Lo sghiacciamento dei conduttori di contatto sulle linee ad alta velocità. Le applicazioni sulle linee AV/AC: Torino - Milano Milano - Bologna

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1 Lo sghiacciamento dei conduttori di contatto sulle linee ad alta velocità Le applicazioni sulle linee AV/AC: Torino - Milano Milano - Bologna di Alvaro Fumi CIFI - Milano, 29 novembre 2012

2 Circuito tipo di sghiacciamento Immobilizzare i variatori di rapporto sotto carico in posizione adeguata Alimentante Scegliere le fasi primarie in maniera tale che la tensione secondaria risulti sfasata di 60 Nord Ovest LdC feeder Sud Est L a L b Lunghezza circuito sghiacciamento = 2 L a + 2 L b Estensione sub-tratta = L a + L b Circuito base = lunghezza 125 km per sub-tratta da 62,5 km (5 x12,5 km) Circuito corto = lunghezza 100 km per sub-tratta da 50,0 km (4 x12,5 km) 2

3 Circuito tipo di sghiacciamento Scelta delle Alimentanti 25 kv 3

4 Sintesi delle predisposizioni Prima dell inverno, occorre intervenire nelle Alimentanti per: 1. La verifica delle fasi di alimentazione primaria dei trasformatori di potenza, per assicurare una tensione sfasata di 60 per l alimentazione del circuito di sghiacciamento; 2. L immobilizzazione dei variatori di rapporto sotto carico dei trasformatori in maniera di disporre al secondario di tensioni di uguale ampiezza (sfasate di 60 ), in relazione alla tensione primaria mediamente disponibile e alla corrente che si vuole far circolare sul circuito di sghiacciamento in funzione della lunghezza dello stesso; 3. L adeguamento della taratura delle protezioni TE di linea per il periodo invernale, al fine di consentire la circolazione delle correnti di sghiacciamento dell intensità attesa per un tempo di almeno 45 minuti. 4

5 L applicazione sulla Milano - Bologna a) La tratta di linea TE per la quale è possibile attuare lo sghiacciamento dei conduttori di contatto è quella alimentata a 2x25 kv - 50 Hz compresa tra il PPS di Tavazzano e il PPS di Modena Sud b) I circuiti di sghiacciamento sono tre e si sviluppano su tre sub-tratte (Nord, Centro e Sud) di estensione compresa tra 58 e 61 km, per le quali valgono tutte le considerazioni fatte per la sub-tratta standard da 62,5 km: 1. La sub-tratta Nord, alimentata dalla di Pieve di Fissiraga, è compresa tra il PPS di Tavazzano e la di Fiorenzuola; 2. La sub-tratta Centrale, alimentata dalla di Beneceto, è compresa tra la di Fiorenzuola e il di R. Emilia Nord; 3. La sub-tratta Sud, alimentata dalla di Modena, è compresa tra la di Beneceto e il PPS di Modena Est. 5

6 L applicazione sulla Milano - Bologna c) Per predisporre i circuiti di sghiacciamento prima dell inverno e per configurarli dalla postazione DOTE AV di Bologna, occorre operare come descritto nell Istruzione Tecnica RFI/TC.TE-25kV007 del : Istruzioni particolari per lo sghiacciamento dei conduttori della linea di contatto a 25 kv - 50 Hz. Applicazione sulla tratta AV/AC Bologna - Milano d) Si sottolinea che i circuiti di sghiacciamento di che trattasi sono stati sperimentati e verificati in campo. Gli stessi sono interamente configurabili da DOTE attraverso una procedura in macro comando, realizzata per facilitare il compito degli operatori del DOTE stesso. 6

7 L applicazione sulla Milano - Bologna Nord Centro Centro Sud 7

8 Assetto sghiacciamento sub-tratta nord Interruttore PIEVE DI FISSIRAGA FIORENZUOLA Sezionatore ( ) ( ) Linea interessata circolazione di corrente ITR1 TR1 ITR2 TR2 Linea alimentata non interessata da circolazione di corrente Chiuso Aperto ITR1 TR1 ITR2 TR2 SB1 SSB1 SB2 Linea disalimentata SB1 SSB1 SB2 S012 S034 PCF S012 S034 MI D P BO POC (km ) I1 I2 S10 S10 S20 S10 S20 S10 S20 S10 S20 PPS TAVAZZANO LIVRAGA SOMAGLIA PIACENZA ALSENO (km ) (km ) (km ) (km ) (km ) 8

9 Assetto sghiacciamento sub-tratta centrale Chiuso Aperto Interruttore Sezionatore FIORENZUOLA BENECETO Linea interessata (Km ) (Km ) circolazione di corrente ITR1 ITR2 Linea alimentata non interessata da circolazione di corrente ITR1 ITR2 TR1 TR2 Linea disalimentata TR1 TR2 SB1 SSB1 SB2 SB1 SSB1 SB2 S012 S034 PCF S012 S034 MI D P BO S10 S20 S10 S20 S10 S20 S10 S20 S10 S20 PIACENZA (km ) ALSENO FONTANELLATO PARMA (km ) (km ) (km ) PPS R.EMILIA. N. (km ) 9

10 Assetto sghiacciamento sub-tratta sud BENECETO Interruttore Sezionatore Linea interessata circolazione di corrente Chiuso Aperto MODENA (km ) (km ) ITR1 ITR2 Linea alimentata non interessata da circolazione di corrente ITR1 ITR2 TR1 TR2 Linea disalimentata TR1 TR2 SB1 SSB1 SB2 SB1 SSB1 SB2 S012 S034 PCF S012 S034 D P BO S10 S20 S10 S20 S10 S20 S10 S20 I1 S10 I2 POC (km ) PARMA R. EMILIA N. R. EMILIA S. MODENA O. PPS MODENA E. (km ) (km ) (km ) (km ) (km ) 10

11 Modalità operative per la Milano - Bologna Al momento, in caso di allerta per possibile formazione di ghiaccio sui conduttori, le operazioni da intraprendere, sull intera linea o per su-tratta interessata, sono le seguenti: 1. Interrompere la circolazione di eventuali rotabili a trazione elettrica 2. Interrompere le eventuali attività manutentive lungo linea 3. Predisporre l assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta nord e mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti 4. Predisporre l assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta sud e mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti 5. Predisporre l assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta centrale e mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti Lo sghiacciamento della sub-tratta centrale può essere realizzato prima o dopo di quello delle sub-tratte nord e sud Le operazioni possono essere ripetute ciclicamente più volte nella stessa interruzione notturna, in dipendenza delle condizioni meteo 11

12 L applicazione sulla Torino - Milano a) La tratta di linea TE per la quale è possibile attuare lo sghiacciamento dei conduttori di contatto è quella alimentata a 2x25 kv - 50 Hz compresa tra il PPS Settimo T.se e il PPS di Rho b) I circuiti di sghiacciamento sono due e si sviluppano su due sub-tratte (Est ed Ovest) di estensione compresa tra 58 e 61 km, per le quali valgono tutte le considerazioni fatte per la sub-tratta standard da 62,5 km: 1. La sub-tratta Est, alimentata dalla di Chivasso, è compresa tra il PPS di Settimo T.se e la di Greggio; 2. La sub-tratta Ovest, alimentata dalla di Sedriano, è compresa tra la il di Carisio e il PPS di Rho; 12

13 L applicazione sulla Torino - Milano c) Per predisporre i circuiti di sghiacciamento prima dell inverno e per configurarli dalla postazione DOTE AV di Settimo T.se, occorre operare come descritto nell Istruzione Tecnica RFI/TC.TE-25kV008: Istruzioni particolari per lo sghiacciamento dei conduttori della linea di contatto a 25 kv - 50 Hz. Applicazione sulla tratta AV/AC Torino - Milano d) Si sottolinea che i circuiti di sghiacciamento di che trattasi sono stati sperimentati e verificati in campo. Gli stessi sono interamente configurabili da DOTE attraverso una procedura in macro comando, realizzata per facilitare il compito degli operatori del DOTE stesso. 13

14 MILANO TORINO L applicazione sulla Torino - Milano Suddivisione della linea TO - MI in due sub-tratte (assetti di sghiacciamento) ENEL RONDISSONE Nord (km CHIVASSO ) GREGGIO Ovest POC SETTIMO T. (km 2+250) PPS SETTIMO T. (km 2+491) BRANDIZZ O(km 9+751) CIGLIANO (km ) POC VERCELLESE O. (km BP km BD) ALICE C. (km ) CARISIO (km ) Est PPS RHO (km ) Centro CHIVASSO GREGGIO (km ) NOVARA O. (km ) POC NOVARA O. (km BP km BD) NOVARA EST (km ) ENEL MAGENTA Sud BERNATE (km ) SEDRIANO (km ) POC RHO (km ) 14

15 Assetto sghiacciamento sub-tratta ovest Chiuso Aperto ITR1 TR1 ITR2 TR2 Interruttore Sezionatore Linea interessata CHIVASSO circolazione di corrente GREGGIO (20+481) Linea alimentata non interessata da (65+874) circolazione di corrente Linea disalimentata ITR1 TR1 ITR2 TR2 SB1 SSB1 SB2 SB1 SSB1 SB2 S012 S034 S012 S034 TO D P MI POC (km 2+250) I1 I2 I1 I2 I3 S10 S10 S20 S10 S20 S10 S20 S10 S20 S10 S20 PPS SETTIMO T. BRANDIZZO CIGLIANO ALICE C. CARISIO NOVARA OVEST (km 2+250) (km 9+751) (km ) (km ) (km ) (km ) ATTO SGHIACCIAMENTO DEGLI IMPIANTI TRATTA OVEST 15

16 Assetto sghiacciamento sub-tratta est Chiuso Aperto Interruttore Sezionatore GREGGIO SEDRIANO Linea interessata (Km ) (Km ) circolazione di corrente ITR1 ITR2 Linea alimentata non interessata da circolazione di corrente ITR1 ITR2 TR1 TR2 Linea disalimentata TR1 TR2 SB1 SSB1 SB2 SB1 SSB1 SB2 S012 S034 PCF S012 S034 TO D P MI S10 S20 S10 S20 S10 S20 S10 S20 I1 S10 I2 POC (km ) CARISIO (km ) NOVARA OVEST NOVARA EST BERNATE (km ) (km ) (km ) PPS RHO (km ) ATTO SGHIACCIAMENTO DEGLI IMPIANTI TRATTA EST 16

17 Modalità operative per la Torino - Milano Al momento, in caso di allerta per possibile formazione di ghiaccio sui conduttori, le operazioni da intraprendere, sull intera linea o per sub-tratta interessata, sono le seguenti: 1. Interrompere la circolazione di eventuali rotabili a trazione elettrica 2. Interrompere le eventuali attività manutentive lungo linea 3. Predisporre l assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta est e mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti 4. Predisporre l assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta ovest e mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti Lo sghiacciamento della sub-tratta est può essere realizzato prima o dopo di quello della sub-tratta ovest Le operazioni possono essere ripetute ciclicamente più volte nella stessa interruzione notturna, in dipendenza delle condizioni meteo 17

18 Conclusioni di carattere generale a) Le configurazioni provate e proposte per sub-tratte da 62,5 km permette la circolazione di una corrente di intensità sufficiente a consentire lo sghiacciamento atteso; b) In condizioni meteorologiche particolarmente severe potrebbe essere adottata la configurazione per sub-tratte da 50 km che consente di effettuare tale sghiacciamento in tempi accettabili con formazioni di ghiaccio di spessore fino a 10 mm, temperatura di - 10 C e vento a 2 m/s. c) Le prove sperimentali hanno consentito di validare il modello matematico adottato per le simulazioni. Lo scostamento tra i valori della corrente calcolati e quelli misurati sperimentalmente è minore del 3%. d) Nel corso dell operazione di sghiacciamento le protezioni distanziometriche di linea, opportunamente ritarate, sono in grado di rilevare qualsiasi guasto si verificasse e operare correttamente l intervento di apertura. 18

19 Conclusioni di carattere generale e) Per lo sghiacciamento occorre adeguare la taratura delle protezioni per sovraccarico, facendo circolare correnti di A nella linea di contatto e di A nel feeder per circa un ora. Tale taratura, da adottare nei soli mesi più freddi (ad esempio tra novembre e marzo) consente di operare in tutta tranquillità nel periodo invernale. f) Nei casi reali i tempi di sghiacciamento sono sensibilmente minori di quelli determinati con le prove in camera termica, in quanto le formazioni di ghiaccio sui conduttori di una linea risultano in genere meno compatte e di dimensioni più contenute. g) L adozione di conduttori in lega Cu - Mg oltre a migliorare le caratteristiche meccaniche agevola lo sghiacciamento per la maggiore resistività del materiale e le minori correnti di circolazione richieste. h) Con l adozione di modeste modifiche d impianto e la remotizzazione di alcuni comandi, tutte le operazioni possono essere eseguite e controllate da posto centrale. 19

20 Conclusioni di carattere generale i) Le prove di sghiacciamento, con la circolazione prolungata di importanti correnti sui conduttori e sul circuito di ritorno della TE, rappresentano un opportunità per la verifica dell efficienza del circuito TE, evidenziando, attraverso il surriscaldamento dei punti deboli (es. giunzioni e morsetti), gli oggetti su cui intervenire, per prevenire inconvenienti in esercizio. j) Aver concepito un circuito di sghiacciamento di facile attuazione da remoto (senza apparecchiature aggiuntive o modifiche d impianto e senza provocare corti circuiti in linea) rappresenta una novità assoluta nel settore e rispetto a quanto noto presso Ferrovie avanzate. Ad es. SNCF effettuerebbe lo sghiacciamento ponendo in c.c. al binario la l.d.c. a distanza tale da far circolare una corrente sufficiente a produrre l effetto voluto, con disabilitazione delle protezioni in esercizio e inserimento di protezioni dedicate. k) Lo sghiacciamento elettrico è un rimedio efficace per condizioni climatiche estreme, ma nei casi pratici sarà agevole attuarlo per evitare la formazione di ghiaccio riscaldando ciclicamente i conduttori dopo l inizio dell interruzione notturna. 20