Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Tillvaratagande av förlustvärme från frekvensomformarstationer
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2013 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

För effektmatning av den elektrifierade järnvägen krävs att spänningens frekvens omformas från kraftnätets frekvens på 50 Hz till 16,7 Hz. Detta sker i dag med två olika metoder. En metod där frekvensen omformas på mekanisk väg då en motor på gemensam axel driver en generator som genererar elkraft av rätt frekvens, detta kallas för en roterande frekvensomformare. Den andra metoden ändrar spänningens frekvens med hjälp av kraftelektronik, detta kallas för en statisk frekvensomformare. Gemensamt för båda dessa metoder är att de har värmeförluster. För de roterande omformaraggregaten så är förlustvärmen till stor del luftburen medan de statiska frekvensomformarna har både vätske- och luftkylning. I många fall ser det i dagsläget ut så att förlusterna kyls bort mot omgivningen.

Syftet med detta arbete är att bestämma huruvida dessa värmeförluster kan nyttjas för uppvärmning av stationsbyggnaderna där omformaraggregaten finns på ett lönsamt vis.

I arbetet har två frekvensomformarstationer undersökts. En station med enbart roterande frekvensomformare i Gällivare samt en station med enbart statiska frekvensomformare i Boden. Båda omformarstationerna har idag energisystem för uppvärmning baserade på direktverkande el.

I simuleringsmodeller och mätningar har de båda omformarstationernas energibehov för uppvärmning fastställts. För Gällivare omformarstation rör det sig om en specifik energiförbrukning för uppvärmning motsvarande ca 300 kWh/m2. För Bodens omformarstation är den sammantagna specifika energianvändningen 204 kWh/m2.

Genom ytterligare mätningar har delar av frekvensomformaraggregatens effektförluster fastställts och analyserats med hänsyn till storlek och tidsvariationer. Rapporten fastslår att förlustvärmen från luftkylningen av de roterande omformarna räcker för att täcka stationens uppvärmningsbehov. Rapporten fastslår även att tomgångsförlusterna från ett omformaraggregat räcker för att förse omformarstationen i Boden med tillräcklig värmeenergi för uppvärmning. De båda omformarstationernas förlusteffekter uppvisade även en regelbundenhet i effektflödet vilket möjliggör för en värmeåtervinningslösning utan behov av ackumulator.

För Gällivares omformarstation har ett utformat förslag på en teknisk lösning för uppvärmning av omformarstationen med förlustvärme från frekvensomformaraggregaten presenterats. Detta består av ett projekterat och dimensionerat överluftssystem för uppvärmning av byggnaden med den uppvärmda luften från frekvensomformaraggregatens kylsystem. Luftflödet för att möta det simulerade effektbehovet för uppvärmning uppgår i ca 9,5 l/(s ∙m2), ett flöde som kan orsaka problem med luftdrag och ljudalstring som gör arbetsmiljön dålig. Då omformarstationen i normala fall är obemannad föreslogs en strömbrytare som inaktiverar överluftssystemet vid besök på omformarstationen av underhållspersonal. En ekonomisk sammanställning baserad på LCC (Life cycle cost) har fastställt att en investering kan vara lönsam inom 5 år. För Bodens omformarstation har ingen teknisk lösning presenterats.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 45 p.
Keyword [sv]
energiåtervinning, frekvensomvandlare
National Category
Energy Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-79830OAI: oai:DiVA.org:umu-79830DiVA: diva2:645100
External cooperation
Trafikverket
Subject / course
Energiteknik
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-09-09 Created: 2013-09-03 Last updated: 2013-09-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Tillvaratagande av förlustvärme från frekvensomformarstationer(2006 kB)575 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2006 kBChecksum SHA-512
c6ca60aca5e55a37590ad9a345f81b68fd1e75e55b36fb91478f8d4fcdc9c504de1825d275b790e644d9028924d2e2878d552c1e14b9533a5388193b789fb72b
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Eriksson, Henrik
By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 575 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 149 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf