ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

ICS 45.060.01                                                                                                                                      Září 2017

Drážní zařízení – Pevná trakční zařízení – Stacionární systém uchování energie pro DC trakční soustavy

ČSN EN 62924 33 3507

idt IEC 62924:2017

Railway applications – Fixed installations – Stationary energy storage system for DC traction systems

Applications ferroviaires – Installations fixes – Système fixe de stockage de l’énergie pour les systèmes de traction
en courant continu

Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen – Ortsfeste Energiespeichersysteme für Gleichstrombahnen

Tato norma je českou verzí evropské normy EN 62924:2017. Překlad byl zajištěn Úřadem pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. Má stejný status jako oficiální verze.

This standard is the Czech version of the European Standard EN 62924:2017. It was translated by the Czech Office for Standards, Metrology and Testing. It has the same status as the official version.

 

Národní předmluva

Informace o citovaných dokumentech

IEC 60146 (soubor) zaveden v souboru ČSN EN 60146 (35 1530) Polovodičové měniče – Všeobecné požadavky a měniče se síťovou komutací

IEC 60529 zavedena v ČSN EN 60529 (33 0330) Stupně ochrany krytem (krytí – IP kód)

IEC 60850 nezavedena1)

IEC 61936-1 zavedena v ČSN EN 61936-1 (33 3201) Elektrické instalace nad AC 1 kV – Část 1: Všeobecná pravidla

IEC 61992-7-1:2006 nezavedena2)

IEC 62236 (soubor) nezaveden3)

IEC 62236-1 nezavedena4)

IEC 62236-5 nezavedena5)

IEC 62590:2010 nezavedena6)

Souvisící ČSN

ČSN IEC 60050-151:2004 (33 0050) Mezinárodní elektrotechnický slovník – Část 151: Elektrická a magnetická zařízení

ČSN IEC 60050-551:2000 (33 0050) Mezinárodní elektrotechnický slovník – Část 551: Výkonová elektronika

ČSN IEC 50(811) (33 0050) Mezinárodní elektrotechnický slovník – Kapitola 811: Elektrická trakce

ČSN EN 60146-2:2000 (35 1530) Polovodičové měniče – Část 2: Polovodičové měniče s vlastní komutací včetně přímých stejnosměrných měničů

ČSN EN 61881-3 (35 8260) Drážní zařízení – Zařízení drážních vozidel – Kondenzátory pro výkonovou elektroniku – Část 3: Elektrické dvouvrstvé kondenzátory

ČSN EN 62620 (36 4362) Akumulátorové články a baterie obsahující alkalické nebo jiné nekyselé elektrolyty – akumulátorové lithiové články a baterie pro použití v průmyslových aplikacích

ČSN EN 62864-1 (33 3540) Drážní zařízení – Drážní vozidla – Napájení s palubním systémem uchování energie – Část 1: Sériový hybridní systém

Vysvětlivky k textu převzaté normy

V případě nedatovaných odkazů na evropské/mezinárodní normy jsou ČSN uvedené v článcích „Informace
o citovaných dokumentech“ a „Souvisící ČSN“ nejnovějšími vydáními, platnými v době schválení této normy. Při používání této normy je třeba vždy použít taková vydání ČSN, která přejímají nejnovější vydání nedatovaných evropských/mezinárodních norem (včetně všech změn).

Informativní údaje z IEC 62924:2017

Tuto mezinárodní normu vypracovala technická komise IEC/TC 9 Drážní elektrická zařízení a systémy.

Text této normy se zakládá na těchto dokumentech:

Úplnou informaci o hlasování lze najít ve zprávě o hlasování ve výše uvedené tabulce.

Tato publikace byla vypracována v souladu se směrnicemi ISO/IEC, část 2.

Komise rozhodla, že obsah této publikace zůstane nezměněn až do data příští prověrky (stability date) uvedeného na webových stránkách IEC (http://webstore.iec.ch) v údajích o této publikaci. K tomuto datu bude publikace buď

–    znovu potvrzena;

–    zrušena;

–    nahrazena revidovaným vydáním, nebo

–    změněna.

Upozornění na národní poznámky

Do normy byla k článku 3.1.32 doplněna národní poznámka.

Vypracování normy

Zpracovatel: CTN ACRI Praha, IČ 63832721, Ing. Přemysl Šolc, Ph.D.

Technická normalizační komise: TNK 126 Elektrotechnika v dopravě

Pracovník Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví: Ing. Pavel Vojík

 

 

ICS 45.060.01                                                                                                                                                

Drážní zařízení – Pevná trakční zařízení – Stacionární systém uchování energie pro DC trakční soustavy
(IEC 62924:2017)

Railway applications – Fixed installations – Stationary energy storage system
for DC traction systems
(IEC 62924:2017)

Tato evropská norma byla schválena CENELEC dne 2017-03-03. Členové CENELEC jsou povinni splnit vnitřní předpisy CEN/CENELEC, v nichž jsou stanoveny podmínky, za kterých se této evropské normě bez jakýchkoliv modifikací uděluje status národní normy.

Aktualizované seznamy a bibliografické citace týkající se těchto národních norem lze obdržet na vyžádání
v Řídicím centru CEN-CENELEC nebo u kteréhokoliv člena CENELEC.

Tato evropská norma existuje ve třech oficiálních verzích (anglické, francouzské, německé). Verze v každém jiném jazyce přeložená členem CENELEC do jeho vlastního jazyka, za kterou zodpovídá a kterou notifikuje Řídicímu centru CEN-CENELEC, má stejný status jako oficiální verze.

Členy CENELEC jsou národní elektrotechnické komitéty Belgie, Bulharska, Bývalé jugoslávské republiky Makedonie, České republiky, Dánska, Estonska, Finska, Francie, Chorvatska, Irska, Islandu, Itálie, Kypru, Litvy, Lotyšska, Lucemburska, Maďarska, Malty, Německa, Nizozemska, Norska, Polska, Portugalska, Rakouska, Rumunska, Řecka, Slovenska, Slovinska, Spojeného království, Srbska, Španělska, Švédska, Švýcarska a Turecka.

Evropská předmluva

Text dokumentu 9/2221/FDIS, budoucího prvního vydání IEC 62924, který vypracovala technická komise IEC/TC 9 Drážní elektrická zařízení a systémy, byl předložen k paralelnímu hlasování IEC-CENELEC a byl schválen CENELEC jako EN 62924:2017.

Jsou stanovena tato data:

–    nejzazší datum zavedení dokumentu na národní úrovni vydáním identické národní normy nebo vydáním oznámení o schválení k přímému používání jako normy národní	(dop)	2017-12-03
–    nejzazší datum zrušení národních norem, které jsou s dokumentem v rozporu	(dow)	2020-03-03

Upozorňuje se na možnost, že některé prvky tohoto dokumentu mohou být předmětem patentových práv. CENELEC [a/nebo CEN] nelze činit odpovědným za identifikaci jakéhokoliv nebo všech patentových práv.

Oznámení o schválení

Text mezinárodní normy IEC 62924:2017 byl schválen CENELEC jako evropská norma bez jakýchkoliv modifikací.

Obsah

Strana

Úvod............................................................................................................................................................................................................. 10

1......... Rozsah platnosti............................................................................................................................................................................ 11

2......... Citované dokumenty..................................................................................................................................................................... 11

3......... Termíny, definice a zkratky.......................................................................................................................................................... 12

3.1...... Termíny a definice........................................................................................................................................................................ 12

3.2...... Zkratky............................................................................................................................................................................................. 15

4......... Konfigurace stacionárních systémů uchování energie.......................................................................................................... 16

4.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 16

4.2...... Příklad konfigurace systému s elektronickým výkonovým měničem................................................................................. 16

4.3...... Příklad konfigurace systému bez elektronického výkonového měniče.............................................................................. 17

4.4...... Přídavné a pomocné komponenty............................................................................................................................................. 17

5......... Provozní podmínky....................................................................................................................................................................... 17

5.1...... Podmínky prostředí....................................................................................................................................................................... 17

5.2...... Elektrické provozní podmínky..................................................................................................................................................... 17

6......... Vyhodnocení před instalací stacionárního ESS...................................................................................................................... 17

6.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 17

6.2...... Rozhodnutí o místě instalace a kapacitě stacionárního ESS................................................................................................ 18

6.3...... Vyhodnocení pozitivních účinků zavedení stacionárního ESS............................................................................................. 18

6.4...... Koordinace s ostatními systémy................................................................................................................................................. 18

7......... Požadavky na vlastnosti............................................................................................................................................................... 18

7.1...... Obecné požadavky....................................................................................................................................................................... 18

7.1.1... Výkonnost....................................................................................................................................................................................... 18

7.1.2... Schopnost systému vyhovět danému pracovnímu cyklu...................................................................................................... 19

7.1.3... Schopnost krátkodobé proudové odolnosti.............................................................................................................................. 20

7.1.4... Výpočet nabíjecí – vybíjecí účinnosti......................................................................................................................................... 20

7.1.5... Oteplení........................................................................................................................................................................................... 20

7.1.6... Požadavky na dobu životnosti.................................................................................................................................................... 20

7.2...... Řídicí a ochranné funkce............................................................................................................................................................. 21

7.2.1... Řídicí funkce nabití/vybití.............................................................................................................................................................. 21

7.2.2... Funkce ochrany před zkratem.................................................................................................................................................... 21

7.2.3... Funkce ochrany proti zemnímu spojení.................................................................................................................................... 21

7.2.4... Funkce ochrany před přetížení................................................................................................................................................... 21

7.2.5... Funkce odpojení............................................................................................................................................................................ 21

7.3...... Elektromagnetická kompatibilita (EMC)................................................................................................................................... 21

7.4...... Poruchové stavy stacionárního ESS.......................................................................................................................................... 21

7.5...... Mechanické charakteristiky......................................................................................................................................................... 22

7.5.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 22

7.5.2... Uzemnění....................................................................................................................................................................................... 22

7.5.3... Stupeň ochrany krytem................................................................................................................................................................ 22

7.6...... Typový štítek................................................................................................................................................................................... 22

7.7...... Svorky hlavního obvodu............................................................................................................................................................... 23

Strana

8......... Zkoušky........................................................................................................................................................................................... 23

8.1...... Typy zkoušek.................................................................................................................................................................................. 23

8.1.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 23

8.1.2... Typová zkouška............................................................................................................................................................................. 23

8.1.3... Výrobní kusová zkouška.............................................................................................................................................................. 23

8.1.4... Zkouška před uvedením do provozu......................................................................................................................................... 24

8.1.5... Kategorie zkoušek......................................................................................................................................................................... 24

8.2...... Zkoušky........................................................................................................................................................................................... 24

8.2.1... Vizuální kontrola............................................................................................................................................................................ 24

8.2.2... Zkouška stupně ochrany krytem................................................................................................................................................. 24

8.2.3... Zkouška přídavných a pomocných komponent....................................................................................................................... 24

8.2.4... Zkouška izolace............................................................................................................................................................................. 24

8.2.5... Sekvenční zkouška spuštění a zastavení................................................................................................................................. 25

8.2.6... Kontrola ochranných zařízení..................................................................................................................................................... 25

8.2.7... Zkouška funkce řízení nabíjení/vybíjení.................................................................................................................................... 25

8.2.8... Funkční zkouška minimálním zatížením.................................................................................................................................. 25

8.2.9... Zkouška oteplením........................................................................................................................................................................ 25

8.2.10 Měření nabíjecí – vybíjecí účinnosti........................................................................................................................................... 25

8.2.11 Měření hluku................................................................................................................................................................................... 26

8.2.12 Zkouška EMC................................................................................................................................................................................. 26

8.2.13 Měření harmonických frekvencí................................................................................................................................................. 26

Příloha A (normativní) Metody simulace a měření v místě instalace.............................................................................................. 27

A.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 27

A.2...... Systémový návrh s použitím simulačního software............................................................................................................... 27

A.2.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 27

A.2.2.. Simulační software....................................................................................................................................................................... 27

A.2.3.. Vstupní parametry pro simulaci.................................................................................................................................................. 27

A.3...... Ověření účinku instalace skutečného ESS............................................................................................................................... 29

A.3.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 29

A.3.2.. Před instalací.................................................................................................................................................................................. 29

A.3.3.. Po instalaci..................................................................................................................................................................................... 29

Příloha B (informativní) Stav nabití (SOC) a stav energie (SOE) pro akumulátory a kondenzátory.......................................... 30

B.1..... Hladina kapacity a energie.......................................................................................................................................................... 30

B.1.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 30

B.1.2.. Teoretická energie........................................................................................................................................................................ 30

B.1.3.. Zaručená energie.......................................................................................................................................................................... 31

B.1.4.. Využitelná energie........................................................................................................................................................................ 31

B.1.5.. Teoretická, zaručená a využitelná kapacita............................................................................................................................. 32

B.2..... Hladina SOC a SOE...................................................................................................................................................................... 32

B.2.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 32

B.2.2.. Teoretický účel............................................................................................................................................................................... 32

B.2.3.. Obecný účel.................................................................................................................................................................................... 32

B.2.4.. Skutečný nebo praktický účel...................................................................................................................................................... 33

Strana

B.2.5.. Koeficient využitelnosti................................................................................................................................................................. 33

Příloha C (informativní) Příklady pracovních cyklů............................................................................................................................. 34

Bibliografie.................................................................................................................................................................................................. 37

Příloha ZA (normativní) Normativní odkazy na mezinárodní publikace a jim odpovídající evropské publikace.................... 38

 

Obrázky

Obrázek 1 – Obecná konfigurace systému stacionárního ESS.. 16

Obrázek 2 – Příklad konfigurace systému s elektronickým výkonovým měničem... 16

Obrázek 3 – Příklad konfigurace systému bez elektronického výkonového měniče. 17

Obrázek B.1 – Rozdíl hladiny kapacity a energie. 30

Obrázek C.1 – Pracovní cyklus pro třídu I až třídu III 35

Obrázek C.2 – Pracovní cyklus pro třídu IV až třídu VI 35

Obrázek C.3 – Pracovní cyklus pro třídu VII a třídu VIII 35

Obrázek C.4 – Pracovní cyklus pro třídu IX.. 36

 

Tabulky

Tabulka 1 – Úroveň odolnosti 22

Tabulka 2 – Seznam zkoušek. 24

Tabulka A.1 – Údaje o provozu. 27

Tabulka A.2 – Údaje o drážních vozidlech. 28

Tabulka A.3 – Údaje o DC napájecí sít 28

Tabulka A.4 – Měřené údaje. 29

Tabulka C.1 – Pracovní cyklus. 34

 

 

Úvod

Za účelem úspory přírodních zdrojů a zmírnění globálního oteplování se dostávají do popředí zájmu technologie pro úsporu energie a/nebo zlepšování environmentálních vlastností. V drážním průmyslu byla zavedena elektrická kolejová vozidla vybavená rekuperačními brzdovými systémy, a to nejen pro dosažení úspory energie, ale také za účelem zjednodušení údržby a snížení nepříznivých účinků tepla vytvářeného v průběhu brzdění (především v tunelech).

Nicméně, při rekuperaci výkonu v elektrických DC drážních systémech musí být rekuperovaný výkon zpravidla spotřebován v rámci DC napájecí soustavy, protože DC napájecí stanice nejsou zpravidla reverzibilní. Neexistuje žádná jistota, že pro výkon získaný rekuperačním brzděním vlaků existuje dostatečná zátěž; za těchto okolností se rekuperační brzdění stává částečně nebo zcela neefektivní. V tomto případě není napájecí síť schopna přijímat rekuperovaný výkon. Mezi nově vznikající technologie pro zlepšení schopnosti sítě přijímat rekuperovaný výkon patří stacionární systémy uchování energie (ESS). Stacionární ESS ukládá rekuperovanou energii, když ji napájecí síť není schopna přijímat a uchovává ji na pozdější použití.

Doposud nebyly vydány mezinárodní normy pro stacionární systémy ESS. Dříve, než budou systémy ESS široce používány, bude mezinárodní normalizace základní struktury systému, metody měření účinnosti, atd., sloužit jako vodítko pro uživatele a výrobce, kteří se chtějí seznámit se systémy ESS.

1 Rozsah platnosti

Tento dokument stanovuje požadavky a zkušební metody pro stacionární systém uchování energie, který má být zaveden jako traťová instalace a používán v DC napájecí síti elektrifikovaných drah. Tento systém může odebrat elektrickou energii z DC napájecí sítě, uchovat ji, a když je to potřeba dodat energii zpět do DC napájecí sítě. Tento dokument se nevztahuje na palubní systémy uchování energie.

Tento dokument se vztahuje na systémy, které jsou instalovány za účelem dosažení jednoho nebo více následujících cílů.

–    Absorbování rekuperační energie:

–    efektivní využití rekuperační energie (úspora energie);

–    snížení údržby drážních vozidel (snížení opotřebení brzdových špalíků/čelistí, atd.);

–    zamezení nepříznivých účinků tepla vznikajícího při brzdění (např. v tunelech, atd.).

–    Kompenzace výkonu:

–    kompenzace síťového napětí;

–    omezení výkonové špičky;

–    omezení požadavku na jmenovitý výkon usměrňovače.

Pokud tento systém kombinuje jednu nebo více z následujících funkcí, může být tento dokument použít jako
návod pro:

–    zpětný přenos rekuperovaného výkonu do nadřazené napájecí sítě (např. pomocí měniče nebo reverzibilních napájecích stanic);

–    použití rekuperované energie pro jiné účely než pro provoz vlaků, jako například pro zařízení stanice, atd.;

–    odporovou spotřebu rekuperovaného výkonu.

Přestože se předpokládá, že systém používá následující typické technologie pro uchování energie, vztahuje se tento dokument také na ostatní stávající nebo budoucí technologie:

–    baterie (lithium-iontové, nikl metal hydridové, atd.);

–    kondenzátory (elektrické dvouvrstvé kondenzátory, lithium-iontové kondenzátory, atd.);

–    setrvačníky.

 

 

Konec náhledu - text dále pokračuje v placené verzi ČSN.