암트랙의 60Hz 트랙션 파워 시스템

Amtrak's 60 Hz traction power system
AEM-7 전기 기관차는 2001년 암트랙 열차를 보스턴 남부역으로 들여온다.

암트랙은 코네티컷 주 뉴헤이븐과 [note 1]매사추세츠 주 보스턴 사이의 북동부 회랑을 따라 60Hz의 견인력 시스템을 운용한다. 이 시스템은 1990년대 후반에 건설되었으며, 주파수 60Hz의 25 kV 교류에서 오버헤드 카트리네이션 계통으로부터 동력을 공급한다. 이 시스템은 뉴욕시에서 워싱턴 D.C.까지 이어지는 사우스엔드 전기화와는 대조적으로 노던드 전기화라고도 알려져 있다.

역사

1992년 의회는 암트랙이 뉴욕시와 보스턴 사이에 고속철도 여객 서비스를 구축하도록 하는 암트랙 인가 및 개발법을 통과시켰다. 이 복도에서의 이동시간을 4.5시간에서 3시간 미만으로 단축하는 것이 목표였다. 이 서비스의 수익은 Amtrak이 2003년까지 운영 자급률을 달성하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대되었다. 암트랙이 고속철도 운행을 시작하기 전에 뉴헤이븐과 보스턴 사이의 155마일(249km)의 철도를 전기화해야 했다. 이전에는 워싱턴 D.C.와 코네티컷주 뉴헤이븐 사이에서 전기화된 메트로라이너 서비스를 이용할 수 있었다. 뉴헤이븐에서 암트랙은 보스턴으로 여행을 마치기 위해 디젤 기관차로 갈아타야 했다. 암트랙은 전기화된 서비스로 가능한 더 높은 작동 속도 외에도 기관차 전환에 소요되는 시간도 절약한다. 프로젝트가 완성될 무렵, 암트랙은 뉴 헤이븐과 보스턴 사이의 노선을 전기화하는 데 6억 달러 이상을 들일 것으로 예상되었다.[1] 전기통신 외에 광범위한 트랙 및 인프라 개선까지 포함하면, 이 프로젝트에 16억 달러가 들었다.[2]

1995년 12월, 암트랙은 발포어 비티 건설 주식회사/매사에 3억 2천 1백만 달러의 계약을 맺었다. 모리슨-크누드센 설계를 검증·완성하고 전기화 시스템을 구축하는 전기건설(BBC/MEC)이다. 이 시스템은 1999년 6월까지 완성될 예정이었다. 전기통신 시스템 착공식은 다음 7월에 열렸다.

전기화와 동시에 건설 중인 대규모 도로 콤플렉스와 전기화된 트랙(왼쪽)을 보여주는 보스턴 남부역 접근.

암트랙의 도급업자는 사우스보스턴 터미널 지역에서만 500명 이상의 직원이 참여하고 대량의 건설 장비와 물자를 현장 보관하는 센트럴 아로마 프로젝트에 대한 광범위한 작업으로 인해 보스턴 터미널 지역에서 어려운 작업 환경에 직면했다. 중앙동맥 프로젝트는 전기화 프로젝트가 시작되기 전에 진행되었다. 보스턴 터미널 지역의 전기화 작업을 복잡하게 만드는 또 다른 요인은 많은 철도 교통량이다. 매사추세츠 베이 교통국(MBTA) 통근 열차와 암트랙 열차 20여 대가 매일 이 지역을 통과해 운행하고 있다. 그 결과, 전기화 작업을 위해 서비스에서 추적하는 것은 때때로 어려웠다.

코네티컷 주의 올드 세이브룩과 미스틱 사이에 있는 5개의 이동식 다리에 대한 전기화 작업 또한 하나의 독특한 전기화 설계와 건설 솔루션이 필요했기 때문에 난제였다. 이 다리는 유람선, 상업용 수송선, 군용 교통이 공유하는 분주한 수로에 걸쳐 있다. 대부분의 이동식 고속도로 교량과는 달리, 이러한 교량은 대개 개방되어 있으며 접근하는 열차 교통을 수용하기 위해 폐쇄되어 있다.[1]

몇 차례 지연된 후, 2000년 1월 31일 뉴 헤이븐과 보스턴 사이의 전기 기관차를 이용한 서비스가 시작되었다.[3] 암트랙은 2000년 12월 11일 고속 아셀라 익스프레스 서비스를 운영하기 시작했다.[4]

스테이션 유형

시스템 아키텍처

그 계통의 100주년 기념 기둥이다. CATILE 와이어와 접촉 와이어는 개별 장력 안정기에 의해 장력을 가한다.

기본 시스템 유닛은 하나 이상의 평행 트랙으로 구성된 기본 전기 섹션으로, 각각 기관차 팬터그래프를 위한 연속 접촉(또는 전차 또는 트롤리) 와이어와 전기적으로 분리된 공급 와이어가 있다. 기본적인 전기 섹션은 단면 파손에 의해 분리되며, 단면 파손으로 인해 모터 작동 공기 스위치로 접점 및 피더 와이어가 차단되어 고장 발생 시 단면을 분리하거나 유지보수를 허용할 수 있다.

전기 섹션은 변전소와 개폐소 사이의 기본적인 전기 섹션, 단면 브레이크, 공기 스위치 및 병렬 스테이션의 모음입니다.

각 변전소에서 유틸리티가 공급한 단상 전력은 변환되어 변전소에서 종단되는 두 개의 전기 섹션에 주입된다. 시스템에는 각 변전소마다 2개씩 8개의 전기 섹션이 있다. 변전소는 접점 및 급전선을 분할 위상 배열로 구동하여 각 와이어가 50 kV를 사이에 두고 접지된 주행 레일에 대하여 25 kV가 되도록 한다.

각 전기 섹션 내에서 주기적으로 간격을 두고 평행하게 배치된 스테이션에서 트랙의 Catronely 와이어는 오토트랜스포머의 한 쪽에 연결되고 피더 와이어는 오토트랜스포머의 다른 쪽에 연결된다. 오토트랜스포머 센터 탭은 기관차로부터 전류를 반환하는 접지된 러닝 레일에 연결되어 있다. 따라서 병렬 스테이션은 접촉 와이어를 따라 양방향에서 기관차에 연료를 공급하고 멀티랙 시스템의 모든 접촉 및 공급 와이어에 부하를 분산시킴으로써 전압 강하를 감소시킨다. 또한 분할 위상 배열은 지면에 관한 최고 전압은 25 kV에 머무르는 동안 50 kV로 작동되는 효율을 증대시킨다(동일한 분할 위상 방식은 북미 가정에서도 240 V 공급의 효율로 에어컨과 같은 높은 전력 부하를 공급하면서 a의 안전상의 장점을 유지한다). 120V 공급)

변전소

뉴헤이븐과 보스턴 사이에는 다음과 같은 네 개의 변전소가 있다.

  • 브랜포드, CT
  • 뉴런던, CT
  • 워릭, RI
  • 샤론, MA

각 스테이션에는 유틸리티 제공 전송 전압을 50 kV 트랙션 전압으로 변환하기 위해 115 kV(단상)에서 50 kV(중앙 탭이 있는 단상) 변압기 2대가 포함되어 있다. 출력 회로 차단기와 콘덴서 기반 필터 네트워크가 설치된다. 필터 뱅크는 기관차의 솔리드 스테이트 트랙션 모터 인버터에 의해 생성된 격자 선에서 고주파(60Hz 이상) 고조파를 억제한다. 필터는 또한 반응형 전력 지원을 제공하고 전력 계수에 대해 수정한다. 암트랙의 60Hz 전기화는 115/50kV 변압기의 중앙탭을 통해 지면에서 ±25kV로 전력을 분배한다. 이 시스템은 2 × 25 kV로도 알려져 있다.

개폐소

3개의 개폐소는 높은 전압의 전기를 25 kV 전압으로 변환하는 배전 레벨 변전소와 동등하며, 다른 전기 섹션(전원 구역)을 분리하는 라인을 따라 위치한다.

  • 웨스트브룩, CT
  • 리치먼드, 리치먼드
  • 노턴, MA

개폐소에는 병렬 스테이션(이 하나 있음)과 유사한 3개의 오토트랜스포머가 내장되어 있으며, 또한 Catrene의 분할과 전원 구역 간 교차 연결이 가능하도록 추가적인 회로 차단기가 있다.

전기 섹션은 변전소와 인접한 개폐소 사이의 트랙을 모두 포함한다. 일반적으로 스위칭 스테이션의 한 쪽에서 다른 쪽으로 전력이 흐르지 않는다. 이는 다른 전기 섹션에 서비스를 제공하는 인접한 두 개의 병렬 스테이션과 같다. 변전소가 작동하지 않는 경우, 개폐소에는 인접 구역에서 전기 섹션을 공급할 수 있는 추가 회로 차단기가 있다.

개폐소는 변전소와 마찬가지로 일반적으로 서로 다른 공급원(따라서 다른 위상 또는 전압)을 가진 전기 구간을 분리하므로, 중립 구간은[note 2] 항상 두 전기 구간 사이의 선로를 점유한다.

하나의 기본적인 전기 섹션에 고장이 발생한 경우, 개폐소는 영향을 받지 않는 트랙에서 영향을 받는 트랙의 먼 부분을 '백-피드'할 수 있으며, 이 트랙은 공급되는 변전소가 근방에 공급한다.

평행역

스토닝턴 파렐링 역
노안크 병렬링 역

18개의 평행 역이 노선을 따라 약 6마일 간격으로[6] 위치해 있다. 각각 1개의 오토트랜스포머(2개가 있는 록스베리 제외), 자동 회로 차단기, 모터 작동 공기 스위치, 제어 저장실이 있다. 오토트랜스포머의 정격은 10 MVA, 임피던스 1.2%, 권선 2개, 27.5 kV이다.[7]

각 병렬 스테이션 버스는 자동 회로 차단기를 통해 남북 선로 및 피더 라인에 모두 연결된다. 오토트랜스포머는 추가 회로 차단기에 의해 버스 바에 연결된다. 병렬 스테이션의 트랙 브레이커는 무전압 감지 시 트립한다. 그러므로 라인 고장으로 인해 변전소 공급 차단기가 트립될 때 평행 스테이션도 트립된다. 이 동작으로 두 개의 트랙이 전기적으로 서로 분리되고 변전소가 하나의 트랙(무과실)을 자동으로 복원할 수 있게 된다. 가변 시간 지연 후(동시 유입 전류를 줄이기 위해) 과전압 릴레이는 고장이 없는 트랙의 트랙 회로 차단기를 다시 차단한다.

역 목록

노던드 전기통신의 변전소 개략도
다음을 사용하여 모든 좌표 매핑: 오픈스트리트맵
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암트랙 노르트 전기통신국
엠피[8] 주 시 유형 좌표 평.
228.49 엄마. 보스턴(남쪽) 해당 없음 전기화의 끝
226.12 엄마. 록스베리 파랄링 역 42°19′59″N 71°05′37″W / 42.331°N 71.0937°W / 42.3331; -71.0937 (록스베리 평행역)
219.08 엄마. 리드빌 파랄링 역 42°14′11″N 71°08′03″W / 42.2365°N 71.1343°W / 42.2365; -71.1343 (Readville 병렬 스테이션)
212.36 엄마. 샤론 변전소 42°08′39″N 71°09′51″w / 42.1442°N 71.1642°W / 42.1442; -71.1642 (샤론 변전소)
204.98 엄마. 이스트 폭스보로 파랄링 역 42°02′44″N 71°12′39″W / 42.0456°N 71.2177°W / 42.0456; -71.2107 (동폭스보로 평행역)
198.68 엄마. 노턴 개폐소 41°58′08″N 71°15′55″w / 41.969°N 71.2652°W / 41.969; -71.2652 (Norton 스위칭 스테이션)
193.41 엄마. 아틀레보로 파랄링 역 41°54′13″N 71°19′22″w / 41.903555°N 71.322914°W / 41.903555; -71.322914 (Attleboro 병렬 스테이션)
187.60 RI 프로비던스 파랄링 역 41°51′38″N 71°24′23″w / 41.860604°N 71.406251°W / 41.860604; -71.406251 (증거 평행 스테이션)
181.89 RI 엘름우드 파랄링 역 41°47′53″N 71°25′43″w / 41.798065°N 71.42868°W / 41.798065; -71.42868 (엘름우드 평행역)
176.94 RI 워릭 변전소 41°43′57″″N 71°26′26″w / 41.732459°N 71.440597°W / 41.732459; -71.440597 (Warwick 변전소)
169.82 RI 이스트 그리니치 파랄링 역 41°38′04″N 71°27′50″w / 41.634505°N 71.463999°W / 41.634505; -71.463999 (이스트 그리니치 평행역)
161.81 RI 엑서터 파랄링 역 41°31′33″N 71°31′08″w / 41.525942°N 71.518782°W / 41.525942; -71.518782 (변환기 평행역)
157.15 RI 킹스턴 파랄링 역 41°28′32″N 71°34′29″w / 41.475541°N 71.57462°W / 41.475541; -71.57462 (킹스턴 평행역)
150.15 RI 리치먼드 개폐소 41°26′15″N 71°41′24″w / 41.437637°N 71.689892°W / 41.437637; -71.689892 (리치몬드 교환소)
145.19 RI 브래드퍼드 파랄링 역 41°23′41″N 71°45′39″w / 41.394712°N 71.760969°W / 41.394712; -71.760969 (Bradford 병렬 스테이션)
139.97 CT 스테이트 라인 파랄링 역 41°21′52″N 71°50′25″w / 41.3644°N 71.8403°W / 41.3644; -71.8403 (스테이트 라인 병렬 스테이션)
134.70 CT 스토닝턴 파랄링 역 41°20′25″n 71°55′31″w / 41.3403°N 71.9254°W / 41.3403; -71.9254 (스토닝턴 평행역)
129.50 CT 노안크 파랄링 역 41°19′24″N 71°59′54″w / 41.3234°N 71.9984°W / 41.3234; -71.9984 (Noank 병렬 스테이션)
123.56 CT 뉴런던 변전소 41°21′46″N 72°05′35″w / 41.3629°N 72.093°W / 41.3629; -72.093 (새로운 런던 변전소) 변압기는 노반으로부터 분리되어 있으며, 지하에 캐티너리 급유기가 있다.
117.54 CT 맷돌 파랄링 역 41°18′59″N 72°09′52″w / 41.3164°N 72.1644°W / 41.3164; -72.1644 (밀석 평행역)
109.30 CT 올드 라이미 파랄링 역 41°17′48″N 72°18′16″w / 41.2966°N 72.3044°W / 41.2966; -72.3044 (오래된 라임 평행 스테이션)
103.10 CT 웨스트브룩 개폐소 41°17′24″N 72°24′40″w / 41.2900°N 72.4112°W / 41.2900; -72.4112 (웨스트브룩 개폐소)
98.87 CT 그로브 비치 파랄링 역 41°16′36″N 72°29′15″w / 41.2768°N 72.4875°W / 41.2768; -72.4875 (그로브 비치 평행역)
92.19 CT 매디슨 파랄링 역 41°17′02″N 72°36′40″w / 41.2840°N 72.6112°W / 41.2840; -72.6112 (매디슨 평행 스테이션)
86.10 CT 리테스 섬 파랄링 역 41°15′56″N 72°43′30″w / 41.2655°N 72.7250°W / 41.2655; -72.7250 (리스 아일랜드 평행역)
78.96 CT 브랜퍼드 변전소 41°17′03″N 72°51′13″w / 41.2841°N 72.8537°W / 41.2841; -72.8537 (Branford 변전소) 트랜스포머는 I-95의 N.에 위치해 있다.
73.6 CT 밀 강 연동 해당 없음 41°18′41″N 72°54′42″w / 41.311281°N 72.911775°W / 41.311281; -72.911775 (밀 강 연동 (Amtrak 25kV 전기화 남단) 25kV 끝, 60Hz 시스템

참고 항목

메모들

  1. ^ Specifically, Amtrak's 25 kV system begins at the Mill River Interlocking about two miles north of New Haven Union Station 41°18′41″N 72°54′42″W / 41.311281°N 72.911775°W / 41.311281; -72.911775 (Mill River Interlocking (Southern End of Amtrak 25 kV Electrification))
  2. ^ '위상파단', '중립단면', '죽음단면'이라는 용어는 구어적으로 상호 교환된다. Agarwal은 이것을 '중립적인 부분'이라고 부른다.[5] Amtrak 시스템의 이전 PRR 부분에서는 '죽은 부분'으로 알려져 있다.

참조

  1. ^ Jump up to: a b Federal Railroad Administration Inspector General (December 14, 1999). "Report on Amtrak's High-Speed Rail Electrification Project" (PDF). Retrieved September 28, 2017. 보고서 번호: RT-2000-020
  2. ^ Lueck, Thomas J. (March 10, 1999). "Amtrak Unveils Its Bullet to Boston". New York Times.
  3. ^ Middleton, William D. (March 2003). "Super Railroad". Trains. 63 (3): 36–59. ISSN 0041-0934.
  4. ^ "Amtrak's new Hit-Speed Service is Derailed by Mechanical Problem". Los Angeles Times. Associated Press. December 13, 2000.
  5. ^ Agarwal, K.K. (2002). Automatic fault location and isolation system for the electric traction overhead lines. 2002 ASME/IEEE Joint Railroad Conference. p. 117. doi:10.1109/RRCON.2002.1000103..
  6. ^ EMF, 페이지 5
  7. ^ 나타라잔 외 1999, 페이지 453.
  8. ^ 나타라잔 외 1999, 페이지 451.

인용된 작품

추가 읽기