Utvärdering av statiska frekvensomformare till spårledningar för Stockholm tunnelbana

Sammanfattning: Tunnelbanan är ett mycket viktigt transportmedel i Stockholm som är igång större delen av dygnet. Tunnelbanans Röda och Blå linjer använder sig av ett äldre signalsystem från 60-talet. Det system som används för signaleringen av de två linjerna är av typen växelströmspårledning med kodning och använder reläställverk. Spårledningarna som detekterar positionen av olika tåg på spåret använder frekvensen 75 Hz. Vid konverteringen av frekvensen 50 Hz till 75 Hz, uppstår koldamm och värmeförluster till utrymmet från frekvensomformaren. Koldammet som avges i luften riskerar att påverka reläfunktionaliteten när det tränger in i relähöljet och sätter sig på ytan för reläkontakterna i utrymmet bredvid frekvensomformare. Trafikförvaltningen har planer på att upprusta Röda linjens signalsystem för att kunna använda dess signalsystem i ytterligare 25 år. Spårledningssystemet positionerar och ger hastighetsbesked till tågen. En litteraturstudie har genomförts kring uppbyggnad av spårledningssystemet och tidigare forskning har utförts kring frekvensomformare för att hitta en ny frekvensomformare som inte riskerar reläfunktionaliteten. Genom faktainsamling från Trafikförvaltningen har nya lämpliga frekvensomformare som kunde ersättas mot de befintliga undersökts. Statiska frekvensomformare har analyserats. Enligt kraven från Trafikförvaltningen identifierades fyra produkter från olika leverantörer. Ingen av de statiska frekvensomformare var direkt kompatibel med befintligt system med anledningen av att systemet är byggd för ett roterande frekvensomformare. ”HZ-50-1105” från GoHz denna modell finns i 1-fas in- respektive 1-fas utmatning. ”FR-D 700” från Mitsubishi och ”Micromaster 440” från Siemens som hade lika användnings funktion det gjorde att de var lik varandra. ”ACS-150” från ABB denna modell hade som max märkeffekt upp till 4 kVA, vilket passar bara för frekvensomformare med märkeffekt 2.5 kVA. De olika typerna av statiska frekvensomformare belastade nätet på ett asymmetriskt sätt. Därför var det viktigt att kunna fördela lasten så jämnt som möjligt på varje fas. Det var svårt att kunna rangordna de valda produkterna utan det bara visades vilka valmöjligheter som fanns vid utbytet av roterande frekvensomformare. Användningen av statiska frekvensomformare eliminera de risker som en roterande frekvensomformare orsakar. Statiska frekvensomvandlare generera olika frekvenser med större noggrannhet samt de har en kortare driftsättnings tid men belastar de nätet asymmetriskt jämfört med roterande frekvensomformare.