Impianti di trazione elettrica Scelte di base della progettazione alla luce delle specifiche di interoperabilità

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1 Progetto Figi - Corso in Cotutela Impianti di trazione elettrica Scelte di base della progettazione alla luce delle specifiche di interoperabilità Gennaio 2011 Antonio Colla

2 Argomenti Trattati SVILUPPO DEI SISTEMI DI ELETTRIFICAZIONE DELLA RETE EUROPEA SPECIFICHE DI INTEROPERABILITÁ E CRITERI DI DIMENSIONAMENTO ARCHITETTURA DEGLI IMPIANTI DI TRAZIONE ELETTRICA DELLE NUOVE LINEE AV PROGRAMMI DI SIMULAZIONE ESEMPIO DI APPLICAZIONE 2

3 Sistemi di elettricazione europei per linee tradizionali 750 V c.c V c.c V c.c. 15 kv 16.7 Hz 25 kv 50 Hz 3

4 Corridoi Transeuropei 4

5 Linee Alta Velocità europee 5

6 Rete AV /AC : Nuove elettrificazioni 2x25 kv ROMA-NAPOLI NAPOLI-SALERNO TORINO-MILANO MILANO-BOLOGNA BOLOGNA-FIRENZE MILANO-VERONA-VENEZIA GENOVA-MILANO 6

7 Tipologie di elettrificazione Sistema di alimentazione c.a. es. 2x25 kv ca SSE ogni 50 km Potenza 2 x 60 MVA 2,4 MW/km Sistema di alimentazione c.c. es. 3kV cc SSE ogni km Potenza 2 x 5,4 MVA 0,7 MW/km 7

8 STI Specifiche Tecniche di Interoperabilità e normative di riferimento Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) CEI EN (9-88) Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane Criteri tecnici per il coordinamento tra l alimentazione elettrica (sottostazione) e materiale rotabile per ottenere l interoperabilità CEI EN (9-31) Tensioni di alimentazione dei sistemi di trazione CEI EN (9-2) Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane - Impianti fissi - Linee aeree di contatto per trazione elettrica 8

9 Specifiche Tecniche di Interoperabilità e normative di riferimento Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) Classificazione delle linee ad alta velocità Categoria I - Linee appositamente costruite per l alta velocità, attrezzate per velocità generalmente pari o superiore a 250 km/h Categoria II - Linee appositamente costruite per l alta velocità, attrezzate per velocità dell ordine di 200 km/h Categoria III - Linee appositamente adattate o appositamente costruite per l alta velocità, aventi carattere specifico a causa di vincoli topografici o relativi al rilievo o all ambiente urbano, la cui velocità deve essere adeguata caso per caso 9

10 Specifiche Tecniche di Interoperabilità e normative di riferimento Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) Standardizzazione dei valori di tensione e frequenze nominali per le varie categorie di linee Tensione e frequenze nominali Categoria I Categoria II Categoria III c.a V 50 Hz [V] X X X c.a V 16,7 Hz [V] (1) X X c.c V [V] (2) X X c.c V [V] - X X (1) Negli Stati membri dove la rete è attualmente elettrificata a corrente alternata a 15 kv 16,7 Hz, si può usare questo tipo di sistema per le nuove linee di categoria I. Lo stesso sistema può essere usato qualora sia economicamente giustificato da parte dello Stato Membro. In questo caso non è richiesta alcuna valutazione. (2) In Italia, Spagna e Polonia si può utilizzare la tensione di 3 kv corrente continua per le linee esistenti e per i tratti di linee nuove di categoria I a 250 km/h, dove l elettrificazione con corrente alternata a 25 kv 50 Hz potrebbe perturbare il funzionamento delle apparecchiature di segnalamento a terra e a bordo sulla linea esistente. 10

11 STI Requisiti analizzati Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) In funzione della categoria di linea il sottosistema energia viene valutato per verificare la corrispondenza alle specifiche tecniche STI. Principali caratteristiche analizzate: Prestazioni del sistema e potenza istallata Frenatura a recupero Progetto della linea di contatto 11

12 STI Requisiti analizzati Tensione media utile Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) Prestazioni del sistema e potenza istallata Il sottosistema energia viene progettato per rispondere alle prestazioni richieste in termini di: Velocità della linea Frequenza minima dei treni Corrente massima del treno Fattore di potenza dei treni Orario e servizi programmati Tensione utile media La tensione utile media calcolata al pantografo deve essere conforme alla norma EN

13 Requisiti analizzati Tensione media utile CEI EN (9-88) Allegato B La qualità della tensione elettrica si misura mediante la tensione media utile Definizione della U media utile T i n periodo d integrazione o studio per il treno numero i numero di treni considerati nella simulazione U pi tensione efficace ad un dato istante alla frequenza fondamentale al pantografo del treno numero i I pi modulo della corrente efficace ad un dato istante alla frequenza fondamentale che passa dal pantografo del treno numero i 13

14 CEI EN (9-88) Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane Criteri tecnici per il coordinamento tra l alimentazione elettrica (sottostazione) e materiale rotabile per ottenere l interoperabilità Definizione dei requisiti di qualità della tensione al pantografo U media utile MINIMA Sistema di alimentazione elettrica Linee STI AV Linee convenzionali STI e linee classiche c.a V 50 Hz [V] c.a V 16,7 Hz [V] c.c V [V] c.c V [V]

15 CEI EN (9-31) Tensioni di alimentazione dei sistemi di trazione Definizione dei requisiti di qualità della tensione al pantografo U minima Sistema di elettrificazione Tensione non permanente minima Tensione permanente minima Tensione nominale Tensione permanente massima Tensione non permanente massima U min2 [V] U min1 [V] U n [V] U max1 [V] U max2 [V] c.c. (valori medi) c.a. (valori efficaci)

16 Criteri di accettazione Tensione media utile Criteri di accettazione CEI EN (9-88) 1. I valori minimi di U media utile al pantografo nelle normali condizioni di funzionamento non devono mai essere inferiori al minimo previsto da questa Norma 2. Il sistema di elettrificazione deve essere progettato in modo tale che nelle simulazioni di U media utile, in normali condizioni di funzionamento, il valore della tensione al pantografo di ogni treno non deve mai (neanche temporaneamente) essere al di sotto del valore U min1 definito dalla norma CEI EN (9-31) Il sistema di elettrificazione deve essere considerato accettabile se i requisiti 1. e 2. sono soddisfatti. 16

17 STI Requisiti esaminati Frenatura a recupero Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) Frenatura a recupero I sistemi di alimentazione di energia a corrente alternata devono essere progettati in modo da permettere l utilizzo del sistema di frenatura a recupero come freno di servizio in grado di scambiare energia, senza soluzione di continuità, con gli altri treni o con qualsiasi altro mezzo. I dispositivi di controllo e di protezione di sottostazione nel sistema di alimentazione elettrica devono consentire la frenatura a recupero. 17

18 STI Requisiti analizzati Geometria della linea di contatto Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) Progetto della linea di contatto - Parametri legati alla geometria Altezza del filo di contatto al di sopra del piano ferro Spostamento laterale in aria calma o sotto pressione del vento Materiali costituenti la linea di contatto Velocità di propagazione dell onda del filo di contatto 18

19 STI Requisiti analizzati Geometria della linea di contatto Isolatore Mensola FEEDER Corda Portante Linea di Contatto 2x25 kv ca Componenti catenaria Fune di Terra Palo LS Filo di Contatto Pendino 19

20 STI Requisiti analizzati Geometria della linea di contatto La linea aerea di contatto deve essere progettata per l uso da pantografi e treni con geometria dell archetto specificata della STI materiale rotabile ad alta velocità L altezza del filo di contatto, il gradiente del filo di contatto in relazione al binario e lo spostamento laterale del filo di contatto sotto l azione del vento laterale sono tutti aspetti da cui dipende la compatibilità della rete ferroviaria transeuropea 20

21 Sezione tipo linea all aperto AC/AV 21

22 STI Requisiti analizzati Spostamento ammesso del filo di contatto sotto l azione del vento trasversale L2 viene calcolato secondo la norma EN 50367:2006 Allegato A.3. Per le tratte AV/AC italiane L2 risulta pari a 1,06 m in base alla formula: L2 = H H C C + 2,5 R H (m) indica la somma dell altezza nominale del filo di contatto e del sollevamento massimo del pantografo C (m) indica la sopraelevazione del binario R (m) indica il raggio della curva Limite di sbandamento laterale da rispettare in curva = 1,4 L2 = 34 cm. 22

23 STI Requisiti analizzati Calcolo della flessione laterale della catenaria sotto l azione del vento trasversale Il calcolo dello spostamento massimo della catenaria rispetto all asse del binario si compone di tre fasi: Calcolo dello spostamento della catenaria dovuto al vento trasversale dalla sua condizione di riposo, senza considerare la sua posizione rispetto al tracciato; Calcolo puntuale del disallineamento geometrico di progetto della catenaria (per effetto della poligonazione, curve ecc.) Somma dei due spostamenti. 23

24 STI Requisiti analizzati Calcolo della flessione laterale della catenaria sotto l azione del vento trasversale Le situazioni più critiche sono quelle in cui il disallineamento geometrico della linea rispetto all asse del binario sono già marcate senza l azione del vento (es. curve, tratti neutri, PSS). Linea di contatto a riposo Vento Asse del tracciato Sospensione Spostamento dovuto al vento 24

25 STI Requisiti analizzati Calcolo della flessione laterale della catenaria sotto l azione del vento trasversale 25

26 STI Requisiti analizzati Materiali della linea di contatto I materiali ammessi per i fili di contatto sono il rame e la lega di rame. Il filo di contatto deve essere compatibile con i requisiti della norma EN 50149:2001, paragrafi da 4.1 a 4.3 e da 4.5 a 4.8. Linee AC/AV 2x25 kv italiane Linea di Contatto: Cu 270 mm 2 fp 120 mm 2 fc 150 mm 2 Feeder Sospensioni Isolamento Sostegni Al-Ac sez. 22,8 mm Puntone Inclinato Composito Pali Tipo LS 26

27 STI Requisiti analizzati Velocità di propagazione d onda sulla linea di contatto La velocità di propagazione d onda sui fili di contatto è un parametro caratteristico ai fini della valutazione dell adeguatezza delle linee aeree di contatto al funzionamento con l alta velocità. Questo parametro dipende dalla massa specifica e dallo sforzo specifico a trazione del filo di contatto. La velocità di propagazione d onda deve essere regolata in modo che la velocità scelta della linea non sia maggiore del 70 % della velocità di propagazione dell onda. Vp = Velocità di propagazione V p = T cp + T fc m + m cp fc Tcp = tiro della corda portante Tfc = tiro filo di contatto mcp = massa corda portante mfc = massa del filo di contatto 27

28 STI Requisiti analizzati Velocità di propagazione d onda sulla linea di contatto (Vp) V p = T cp + T fc m + m cp fc Cu-Mg AV Italiana Vp 139 m/s pari a 500 km/h 121 m/s pari a 438 km/h Tcp N N Tfc N N mcp 1,071 kg/m 1,071 kg/m mfc 1,335 kg/m 1,374 kg/m 28

29 Calcolo del tiro massimo per filo di contatto in Cu-Mg Si tratta di filo in Cu-Mg che presenta proprietà meccaniche superiori rispetto al filo tradizionale in rame: il carico di rottura passa dai N ai N. Sulla base di quanto previsto dalla norma EN il tiro massimo ammissibile, assumendo cautelativamente un consumo del 20 % della sezione, risulta pari a: Dove: Trott = carico di rottura = N N ktemp = 1 con temperature massime di 80 C per Cu-M g kwear = 0.8 per consumo filo kload = 0.95 per condizione di vento e ghiaccio keff = 1 con dispositivo di tensionatura con efficienza > 0,95 kclamp = 1 con materiali di amarro con rottura > 95 % della rottura del filo kjoint = 1 con filo senza giunzioni saldate 29

30 STI Requisiti esaminati - Interazione catenaria - pantografo Specifica Tecnica di Interoperabilità (STI), Direttiva 96/48/CE Interoperabilità del sistema ferroviario transeuropeo ad alta velocità (2008/284/CE) Progetto della linea di contatto - Parametri legati all interazione linea di contatto pantografo Forza statica di contratto Forza media di contatto Comportamento dinamico e qualità di captazione della corrente Il rispetto dei requisiti relativi al comportamento dinamico è verificato secondo la norma EN 50367:2006, paragrafo 7.2, esaminando: il sollevamento del filo di contatto la forza media di contatto Fm e la deviazione standard σmax oppure la percentuale di innesco di un arco Movimento verticale punto di contatto 30

31 STI Requisiti esaminati - Interazione catenaria - pantografo Forza statica di contatto: forza esercitata dal pantografo sul filo di contatto: Valore nominale: 70N Intervallo di applicazione:60-90n Forza media di contatto: La forza media di contatto Fm è formata dai componenti statici ed aerodinamici della forza di contatto del pantografo con correzione dinamica. Fm rappresenta un valore obiettivo da raggiungere per garantire una qualità di captazione di corrente senza alcun innesco inopportuno di un arco e per limitare l usura e il danneggiamento degli striscianti. La forza media di contatto Fm applicata da un pantografo su un filo di contatto è rappresentata come una funzione della velocità di marcia 31

32 STI Requisiti esaminati - Interazione catenaria - pantografo Forza Media di contatto per sistemi ca in funzione della velocità Per le nuove linee e in caso di adattamento linee esistenti In modo conforme alle STI Energia l andamento della F m, per linee nuove o nel caso di adattamento di linee esistenti di qualsiasi categoria, deve essere usata la curva C dove: F m (N) = 0,00097 x 10-6 x V2 + 70; e V è espressa in km/h. 32

33 STI Requisiti esaminati Requisiti relativi al comportamento dinamico e alla qualità della captazione di corrente Conforme curva C Conforme curva C S 0 è il sollevamento calcolato, simulato o misurato del filo di contatto in corrispondenza del braccio di poligonazione, in condizioni di normale esercizio. Quando il sollevamento del braccio di poligonazione è fisicamente limitato a causa della progettazione della linea aerea di contatto, è permesso ridurre lo spazio necessario a 1,5 S 0. 33

34 STI Requisiti esaminati Qualità di captazione La qualità di captazione deve essere valutata attraverso la seguente formula: Fm 3 σmax > 0 dove: Fm è la forza media di contatto; σmax è la deviazione standard alla velocità di 300 Km/h. L andamento della misura della forza di contatto tra pantografo e linea di contatto ha un andamento probabilistico di tipo Gaussiano dove Fm è il valore medio e σmax è la deviazione standard. 34

35 STI Requisiti esaminati Movimento verticale del punto di contatto Il punto di contatto è il punto di contatto meccanico tra lo strisciante e il filo di contatto. L altezza verticale del punto di contatto sopra il binario deve essere la più uniforme possibile per la lunghezza della campata; ciò è essenziale per una captazione di corrente di alta qualità. La verifica deve essere effettuata attraverso misurazioni secondo la norma EN 50317:2002 o simulazioni convalidate secondo la norma EN 50318:2002: per la velocità massima di linea della linea aerea di contatto; utilizzando la forza di contatto media Fm; per la maggiore lunghezza di campata. Ciò non deve essere verificato per le campate di sovrapposizione o per le campate sopra gli scambi. 35

36 STI Requisiti esaminati Movimento verticale del punto di contatto La differenza massima fra l altezza massima e minima del punto di contatto dinamico all interno di una campata non può superare i valori indicati nella seguente tabella. Tensione e frequenze nominali Categoria I Categoria II Categoria III CA 80 mm 100 mm CC 80 mm 150 mm Si applicano le norme nazionali Si applicano le norme nazionali 36

37 Mezzi di diagnostica e certificazione di nuove linee AV/AC F Misure statiche h DIREZIONE TECNICA GEOCAT 2 Misura dell altezza, calcolo dell elasticità ed uniformità di elasticità h e mm = N h 2 F h 1 F 1 u [%] = e max e max - e min x e min 37

38 Mezzi di diagnostica e certificazione di nuove linee AV/AC Misura delle forze d interazione catenaria-pantografo alla velocità di progetto di 300km/h 38

39 Mezzi di diagnostica e certificazione di nuove linee AV/AC L archetto costituisce il gruppo di sospensione dei portastriscianti 39

40 Interazione pantografo catenaria Parametri misurati forze verticali di spinta in corrispondenza dei punti di contatto sugli striscianti F 1, F 2 F T pantografo Strisciante 2 F 2 Strisciante 1 F 1 h LdC 40 40

41 Analisi delle misure Ampiezza dei segnali di forza a 300 km/h F T PANTOGRAFO F = forza di contatto tra pantografo e LdC La sua misura ha un andamento probabilistico di tipo Gaussiano F 1 STRISCIANTE 1 Distribuzione delle forze (%) F m = valore medio σ max = deviazione standard a 300km/h Lo strisciante 2 incontra la ldc prima dello strisciante1 F 2 STRISCIANTE 2 41

42 Forza di contatto F min > 0 per evitare distacchi del pantografo F max rispetta la seguente tabella (tenendo conto degli effetti aerodinamici) F max 42

43 Valutazione del sottosistema energia in accordo alle STI 43

44 Certificato di Conformità STI 44

45 ARCHITETTURA IMPIANTI DI TRAZIONE ELETTRICA DELLE NUOVE LINEE AV 45

46 Architettura di Sistema e dimensionamento Il sistema di alimentazione 2x25 kv ca è stato dimensionato in funzione dei seguenti parametri: Tipologia di traffico Disponibilità del sistema di alimentazione (nel caso di fuori servizio di una SSE o di una linea di alimentazione) Disponibilità dei punti di connessione alla rete di Alta Tensione Condizioni ambientali 46

47 Condizioni nominali Tipo treno: ETR 500 Composizione: Potenza richiesta: Massa: Frequenza: Frequenza di picco: v = 300 km/h Sistema Italiano 2 X 25 kv ca Specifiche generali 1M+11R+1M 12MVA 700 t 1 treno ogni 5 minuti 2,5 min Tale traffico deve essere garantito anche in condizioni di degrado Condizioni di degrado 1 trasformatore fuori servizio in ogni SSE 1 SSE fuori servizio 47

48 Sistema 2x25 kv ca : Schema semplificato architettura di alimentazione SSE ogni 50 km Potenza 2x60 MVA 2,4 MW/km PPD ogni 12 km Potenza 2x15 MVA ENEL kV SSE SOTTOSTAZIONE ELETTRICA SSE SSE PPD POSTO DI PARALLELO DOPPIO PPD PPD PPD 50 km 48

49 Principali caratteristiche del sistema elettrico di trazione 2x25kV ca Sottostazioni Elettriche (SSE) interdistanza: 50 km Potenza: 120 MVA (2x60 MVA) Posti di Autotrasformazione Interdistanza: 12 km Potenza: 30 MVA (2x15 MVA) Linea di Contatto Materiale: Rame Sezione: 270 mm 2 Feeder Materiale: Aluminio-Acciaio Diametro: 22,8 mm 49

50 Il sistema elettrico 2x25 kv ca In Italia si è deciso di adottare il sistema di elettrificazione 2x25 kv ca per le linee AV/AC in luogo del 25kV semplice I motivi della scelta di adottare tale sistema sono essenzialmente: La possibilità di alimentare un elevato traffico treni con una distanza tra le SSE maggiore rispetto al 25kV semplice (minori cadute di tensione): Minor numero di SSE e minor numero di allacci alla rete di Alta Tensione Minor impatto ambientale Minori effetti indotti sulle altre apparecchiature e sulla popolazione 50

51 Connessione con la rete di Alta Tensione L architettura del sistema di alimentazione in AT è progettata in collaborazione con Enel per ridurre gli squilibri di tensione dovuti ad un carico monofase quale quello delle SSE AC/AV V rs V tr V st 51

52 Indice di squilibrio, τ Lo squilibrio è quantificato attraverso il seguente indice: dove: τ = V i / V d % = P / P cc % V i V d P P cc Ampiezza della tensione inversa Ampiezza della tensione diretta Potenza del carico monofase potenza di c.to c.to nel nodo della rete in cui mi allaccio Perché il prelievo monofase sia accettabile è necessario che il tasso di squilibrio sia al di sotto di certi valori (1%), stabiliti dal distributore di energia sulla base di valutazioni della potenzialità della propria rete 52

53 Architettura semplificata T-R R-S S-T T-R SSE P.P. P.P. P.P. Auto-transf. Auto-transf. Auto-transf. Auto-transf. Auto-transf. Auto-transf. SSE SECT. A SECT. A SECT. A SECT. A SECT. A SECT. A IP01 IP02 IP04 IP03 IP01 IP02 IP04 IP03 SP01 SP02 SP04 SP03 IP01 IP02 IP04 IP03 IP01 IP02 IP04 IP03 IP01 IP02 IP04 IP03 SP01 SP02 SP04 SP03 SP01 SP02 SP04 SP03 SP01 SP02 SP04 SP03 SP01 SP02 SP04 SP03 TN TN TN T-R R-S S-T T-R Tensione di fase Tratto neutro Tensione di fase 53

54 Tratti a separazione di fase (STI) La progettazione dei tratti a separazione di fase deve garantire che i treni conformi alla STI (cfr. STI Materiale rotabile AV 2006, paragrafo ) possano spostarsi da un tratto a quello adiacente senza il collegamento delle due fasi. Si devono prevedere i mezzi adeguati per consentire di riavviare un treno che si è fermato all interno del tratto di separazione di fase. Il tratto neutro deve poter essere collegabile ai tratti adiacenti attraverso sezionatori controllati a distanza. 54

55 Prima configurazione del Tratto neutro AC/AV (Rm-Na) Tale schema, nato in base ai riferimenti normativi in vigore al tempo della realizzazione della Roma-Napoli, seppur semplice, presenta degli specifici vincoli nel caso di 2 pantografi consecutivi in presa: la distanza fra gli stessi deve essere maggiore di 150 m, altrimenti i pantografi alzati, anche se non elettricamente collegati, determinerebbero un corto circuito fase-fase in linea. 55

56 Configurazione del Tratto Neutro Conforme STI SCHEMA DI PRINCIPIO SCHEMA IMPIANTO 56

57 Configurazione del Tratto Neutro Conforme STI Gruppo Sezionatore - Interruttore SF 6 - Sezionatore Sezionatore sottocarico durante la prova di funzionamento in severe condizioni di ghiaccio 57

58 Protezione del tratto neutro 1a/3 ATR10 Configurazione di regime ATR20 S010 PPD S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

59 Protezione del tratto neutro 1b/3 ATR10 Configurazione di regime ATR20 S010 PPD S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

60 Protezione del tratto neutro 1c/3 ATR10 Configurazione di regime ATR20 S010 PPD S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

61 Protezione del tratto neutro 1d/3 ATR10 Configurazione di regime ATR20 S010 PPD S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

62 Protezione del tratto neutro 1e/3 ATR10 Configurazione di regime ATR20 S010 PPD S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

63 Protezione del tratto neutro 2a/3 ATR10 S010 Configurazione errata del tratto neutro attivo PPD ATR20 S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

64 Protezione del tratto neutro 2b/3 ATR10 S010 Configurazione errata del tratto neutro attivo PPD ATR20 S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

65 Protezione del tratto neutro 2c/3 ATR10 S010 Configurazione errata del tratto neutro attivo PPD ATR20 S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S03 NEUTRAL TRATTO NEUTRO SECTION Feeder LdC LdC Feeder

66 Protezione del tratto neutro 3a/3 ATR1 PPD ATR2 S010 S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S NEUTRAL SECTION 123 Neutral Section CLOSED!!! 66

67 Protezione del tratto neutro 3b/3 ATR1 PPD ATR2 S010 S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S NEUTRAL SECTION 123 Neutral Section CLOSED!!! 67

68 Protezione del tratto neutro 3c/3 ATR1 PPD ATR2 S010 S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S NEUTRAL SECTION 123 Neutral Section CLOSED!!! 68

69 Protezione del tratto neutro 3e/3 ATR1 PPD ATR2 S010 S020 I01 I02 I04 I03 S01 S02 S04 S NEUTRAL SECTION 123 Neutral Section CLOSED!!! 69

70 Guasto tratto neutro Nel caso in cui si abbia una configurazione errata dei tratti neutri, la tensione che alimenta il guasto (V g ) potrà assumere in modulo uno dei seguenti valori: V rs (V tr V st ) se le tensioni sono sfasate di 60 3 V rs (V tr V st ) se le tensioni sono sfasate di 120 2V rs (V tr V st ) se le tensioni sono sfasate di 180 S.S.E. P.P. P.P. P.P. S.S.E. Autotrasf. Autotrasf. Autotrasf. Autotrasf. Autotrasf. Autotrasf. TN TN TN 70

71 Guasto tratto neutro 1/3 SSE A TN SSE B V 1 I 1 60 V2 I 2 71

72 Guasto tratto neutro 2/3 SSE A TN SSE B V g =V 1 -V 2 I g 60 V g =V 1 -V I g 72

73 Guasto tratto neutro 3/3 SSE A TN SSE B V 1 I 1 60 V2 I 2 73

74 Guasto tratto neutro Una volta innescato il c.to c.to bifase dovuto al passaggio del pantografo, il guasto potrebbe rimane permanente tramite l arco sostenuto dalla tensione di alimentazione. Essendo l arco puramente resistivo la corrente risulta circa in fase con la tensione. Dopo un certo tempo la l.d.c. si potrebbe quindi spezzare per l eccessiva energia dissipata dall arco e il guasto evolvere in monofase franco a terra con intervento immediato delle protezioni. 74

75 Guasto tratto neutro Dalla figura si vede chiaramente il passaggio del guasto da bifase a monofase franco a terra come precedentemente illustrato. 75

76 Guasto tratto neutro Da notare che nei due casi nel corso del guasto bifase le correnti misurate nelle due SSE sono sfasate di

77 Guasto tratto neutro I provvedimenti teoricamente possibili per poter rilevare questo tipo di guasto sono i seguenti: 1. Ampliare il parallelogramma che delimita la zona di intervento della protezione distanziometrica 77

78 Guasto tratto neutro 2. Adottare una configurazione di rete tale che le tensioni di due sezioni monoalimentate contigue siano sempre sfasate di 120 o Attivare nelle protezioni la funzione di intervento per ritorni di energia: infatti nel caso di guasto bifase una delle SSE interessate vedrebbe una ingente quantità di potenza che proviene dalla linea; ciò potrebbe però causare scatti intempestivi in caso di recupero di energia per la frenatura di più di due treni in contemporanea. 78