Nuove tecnologie per la sicurezza e l alta velocità ferroviaria

Transcript

1 Nuove tecnologie per la sicurezza e l alta velocità ferroviaria Il nuovo sistema di trazione elettrica a 2 x 25 kv di Alvaro Fumi

2 I sistemi di trazione elettrica ferroviaria La situazione in Europa e nel Mondo 1,5 kv cc Francia, Giappone 3 kv cc Italia, Spagna, Est Europa Potenza crescente 15 kv 16 2/3 Hz Germania, Centro Europa 2 x 25 kv 50 Hz 25 kv 50 Francia, Hz Giappone, Francia, Italia Giappone

3 I sistemi di trazione elettrica ferroviaria La situazione nei Paesi confinanti 1,5 kv cc 15 kv 16 2/3 Hz Svizzera, 15 kv 16 2/3 Hz Austria 3 kv cc Francia Slovenia

4 I sistemi di trazione elettrica ferroviaria Per l introduzione di un nuovo sistema TE si deve necessariamente tener conto de: Le caratteristiche e l estensione della rete esistente, convenzionale o storica Le politiche di sviluppo dell alta velocità ferroviaria Le direttive europee L appartenenza/connessione con i corridoi europei La rispondenza alle specifiche tecniche di interoperabilità (STI Energia)

5 L introduzione del 2 x 25 kv in Italia MASSIMA POTENZIALITA MINORE IMPATTO AMBIENTALE CONFORMITA CON LE STI I principali vantaggi MIGLIORE INTERAZIONE PANTOGRAFO CATENARIA contenimento degli spazi occupati contenimento dell esposizione esposizione ai campi elettromagnetici

6 L introduzione del 2 x 25 kv in Italia I principali problemi GESTIONE DI UN SECONDO SISTEMA DI TRAZIONE ELETTRICA RADDOPPIO DELLE TIPOLOGIE DI IMPIANTI REALIZZAZIONE POSTI DI CONFINE ELETTRICO E DI IMPIANTI DI INTERFACCIA ESIGENZA MATERIALE ROTABILE BITENSIONE RIDUZIONE INTERFERENZE ELETTROMAGNETICHE

7 L introduzione del 2 x 25 kv in Italia

8 Prestazioni richieste TRENI AV (ETR 500 PT) Composizione: Potenza nominale: Massa totale: 1M+11R+1M 12 MW 900 t Dati di progetto DISTANZIAMENTO in condizioni normali: 5 min. in condizioni eccezionali: 2,5 min.

9 Prestazioni richieste Diagramma di velocità Diagramma di potenza

10 Prestazioni richieste Conformità con le STI Energia Tensione e frequenza di alimentazione Geometria della catenaria Coordinamento protezioni Tratti a separazione di fase Qualità di captazione

11 L alimentazione in AT Schema semplificato di allacciamento elettrodotto RFI a stazione Terna STAZIONE TERNA (380 / 150 KV) Doppia sbarra a 380 kv Doppia sbarra a 150 kv Autotrasformatore dedicato 380/150 kv 250 MVA Collegamento di riserva a potenza ridotta Sbarra RFI a 150 kv kwh Impiantistica di misura e Adm di Enel Distribuzione Linea AT di RFI

12 L alimentazione in AT Schema di alimentazione primaria della tratta AV/AC Roma-Napoli ENEL ROMA EST ENEL CEPRANO ENEL S. MARIA C.V. 150 kv Fasi 4-8 Fasi 4-12 Fasi 8-12 Fasi 4-8 Fasi 4-12 D P 25 kv SSE GALLICANO SSE ANAGNI SSE S. GIOVANNI SSE VAIRANO SSE MARCIANISE

13 Gli elettrodotti in AT Tipologie di elettrodotti autostrallato a semplice terna traliccio a doppia terna traliccio a semplice terna autostrallato a doppia terna

14 Le SSE a 25 kv R S T 150 kv Caratteristiche generali Passo: Potenza: 50 km 2 x 60 MVA 60 MVA 60 MVA SA + 25 kv -25 kv 25 kv + 25 kv - 25 kv Alimentatori LdC Feeder LdC Feeder LdC Feeder LdC Feeder SA Tipico schema di una SSE a 25 kv

15 L alimentazione a 25 kv Schema tipo di alimentazione lato 2 x 25 kv SSE Gallicano SSE Anagni (fasi 4-8) Interruttore Sezionatore Chiuso Aperto (fasi 4-12) POC PCF PCF SSE S. Giovanni (fasi 4-12) POC PPS - SALONE PPD - ZAGAROLO PPD - LABICO PPD - COLLEFERRO PPD - SUPINO PPD - CECCANO

16 La linea di trazione elettrica Fune portante: 120 mm 2 (1625 dan) Filo di contatto: 150 mm 2 (2000 dan) Fune portante Feeder Filo di contatto Trefolo di terra Altezza LdC: Campata: 5,30 m 60 m Filo di contatto

17 La linea di trazione elettrica Schema di principio del sistema di alimentazione a 25 kv Feeder - 25 kv 50 % 50 % 25 % 25 % SSE 25 % L.d.c kv 50 % 50 % 50 % 75 % 100 % 25 % 50 % Cella 1 (libera) Cella 2 (libera) 50 % Cella 3 (occupata) 50 %

18 Compatibilità elettromagnetica Sistema AV/AC 25 kvca Interferenze elettromagnetiche Rete storica 3 kvcc Il sistema a 25 kv ca può provocare interferenze elettromagnetiche sugli impianti esistenti (in particolare del segnalamento e delle telecomunicazioni) Tensioni e correnti indotte/condotte possono arrecare disturbi sulla regolarità di funzionamento degli impianti del blocco automatico finora operanti proprio alla frequenza di 50 Hz D altro canto le correnti di ritorno del 3 kvcc potrebbero provocare disturbi lato AV

19 Compatibilità elettromagnetica Il fenomeno dell induzione Feeder LdC Linea AV SSE 2 x 25 kv Spira inducente d Linea storica Cavi tlc interferiti CdB interferito

20 Compatibilità elettromagnetica Andamento delle tensioni indotte su CdB paralleli alla linea a 25 kv V Cavo isolato 1 CdB Singola fuga CdB Doppia fuga 0, m

21 CdB interferito Cavi tlc interferiti Feeder LdC Compatibilità elettromagnetica Il fenomeno della conduzione Linea AV Correnti disperse Linea storica SSE 2 x 25 kv d Correnti condotte Correnti condotte

22 Provvedimenti su imbocchi e interconnessioni Per ogni binario di interconnessione e imbocco vanno inserite l unità trasformatore separatore (TS) lato 25 kv e l unità filtri lato 3 kv 25 kv POC 110 m 3 kv Filtro l.d.c. TS cavo da 120 mm 2 1 m Filtro binario Giunto 1 Giunto 2 Giunto POC 1 km 1 km L impianto prototipale del POC di Frosinone, è stato standardizzato

23 Compatibilità elettromagnetica Impianti maggiormente interferiti Circuiti di binario di stazione a singola fuga di rotaia Circuiti di binario del BACC Circuiti TLC Circuiti di bordo Impianti LP, SSE, TE

24 Compatibilità elettromagnetica Parametri in gioco Distanza tra le linee a 25 kv ca e a 3 kv cc Conduttanza di dispersione verso terra Resistenza longitudinale dei binari Dissimmetrie e squilibri sulla tensione di alimentazione

25 Tipologia dei provvedimenti da attuare A seguito dello studio teorico e delle misure e verifiche eseguite sul campo sono state studiate, progettate e verificate tutte le possibili contromisure per: - minimizzare le emissioni da parte del sistema a 25 kv, con l ottimizzazione della posizione della corda di terra - ridurre la penetrazione delle correnti di ritorno attraverso i binari e il terreno, con l attrezzaggio dei binari di interconnessione e di imbocco - ridurre i disturbi sui circuiti interferiti, con il cambio della frequenza di funzionamento dei circuiti di binario e l adozione di cavi a fibre ottiche per le telecomunicazioni

26 Provvedimenti su C. d. B. interferiti Tratte interferite Attrezzate con Distanza da linee AV Provvedimenti da adottare Binari di piena linea Blocco automatico a correnti codificate (con CdB a doppia fuga di rotaia isolata, alimentati a 50 Hz) Fino a 300 m Da 300 a 1000 m Necessario adeguamento con modifica della frequenza di lavoro (da 50 a 83,3 Hz) Opportuno adeguamento con modifica della frequenza di lavoro (da 50 a 83,3 Hz) Binari di stazione Binari secondari (con CdB a semplice fuga di rotaia isolata, alimentati a 50 Hz) Fino a 3000 m Necessario adeguamento con modifica della frequenza di lavoro (da 50 a 83,3 Hz)