Nuove Tecnologie per la Sicurezza e l Alta Velocità Ferroviaria

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Lelio Battaglia
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1 Convegno CIFI su Nuove Tecnologie per la Sicurezza e l Alta Velocità Ferroviaria Compatibilità elettromagnetica tra sistemi di trazione Correnti condotte e posti di confine elettrico tra sistemi di trazione a 25 kv ca e a 3 kv cc Enrico Cinieri Monte Porzio Catone, 30 maggio 2007

Correnti condotte e posti di confine elettrico tra sistemi di

2 25 kv - 50 Hz 3 kv cc L d C Binario Schema di principio di una interconnessione

3 25 kv - 50 Hz 3 kv cc L d C Binario Schema di principio di una interconnessione

4 Schema di una sezione di interconnessione tra una linea 2x25kV-50 Hz e una linea a 3 kv cc 2x25kV-50 Hz TS POC 3kVcc I L Feeder negativo F Trasformatore di separazione Filtri risonanti parallelo

5 Impedenza dei filtri alla temperatura di 20 C al variare della posizione delle prese [ς] Left hand track: Line filter Rail filter Right hand track: Line filter Rail filter [Tap]

6 Protezione contro i contatti tra i due sistemi 25 kvac I L ST K 1 SSZ K 2 PF S A 3 kvdc 110 m T A Ra PV Rc TV Rails F J ST J SRJ J PF

7 Interconnessione di Anagni 3 kvcc PF ST 2x25 kv 50 Hz MOROLO SUPI (km 74,579) 2x25 kv 50 Hz SGURGOLA 3 kvcc COLLEFERRO ST SSZ PF (km 60,728) Frosinone Nord COLLEFERRO (km 49,017)

8 Il campo delle prove e delle verifiche sulla Roma - Napoli PPD SUPI (km 74,579) MOROLO LINEA AV LINEA STORICA TS SSE 25 kv (km 60,728) POC SGURGOLA FL Interconnessione Frosinone PPD COLLEFERRO (km 49,017) COLLEFERRO

9 Sito di prova Schema della interconnessione di Anagni. B A ST SCZ PF I L I L I TS I B RC I B I B C V B interconnection V B I L P2 I L P1 25 kv I B IF V L V F Feeder Running rail I B I F SUPI 12,5 km 12,5 km CECCA

10 Stazione mobile di alimentazione per prove in linea a tensione ridotta + 25 k V V (in steps of 100 V) Contact line - 25 k V V (in steps of 100 V) Feeder S1 TV1 Fuse TA1 TR 350 KVA SC 1000 V SP + 0 TA2 TA3 I 2a TV2 I 2b TV TA4 I 2c Recording apparatus Rails

V) Feeder S1 TV1 Fuse TA1 TR 350 KVA SC 1000 V 900 800 700 600 500 0 0 500 SP + 0

11 Stazione mobile di energia Feeder LdC 25 kv V V A STAZIONE MOBILE DI ENERGIA

12 Simulazione di treno in transito tra l Unit l Unità TS e il POC Interconnessione TS Cortocircuito mobile POC FILTRI 25 kv LdC Linea AV Binario Feeder Stazione Mobile di Energia PPD SUPI

13 C B A SGURGOLA SC 2 SC 3 SC 1 25 kv Contact line RAIL Feeder

14 Configurazione di prova P3.5 (18 luglio 2003) COLLEFERRO SM ST SSZ PF 0,03 A P6 2,05 A 25 kvac 3 kvdc COLLEFERRO SUPI 45 A 47 V 15,5 A 3,07 A 187 A P3 46 A 25 kv 142 A 778 V 240 A 92 A 46 A 789 V 46 A MS SUPI CECCA

15 Configurazione di prova P3.2 (18 luglio 2003) COLLEFERRO MS ST SSZ PF P6 0,05 A 3,4 V 25 kvac 3 kvdc SUPI 15,0 V 4,09 A 0,02 A COLLEFERRO 187 A P3 45 A 25 kv 141 A 777 V 237 A 90 A 45 A 789 V 45 A MS SUPI CECCA

16 Configurazione di prova P4.1 (18 luglio 2003) COLLEFERRO MS ST SSZ PF P4 P6 0,04 A 199 A 198 A 2,62 V 25 kvac 3 kvdc SUPI 117 V 0,02 A 5 V 6,3 V COLLEFERRO 157 A 38 A 25 kv 119 A 778 V 76 A 38 A 788 V 38 A MS SUPI CECCA

17 Configurazione di prova PA.1 (8 settembre 2003) COLLEFERRO ST SSZ MS PF P5 P6 0,037 A P7 25 kvac 3 kvdc SUPI 126,5 A 6,0 V 125,6 A F 125,5 A 5,0 A 0,035 A 124 A 25 kv 126 A 186 V 188 V MS SUPI CECCA

18 Configurazione di prova PA.8 (8 settembre 2003) COLLEFERRO MS ST SSZ PF P5 P6 3,3 A P7 168 A 168,2 A 25 kvac 3 kvdc SUPI 95,3 A 31,8 A 3,3 A 166 A 25 kv 167 A 188 V 189 V MS SUPI CECCA

19 Carico in A Alimentazione da Colleferro Prova. TS Filtri IC [A] IPOC [%] IF [%] ID [%] P P 5.5 SI , P 5.3 SI 192 7, P 5.4 SI (*) , (*) con collegamento diretto al binario

6 10.7 P 5.5 SI 213 13,7 0.5 13.1 P 5.3 SI 192 7,0 2.3 4.

20 Carico in A Alimentazione da Anagni Prova TS Filtri IC [A] IPOC [%] IF [%] ID [%] P A P A7 SI P A2 SI SI (*) P A1 SI SI (*) con collegamento diretto al binario

21 Carico in B Alimentazione da Colleferro Prova. TS Filtri IC [A] IPOC [%] IF [%] ID [%] P P 4.5 SI P4.3 SI P4.4 SI (*) P 4.2 SI SI (*) con collegamento diretto al binario

22 Carico in C Alimentazione da Colleferro Prova. TS Filtri IC [A] IPOC [%] IF [%] ID [%] P SI P3.3 SI P3.4 SI (*) P3.2 SI SI (*) con collegamento diretto al binario

23 Caso Situazioni di impianto con simulazione di treno in transito prima del giunto del POC lato 25 kv (per ogni 100 A di assorbimento) TS Giunti POC FL Correnti a 50 Hz sfuggenti dal POC verso linea a 3 kv [A] 1 Giunti TS, FL cortocircuitati e POC aperto 0,28 2 Giunti TS, POC e FL cortocircuitati 1,96 3 TS inserito e giunto POC e FL cortocircuitati 1,51 4 Giunto TS e POC cortocircuitati e FL inserito 0,05 5 TS e FL inseriti, giunto POC cortocircuitato 0,02 6 TS e FL inseriti e giunto POC aperto Trascurabile

24 P 1 P 2 25 kv 50 Hz 3 kvdc SC 1 I SSE SC 2 I LINE I TRAIN I TS I POC

25 Prove penetrazione corrente continua (11/11/2003) POSIZIONE TRE TS POC I SSE [A] I LINEA [A] I TS [A] I POC [A] I TRE [A] P 1 B B P 1 IN B P 1 IN A P 2 IN B P 2 B B Treno a regolazione reostatica bloccato in P1 o P2 - Corrente assorbita nelle prove = A. A= Giunto aperto; B= Giunto By-passato; IN= TS inserito

26 Conclusioni La campagna di misure effettuata ha mostrato che: in corrispondenza delle sezioni di interconnessione tra linee a 25 kv-50hz e linee a 3 kv cc, in assenza di provvedimenti, l ampiezza delle correnti disturbanti che verrebbe immessa nei binari e nella linea di contatto è elevata, incompatibile con i sistemi di segnalamento a correnti codificate a 50 Hz.

27 i filtri costituiscono uno sbarramento molto efficace per le correnti alternate immesse nel tratto di binario in cc della interconnessione. Il trasformatore di separazione, con il particolare collegamento al binario adottato, esplica non solo una funzione di limitazione delle correnti di cui trattasi ma anche di quelle disperse nel terreno, che scorrendo in quest ultimo possono andare a disturbare circuiti di segnalamento di linee distanti.

28 L adozione di entrambi i provvedimenti (trasformatore di separazione e filtro risonante parallelo) determina una riduzione delle correnti disturbanti immesse nella sezione di innesto nella linea in corrente continua a valori non pericolosi in ogni possibile condizione di esercizio.

29 Altro effetto dell adozione del trasformatore di separazione è quello dello sbarramento delle correnti continue che altrimenti verrebbero immesse nella sezione in alternata e potrebbero determinare saturazione e malfunzionamento dei trasformatori di sottostazione e a bordo dei convogli sull AV.

30 Bibliografia Cinieri E., Alvaro Fumi, G. Guidi Buffarini, V. Salvatori. Interference assessement at the Interface Between 2 AC 25 kv 50 Hz and DC 3 kv Systems. Elektrische Bahnen; Zentralblatt Fuer Elektrischen Zugbetrieb Und Alle Arten Von Triebfahrzeugen Mit Elektrischem Antrieb. ISSN: n

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