16 GIUGNO 2015
A LTA VELOC ITA ’
RFI
Trazione Elettrica
corrente alternata
I sistemi di trazione elettrica ferroviaria
La trazione elettrica in corrente continua:
- a 1,5 kV
- a 3 kV
La trazione elettrica in corrente alternata:
- a 15 kV 16 e 2/3 Hz
- a 25 kV 50 Hz
- a 2 x 25 kV 50 Hz
trazione elettrica ferroviaria corrente alternata trifase
trazione elettrica ferroviaria corrente alternata trifase
I sistemi di trazione elettrica ferroviaria
Criteri fondamentali per la scelta del 25 kV monofase:
• Semplicità e nuove tecnologie azionamenti
• Le esigenze di interoperabilità
• Lo sviluppo dell’alta velocità ferroviaria
• Le direttive europee
• I corridoi europei che interessano l’Italia
• Le specifiche tecniche di interoperabilità (STI)
• La normativa tecnica europea
La scelta del 2 x 25 kV
La scelta del sistema TE per nuove linee ferroviarie
tiene conto de:
• Il sistema nazionale preesistente
• Le esigenze di interoperabilità
• Lo sviluppo dell’alta velocità ferroviaria
• Le direttive europee
• I corridoi europei che interessano il Paese
• Le specifiche tecniche di interoperabilità (STI)
• La normativa tecnica europea
La scelta del 2 x 25 kV
Sistema AV/AC
TE = 2x25 kVca
v ≥ 250 km/h
V > 300 km/h
Sistema
convenzionale
v ≤ 250 km/h
TE = 3 kVcc
L’introduzione del 2 x 25 kV in Italia
I principali vantaggi
MASSIMA POTENZIALITA’
MIGLIORE INTERAZIONE PANTOGRAFO
CATENARIA
MINORE IMPATTO AMBIENTALE
contenimento degli spazi occupati
contenimento dell’esposizione ai campi elettromagnetici
CONFORMITA’ CON LE STI ( specifiche tecniche interoperabilità )
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 E IMPIANTI
DI INTERFACCIA
ESIGENZA MATERIALE ROTABILE BITENSIONE
NECESSITA’ DI RIDUZIONE DELLE INTERFERENZE
ELETTROMAGNETICHE
L’introduzione del 2 x 25 kV in Italia
ELETTRO DO TTI AT
La scelta di un sistema integrato
S O T T O S T A Z IO N I
L IN E E D I C O N T A T T O
Prestazioni richieste
Dati di progetto
• TRENI AV (ETR 500 PT)
Composizione:
Potenza nominale:
Massa totale: 900 t
1M+11R+1M
12 MW
• DISTANZIAMENTO
in condizioni normali:
5 min.
in condizioni eccezionali: 2,5 min.
Prestazioni richieste
Esigenze di conformità con le STI Energia
Tensione e frequenza di alimentazione
Geometria della catenaria
Coordinamento protezioni
Tratti a separazione di fase
Qualità di captazione
La linea di trazione elettrica
Fune portante: 120 mm2 (1625 daN)
Filo di contatto: 150 mm2 (2000 daN)
Fune portante
Feeder
Filo di contatto
Trefolo di terra
Filo di contatto
Altezza LdC:
Campata:
5,30 m
60 m
La linea di trazione elettrica
Schema di principio del sistema di alimentazione a 3 kV c.c.
La linea di trazione elettrica
Schema di principio del sistema di alimentazione a 25 kV c.a. monofase
La linea di trazione elettrica
La linea di trazione elettrica
Schema di principio del sistema di alimentazione a 2 x 25 kV
La linea di trazione elettrica
Schema di principio del sistema di alimentazione a 2 x 25 kV
feeder
Linea di contatto
binario
La linea di trazione elettrica
Schema di principio del sistema di alimentazione a 2 x 25 kV
C orrente circolante nella rotaia e nel terreno sulla prima cella
Feeder - 25 kV
50 %
50 %
50 %
25 %
50 %
25 %
25 %
SSE
L.d.c. + 25 kV
Cella 1 (libera)
Cella 2 (libera)
50 %
50 %
100 %
75 %
25 %
50 % 50 %
Cella 3 (occupata)
Minori correnti disperse nel terreno
La linea di trazione elettrica
Schema di principio del sistema di alimentazione a 2 x 25 kV
Compatibilità elettromagnetica
Sistema AV/AC Interferenze
elettromagnetiche
25 kVca
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
D’altro canto le correnti di ritorno del 3 kVcc potrebbero provocare
disturbi lato AV
Compatibilità elettromagnetica
Il fenomeno dell’induzione
er
ed
Fe
C
Ld
V
aA
e
Lin
Spira inducente
SSE
2 x 25 kV
ica
r
o
t
as
e
Lin
d
Cavi tlc interferiti
CdB interferito
Compatibilità elettromagnetica
Il fenomeno della conduzione
er
ed
Fe
C
Ld
V
aA
e
Lin
Correnti
disperse
SSE
2 x 25 kV
Correnti condotte
a
ric
o
t
as
e
Lin
d
Cavi tlc interferiti
CdB interferito
Correnti condotte
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
Compatibilità elettromagnetica
Correnti disperse e correnti condotte
POSTO DI CONFINE ELETTRICO fra sistemi elettrici diversi
25 kV
POC
3 kV
Treno 25 kV
Giunto POC
Correnti disperse
Correnti condotte
Compatibilità elettromagnetica
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
