフィードバックできませんでしたか？

それは可能ですが、DCをACに変換するためにインバーターが必要になり、これらの電力レベルでは安価ではなく、デューティサイクル（関係する回生時間）が価値がない場合があります。

追加情報。

• OS MX3000。

時速0〜40キロメートル（0〜25 mph）の範囲の加速度は、1.3メートル/秒（4.3 ft / s2）に制限されています。このフェーズでは、満載の列車は5.0キロアンペアを使用します。

したがって、列車あたり5000 Aの最大電流。スチールレールの抵抗表が見つからないため、kmあたりの電圧降下の推定値を提供できません。

明らかな理由により、鉄道ネットワークは分離されたセクションに分割され、それぞれが独自の変圧器、回路ブレーカー、およびスイッチを介して中または高電圧グリッドから個別に給電されます。

同じセクション内の2つの列車は、電力を直接共有できます。異なるセクションの列車は、グリッドを介してのみ行うことができます。Oslo MetroはDCを使用し、整流器は通常一方向であるため、グリッドを介した電力共有は利用できず、したがって同じ区間内の列車に限定されます。

以下の画像は、AC架空送電線のセクションアイソレータを示しています。セクションは、負荷分散のために三相高電圧グリッドの異なるフェーズから電力を供給されます。

画像ソース

ここに電気鉄道の男。

長距離伝搬

600Vのトロリーワイヤが、1台の連結された車からの300Aの重い負荷の下で、変電所からわずか4マイルの200Vに低下するのを見ました。（4/0ワイヤ、107 mm2、戻りとしてのレール）。

3番目のレールは非常に強力ですが、地下鉄の列車は非常に重いです。通常、3つ目のレールシューズは400アンペアで（1シューズあたり、すべてのシューズが一度に接触するわけではありません）、最大8台の車と融合されます。オスロは、電気で接続された3台の大型の連結車を走らせています。

再生された電気が変電所を通過すると、さらに不利になります。

地下鉄が制限なしに電圧を上げようとする、または増やすことができる場合、地下鉄電車は回生電力を任意の距離にプッシュできることを意味します。調整されていないDCモーターの回生は、古い誘導性定電流源のように動作し、電流が流れるまで電圧を上げます。伝送損失でその多くを燃やすことは問題ないでしょう、それは「自由エネルギー」です。ただし、a）搭載機器（特に、モーターの絶縁強度）、およびb）3番目のレールの制限に達します。BARTは1000ボルトの第3レールを持つことを目指していましたが、ブレーキダストに雨が降る最悪のシナリオでは、温暖な気候でも壮大なフラッシュオーバーが発生することがわかりました。彼らは900ボルトに引き下げましたが、それでも面倒です。オスロはすでに750にあり、あまり余裕はありません。

本当に、生産的に再生するためには、近くの電車がすでに電圧を下げて、それらのアンプを飲み込むことができる必要があります。

グリッドに再生成

これは困難です。特に、数メガワットの電力を数秒間注入することは、グリッドにとってそれほど有用ではありません。

また、DC-ACの回生自体は難しく、すべての変電所に大きなシリコンインバーターが必要です。

黄金時代には、ロータリーコンバーターは効率的なDC-AC回生を完全に実行できました（実際には、変電所のローカルグリッドに電圧低下があり、トロリーワイヤを介して他の変電所からバックフィードされるなど、偶発的な回生を防ぐ回路がありました） 。電気鉄道には独自のAC配電が多くありました。また、3番目のレール電圧はわずか600Vであったため、余裕がありました。しかし、車にはそれができませんでした。当時の地下鉄は非常にシンプルで、車間制御線には7〜12本のワイヤしかありませんでした。

ロータリーコンバーターは、水銀アーク整流器が使用可能になるとすぐに廃止され、最初の再生車の時代にはそれらもなくなりました。

ロータリーコンバーターの復活を期待していません（それらは単純な犬であり、実際にはローカルグリッドの力率が正しいため、さらに残念です）。そのため、複雑で大きなインバーターになります。売電からの経済的利益は限られているため、BARTのような非常に高度な（高いR＆D）システムのみがDCからのグリッド再生に足を踏み入れています。

ブレーキをかけているときの主な目的は、余分なエネルギーを取り除くことです。そのため、エネルギーの使用効率を気にする必要はありません。抵抗損失が100％に近い場合でも、機械式ブレーキのみを使用するよりも回生ブレーキを使用する方が優れています。したがって、それは確かに送電線の抵抗ではなく、送電網が処理できるものだけです。

なぜこれらの数キロメートルにわたってエネルギーを共有できないのですか？

孤立したセクションの単純なケースでは、回生ブレーキが可能なラインストレッチの長さと、電気的障害の影響を受けるラインストレッチの長さとのトレードオフです。つまり、電力ネットワーク全体を回生ブレーキに使用できる場合、単一の障害でもネットワーク全体がダウンします。

理論的にはもっと複雑なソリューションが実際に可能ですが、経済的には不可能です。

代わりに、エネルギーをグリッドにフィードバックできませんでしたか？

安定したエネルギー消費でグリッドにエネルギーを供給すると、電圧が非常に急速に上昇し、通常の発電所は、出力を補正するのに十分な速度でシェーピングできません。ローカルグリッドがこのような過電圧スパイクを処理できない場合、インバーターを構築しても意味がありません。また、グリッドが余分な入力エネルギーを処理できる場合でも、ソリューションは経済的に実行可能ではない可能性があります。