Amtrak управляет системой тягового электроснабжения 60 Гц вдоль Северо-восточного коридора между Нью-Хейвеном, Коннектикут , [примечание 1] и Бостоном, Массачусетс . Эта система была построена в конце 1990-х и снабжает локомотивы электроэнергией от воздушной контактной сети переменным током 25 кВ с частотой 60 Гц. Система также широко известна как Электрификация Северного , в отличие от Электрификации Саутенда, которая проходит от Нью-Йорка до Вашингтона, округ Колумбия.
История
В 1992 году Конгресс принял Закон о разрешении и развитии Amtrak, обязывающий 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 смог начать высокоскоростное железнодорожное сообщение, необходимо было электрифицировать 155 миль (249 км) железнодорожной линии между Нью-Хейвеном и Бостоном. . Ранее электрифицированная служба Metroliner была доступна между Вашингтоном, округ Колумбия, и Нью-Хейвеном, штат 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. Ожидается, что к моменту завершения проекта Amtrak потратит более 600 миллионов долларов на электрификацию линии между Нью-Хейвеном и Бостоном. [1] Включая обширные улучшения железнодорожных 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 компанией Balfour Beatty Construction , Inc./Mass. Electric Construction (BBC / MEC), чтобы проверить и завершить проект Моррисона-Кнудсена и построить систему электрификации. Система должна была быть завершена к июню 1999 года; Церемония закладки фундамента системы электрификации состоялась в июле следующего года.
Подрядчик Amtrak столкнулся с трудными рабочими условиями в районе терминала Бостона из-за обширной работы, проводимой для проекта Центральной артерии , в которой участвовало более 500 сотрудников только в районе терминала Южного Бостона и требовалось хранение на месте большого количества тяжелых строительных конструкций. оборудование и расходные материалы. Проект Центральной артерии продолжался до начала проекта электрификации. Еще одним фактором, затрудняющим работы по электрификации в районе аэровокзала Бостона, является большой объем железнодорожного сообщения. Ежедневно через этот район курсируют более 250 пригородных поездов Управления транспорта Массачусетского залива (MBTA) и 20 поездов Amtrak. В результате иногда было трудно вывести рельсы из строя для проведения работ по электрификации.
Работы по электрификации пяти разводных мостов между Old Saybrook и Mystic в Коннектикуте также были сложной задачей, поскольку каждый из них требовал уникального проекта электрификации и конструктивного решения. Мосты пересекают 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 начала использовать свою высокоскоростную службу Acela Express 11 декабря 2000 года. [4]
Типы станций
Архитектура системы
Базовый системный блок представляет собой элементарную электрическую секцию, состоящую из сегмента одной или нескольких параллельных дорожек, каждая из которых имеет непрерывный контактный (или контактный, или троллейный) провод для пантографа локомотива и электрически раздельный питающий провод. Элементарные электрические секции разделены разрывами секций, где контактный и питающий провода могут быть прерваны с помощью пневматических выключателей с электроприводом, чтобы изолировать секцию в случае неисправности или для проведения технического обслуживания.
Электрическая секция представляет собой совокупность элементарных электрических секций, разрывов разделов, воздушные выключатели и распараллеливания станций между ПС и коммутационной станции .
На каждой подстанции однофазная энергия, подаваемая коммунальными предприятиями, преобразуется и подается в две электрические секции, заканчивающиеся на этой подстанции. В системе восемь электрических секций, по две на каждую подстанцию. Подстанции приводят в действие контактные и питающие провода в схеме с разделением фаз, так что каждый провод находится под напряжением 25 кВ по отношению к заземленным рельсам с 50 кВ между ними.
На периодически расположенных параллельных станциях в каждой электрической секции контактные провода рельсов соединяются вместе с одной стороной автотрансформатора, а питающие провода соединяются вместе с другой стороной автотрансформатора. Центральный отвод автотрансформатора подключается к заземленным ходовым рельсам, которые возвращают ток от локомотивов. Таким образом, параллельные станции уменьшают 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
Между Нью-Хейвеном и Бостоном есть четыре подстанции :
- 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 эквивалентны подстанциям 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 автотрансформатора, аналогичные параллельным станциям (у которых есть один), а также имеют дополнительные автоматические выключатели, позволяющие сегментировать контактную сеть и перекрестные соединения между зонами мощности.
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 строя 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 [примечание 2] всегда занимает путь между двумя электрическими секциями.
В случае неисправности в одной элементарной электрической секции, коммутационная станция может «подавать обратную связь» на дальнюю часть затронутого пути от неповрежденного пути, который питающая подстанция питает ближний конец.
Параллельные станции
Восемнадцать параллельных станций 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 обнаружении отсутствия напряжения. Таким образом, когда неисправность линии вызывает срабатывание выключателей питающей подстанции, срабатывают также параллельные 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
Сопоставьте все координаты с помощью: OpenStreetMap |
Скачать координаты как: KML |
МП [8] | Состояние | Муниципалитет | Тип | Координаты | Комментарии |
---|---|---|---|---|---|
228,49 | MA | Бостон (Юг) | N / A | 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. | |
219,08 | MA | Readville | Параллельная станция | 42 ° 14′11 ″ с.ш., 71 ° 08′03 ″ з.д. / 42.2365 ° с.ш. 71.1343 ° з.д. | |
212,36 | MA | Шарон | Подстанция | 42 ° 08′39 ″ с.ш., 71 ° 09′51 ″ з.д. / 42.1442 ° с.ш. 71.1642 ° з.д. | |
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. | |
198,68 | MA | Нортон | Коммутационная станция | 41 ° 58′08 ″ с.ш. 71 ° 15′55 ″ з.д. / 41,969 ° с.ш. 71,2652 ° з.д. | |
193,41 | MA | Attleboro | Параллельная станция | 41 ° 54′13 ″ с.ш. 71 ° 19′22 ″ з.д. / 41,903555 ° с.ш. 71,322914 ° з.д. | |
187.60 | RI | Провиденс | Параллельная станция | 41 ° 51′38 ″ с.ш. 71 ° 24′23 ″ з.д. / 41,860604 ° с. Ш. 71,406251 ° з. | |
181,89 | RI | Элмвуд | Параллельная станция | 41 ° 47′53 ″ с.ш. 71 ° 25′43 ″ з.д. / 41,798065 ° с.ш. 71,42868 ° з.д. | |
176,94 | RI | Warwick | Подстанция | 41 ° 43′57 ″ с.ш. 71 ° 26′26 ″ з.д. / 41.732459 ° с.ш. 71.440597 ° з.д. | |
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. | |
161,81 | RI | Эксетер | Параллельная станция | 41 ° 31′33 ″ с.ш. 71 ° 31′08 ″ з.д. / 41,525942 ° с.ш. 71,518782 ° з.д. | |
157,15 | RI | Кингстон | Параллельная станция | 41 ° 28′32 ″ с.ш. 71 ° 34′29 ″ з.д. / 41,475541 ° с.ш. 71,57462 ° з.д. | |
150,15 | RI | Ричмонд | Коммутационная станция | 41 ° 26′15 ″ с.ш. 71 ° 41′24 ″ з.д. / 41,437637 ° с.ш. 71,689892 ° з.д. | |
145,19 | RI | Брэдфорд | Параллельная станция | 41 ° 23′41 ″ с.ш. 71 ° 45′39 ″ з.д. / 41.394712 ° с.ш. 71.760969 ° з.д. | |
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. / 41.3164; -72.1644 ( Станция параллельной работы с жерновами ) | |
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.д. / 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 | N / A | 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) ) | Конец системы 25 кВ, 60 Гц |
Смотрите также
- Электрификация железных дорог переменного тока 25 кВ
- Тяговая система Amtrak 25 Гц работает вдоль южных частей Северо-восточного коридора от Нью-Йорка до Вашингтона.
- Электрификация железных дорог Нью-Йорка, Нью-Хейвена и Хартфорда от Нью-Йорка до Нью-Хейвена.
- Перечень систем электрификации железных дорог
- Северно-южное железнодорожное сообщение
- Система тягового усилия 25 Гц SEPTA
Заметки
- ↑ В частности, система Amtrak на 25 кВ начинается у реки Милл-Ривер, примерно в двух милях к северу от станции New Haven Union. 41 ° 18′41 ″ с.ш. 72 ° 54′42 ″ з.д. / 41,311281 ° с.ш. 72,911775 ° з.д. / 41.311281; -72,911775 ( Блокировка Милл Ривер (южная оконечность электрификации Amtrak 25 кВ) )
- ^ Термины «обрыв фазы», « нейтральная часть » и « мертвая часть » в просторечии взаимозаменяемы. Агарвал называет их «нейтральными секциями». [5] В бывших PRR частях системы Amtrak они были бы известны как «мертвые секции».
Рекомендации
- ^ a b Генеральный инспектор Федерального управления железных дорог (14 декабря 1999 г.). «Отчет о проекте электрификации высокоскоростных железных дорог Amtrak» (PDF) . Проверено 28 сентября 2017 года . Отчет №: RT-2000-020
- ^ Люк, Томас Дж. (10 марта 1999 г.). «Amtrak представляет свою пулю Бостону» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ Миддлтон, Уильям Д. (март 2003 г.). «Супер железная дорога». Поезда . 63 (3): 36–59. ISSN 0041-0934 .
- ^ «Новая служба Hit-Speed компании Amtrak сорвана из-за механических проблем» . Лос-Анджелес Таймс . Ассошиэйтед Пресс. 13 декабря 2000 г.
- ^ Агарвал, К.К. (2002). Система автоматической локализации и локализации повреждений воздушных линий электропередачи . 2002 Совместная железнодорожная конференция ASME / IEEE. п. 117. DOI : 10,1109 / RRCON.2002.1000103 ..
- ^ ЭДС , стр. 5.
- ^ Натараджан и др. 1999 , стр. 453.
- ^ Натараджан и др. 1999 , стр. 451.
Процитированные работы
- Натараджан, Р .; Имес, AF; Popoff, J .; Agarwal, K .; Мелиопулос, С. (1999). «Подход к анализу системного обоснования Amtrak проекта электрификации севера». Summer Meeting Power Engineering Society, 1999 . 1 : 451–456. DOI : 10.1109 / PESS.1999.784390 . ISBN 0-7803-5569-5. S2CID 109580468 . DOI : 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 оригинального (PDF) 27 мая 2010 года . Проверено 26 декабря 2010 года .
дальнейшее чтение
- Заявление о воздействии на окружающую среду: Том 1 , Том 2 , Том 3
- Министерство транспорта США: Федеральное управление железных дорог (декабрь 1999 г.). «Аудиторский отчет по проекту электрификации высокоскоростных железных дорог Amtrak» . Архивировано из оригинального 21 июля 2011 года . Проверено 26 декабря 2010 года .
- Шанс, EE (1997). «Системная совместимость HST». Railroad Conference, 1997., Proceedings of the 1997 IEEE / ASME Joint : 1–9. DOI : 10,1109 / RRCON.1997.581346 .
- Сазерленд, ЧП; Waclawiak, M .; McGranaghan, MF (июнь 2005 г.). "Анализ гармоник, фликера и дисбаланса изменяющихся во времени однофазных тяговых нагрузок в трехфазной системе" (PDF) . Труды Международной конференции по переходным режимам энергосистем 2005 . S2CID 24727674 . IPST05 - 091. Архивировано (PDF) из оригинала 18 июля 2011 года.