Система тягового питания Amtraks 60 Гц - Amtraks 60 Hz traction power system

An АЭМ-7 электровоз привозит поезд Amtrak в Южный вокзал, Бостон, 2001 г.

Amtrak управляет Система тягового питания 60 Гц вдоль Северо-восточный коридор между Нью-Хейвен, Коннектикут,^{[примечание 1]} и Бостон, Массачусетс. Эта система была построена в конце 1990-х и снабжает локомотивы энергией от подвесная контактная сеть при 25 кВ, 60 Гц. Система также широко известна как Электрификация севера, в отличие от Электрификация Саутенда который проходит от Нью-Йорка до Вашингтона, округ Колумбия.

История

В 1992 году Конгресс принял Закон об авторизации и развитии Amtrak требуя от Amtrak наладить высокоскоростное железнодорожное пассажирское сообщение между Нью-Йорком и Бостоном. Цель заключалась в том, чтобы сократить время в пути по этому коридору с 4,5 часов до менее 3 часов. Ожидается, что доходы от этой услуги сыграют решающую роль в оказании помощи Amtrak в достижении операционной самодостаточности к 2003 году. Прежде чем Amtrak сможет начать высокоскоростное железнодорожное сообщение, необходимо было электрифицировать 155 миль (249 км) железнодорожной линии между Нью-Хейвеном и Бостоном. . Раньше электрифицирован Метролайнер услуга была доступна между Вашингтоном, округ Колумбия, и Нью-Хейвеном, Коннектикут. В Нью-Хейвене компании Amtrak пришлось перейти на дизельный локомотив, чтобы завершить поездку в Бостон. В дополнение к более высоким рабочим скоростям, возможным благодаря электрифицированному обслуживанию, Amtrak также экономит время, затрачиваемое на переключение локомотивов. К тому времени, когда проект был завершен, Amtrak, как ожидалось, потратила более 600 миллионов долларов на электрификацию линии между Нью-Хейвеном и Бостоном.^[1] Включая обширные усовершенствования путей и инфраструктуры, помимо электрификации, проект обошелся в 1,6 миллиарда долларов.^[2]

В декабре 1995 года Amtrak заключила контракт на 321 миллион долларов с Бальфур Битти Строительство, Inc./Mass. Electric Construction (BBC / MEC) для проверки и завершения Моррисон-Кнудсен спроектировать и построить систему электрификации. Система должна была быть завершена к июню 1999 года; Церемония закладки фундамента системы электрификации состоялась в июле следующего года.

Подход к Южный вокзал, Бостон, на котором изображена электрифицированная дорога (слева) и массивный комплекс дорог, которые строились одновременно с электрификацией.

Подрядчик Amtrak столкнулся с трудными рабочими условиями в Терминал Бостона из-за большой работы, проводимой для Проект центральной артерии, в котором участвовало более 500 сотрудников только в районе Южного Бостонского терминала и требовалось складировать на месте большое количество тяжелого строительного оборудования и материалов. Проект Центральной артерии продолжался до начала проекта электрификации. Еще одним фактором, затрудняющим работы по электрификации в районе аэровокзала Бостона, является большой объем железнодорожного сообщения. Более 250 Транспортное управление Массачусетского залива (MBTA) пригородные поезда и 20 поездов Amtrak курсируют через этот район ежедневно. В результате иногда было трудно вывести рельсы из строя для проведения работ по электрификации.

Электрификация работает на пятерке разводные мосты между Old Saybrook и мистика в Коннектикуте также было непросто, поскольку для каждого из них требовалось уникальное решение для электрификации и строительства. Мосты соединяют оживленные водные пути, используемые прогулочными судами, коммерческими перевозчиками и военными. В отличие от большинства разводных автомобильных мостов, эти мосты обычно открыты и закрываются только для того, чтобы обеспечить движение поездов.^[1]

После нескольких задержек 31 января 2000 года началось сообщение с электровозами между Нью-Хейвеном и Бостоном.^[3] Amtrak начал использовать свой высокоскоростной Acela Express 11 декабря 2000 г.^[4]

Типы станций

Архитектура системы

Контактный полюс системы. Контактные и контактные тросы натянуты индивидуальными компенсаторами натяжения.

Базовый системный блок - это элементарный электрический участок состоящий из сегмента одной или нескольких параллельных дорожек, каждая из которых имеет непрерывный контактный (или контактный или троллейный) провод для пантографа локомотива и электрически отдельную подающую проволоку. Элементарные электрические секции разделены разрывы разделов где контактные и питающие провода могут прерываться пневматическими выключателями с электроприводом для изоляции секции в случае неисправности или для проведения технического обслуживания.

An электрическая секция представляет собой набор элементарных электрических секций, секционных разрывов, воздушных выключателей и параллельных станций между подстанция и коммутационная станция.

На каждой подстанции однофазная энергия, подаваемая коммунальными предприятиями, преобразуется и вводится в две электрические секции, заканчивающиеся на этой подстанции. В системе восемь электрических секций, по две на каждую подстанцию. Подстанции приводят в действие контактные и подводящие провода в разделенная фаза расположение каждого провода на 25 кВ относительно заземленных рельсов с 50 кВ между ними.

При периодически разнесенных параллельные станции внутри каждой электрической секции контактные провода рельсов соединены вместе с одной стороной автотрансформатор и питающие провода соединены вместе с другой стороной автотрансформатора. Центральный ответвитель автотрансформатора подключается к заземленным ходовым рельсам, которые возвращают ток от локомотивов. Таким образом, параллельные станции снижают падение напряжения, питая локомотив с обоих направлений по его контактному проводу и распределяя нагрузку по всем контактным и питающим проводам многодорожечной системы. Схема с расщепленной фазой также повышает эффективность работы при 50 кВ, в то время как максимальное напряжение относительно земли остается всего 25 кВ. (Тот же метод расщепленной фазы используется в домах в Северной Америке для питания нагрузок высокой мощности, таких как кондиционеры, с эффективностью источника питания 240 В при сохранении преимуществ безопасности источника питания 120 В.)

Подстанции

Есть четыре подстанции между Нью-Хейвеном и Бостоном:

• Бранфорд, штат Коннектикут
• Нью-Лондон, Коннектикут
• Уорик, Род-Айленд
• Шарон, Массачусетс

Каждая станция содержит два трансформатора от 115 кВ (однофазный) до 50 кВ (однофазный с центральным ответвлением) для преобразования напряжения передачи, подаваемого электросетью, в тяговое напряжение 50 кВ. Установлены выходные автоматические выключатели, конденсаторная фильтрующая сеть. Блоки фильтров подавляют высокочастотные (то есть все, что выше 60 Гц) гармоники в контактных линиях, генерируемые твердотельными инверторами тяговых двигателей локомотивов. Фильтры также обеспечивают поддержку реактивной мощности и корректируют коэффициент мощности. Электрификация Amtrak 60 Гц распределяет мощность с использованием ± 25 кВ от земли через центральный ответвитель трансформаторов 115/50 кВ. Эта система также известна как 2 × 25 кВ.

Коммутационные станции

Три коммутационные станции являются эквивалентом подстанций распределительного уровня, которые преобразуют электричество более высокого напряжения в напряжение 25 кВ, и расположены вдоль линии, разделяющей различные электрические секции (зоны мощности):

• Вестбрук, Коннектикут
• Ричмонд, Род-Айленд
• Нортон, Массачусетс

Коммутационные станции содержат три автотрансформаторы аналогичны параллельным станциям (у которых есть одна), а также имеют дополнительные автоматические выключатели, позволяющие сегментировать контактную сеть и перекрестные соединения между зонами питания.

Электрические секции охватывают оба пути между подстанцией и соседними коммутационными станциями. Обычно мощность не течет с одной стороны коммутационной станции на другую; это похоже на две соседние параллельные станции, которые обслуживают разные электрические секции. В случае вывода подстанции из эксплуатации на коммутационных станциях устанавливаются дополнительные выключатели, позволяющие запитать электрическую секцию из соседней секции.

Поскольку коммутационные станции, как и подстанции, обычно разделяют электрические секции с разными источниками питания (и, следовательно, с разными фазами или напряжением), нейтральная секция^{[заметка 2]} всегда занимает путь между двумя электрическими секциями.

В случае неисправности в одном элементарном электрическом участке коммутационная станция может «запитать» дальнюю часть затронутого пути от неповрежденного пути, который питающая подстанция питает ближний конец.

Параллельные станции

Станция параллельной обработки в Стонингтоне

Станция параллельной обработки Ноанк

18 параллельные станции расположены с интервалом примерно в шесть миль^[6] вдоль линии. Каждый из них содержит один автотрансформатор (за исключением Roxbury, у которого их два), автоматические выключатели, воздушные выключатели с электроприводом и шкаф управления. Автотрансформаторы рассчитаны на 10 МВА, полное сопротивление 1,2%, двухобмоточные, 27,5 кВ.^[7]

Каждая параллельная шина станции подключается к северной и южной контактной сети и фидерным линиям через автоматические выключатели. Автотрансформатор подключается к шинам дополнительным автоматическим выключателем. Автоматические выключатели на параллельных станциях срабатывают при отсутствии напряжения. Таким образом, когда неисправность линии вызывает отключение выключателей питающей подстанции, параллельно срабатывают станции. Это действие разделяет две дорожки друг от друга электрически и позволяет подстанции автоматически восстанавливать одну из дорожек (исправную). После переменной задержки (для уменьшения одновременного пускового тока) реле перенапряжения повторно отключают рельсовые выключатели на неповрежденном рельсе.

Список станций

Схема подстанций вдоль Северной электрификации

Сопоставьте все координаты, используя: OpenStreetMap

Скачать координаты как: KML  · GPX

Станции электрификации Amtrak Northend

Депутат[8]	Состояние	Муниципалитет	Тип	Координаты	Комментарии
228.49	MA	Бостон (Юг)	Нет данных		Конец электрификации
226.12	MA	Роксбери	Параллельная станция	42 ° 19′59 ″ с.ш. 71 ° 05′37 ″ з.д. / 42,3331 ° с.ш. 71,0937 ° з.д. / 42.3331; -71.0937 (Параллельная станция Roxbury)
219.08	MA	Readville	Параллельная станция	42 ° 14′11 ″ с.ш. 71 ° 08′03 ″ з.д. / 42,2365 ° с.ш. 71,1343 ° з.д. / 42.2365; -71.1343 (Параллельная станция Readville)
212.36	MA	Шарон	Подстанция	42 ° 08′39 ″ с.ш. 71 ° 09′51 ″ з.д. / 42.1442 ° с.ш. 71.1642 ° з.д. / 42.1442; -71.1642 (Подстанция Шарон)
204.98	MA	East Foxboro	Параллельная станция	42 ° 02′44 ″ с.ш. 71 ° 12′39 ″ з.д. / 42,0456 ° с.ш. 71,2107 ° з.д. / 42.0456; -71.2107 (Параллельная станция East Foxboro)
198.68	MA	Нортон	Коммутационная станция	41 ° 58′08 ″ с.ш. 71 ° 15′55 ″ з.д. / 41,969 ° с.ш. 71,2652 ° з.д. / 41.969; -71.2652 (Коммутационная станция Norton)
193.41	MA	Attleboro	Параллельная станция	41 ° 54′13 ″ с.ш. 71 ° 19′22 ″ з.д. / 41,903555 ° с.ш. 71,322914 ° з.д. / 41.903555; -71.322914 (Параллельная станция Attleboro)
187.60	RI	Провиденс	Параллельная станция	41 ° 51′38 ″ с.ш. 71 ° 24′23 ″ з.д. / 41,860604 ° с.ш. 71,406251 ° з.д. / 41.860604; -71.406251 (Параллельная станция Providence)
181.89	RI	Элмвуд	Параллельная станция	41 ° 47′53 ″ с.ш. 71 ° 25′43 ″ з.д. / 41.798065 ° с.ш. 71.42868 ° з.д. / 41.798065; -71.42868 (Параллельная станция Elmwood)
176.94	RI	Warwick	Подстанция	41 ° 43′57 ″ с.ш. 71 ° 26′26 ″ з.д. / 41.732459 ° с.ш. 71.440597 ° з.д. / 41.732459; -71.440597 (Подстанция Варвик)
169.82	RI	Восточный Гринвич	Параллельная станция	41 ° 38′04 ″ с.ш. 71 ° 27′50 ″ з.д. / 41.634505 ° с.ш. 71.463999 ° з.д. / 41.634505; -71.463999 (Параллельная станция East Greenwich)
161.81	RI	Эксетер	Параллельная станция	41 ° 31′33 ″ с.ш. 71 ° 31′08 ″ з.д. / 41,525942 ° с.ш. 71,518782 ° з.д. / 41.525942; -71.518782 (Параллельная станция Exeter)
157.15	RI	Кингстон	Параллельная станция	41 ° 28′32 ″ с.ш. 71 ° 34′29 ″ з.д. / 41,475541 ° с.ш. 71,57462 ° з.д. / 41.475541; -71.57462 (Параллельная станция Kingston)
150.15	RI	Ричмонд	Коммутационная станция	41 ° 26′15 ″ с.ш. 71 ° 41′24 ″ з.д. / 41,437637 ° с.ш. 71,689892 ° з.д. / 41.437637; -71.689892 (Коммутационная станция Ричмонд)
145.19	RI	Брэдфорд	Параллельная станция	41 ° 23′41 ″ с.ш. 71 ° 45′39 ″ з.д. / 41.394712 ° с.ш. 71.760969 ° з.д. / 41.394712; -71.760969 (Параллельная станция Брэдфорд)
139.97	CT	Государственная линия	Параллельная станция	41 ° 21′52 ″ с.ш. 71 ° 50′25 ″ з.д. / 41,3644 ° с.ш. 71,8403 ° з.д. / 41.3644; -71.8403 (Параллельная станция State Line)
134.70	CT	Stonington	Параллельная станция	41 ° 20′25 ″ с.ш. 71 ° 55′31 ″ з.д. / 41,3403 ° с.ш.71,9254 ° з.д. / 41.3403; -71.9254 (Параллельная станция в Стонингтоне)
129.50	CT	Ноанк	Параллельная станция	41 ° 19′24 ″ с.ш. 71 ° 59′54 ″ з.д. / 41,3234 ° с.ш. 71,9984 ° з.д. / 41.3234; -71.9984 (Параллельная станция Ноанк)
123.56	CT	Нью-Лондон	Подстанция	41 ° 21′46 ″ с.ш. 72 ° 05′35 ″ з.д. / 41,3629 ° с.ш.72,093 ° з. / 41.3629; -72.093 (Подстанция Нью-Лондон)	Трансформаторы качественно отделены от дорожного полотна; цепные питатели работают под землей.
117.54	CT	Жернов	Параллельная станция	41 ° 18′59 ″ с.ш. 72 ° 09′52 ″ з.д. / 41.3164 ° с.ш. 72.1644 ° з.д. / 41.3164; -72.1644 (Станция параллельной обработки жерновов)
109.30	CT	Старый Лайм	Параллельная станция	41 ° 17′48 ″ с.ш. 72 ° 18′16 ″ з.д. / 41.2966 ° с.ш. 72.3044 ° з.д. / 41.2966; -72.3044 (Параллельная станция Old Lyme)
103.10	CT	Westbrook	Коммутационная станция	41 ° 17′24 ″ с.ш. 72 ° 24′40 ″ з.д. / 41.2900 ° с.ш. 72.4112 ° з.д. / 41.2900; -72.4112 (Коммутационная станция Вестбрук)
98.87	CT	Grove Beach	Параллельная станция	41 ° 16′36 ″ с.ш. 72 ° 29′15 ″ з.д. / 41,2768 ° с.ш. 72,4875 ° з.д. / 41.2768; -72.4875 (Параллельная станция Grove Beach)
92.19	CT	Мэдисон	Параллельная станция	41 ° 17′02 ″ с.ш. 72 ° 36′40 ″ з.д. / 41,2840 ° с.ш. 72,6112 ° з.д. / 41.2840; -72.6112 (Параллельная станция Мэдисон)
86.10	CT	Остров Иитес	Параллельная станция	41 ° 15′56 ″ с.ш. 72 ° 43′30 ″ з.д. / 41,2655 ° с. Ш. 72,7250 ° з. / 41.2655; -72.7250 (Параллельная станция на острове Литес)
78.96	CT	Брэнфорд	Подстанция	41 ° 17′03 ″ с.ш. 72 ° 51′13 ″ з.д. / 41,2841 ° с.ш. 72,8537 ° з.д. / 41.2841; -72.8537 (Подстанция Бранфорд)	Трансформаторы расположены Н. И-95.
73.6	CT	Перемычка Милл Ривер	Нет данных	41 ° 18′41 ″ с.ш. 72 ° 54′42 ″ з.д. / 41.311281 ° с.ш. 72.911775 ° з.д. / 41.311281; -72.911775 (Блокировка реки Милл (южный конец электрификации Amtrak 25 кВ))	Конец системы 25 кВ, 60 Гц

Смотрите также

• Электрификация железных дорог переменного тока 25 кВ
• Система тягового усилия 25 Гц Amtrak работает на южных участках Северо-восточного коридора
• Перечень систем электрификации железных дорог
• Воздушные линии
• Железнодорожное сообщение Север – Юг
• Система тягового усилия 25 Гц SEPTA

Примечания

1. В частности, система 25 кВ компании Amtrak начинается у реки Милл-Ривер, примерно в двух милях к северу от станции Нью-Хейвен. 41 ° 18′41 ″ с.ш. 72 ° 54′42 ″ з.д. / 41.311281 ° с.ш. 72.911775 ° з.д. / 41.311281; -72.911775 (Блокировка реки Милл (южная оконечность электрификации Amtrak 25 кВ))
2. Термины «обрыв фазы»,нейтральный раздел ', и 'мертвая секция 'в просторечии меняются местами. Агарвал называет их «нейтральными секциями».^[5] В бывших PRR частях системы Amtrak они были бы известны как «мертвые секции».

Рекомендации

1. Генеральный инспектор Федерального управления железных дорог (14 декабря 1999 г.). «Отчет о проекте электрификации высокоскоростных железных дорог Amtrak» (PDF). Получено 28 сентября, 2017. Отчет №: RT-2000-020
2. Люк, Томас Дж. (10 марта 1999 г.). «Amtrak представляет свою пулю для Бостона». Нью-Йорк Таймс.
3. Миддлтон, Уильям Д. (Март 2003 г.). «Супер железная дорога». Поезда. 63 (3): 36–59. ISSN  0041-0934.
4. «Новая служба Hit-Speed ​​компании Amtrak сошла с рельсов из-за механической проблемы». Лос-Анджелес Таймс. Ассошиэйтед Пресс. 13 декабря 2000 г.
5. Агарвал, К. (2002). Система автоматической локализации и локализации повреждений воздушных линий электропередачи.. 2002 Совместная железнодорожная конференция ASME / IEEE. п. 117. Дои:10.1109 / RRCON.2002.1000103..
6. ЭДС, п. 5.
7. Натараджан и др., п. 453.
8. Натараджан и др., п. 451.

Процитированные работы

• Натараджан, Р .; Imece, A.F .; Popoff, J .; Agarwal, K .; Мелиопулос, С. «Подход к анализу системного заземления Amtrak проекта электрификации северного направления». Летнее собрание Энергетического общества, 1999 г.. 1: 451–456. Дои:10.1109 / PESS.1999.784390.
• Министерство транспорта США: Федеральное управление железных дорог (октябрь 2006 г.). «Мониторинг ЭМП в северо-восточном коридоре Amtrak: измерения и анализ после электрификации» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 27 мая 2010 г.. Получено 26 декабря, 2010.

дальнейшее чтение

• Заявление о воздействии на окружающую среду: Том 1, Том 2, Том 3
• Министерство транспорта США: Федеральное управление железных дорог (декабрь 1999 г.). «Отчет об аудите проекта электрификации высокоскоростных железных дорог Amtrak». Архивировано из оригинал 21 июля 2011 г.. Получено 26 декабря, 2010.
• Шанс, E.E. (1997). «Системная совместимость HST». Железнодорожная конференция, 1997., Труды 1997 IEEE / ASME Joint: 1–9. Дои:10.1109 / RRCON.1997.581346.
• Sutherland, P.E .; Waclawiak, M .; МакГранаган, М. Ф. (июнь 2005 г.). «Анализ гармоник, фликера и дисбаланса изменяющихся во времени однофазных тяговых нагрузок в трехфазной системе» (PDF). Материалы Международной конференции по переходным процессам в электроэнергетических системах 2005 г.. S2CID  24727674. ИПСТ05 - 091. В архиве (PDF) из оригинала 18 июля 2011 г.