La Autoridad de Transporte del Sureste de Pensilvania (SEPTA) opera un sistema de energía de tracción de 25 Hz en las cercanías de Filadelfia , Pensilvania , que heredó del Ferrocarril de Reading . Este sistema es independiente pero similar al sistema diseñado por Pennsylvania Railroad , que ahora es operado por Amtrak . Los trenes de SEPTA pueden pasar por cualquier sistema porque el voltaje y la frecuencia presentados a la locomotora son esencialmente idénticos. Sin embargo, el sistema ex-Reading no está conectado eléctricamente al sistema ex-PRR.
SEPTA es propietaria de todas las subestaciones aquí descritas. Aunque SEPTA también posee antiguas subestaciones PRR a lo largo de la línea Media / Elwyn y la línea Chestnut Hill West , así como una nueva subestación al norte de la estación 30th Street , esas instalaciones son eléctricamente parte del sistema de potencia de tracción de 25 Hz de Amtrak .
Historia [ editar ]
El ferrocarril de Reading electrificó sus líneas entre Reading Terminal en Filadelfia, Pensilvania , y Norristown , Doylestown , Chestnut Hill , Hatboro y West Trenton en 1931. La electrificación se extendió para incluir la línea Fox Chase en septiembre de 1966. La electrificación se extendió nuevamente de Hatboro a Warminster a principios de la década de 1970. [1]
El sistema de Reading usaba catenaria electrificada a 12 kV 25 Hz como la electrificación inicial de 1915 del Ferrocarril de Pennsylvania y la expansión de la línea principal de la década de 1930. A diferencia del sistema del PRR, que incluía múltiples fuentes de energía y una extensa red de transmisión de alto voltaje, la electrificación del Reading fue suministrada únicamente por la estación convertidora rotativa en Wayne Junction . Aunque la propiedad y el funcionamiento del sistema han cambiado, el sistema se ha mantenido esencialmente sin cambios con la excepción del reemplazo de la estación de conversión rotativa en Wayne Junction por un cicloconvertidor de estado sólido en 1986.
Arquitectura del sistema de transmisión [ editar ]
El sistema de electrificación de Reading fue diseñado para operaciones suburbanas de MU y no tenía que soportar al pasajero de la línea principal ni a través de operaciones de carga del rival Pennsylvania Railroad . Si bien no era necesario un sistema complejo de líneas de transmisión de alto voltaje, el sistema era lo suficientemente grande como para requerir el uso de alimentadores de distribución de la fuente de alimentación de 25 Hz en Wayne Junction. Los alimentadores se establecieron a 24 kV , el doble del voltaje de tracción. La mayoría de las líneas de ferrocarril llevarían uno o dos alimentadores conectados a la parte superior de los mástiles de soporte de la catenaria. Estos alimentadores de subestación de 24 kV se pueden distinguir de los de 12 kV alimentadores de tracción mediante el uso de aisladores de cuatro segmentos en lugar de los de tres segmentos.
Las líneas de 24 kV alimentan una red de 11 subestaciones (12 incluyendo el patio de distribución de Wayne Junction) ubicadas cada 8 a 10 millas (13 a 16 km) a lo largo de las líneas ferroviarias electrificadas. La mayoría de las ramas son lo suficientemente cortas como para requerir una sola subestación cerca del final de la línea, pero las líneas Main y West Trenton son lo suficientemente largas como para requerir subestaciones intermedias. En cada subestación, los alimentadores de 24 kV se alimentan a través de autotransformadores para reducirse a la tensión de tracción de 12 kV , que luego se pasa a través de interruptores automáticos antes de alimentarse a los cables de catenaria aérea.
La energía se transmite, efectivamente, a 36 kV porque los componentes de 24 kV y 12 kV están desfasados 180 °. Este diseño tiene varias ventajas sobre el esquema de transmisión y distribución más tradicional del PRR. El voltaje más alto, con respecto a tierra, dentro del sistema es de 24 kV . Esto es significativamente menor que los 69 kV observados en el sistema del PRR, que requería torres de 24 m (80 pies) mucho más grandes y aislantes y transformadores más grandes. En un sistema pequeño como el de Reading, la infraestructura de transmisión de esta escala era innecesaria. En segundo lugar, el sistema utiliza 12 kV.Alambre de catenaria tanto para transmisión como para distribución. Este doble uso del cable de catenaria permite realizar ambas funciones con solo dos cables. En contraste, el sistema del PRR requería tres cables: dos para el componente de transmisión monofásico de 138 kV y uno para el alimentador de catenaria de 12 kV . En ambos sistemas, el riel se utiliza como camino de retorno para la corriente de tracción.
Convertidores de frecuencia estáticos [ editar ]
Toda la energía de 25 Hz en el sistema ex-Reading se genera en la planta de conversión estática de Wayne Junction . Esta planta fue construida entre 1985 y 1990 y consta de tres módulos basados en cicloconvertidor de estado sólido de 15 MVA . El sistema fue construido por ASEA y técnicamente es similar al convertidor que se instaló más tarde en el convertidor Jericho Park de Amtrak .
Los inversores reemplazaron dos ca. 1928 Westinghouse Electric motores generadores de 21,4 MVA cada uno . La capacidad también existía anteriormente para suministrar energía desde la subestación Somerset de PECO Energy , que tenía tres motores-generadores que normalmente se usaban para suministrar el sistema de electrificación del ferrocarril de Pensilvania. Esta capacidad se ha eliminado, al igual que los motores-generadores de Somerset. El antiguo sistema de lectura ahora funciona de forma completamente independiente del sistema de energía de Amtrak.
Wayne Junction recibe energía de 230 kV 60 Hz de dos líneas redundantes que se conectan a las subestaciones PECO en Waneeta, Tabor y Pulaski. Dos transformadores de 60 MVA 230 / 13,2 kV reducen la tensión de los convertidores de frecuencia estáticos. Las traviesas permiten retirar del servicio partes del sistema de suministro para su mantenimiento.
En marzo de 2015 se otorgó un contrato por valor de $ 4,656,321 a STV Incorporated , para la prestación de servicios de arquitectura e ingeniería para la rehabilitación de convertidores de frecuencia estática en Wayne Junction, con servicios que se realizarán durante un período de 60 meses programado para comenzar en abril de 2015 ( según la Propuesta No. 14-233-JHC). [3]
Subestaciones [ editar ]
Subestaciones del antiguo sistema de lectura | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Cada una de las antiguas subestaciones de Reading Railroad estaba equipada con transformadores e interruptores automáticos de American Brown Boveri . La mayoría de los transformadores están clasificados para suministrar aproximadamente 2 MVA de potencia cada uno ( existen algunos transformadores de 4 MVA ). Cada subestación también contenía varios disyuntores llenos de aceite para desconectar las líneas de 12 kV y 24 kV bajo carga. Las subestaciones más grandes también tienen un pequeño edificio de mantenimiento y equipos para albergar cualquier equipo de control o transformadores secundarios para generar la potencia de señal de 100 Hz .
Reemplazo y renovación [ editar ]
Debido a la robustez y simplicidad de los componentes, hasta 2010 todas las subestaciones SEPTA estaban equipadas con su equipo original, acercándose luego a los 80 años en servicio.
Callowhill [ editar ]
La subestación Callowhill fue la primera en ser reemplazada, para eliminar la necesidad de mantener los cables aéreos sobre la línea ferroviaria abandonada del Viaducto de Lectura como alimentadores de las vías activas. Su reemplazo, la subestación Fairmount, se puso en servicio en el tercer trimestre de 2010, [4] con dos autotransformadores monofásicos de 5 MVA de 12/24 kV y 25 Hz , así como disyuntores tipo trole y otros equipos de distribución. [5]
Norristown [ editar ]
La subestación de Norristown recibió nuevos transformadores, disyuntores de trole, alimentadores, aparamenta de subestación, relés de protección y una revisión estructural en un proyecto de estímulo . [6]
Wayne Junction [ editar ]
En julio de 2012, el Departamento de Transporte de EE. UU. Otorgó a SEPTA una subvención Tiger IV de $ 12,8 millones para ayudar a renovar la subestación Wayne Junction. [7] En palabras del Gerente General de SEPTA, Joseph M. Casey, "Tenemos la intención de utilizar estos recursos para reemplazar equipos que deberían estar en exhibición en un museo de historia del tránsito".
La subvención se anunció en una ceremonia en la subestación a la que asistió el secretario de Transporte, Ray LaHood , quien dijo: "No es el más sexy, no es el más bonito, pero es uno de los proyectos más importantes". [8]
Se espera que la renovación de los tres convertidores de frecuencia estática de Wayne Junction ocurra durante la década de 2010, en tres etapas para mantener la redundancia. Se agregará un cuarto convertidor para la seguridad del sistema. [9] [S 1]
En octubre de 2014, SEPTA solicitó a los contratistas interesados que presentaran ofertas para la rehabilitación de los convertidores de frecuencia estáticos en Wayne Junction. [10]
Ambler [ editar ]
En septiembre de 2014, la SEPTA solicitó a los contratistas interesados que presentaran ofertas para la rehabilitación de la subestación Ambler. [11] En octubre de 2014 SEPTA otorgó un contrato de $ 7,99 millones a Carr & Duff, Inc. [12] por el trabajo. [13]
Lansdale [ editar ]
El 31 de octubre de 2016, uno de los dos transformadores principales de la subestación se quemó y fue reemplazado antes de lo programado una semana después con uno de los nuevos transformadores ya disponible para las renovaciones de la subestación tanto en Lansdale como en Ambler. [14]
Doylestown [ editar ]
En la década de 1990, un incendio en la subestación Doylestown la dejó inoperante. Hasta que se reparó la subestación en 2013, la sucursal de Doylestown al este de Lansdale tenía que ser alimentada exclusivamente desde la subestación de Lansdale. Esta "alimentación de un solo extremo" de una sección de vía de 10 millas (16 km) limitó el número de UM que podían correr simultáneamente en la rama y también limitó su velocidad y aceleración máximas.
La subestación recibió un nuevo autotransformador de 12/24 kV en abril de 2015. [15]
Otras subestaciones [ editar ]
Con la aprobación de una fuente de fondos dedicados al transporte por parte del Commonwealth of Pennsylvania, SEPTA anunció en diciembre de 2013 un plan de presupuesto de capital que incluye la renovación o reemplazo de todas las antiguas subestaciones de Reading restantes, en cinco fases. La primera fase implica el reemplazo de la subestación de Jenkintown y la renovación de los componentes activos de la subestación de Ambler, proyectos cuyo diseño final se completó a fines de 2013. [9] [16]
En noviembre de 2014, SEPTA solicitó a los contratistas interesados que presentaran ofertas para la rehabilitación de cuatro subestaciones (Lansdale, Bethayres, Chestnut Hill East y Hatboro). [17] Se espera que el trabajo de diseño de ingeniería dure dos años y la construcción otros tres años.
SEPTA también planea construir una nueva subestación cerca de la estación Woodbourne para el otoño de 2020, ya que la distancia entre las subestaciones Neshaminy Falls y Yardley es casi el doble de la distancia óptima de 5 millas (8.0 km) entre subestaciones en un sistema de 12 kV 25 Hz. [S 2]
| Nombre | Transformadores | Línea servida | Coordenadas | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Caballo amblador | 1 | Línea principal | 40 ° 09′02 ″ N 75 ° 13′21 ″ W / 40.15056 ° N 75.22250 ° W / 40.15056; -75.22250 ( Subestación Ambler ) | Diseñado para dos transformadores, pero solo se instaló uno. Renovación diseñada y financiada [16] Renovación programada para el verano de 2016. [S 3] |
| Bethayres | 1 | Línea West Trenton | 40 ° 06′57 ″ N 75 ° 04′07 ″ O / 40.11583 ° N 75.06861 ° W / 40.11583; -75.06861 ( Subestación Bethayres ) | Programado para renovarse en la primavera de 2018. [S 4] |
| Callowhill (Terminal de lectura) | 2 | Línea principal | 39 ° 57′31 ″ N 75 ° 09′26 ″ W / 39,95861 ° N 75,15722 ° W / 39.95861; -75.15722 ( Subestación Callowhill ) | Reemplazado por la subestación Fairmount en 2010. Abandonado. |
| Chestnut Hill East | 1 | Línea este de Chestnut Hill | 40 ° 04′51 ″ N 75 ° 12′20 ″ O / 40.08083 ° N 75.20556 ° W / 40.08083; -75.20556 ( Subestación Chestnut Hill ) | Originalmente tenía 2 transformadores. Programado para renovarse para el verano de 2018. [S 5] |
| Doylestown | 1 | Sucursal de Doylestown | 40 ° 18′09 ″ N 75 ° 08′04 ″ O / 40.30250 ° N 75.13444 ° W / 40.30250; -75.13444 ( Subestación Doylestown ) | Renovado en la primavera de 2015. [S 6] |
| Fairmount | 2 | Línea principal | 39 ° 57′55 ″ N 75 ° 09′07 ″ W / 39,96528 ° N 75,15194 ° W / 39,96528; -75.15194 (Fairmount Substation) | Construido en 2010, reemplazó la subestación Callowhill. |
| Hatboro | 1 | Línea Warminster | 40 ° 10′30 ″ N 75 ° 06′11 ″ W / 40.17500°N 75.10306°W / 40.17500; -75.10306 (Hatboro Substation) | Programado para renovarse para el invierno de 2020. [S 7] |
| Jenkintown | 2 | West Trenton y líneas principales | 40 ° 05′50 ″ N 75 ° 08′17 ″ W / 40.09722°N 75.13806°W / 40.09722; -75.13806 (Jenkintown Substation) | Reemplazo en construcción; finalización programada para el otoño de 2016. [S 8] |
| Lansdale | 2 | Línea principal | 40 ° 14′38 ″ N 75 ° 17′07 ″ O / 40.24389°N 75.28528°W / 40.24389; -75.28528 (Lansdale Substation) | Programado para renovarse para el verano de 2017. [S 9] |
| Cataratas Neshaminy | 2 | Línea West Trenton | 40 ° 08′45 ″ N 74 ° 57′54 ″ O / 40.14583°N 74.96500°W / 40.14583; -74.96500 (Neshaminy Falls Substation) | Programado para renovarse para el verano de 2019. [S 10] |
| Norristown | 2 | Línea Manayunk / Norristown | 40 ° 06′48 ″ N 75 ° 20′48 ″ O / 40.11333°N 75.34667°W / 40.11333; -75.34667 (Norristown Substation) | Los alimentadores se reorientaron 180 ° en 1970 para la reubicación de la línea debido a la construcción del puente Dannehower ( US 202 ). Todos los componentes de la subestación se reemplazaron en 2012. |
| Wayne Junction | 3 (paso hacia arriba) | Todas | 40 ° 01′31 ″ N 75 ° 09′23 ″ W / 40.02528°N 75.15639°W / 40.02528; -75.15639 (Wayne Junction Switchyard) | Se están realizando trabajos de diseño para renovar el equipo eléctrico en este sitio [7] |
| Woodbourne | 2 | Línea West Trenton | 40 ° 11′34 ″ N 74 ° 53′21 ″ O / 40.19278°N 74.88917°W / 40.19278; -74.88917 (Woodbourne Substation) | La construcción de una nueva subestación está programada para el otoño de 2020. [S 2] |
| Yardley | 2 | Línea West Trenton | 40 ° 14′03 ″ N 74 ° 49′55 ″ O / 40.23417°N 74.83194°W / 40.23417; -74.83194 (Yardley Substation) | Programado para renovarse para el verano de 2019. [S 11] |
Ver también [ editar ]
- Sistema de electrificación ferroviaria
- Sistema de potencia de tracción de 25 Hz de Amtrak
Notas al pie [ editar ]
General [ editar ]
- ^ Kneschke (1995) .
- ^ Kneschke (1995) , p. 80.
- ^ SEPTA (26 de marzo de 2015). "Acta de la reunión ordinaria de la Junta (marzo de 2015)" (PDF) . Junta de SEPTA - Actas de la reunión . Consultado el 5 de agosto de 2015 .
- ^ "Mejoras en la subestación ferroviaria regional" (PDF) . SEPTA Presupuesto de capital para el año fiscal 2010 y Programa de capital para los años fiscales 2010-2021 . SEPTA. Archivado desde el original (PDF) el 11 de febrero de 2013 . Consultado el 5 de septiembre de 2012 .
- ^ "Subestación Fairmount y estación de conmutación de la calle 30" . Sistemas ferroviarios y de tránsito de Gannett Fleming . Consultado el 5 de septiembre de 2012 .
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- ^ http://www.septa.org/business/bid/100k/detail/14-156-JAB.html
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Reconstrucción para el futuro (programa de subestación) [ editar ]
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Referencias [ editar ]
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