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2 2 di 16 INDICE 1 GENERALITA SCOPO DEL DOCUMENTO RIFERIMENTI DOCUMENTALI E NORMATIVI DESCRIZIONE DEL SISTEMA DI ALIMENTAZIONE ATTUALE DEGLI APPARATI TT 5 5 REQUISITI GENERALI DI RFI PER LA ALIMENTAZIONE DEGLI APPARATI TT LUNGO LINEA SOLUZIONE PER AUMENTARE IL LIVELLO DI CONTINUITÀ DI ALIMENTAZIONE DEGLI APPARATI TT DESCRIZIONE DELLA SOLUZIONE PER LE TRATTE AV/AC CONTINUITÀ DI ALIMENTAZIONE DEI CARICHI PRIVILEGIATI A 48 VCC: DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO... 14

3 3 di 16 1 GENERALITA Il sistema di radiosegnalamento ferroviario europeo (ERTMS/ETCS L2) utilizza la piattaforma radiomobile GSM-R per la trasmissione delle informazioni vitali al treno al fine di consentirne la marcia automatica in sicurezza. Il sistema GSM-R è costituito, tra gli altri, da apparati TT installati all interno dei locali PPF o in appositi shelter dislocati lungo la linea ferroviaria. Tali apparati ed in particolare le stazioni radio base (BTS) sono parte integrante, a tutti gli effetti, del sistema di segnalamento e come tali dovranno contribuire al soddisfacimento dei requisiti di disponibilità indicati nel Vol.1 delle SRS AV. Inoltre, i sistemi di alimentazione degli apparati TT dovranno essere conformi agli standard previsti dalle vigenti norme per le alimentazioni degli impianti IS tradizionali (IS 702, IS 311, IS 365, IS 364, IS 394, IS 402, IS 728, TCSSTB ST IS 00001B, DI QUA SP AQ 004A). 2 SCOPO DEL DOCUMENTO Il presente documento ha lo scopo di definire i requisiti del sistema di alimentazione delle stazioni radio base lungo linea per le tratte AV/AC e di descrivere il complesso di interventi da effettuare al fine di aumentarne il livello di continuità e/o disponibilità. 3 RIFERIMENTI DOCUMENTALI E NORMATIVI [A1] Railway applications Safety related communication in closed transmission systems EN [A2] Railway applications Electromagnetic compatibility (EMC) Emission and immunity of the signalling and telecommunication apparatus ENV

4 4 di 16 [A3] Railway applications Safety related electronic systems for signalling EN [A4] Railway applications Environmental conditions for Signaling and Telecomunications pren [A5] Railway applications Supply voltages of traction systems EN [A6] Uninterruptible power systems (UPS) -- Part 1-2: General and safety requirements for UPS used in restricted access locations EN [A7] Uninterruptible power systems (UPS) -- Part 2: EMC requirements EN [A8] Railway applications The specification and demonstration of dependability, reliability, availability mantainability and safety (RAMS) pren [A9] IS 402 "Prove di tipo e di accettazione per le apparecchiature elettroniche ed elettromeccaniche destinate agli impianti di Sicurezza e Segnalamento" Classifica DI TCSS ST IS A del 18/07/00 [A10] Norme Tecniche IS 402 relative alla fornitura di apparecchiature elettroniche destinate agli impianti di sicurezza e segnalamento Ed [A11] IS 728 Provvedimenti di protezione concernenti la sicurezza elettrica e la messa a terra negli impianti di categoria 0 (zero) e I (prima) su: linee di trazione elettrica a corrente continua a 3000 V e linee ferroviarie non elettrificate Giugno 1999 [A12] IS 294 Norme tecniche del servizio impianti elettrici delle ferrovie dello stato per la fornitura di relè a corrente continua, neutri e stabilizzati, tipo F.S Ed [A13] IS 423 Norma tecnica per la fornitura di relè a corrente continua di tipo N, per impianti

5 5 di 16 di segnalamento a tecnologia modulare. Ed [A14] RFI TC PATC SR AV 01 D02 Ver.B LINEA AV ROMA NAPOLI: SISTEMA DI COMANDO /CONTROLLO DELLA MARCIA DEI TRENI ERTMS/ETCS L2 Volume 1 Specifica dei Requisiti di Sistema Sezione A [A15] RFI TC PATC SR AV 01 D03 Ver.B LINEA AV ROMA NAPOLI: SISTEMA DI COMANDO /CONTROLLO DELLA MARCIA DEI TRENI ERTMS/ETCS L2 Volume 1 Specifica dei Requisiti di Sistema Sezione B, C, D, E 4 DESCRIZIONE DEL SISTEMA DI ALIMENTAZIONE ATTUALE DEGLI APPARATI TT 4.1 Gli apparati TT ubicati nei PPF sono alimentati da sbarre del Quadro di Distribuzione Energia Essenziale: usufruiscono quindi sia della alimentazione normale proveniente dai feeder pari/dispari sia, in caso di mancanza totale della rete di energia principale (TE), di quella derivata da UPS a loro volta alimentati da Gruppi Elettrogeni. 4.2 Una ulteriore continuità al sistema di alimentazione è fornita da batterie di accumulatori le quali, oltre a provvedere l energia necessaria a coprire l intervallo di tempo che intercorre tra la mancanza di rete e la presa in carico delle utenze da parte del GE, garantiscono una riserva di energia per circa 30 a tutti gli apparati di segnalamento e telecomunicazioni. 4.3 Gli apparati TT, istallati all interno degli shelter lungo linea, vengono normalmente alimentati dal feeder a 25 kv della linea di contatto. Attraverso cabina di trasformazione su palo è prelevata energia direttamente dalla linea di trazione mediante trasformatori 25 kv / 230 V monofase. 4.4 Ogni posto di cabina è composto da due trasformatori ridondanti collegati ai feeder di entrambi i binari in modo da consentire, in caso di disalimentazione di un binario, l alimentazione di tutte le utenze tramite scambio elettromeccanico installato nel quadro di protezione alla base del palo.

6 6 di Dal quadro di protezione è derivata una linea in cavo a 230 V che alimenta la stazione di energia installata nello shelter. Tale alimentazione, con valore di tensione compreso nei limiti indicati nella CEI EN 50163, è opportunamente stabilizzata e condizionata mediante trasformatore a ferro saturo e limitatori di sovratensione che garantiscono idonea sorgente di energia per alimentare i carichi preferenziali e tutti gli ausiliari necessari al funzionamento delle apparecchiature di telecomunicazione. 4.6 In caso di totale mancanza della alimentazione primaria, un gruppo di batterie tampone, interno allo shelter stesso, provvede alla alimentazione degli apparati essenziali (BTS, modem, free cooling) per un periodo di 6-7 ore. Questa autonomia di funzionamento copre il periodo di 4-5 ore necessario per le operazioni di ordinaria manutenzione della linea. 4.7 Lo shelter, inoltre, ha la possibilità di essere alimentato da una fonte di energia esterna poiché è provvisto di una presa di corrente a cui è possibile allacciare un eventuale gruppo diesel-rigeneratore. Ciò consente di alimentare gli apparati per periodi di tempo più lunghi di quanto già previsto. Nelle Figure 1 e 2 sono riportati rispettivamente gli schemi elettrici di derivazione dell alimentazione degli shelter da feeder pari/dispari e della elettronica a 48 Vcc all interno del singolo shelter.

7 7 di 16 Figura 1 Schema elettrico di principio del sistema di alimentazione dello shelter

8 8 di 16 Figura 2 Schema elettrico di principio del sistema di alimentazione a 48 Vcc

9 9 di 16 5 REQUISITI GENERALI DI RFI PER LA ALIMENTAZIONE DEGLI APPARATI TT LUNGO LINEA 5.1 Le stazioni radiobase fanno parte del sistema di segnalamento AV e come tali devono essere alimentate da sistemi che rispondono alle norme e agli standard FS in uso per gli impianti IS tradizionali. 5.2 I valori RAM delle apparecchiature di alimentazione delle BTS lungo linea devono essere gli stessi dei sistemi utilizzati nei PPF e comunque compatibili con i valori dei requisiti RAM indicati nel Volume 1 SRS AV. 5.3 Le apparecchiature in questione devono essere omologate da RFI. 5.4 La attuale implementazione del sistema di alimentazione tramite trasformatore a ferrosaturo non corrisponde ad uno standard utilizzato da RFI per l alimentazione degli impianti IS. 5.5 L utilizzo di batterie e Gruppi Elettrogeni negli shelter lungo linea non è uno standard utilizzato nelle applicazioni IS in quanto richiederebbe una attività di manutenzione pianificata e onerosa; pertanto, se tecnicamente possibile, se ne deve farne a meno. 5.6 Impiego dei quadri di alimentazione a tempo di riconfigurazione t=0, già omologati da RFI per applicazioni IS, per la commutazione dalla rete di alimentazione TE (feeder p/d) alla terza via di alimentazione derivata da PPF. 5.7 L architettura di riferimento per le alimentazioni è quella prevista negli impianti tradizionali del blocco automatico. 5.8 Tutti i componenti del sistema di alimentazione in periferia devono essere diagnosticati e supervisionati; gli allarmi relativi remotizzati al posto centrale. 5.9 Gli interruttori di alimentazione/disalimentazione shelter e delle BTS devono essere comandabili/riarmabili a distanza La ulteriore alimentazione proveniente da PPF può essere destinata alla sola parte elettronica della BTS più il sistema di ventilazione purché ciò sia compatibile con le condizioni operative ambientali previste per la elettronica stessa.

10 10 di 16 6 SOLUZIONE PER AUMENTARE IL LIVELLO DI CONTINUITÀ DI ALIMENTAZIONE DEGLI APPARATI TT 6.1 Per migliorare il livello di continuità di alimentazione delle BTS installate negli shelter rendendolo uguale a quello predisposto per gli apparati TT ubicati nei PPF dovrà essere perseguita la soluzione che prevede la realizzazione di una linea di alimentazione a 1000 V dedicata. 6.2 La linea di distribuzione a 1000 V sarà derivata dalle sbarre del GE installato in ogni PPF ( V). 6.3 Oltre all impiego di apparati già presenti (GE), dovranno essere introdotti nella rete di distribuzione elementi quali trasformatori, quadri e cavi che presentano un elevatissimo grado di affidabilità e disponibilità sommato ad un basso livello di manutenzione. 6.4 In conseguenza di ciò, dovranno essere revisionate e di conseguenza modificate tutte le logiche di telecomando e telecontrollo del GE stesso. 7 DESCRIZIONE DELLA SOLUZIONE PER LE TRATTE AV/AC 7.1 Il sistema privilegiato di alimentazione degli shelter in caso di mancanza della rete primaria (feeeder p/d a 25 kv) adottato sulle tratte AC/AV in corso di realizzazione (Torino-Novara, Milano-Bologna, Bologna-Firenze) o di prossima progettazione (Novara-Milano, Milano-Verona, Milano-Genova) dovrà provvedere un adeguato aumento della potenza nominale dei GE di PPF, la realizzazione della rete e modifiche sul quadro BT interno allo shelter. 7.2 Su queste tratte, l alimentazione degli shelter lungo linea non dovrà essere derivata direttamente dalle sbarre del GE ma da quelle degli UPS (opportuno aumento della potenza dei GE, degli UPS e della capacità delle batterie) con il vantaggio di separare il funzionamento del GE in caso di emergenza in tutto il PPF da quello della mancata tensione ad uno o più shelter. 7.3 La soluzione da implementare per migliorare il livello di disponibilità della

11 11 di 16 alimentazione degli apparati TT installati negli shelter lungo linea è di seguito riportata in forma schematica PPF Nord BTS BTS BTS 7.4 Ogni BTS della serie a singolo festone compresa tra due PPF limitrofi dovrà essere alimentata contemporaneamente in doppio da due cavi a 1000 Vca (uno per binario). 7.5 Lo shelter dovrà disporre anche dell alimentazione da linea di contatto tramite posto di trasformazione da palo, e quindi potranno essere sfruttate ben quattro alimentazioni per garantire la massima continuità di energia ai sistemi trasmissivi. 7.6 In ogni PPF (tranne il primo e l ultimo) dovranno, perciò, essere presenti due sezioni di alimentazione a 1000 Vca, dalle quali si dirameranno le due dorsali rispettivamente per la sottotratta a Nord e per quella a Sud. 7.7 L elettronica a 48 Vcc degli apparati TT lungo linea oltre ad essere alimentata attraverso la linea di contatto a 25 kv/220 V dovrà essere alimentata anche da due linee a 1000 Vca derivate dalla sbarra del GE presente nei PPF mediante Quadri 400/1000 V (del tipo alimentazione per Blocco automatico) ubicati in appositi armadi trifase. Tali Quadri dovranno fornire energia alle linee a 1000 Vca nelle due direzioni nord e sud, binario pari e dispari. 7.8 Il sistema di alimentazione privilegiata degli shelter di BTS dovrà prevedere: - disponibilità di potenza da GE; - trasformazione 0,4/1 kv nel PPF; - rete distribuzione 1 kv; - trasformazione 1/0,23 kv vicino agli shelter. 7.9 I quadri 400/1000 V dovranno essere provvisti di un dispositivo, controllato elettronicamente, capace di proteggere il sistema di alimentazione stesso da rimonti di BTS BTS BTS PPF Sud

12 12 di 16 sovratensioni e/o corto circuiti che possono verificarsi lungo la linea di trasmissione del 1000 V. In tale modo eventuali anomalie o disservizi sulla distribuzione del 1000 V non dovranno compromettere la continuità di alimentazione nei PPF Lungo linea saranno ubicati i quadri di ricezione e trasformazione. Essi preleveranno energia oltre che da entrambe le linee a 1000 V (pari e dispari), anche dalla sorgente a 220 V monofase (già presente) derivata dalla linea di contatto a 25 kv Le tre sorgenti di alimentazione dovranno essere gestite in modo tale da garantire l erogazione a 48 Vcc senza soluzione di continuità Dovrà essere implementato anche un sistema di diagnostica e supervisione in grado di remotizzare gli allarmi al posto centrale Tutte le apparecchiature facenti parte del sistema e i loro sottogruppi quali Quadri di alimentazione e ricezione a 1 kv, trasformatori mono/trifase, commutatori di montante, convertitori a 48 Vcc, ecc., dovranno essere dispositivi omologati da RFI secondo le seguenti norme: IS IS 702, IS 311, IS 365, IS 364, IS 394, IS 402, IS 728, TCSSTB ST IS 00001B, DI QUA SP AQ Dovranno, infine, essere stabiliti i requisiti fondamentali relativi all alimentazione dell utenza a 48 Vcc. In particolare: potenza totale assorbita a regime, potenza transitoria all accensione, stabilità statica della tensione a 48 Vcc, ripple massimo ammesso sulla tensione a 48 Vcc, massimo tempo di interruzione della tensione a 48 Vcc ammesso, massimo livello di transitorio di tensione ammesso, minimo livello di transitorio di tensione ammesso Dalle caratteristiche dei parametri summenzionati dipenderà la complessità circuitale dei convertitori a 48 Vcc 4 kw (potenze nominali assorbite dalle utenze privilegiate escluso il condizionamento). Di seguito, in Figura 3, viene riportato lo schema del sistema di alimentazione degli apparati TT lungo linea che dovrà essere adottato per le tratte AV/AC.

13 13 di 16 Sistema di Alimentazione per PPF P A Cavo a 1000 Vca A D Posti di Linea Posti Di Linea 48 Vcc 4 kw 1000 V Convertitore 48 Vcc 4 kw Utenze a 48 Vcc Posti Di Linea Dispositivo A : Protezione contro c.to c.to sulla linea a 1000 V atta a proteggere il Sistema di Alimentazione di PPF 48 Vcc 4 kw Linea di contatto 25 kv Posti Di Linea 48 Vcc 4 kw 25 kv 1000 V dispari 1000 V pari Posti Di Linea 48 Vcc 4 kw 1000 V Posti Di Linea 48 Vcc 4 kw Convertitore 48 Vcc 4 kw. Sistema di Alimentazione per PPF Alimentatore in sicurezza Fail safe Telecomando e Diagnostica da postazione remota P A A D Cavo a 1000 Vca Figura 3 Schema del sistema di alimentazione BTS per le nuove tratte AV/AC

14 14 di 16 8 CONTINUITÀ DI ALIMENTAZIONE DEI CARICHI PRIVILEGIATI A 48 VCC: DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO 8.1 Qualora le caratteristiche del commutatore/convogliatore a tempo di intervento nullo per le tre vie di alimentazione (già impiegato nei PPF ed omologato da RFI ) risutino compatibili con i requisiti di alimentazione (riportati nel cap.6) necessari a garantire il corretto funzionamento delle stazioni radiomobili, e in particolar modo con il massimo tempo di interruzione della tensione a 48 Vcc ammesso, le batterie non dovranno essere utilizzate. 8.2 A tal proposito, lo schema di principio da seguire per l alimentazione del singolo shelter di BTS lungo linea è riportato in Figura 5 Dorsale 1000 V lato dispari Quadro di commutazione t=0 a tre vie AC A DC 48 Vcc BTS GSM-R ADM-1 MODEM LAN FREE COOLING AUSILIARI QE Quadro BT 25 kv lato dispari AC DC 25 kv lato pari Stabilizzatore statico 230 V / 230 V Condizionatori LFM shelter Estensore cellulare pubblico Ausiliari QE SHELTER Figura 4 Schema di principio alimentazione shelter senza batterie

15 15 di In caso contrario, e previa dichiarazione da parte del fornitore del non corretto funzionamento delle stazioni radiobase senza batterie, potrà essere adottata la soluzione che prevede l utilizzo delle medesime per garantire una alimentazione senza soluzione di continuità. Lo schema di principio dovrà essere il seguente Dorsale 1000 V lato dispari AC A DC C 48 Vcc Dorsale 1000 V lato pari AC A DC C AC A DC C BTS GSM-R ADM-1 MODEM LAN FREE COOLING AUSILIARI QE Contattore di sbarre F Quadro BT 25 kv lato dispari AC DC Figura 5 Schema di principio alimentazione shelter con batterie 25 kv lato pari Stabilizzatore statico 230 V / 230 V Condizionatori LFM shelter Estensore cellulare pubblico Ausiliari QE SHELTER 8.4 In condizioni di normalità (tutte le sorgenti presenti) la logica di controllo del sistema dovrà imporre che le utenze preferenziali a 48 Vcc siano alimentate dal sistema di conversione AC/DC lato 25 kv mentre i due convertitori lato 1000 Vca costituiranno riserva calda.

16 16 di In caso di assenza delle due linee a 1000 Vca e contemporaneo guasto del convertitore lato 25 kv, il contattore di sbarre dovrà provvedere a mantenere l alimentazione alle utenze preferenziali mentre le batterie garantiranno la continuità assoluta durante il transitorio di riconfigurazione. Questa dovrà essere l unica funzione del sistema di batterie tampone all interno degli shelter di BTS. 8.6 In tale situazione di emergenza, la logica di controllo dovrà ridurre le utenze alle sole vitali in modo da contenere il carico al convertitore AC/DC lato 25 kv nei limiti da esso tollerabili.