traksi listrik

traksi listrik

1 Definisi:

Railway traksi listrik: penggunaan motor listrik untuk menggerakkan mobil rel

2. Adalah semacam :: lokomotif listrik

lokomotif, mesin, mesin lokomotif, lokomotif kereta api - kendaraan roda terdiri dari mesin self-propelled digunakan untuk menarik kereta di sepanjang rel kereta api

Lokomotif Uap B-5112 di Museum Kereta Api Ambarawa - Indonesia

. 3 Bagian dari ...: lokomotif listrik

motor listrik - motor yang mengubah listrik untuk kerja mekanik

Spanyol lokomotif listrik modern Talgo-Bombardier, dengan 8.000 KW kekuasaan dan 380 Km / h (236 mph) kecepatan maximun

Sebuah lokomotif listrik adalah lokomotif didukung oleh listrik dari sumber eksternal. Sumber termasuk saluran udara, rel ketiga, atau perangkat penyimpanan listrik on-board seperti sistem baterai atau roda gila.

Lokomotif elektrik didorong dengan on-board berbahan bakar penggerak utama, seperti mesin diesel atau turbin gas, diklasifikasikan sebagai lokomotif listrik diesel-listrik atau turbin gas karena kombinasi pembangkit / motor listrik hanya berfungsi sebagai sistem transmisi daya.

saluran udara

Saluran udara atau kabel overhead yang digunakan untuk mengirimkan energi listrik untuk trem, atau kereta trolleybuses pada jarak dari titik pasokan energi. Ini saluran udara yang dikenal dengan berbagai sebagai

• sistem kontak Overhead (OCS)-Eropa, kecuali Inggris

• peralatan line Overhead (OLE atau OHLE)-UK

• kabel Overhead (Ohw)-Australia

• Catenary-Amerika Serikat dan Kanada.

Saluran udara pada Federal Swiss Kereta Api

Dalam artikel ini saluran udara istilah generik yang digunakan.

Saluran udara dirancang pada prinsip satu atau lebih kabel overhead terletak di atas rel, diangkat ke potensial listrik tinggi dengan koneksi ke stasiun pengumpan secara berkala. Stasiun pengumpan biasanya disuplai dari listrik jaringan tegangan tinggi.

Dua rel konduktor overhead untuk jalur yang sama. Kiri, 1200 V DC untuk kereta api Uetliberg (pantograph dipasang asimetris untuk mengumpulkan arus dari rel ini); kanan, 15.000 V AC untuk kereta api Sihltal

Kamus: ketiga rel

Rel yang memasok tegangan tinggi untuk daya kereta api pada kereta api listrik

Rel ketiga di West Falls Church Metro berhenti dekat Washington, DC, listrik pada 750 volt. Rel ketiga adalah di bagian atas gambar, dengan kanopi putih di atasnya. Kedua rel bawah adalah rel berjalan biasa; arus dari rel ketiga kembali ke pembangkit listrik melalui ini.

Eurostar di atas rel ketiga di dekat London

Sebuah beberapa Unit British Kelas 442 ketiga rel listrik di Dorset. Ini adalah kelas tercepat ketiga rel EMU di dunia, mencapai 108 mph 172 km / jam.

Sistem elektrifikasi kereta api

Lokomotif listrik bawah kabel di Swedia.

Kawat overhead dan catenary di Bridgeport , Connecticut , USA .

Sebuah sistem kereta api listrik pasokan energi listrik untuk lokomotif kereta api dan beberapa unit sehingga mereka dapat beroperasi tanpa memiliki prime mover on-board . Ada beberapa sistem elektrifikasi yang berbeda digunakan di seluruh dunia . Elektrifikasi kereta api memiliki banyak keuntungan tetapi membutuhkan expenditure1 modal berat untuk instalasi .

isi

• 1 Karakteristik Traction Listrik

• 2 Klasifikasi

• 3 Arus searah

o 3.1 Tegangan

o 3.2 sistem Overhead

o 3.3 rel Ketiga

o 3,4 rel Keempat

• 4 arus bolak pengeluaran 1 .

•

o 4.1 Low - frekuensi alternating current

o 4.2 Polyphase bolak sistem saat ini

o 4.3 bolak frekuensi Standard saat ini

• 5 Referensi

• 6 Sumber

• 7 Lihat juga

• 8 Pranala luar

Karakteristik Traksi Listrik

Keuntungan utama dari traksi listrik adalah tinggi rasio power- to-weight dari bentuk traksi seperti diesel atau uap yang menghasilkan tenaga di papan . Listrik enables2 lebih cepat akselerasi dan traksi yang lebih tinggi pada nilai steep3 . Pada lokomotif dilengkapi dengan pengereman regeneratif , turun tanjakan curam memerlukan sedikit menggunakan rem udara sebagai motor traksi lokomotif yang menjadi generator mengirimkan arus kembali ke dalam sistem pasokan dan / atau on-board resistor (yang mengubah kelebihan daya menjadi panas ) .

Keuntungan lainnya termasuk kurangnya asap knalpot pada titik penggunaan , kurang kebisingan dan persyaratan pemeliharaan yang lebih rendah dari unit traksi . Mengingat kepadatan lalu lintas yang cukup kereta listrik menghasilkan emisi karbon kurang dari kereta diesel , terutama di negara-negara seperti Austria dan Perancis di mana listrik terutama berasal dari sumber-sumber non - fosil .

Sebuah kereta api listrik sepenuhnya tidak perlu beralih di antara metode traksi sehingga membuat operasi yang lebih efisien . Salah satu negara yang mendekati ideal adalah Swiss .

Kerugian utama adalah biaya modal dari peralatan listrik , yang paling penting untuk saluran jarak jauh yang tidak menghasilkan lalu lintas yang padat . Kereta api pinggiran kota dengan stasiun erat -spasi dan kepadatan lalu lintas tinggi adalah yang paling mungkin untuk listrik , dan jalur utama yang membawa lalu lintas yang padat dan sering juga listrik di banyak negara .

2 . Memungkinkan

3 . Curam

Klasifikasi

Sistem elektrifikasi di Eropa : 750 V DC 15 kV AC 3 kV DC 1,5 kV DC 25 kV AC non - listrik jalur kecepatan tinggi di Perancis , Spanyol , Italia dan Belgia adalah 25 kV .

Sistem Elektrifikasi diklasifikasikan berdasarkan tiga parameter utama :

• Tegangan

• Current

o Arus searah ( DC )

o Alternating current (AC )

• Sistem Hubungi

o rel ketiga

o saluran udara ( catenary )

arus searah

Sistem listrik awal menggunakan tegangan rendah DC. Motor listrik diberi makan langsung dari pasokan traksi, dan dikontrol menggunakan kombinasi resistor dan relay yang menghubungkan motor secara paralel atau seri.

Tegangan DC yang paling umum adalah 600 V dan 750 V untuk trem dan metro, dan 1 500 V dan 000 V untuk 3 kereta api. Tegangan rendah yang sering digunakan dengan sistem rel ketiga atau keempat, dan tegangan di atas 1 000 V biasanya terbatas pada biaya overhead kabel untuk alasan keamanan. Suburb kereta (S-Bahn) di Hamburg, Jerman, memiliki rel ketiga dengan 1 200 V, arus utama elektrifikasi Perancis SNCF Culoz-Modane di Pegunungan Alpen digunakan 1 500 V

18/02/09 . Perhiasan stasiun Quarter , Birmingham . Sebuah trem Ansaldobreda T69 .

dan rel ketiga sampai tahun 1976, ketika catenary yang dipasang , dan rel ketiga dibuang of3 .

Selama abad ke-20 pertengahan , konverter putar atau rectifier busur air raksa yang digunakan untuk mengkonversi utilitas ( listrik ) listrik AC ke DC tegangan yang diperlukan di stasiun pengumpan . Hari ini , hal ini biasanya dilakukan oleh rectifier semikonduktor setelah mengubah tegangan turun dari pasokan utilitas .

Sistem DC cukup sederhana , tetapi membutuhkan kabel tebal dan jarak pendek antara stasiun pengumpan karena arus berat yang diperlukan . Ada juga kerugian resistif signifikan . Di Inggris , arus maksimum yang dapat ditarik dengan kereta api adalah 6 800 A pada 750 V [ 1 ] . Stasiun pengumpan memerlukan pemantauan konstan, dan pada banyak sistem , hanya satu kereta atau lokomotif diperbolehkan per bagian . Jarak antara dua stasiun pengumpan pada 3 000 V adalah sekitar 25 km ( 15 mil) .

Jika mesin pembantunya , seperti kipas dan kompresor , ini didukung oleh motor makan langsung dari pasokan traksi mereka mungkin lebih besar karena isolasi tambahan yang diperlukan untuk tegangan operasi yang relatif tinggi . Atau, mereka dapat diaktifkan dari satu set motor- generator, yang diberikan sebagai cara alternatif powering lampu pijar yang dinyatakan harus dihubungkan sebagai string seri ( lampu dirancang untuk beroperasi pada tegangan traksi menjadi sangat tidak efisien ) . Sekarang konverter solid-state ( SIVs ) dan lampu neon dapat digunakan .

voltase

Kisaran diperbolehkan tegangan yang diizinkan adalah sebagaimana tercantum dalam standar BS EN 50163 dan IEC 60850 . Ini memperhitungkan jumlah kereta menggambar saat ini dan jarak dari gardu tersebut.

Electrification system

Lowest non-permanent

Lowest permanent

Nominal Highest permanent

Highest non-permanent

voltage voltage voltage voltage voltage

600 V DC 400 V 400 V 600 V 720 V 800 V

750 V DC 500 V 500 V 750 V 900 V 1 000 V

1 500 V DC 1 000 V 1 000 V 1 500 V 1 800 V 1 950 V

3 000 V DC 2 000 V 2 000 V 3 000 V 3 600 V 3 900 V

15 000 V AC, 16⅔ Hz

11 000 V 12 000 V 15 000 V 17 250 V 18 000 V

25 000 V AC, 50 Hz 17 500 V 19 000 V 25 000 V 27 500 V 29 000 V

sistem Overhead

The Tyne and Wear Metro adalah satu-satunya sistem Inggris yang menggunakan 1 500 V DC.

1 500 V DC digunakan di Belanda, Jepang, Irlandia, bagian dari Australia dan Perancis, dan di Wellington, Selandia Baru. Di Amerika Serikat, 1 500 V DC digunakan di daerah Chicago pada distrik Metra listrik dan garis South Shore Line antarkota. Di Slovakia, ada dua jalur sempit-gauge di Tatras Tinggi (salah satu kereta api bergigi). Di Portugal, digunakan dalam garis Cascais, dan di Denmark pada sistem S-kereta pinggiran.

Nottingham ekspres Transit menggunakan 750 V DC overhead kesamaan dengan sebagian besar sistem trem modern.

Di Inggris, 1 500 V DC digunakan pada tahun 1954 untuk Woodhead trans-Pennine dengan (sekarang ditutup); sistem yang digunakan pengereman regeneratif, yang memungkinkan untuk transfer energi antara memanjat dan turun kereta pada pendekatan curam ke terowongan. Sistem ini juga digunakan untuk listrik pinggiran kota di East London dan Manchester, sekarang menjadi 25 kV AC.

Di India juga 25 kV 1-fase overhead sistem yang digunakan. Dengan bantuan pantograf saat ini diambil dari saluran udara tersebut.

3 000 V DC digunakan di Belgia, Italia, Spanyol, Polandia, utara Republik Ceko, Slovakia, Slovenia, Kroasia barat, Afrika Selatan dan di bekas Uni Soviet. Hal itu juga sebelumnya digunakan oleh elektrifikasi ekstensif Milwaukee Jalan melintasi Continental Divide, dan oleh Delaware, Lackawanna & Western Railroad (sekarang NJ Transit, dikonversi ke 25 kV AC).

rel ketiga

Artikel utama: rel Ketiga

A bottom -kontak rel ketiga di Metro Amsterdam

Arcs seperti ini adalah normal dan terjadi ketika sepatu koleksi kekuatan gambar kereta mencapai akhir bagian kekuasaan rel

Dengan top- kontak pihak ( dan keempat ) rel sepatu berat tergantung pada sebuah balok kayu melekat pada bogie mengumpulkan daya dengan meluncur di atas permukaan atas rel konduktor .

Kebanyakan sistem listrik menggunakan kabel overhead , tapi rel ketiga adalah pilihan sampai sekitar 1 200 V. Sementara penggunaan rel ketiga tidak memerlukan penggunaan DC , dalam prakteknya semua sistem ketiga rel menggunakan DC karena dapat membawa 41 % lebih kekuasaan daripada sistem AC yang beroperasi pada tegangan puncak yang sama . Rel ketiga adalah lebih kompak dari kabel overhead dan dapat digunakan dalam terowongan berdiameter kecil , merupakan faktor penting untuk sistem kereta bawah tanah .

Sistem rel ketiga dapat dirancang untuk menggunakan kontak , restoran, kontak sisi , atau kontak bawah . Top kontak kurang aman, karena rel langsung terkena orang menginjak rel kecuali sebuah tenda isolasi disediakan . Side- dan bawah -kontak rel ketiga dapat dengan mudah memiliki pelindung keselamatan dimasukkan , dibawa oleh kereta api itu sendiri . Uncovered top -kontak rel ketiga rentan terhadap gangguan yang disebabkan oleh es , salju , dan daun-daun jatuh .

Sistem DC adalah terbatas pada tegangan yang relatif rendah , dan ini dapat membatasi ukuran dan kecepatan kereta dan jumlah AC kereta dapat menyediakan . Ini mungkin menjadi faktor yang mendukung kabel overhead dan tegangan tinggi AC , bahkan untuk penggunaan perkotaan . Dalam prakteknya kecepatan atap kereta api pada sistem ketiga rel dibatasi hingga 100 mph ( 160 km / h) karena di atas bahwa kontak yang dapat diandalkan kecepatan antara sepatu dan rel tidak dapat dipertahankan .

Beberapa trem operasi jalan ( trem ) yang digunakan saluran ketiga rel koleksi saat ini . Rel ketiga adalah di bawah permukaan jalan . Trem mengambil arus melalui bajak diakses melalui slot sempit di jalan . Di Amerika Serikat , mantan sistem troli di Washington , DC dioperasikan dengan cara ini untuk menghindari kabel sedap dipandang dan tiang yang berhubungan dengan traksi listrik . Bukti mode ini berjalan masih dapat dilihat di trek menuruni lereng pada akses utara untuk ditinggalkan Kingsway Tramway Subway yang ( di pusat kota London ) . Slot antara rel berjalan terlihat jelas . Slot dapat dengan mudah menjadi bingung dengan serupa mencari slot untuk trem kabel (memang , dalam beberapa kasus , slot saluran awalnya slot kabel ) .

rel keempat

The London Underground adalah salah satu dari beberapa jaringan yang menggunakan sistem empat -rail . Tambahan rel membawa kembali listrik yang di atas rel ketiga dan jaringan overhead disediakan oleh rel berjalan . Di London Underground top- kontak rel ketiga adalah di samping track , energi pada 420 V DC , dan top- kontak rel keempat terletak terpusat antara rel berjalan pada -210 V DC , yang menggabungkan untuk memberikan tegangan traksi 630 V DC . Sistem yang sama digunakan untuk jalur bawah tanah tertua Milan (line Milan Metro 1 ) ; garis yang lebih baru menggunakan catenary overhead.

Skema ini diperkenalkan karena masalah arus kembali, dimaksudkan untuk dibawa oleh rel berjalan dibumikan , berjalan melalui terowongan lapisan besi sebagai gantinya. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan elektrolit dan potensi lengkung jika segmen tidak bergabung dengan benar . Masalahnya diperburuk karena saat kembali juga memiliki kecenderungan untuk mengalir melalui sekitar air dan gas listrik besi . Beberapa di antaranya , terutama induk Victoria yang mendahului kereta api bawah tanah London , tidak pernah dibangun untuk membawa arus tersebut . Sistem empat rel memecahkan masalah . Meskipun pasokan tidak terisolasi dari bumi untuk alasan keamanan , terhubung dengan resistor yang memastikan bahwa arus bumi liar disimpan ke tingkat dikelola .

Kereta api bawah tanah sub - permukaan London juga beroperasi pada skema empat rel , sebagian untuk kompatibilitas dengan sistem distribusi listrik , tapi terutama untuk bergulir gerakan saham.

London Underground track , menunjukkan rel ketiga dan keempat di samping dan di antara rel berjalan .

Pada baris bersama dengan National Rail ketiga rel saham , pusat ' negatif ' rel terhubung ke kembali menjalankan kereta api , yang memungkinkan kedua jenis kereta api untuk beroperasi .

Sebuah sistem yang diusulkan (tapi tidak digunakan ) oleh Timur Selatan dan Chatham Railway sekitar tahun 1920 adalah 1 500 V DC empat rel . Rincian teknis yang langka , tetapi kemungkinan bahwa hal itu akan menjadi " mid - earth " sistem dengan satu rel konduktor pada 750 volt dan yang lainnya di -750 volt . Ini akan memfasilitasi konversi ke 750 V DC tiga rel di kemudian hari .

Sebuah beberapa baris dari Metro Paris juga beroperasi pada skema listrik empat - rel , tapi untuk alasan yang sangat berbeda . Hal ini tidak sepenuhnya skema empat kereta api saat

mereka berjalan di ban karet yang berjalan pada sepasang jalan raya sempit yang terbuat dari baja , dan di beberapa tempat , beton . Karena ban tidak melakukan arus kembali, dua rel konduktor disediakan di luar berjalan ' jalan raya ' , jadi setidaknya elektrik cocok sebagai skema empat -rail . Kereta dirancang untuk beroperasi baik dari polaritas pasokan , karena beberapa baris menggunakan membalikkan loop di salah satu ujung , menyebabkan kereta api akan dipulihkan selama setiap perjalanan lengkap ( dimaksudkan untuk menyimpan harus menjalankan putaran lokomotif ) .

arus bolak-balik

Ini adalah sistem listrik overhead.

Bolak rendah frekuensi saat

Di Swiss 15 kV 16,7 Hz AC traksi saat digunakan .

Commutating motor listrik umum juga dapat diberi makan AC (motor universal) , karena saat ini membalikkan baik stator dan rotor tidak mengubah arah torsi . Namun, induktansi dari gulungan membuat motor besar tidak praktis pada frekuensi distribusi AC standar. Lima negara Eropa , termasuk Jerman , Austria , Swiss , Norwegia , dan Swedia memiliki standar pada 15 kV 16 ⅔ Hz ( sepertiga frekuensi listrik normal) fase tunggal AC ( Jerman , Austria dan Swiss menggunakan 6 kV dan 7,5 sistem kV hingga 1995 ) . Di Amerika Serikat ( dengan sistem distribusi Hz nya 60 ) , 25 Hz ( lebih tua , sekarang - usang frekuensi standar listrik ) digunakan pada 11 kV antara Washington , DC dan New York City. 12,5 kV 25 Hz bagian antara New York City dan New Haven , Connecticut dikonversi menjadi 60 Hz di sepertiga terakhir abad ke-20 .

Di Inggris , London , Brighton dan South Coast Railway merintis elektrifikasi overhead jalur pinggiran kota di London . London Bridge ke Victoria dibuka untuk lalu lintas pada tanggal 1 Desember 1909. Victoria ke Crystal Palace melalui Balham dan Barat Norwood dibuka pada Mei 1911. Peckham Rye ke West Norwood dibuka pada bulan Juni 1912. Ekstensi lebih lanjut tidak dibuat karena Perang Dunia Pertama . Dua jalur dibuka pada tahun 1925 di bawah Southern Railway melayani Coulsdon Utara dan stasiun kereta api Sutton . Diumumkan pada tahun 1926 bahwa semua garis itu harus dikonversi ke rel listrik ketiga dan layanan listrik overhead yang lalu berlari pada bulan September 1929. Garis diberi listrik sebesar 6,7 kV , 25 Hz . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

Dalam sistem seperti itu , motor traksi dapat makan melalui sebuah transformator dengan beberapa PDAM . Mengubah keran memungkinkan tegangan motor harus diubah tanpa

memerlukan resistor - buang tenaga . Mesin pembantu didorong oleh tegangan rendah commutating motor , didukung dari terpisah berliku transformator utama , dan cukup kecil .

Frekuensi biasa mensyaratkan bahwa listrik dikonversi dari listrik oleh motor- generator atau inverter statis pada gardu makan , atau dihasilkan pada powerstations traksi sama sekali terpisah .

Sejak tahun 1979 tiga fase motor induksi telah menjadi hampir secara universal digunakan . Hal ini diberi makan oleh statis empat kuadran converter yang memasok arus tegangan konstan untuk lebar pulsa modulasi inverter yang memasok tiga fase frekuensi variabel untuk motor . Sistem ini telah membuat sistem frekuensi rendah menguntungkan lagi , karena kemampuan penyembuhan yang terkandung di dalamnya , sesuatu yang dilarang oleh fase - istirahat dalam sistem frekuensi industri.

Sistem polyphase alternating current

3 phase pantograph pada Rack Railway kereta Corcovado di Brasil

Kereta menggunakan sistem elektrifikasi multiphase di kereta de Petit la Rhune , Prancis

Sistem kereta api Italian Negara adalah 3 300 V pada 15-16,7 Hz . Dengan frekuensi rendah lokomotif tidak perlu gearing . Hal ini juga memungkinkan untuk menggunakan sistem

polyphase regeneratively , seperti pada jalur gunung api Negara Italia , di mana kereta menurun dimuat bisa memasok sebagian besar kekuasaan untuk naik kereta .

Di Amerika Serikat Great Northern Railway ( Cascade Tunnel ) lebih dulu listrik baris ( 1909-1927 ) adalah sebesar 6 600 V , 25 Hz .

Kompleksitas utama dengan sistem tiga fase adalah kebutuhan untuk dua konduktor . Italia Railways Negara menggunakan kolektor busur lebar yang menutupi kedua kabel . Di AS , sepasang tiang troli yang digunakan . Mereka bekerja dengan baik dengan batas kecepatan maksimum 15 mph . Sebuah konduktor sistem pantograph ganda digunakan pada empat kereta api gunung yang terus menggunakan tiga phase power ( Corcovado Rack Railway di Rio de Janeiro , Brasil , Jungfraubahn dan Gornergratbahn di Swiss , dan Petit melatih de la Rhune di Perancis ) .

Standard bolak frekuensi saat

Hanya pada tahun 1950 setelah pembangunan di Perancis melakukan frekuensi tunggal - fase standar bolak sistem saat ini menjadi luas , meskipun penyederhanaan sistem distribusi yang dapat menggunakan jaringan listrik yang ada .

Upaya pertama yang menggunakan frekuensi standar tunggal - fase AC dibuat di Hongaria pada 1930-an , oleh Hungaria Kálmán Kando pada garis antara Budapest - Nyugati dan Alag , menggunakan 16 kV pada 50 Hz . Lokomotif membawa empat tiang berputar fase converter makan motor traksi tunggal jenis induksi polyphase di 600-1100 volt . Jumlah kutub pada 2.500 HP bermotor bisa diubah menggunakan cincin slip untuk berjalan pada salah satu dari empat kecepatan sinkron .

Hari ini , beberapa lokomotif dalam sistem ini menggunakan sebuah transformator dan penyearah yang menyediakan tegangan rendah DC berdenyut saat ini untuk motor . Kecepatan dikendalikan dengan beralih berliku PDAM pada transformator . Lokomotif yang lebih canggih menggunakan thyristor atau IGBT sirkuit transistor untuk menghasilkan cincang atau bahkan AC variabel - frekuensi yang kemudian langsung dikonsumsi oleh AC traksi motor .

Sistem ini cukup ekonomis , namun memiliki kekurangan : fase sistem daya eksternal dimuat tidak merata , dan ada gangguan elektromagnetik yang signifikan dihasilkan , belum lagi kebisingan akustik .

Daftar negara-negara menggunakan 25 kV , 50 Hz sistem AC satu fase dapat ditemukan dalam daftar sistem saat ini untuk rel traksi listrik .

Close- up pandangan catenary di USA Northeast Corridor .

Amerika Serikat biasanya menggunakan 12,5 dan 25 kV pada 25 Hz atau 60 Hz . 25 kV AC adalah sistem pilihan untuk kecepatan tinggi dan jarak jauh kereta api baru , bahkan jika kereta api menggunakan sistem yang berbeda untuk kereta yang ada .

Untuk mencegah risiko out-of - fase pasokan pencampuran , bagian dari garis makan dari stasiun pengumpan yang berbeda harus dijaga terisolasi . Hal ini dicapai oleh Bagian Netral ( juga dikenal sebagai Breaks Phase) , biasanya disediakan di stasiun pengumpan dan tengah-tengah antara mereka , meskipun biasanya hanya setengah sedang digunakan sewaktu-waktu , yang lain yang disediakan untuk memungkinkan stasiun pengumpan harus ditutup dan kekuasaan disediakan dari stasiun pengumpan yang berdekatan . Bagian netral biasanya terdiri dari bagian dibumikan kawat yang terpisah dari kabel hidup di kedua sisi oleh bahan , biasanya manik-manik keramik , dirancang sedemikian rupa sehingga pantograph lancar akan berjalan dari satu bagian ke bagian yang lain isolasi . Bagian dibumikan mencegah busur ditarik dari satu bagian hidup yang lain , sebagai perbedaan tegangan mungkin lebih tinggi dari tegangan sistem normal jika bagian hidup berada di fase yang berbeda , dan pemutus sirkuit pelindung mungkin tidak dapat untuk keselamatan mengganggu arus yang cukup besar yang akan mengalir . Untuk mencegah risiko busur ditarik di seberang dari satu bagian kawat ke bumi , ketika melewati bagian netral kereta harus meluncur dan pemutus sirkuit harus terbuka . Dalam banyak kasus , hal ini dilakukan secara manual oleh pengemudi . Untuk membantu mereka , papan peringatan yang diberikan sebelum kedua bagian netral dan peringatan maju beberapa jarak sebelumnya. Sebuah papan lebih lanjut kemudian diberikan setelah bagian netral untuk memberitahu supir mereka dapat tertutup kembali pemutus sirkuit , meskipun pengemudi tidak harus melakukan ini sampai pantograph belakang telah melewati papan ini . Di Inggris , sebuah sistem yang dikenal sebagai Automatic Power Control ( APC ) secara otomatis membuka dan menutup pemutus sirkuit , ini dicapai dengan menggunakan set magnet permanen di samping track berkomunikasi dengan detektor di kereta . Satu-satunya tindakan yang diperlukan oleh pengemudi adalah untuk mematikan listrik dan pantai , dan papan peringatan karena itu masih disediakan di dan pada pendekatan ke bagian netral .

Pada baris LGV Perancis , link rel Inggris High Speed 1 Terowongan Channel dan Terowongan Channel sendiri , bagian netral dinegosiasikan secara otomatis .

Referensi

1 . ^ Spesifikasi teknis untuk interoperabilitas yang berkaitan dengan subsistem energi dari sistem kereta api kecepatan tinggi trans - Eropa

2 . ^ Southern Listrik

3 . ^ Sejarah Southern Elektrifikasi Part 1

4 . ^ Sejarah Southern Elektrifikasi Part 2

sumber

• Moody , G T ( 1960) . " Bagian Satu " . Southern Electric ( 3rd edition ed . ) . London : Ian Allan Ltd

Lihat juga

• Baltimore Belt Line

• catu daya dari permukaan tanah

• kecepatan tinggi rel

• Daftar sistem saat ini untuk rel traksi listrik

• Daftar sistem elektrifikasi kereta api di Jepang

• Railway elektrifikasi di Iran

• Railway elektrifikasi di India

motor traksi

Motor traksi mengacu pada motor listrik memberikan torsi rotasi utama dari mesin , biasanya untuk dikonversi menjadi gerakan linier yaitu traksi .

Gerak linier adalah gerak sepanjang garis lurus

kendaraan rel

Secara tradisional , ini adalah seri DC - luka motor , biasanya berjalan pada sekitar 600 volt . Ketersediaan semikonduktor bertenaga tinggi (seperti thyristor dan IGBT ) kini telah membuat praktis penggunaan jauh lebih sederhana , lebih tinggi kehandalan motor induksi

AC yang dikenal sebagai motor traksi asynchronous . AC motor sinkron juga kadang-kadang digunakan , seperti pada TGV Prancis.

TGV Duplex mobil listrik menggunakan hidung yang lebih ramping dibandingkan TGVs sebelumnya .

thyristor

Juga disebut silikon - dikontrol penyearah ( SCR )

Simbol sirkuit untuk thyristor

IGBT

Pintu gerbang terisolasi transistor bipolar atau IGBT adalah perangkat semikonduktor daya tiga terminal , terkenal karena efisiensi tinggi dan switching cepat

motor Listrik

Artinya: motor yang mengubah listrik untuk kerja mekanik

1 . Induction Motor

Sebuah motor induksi ( IM ) adalah jenis motor arus bolak mana kekuasaan dipasok ke perangkat berputar dengan cara induksi elektromagnetik . Hal ini juga disebut motor asinkron .

Motor induksi yang paling sering dibangun untuk berjalan pada satu fase atau kekuasaan tiga fase , tapi dua - fase motor juga ada

2 . Motor sinkron

Sebuah motor listrik sinkron adalah motor AC distinguished1 oleh rotor berputar dengan kumparan melewati magnet pada tingkat yang sama seperti arus bolak-balik dan menghasilkan medan magnet yang mendorong itu . Cara lain untuk mengatakan ini adalah bahwa ia memiliki nol tergelincir di bawah kondisi operasi biasa .

1 . Membedakan

Kadang-kadang motor sinkron digunakan , tidak mengemudi beban , tetapi untuk memperbaiki faktor daya pada jaringan lokal terhubung ke . Hal ini dilakukan dengan memberikan daya reaktif , atau mengkonsumsi daya reaktif dari grid . Dalam hal ini motor sinkron disebut kondensor sinkron .

3 . DC Motors

Sebuah motor DC yang dirancang untuk berjalan pada tenaga listrik DC

A : shunt B : seri C : senyawa

Ada lima jenis motor DC :

1 . DC motor seri

2 . DC motor shunt

. 3 DC senyawa bermotor - ada juga dua jenis :

1 . Senyawa kumulatif

2 . Diperparah diferensial

4 . Permanent Magnet DC motor

5 . Separtely bersemangat Motor DC

pengereman regeneratif

saluran udara

Sebuah catenary adalah sistem kabel overhead yang digunakan untuk memasok listrik ke lokomotif , trem , atau kendaraan light rail yang dilengkapi dengan pantograph a

Gambar kereta api Overhead catenary

pantograf

.Simetris , berlian berbentuk pantograf pada trem di Praha

The ( asimetris ) ' pantograph Z' berbentuk pickup listrik di Berlin Straßenbahn . Pantograph ini adalah single -arm .

Pantograf dengan mudah beradaptasi dengan berbagai ketinggian dari kabel overhead dengan sebagian lipat . Jalur trem digambarkan di sini berlari di Wina .

Kinerja tinggi pantograph untuk pengukuran di ICE S

Linemen pada pemeliharaan jalan kendaraan memperbaiki saluran udara

Konstruksi

Untuk mencapai koleksi saat ini baik kecepatan tinggi itu perlu untuk menjaga geometri kawat kontak dalam batasan yang telah ditentukan . Hal ini biasanya dicapai dengan mendukung kabel kontak dari atas oleh kawat kedua dikenal sebagai kawat utusan ( UK & Eropa ) atau catenary ( AS & Kanada ) . Kawat ini diperbolehkan untuk mengikuti jalur alami dari kawat tegang antara dua titik, kurva catenary , sehingga penggunaan catenary untuk menggambarkan kawat ini atau kadang-kadang seluruh sistem . Kawat ini melekat ke kabel kontak secara berkala oleh kabel vertikal dikenal sebagai droppers atau penurunan kabel . Kabel utusan didukung secara teratur di struktur , oleh katrol , link, atau penjepit . Seluruh sistem kemudian mengalami ketegangan mekanik .

tensioning garis

Sistem traksi listrik

Q. Bagaimana cara kerja traksi listrik ?

Dalam OHE , atau sistem elektrifikasi di atas kepala, pasokan listrik adalah melalui sistem overhead kabel ditangguhkan dikenal sebagai catenary . Sebuah kawat kontak atau kabel kontak benar-benar membawa listrik ; itu ditangguhkan dari atau melekat pada kabel lain di atasnya yang memastikan bahwa kabel kontak pada ketinggian seragam dan dalam posisi yang tepat . Dalam mengikuti catenary istilah longgar digunakan bahkan ketika berbicara tentang kabel kontak .

Loco ini menggunakan pantograph , struktur logam yang bisa dinaikkan atau diturunkan , untuk melakukan kontak dengan kabel kontak overhead dan menarik listrik dari untuk daya motor nya . ( Biasanya pergi pertama melalui trafo dan tidak langsung ke motor . ) Pantograph memiliki satu atau dua bilah , sepatu atau panci kolektor yang benar-benar meluncur terhadap kabel kontak . The DC pantograf umumnya memiliki dua sepatu , sedangkan pantograf AC memiliki satu sepatu , owing1 ke yang lebih tinggi saat ini dibawa oleh pantograph DC . The WCAM serangkaian locos dual- tegangan DC memiliki satu pantograph dan satu AC pantograph masing-masing , tapi entah dapat digunakan sebagai cadangan untuk pasokan traksi lain jika diperlukan . Baru AC - DC EMU pada WR menggunakan lengan pantograph tunggal dengan pisau kembar .

Struktur pantograph mungkin dalam bentuk lengan tunggal - sudut tunggal terbuka membungkuk ( ' > ' ) - atau berlian ( belah ketupat ) 1 bentuk ( ' < > ' ) . ( Jenis lain yang tidak umum digunakan di IR . ) Bentuk berlian lebih umum untuk locos DC . Locos Baru hampir selalu memiliki pantograf lengan tunggal . Jenis lengan tunggal umumnya berorientasi dengan tikungan depan pantograph menunjuk ( dalam arah gerakan ) meskipun hal ini tidak aturan yang ketat dan locos ada dengan pantograf di kedua orientasi . Kompresi udara digunakan untuk meningkatkan pantograph dari posisi istirahat untuk mengangkat posisi di mana sepatu yang menyentuh kabel kontak .

Jalur kembali untuk listrik adalah melalui tubuh loco dan roda ke trek , yang elektrik membumi . ( Koneksi tanah disediakan dari rel secara berkala . ) Oleh karena itu, kembali arus mengalir melalui rel dan juga sebagian melalui bumi di bawah dan sepanjang itu . Kabel Bonding2 atau strip ikatan disediakan pada sendi rel ( yang menghubungkan rel di kedua sisi sendi fishplated ) untuk menjamin kelangsungan aliran arus kembali dalam rel ( dalam kasus sendi tidak konduktif karena kotoran , karat , dan sebagainya , dan juga untuk memungkinkan operasi cara permanen yang melibatkan melonggarkan fishplates ) . Kabel pembumian dan konduktor obligasi bumi disediakan secara berkala untuk menjaga rel terpasang dengan benar ke bumi dan di bumi potensial dan karena itu mencegah mereka mengembangkan potensi mengambang atau tegangan langkah yang mungkin berbahaya .

1 . Belah ketupat

2 . Yang menyatu

Locos listrik modern memiliki beberapa sirkuit elektronik yang cukup canggih untuk mengontrol motor tergantung pada kecepatan , beban, dll , sering setelah pertama mengubah pasokan 25kV AC yang masuk ke pasokan AC intern dengan frekuensi yang dikendalikan lebih tepat dan karakteristik fase , untuk mendorong motor AC . Beberapa AC locos ( WAG - 4 , WAM - 4 ) memiliki DC motor , sebagai gantinya. Beberapa locos AC ( WAP - 5 dan

WAG - 9 , kedua desain dari ABB ) menghasilkan 3 - phase AC internal menggunakan sistem konverter thyristor ; ini pasokan 3 -fase ini kemudian digunakan untuk daya AC motor asynchronous . ( Motor AC 3 - phase agak lebih efisien , dan dapat menghasilkan torsi awal yang lebih tinggi . )

Sistem tegangan tinggi mobil yang berdekatan tidak terhubung bersama-sama dalam baru AC - DC EMU , sehingga rake1 ini dapat pergi melalui transisi dalam power supply OHE ( di mana satu mobil adalah pada bagian AC , yang lain mungkin dalam bagian netral , dan yang ketiga adalah di bagian DC , misalnya) tanpa harus berkoordinasi menaikkan atau menurunkan pantograf di antara mereka semua .

1 . Penggaruk

Dalam sistem 3 - rel , listrik dipasok melalui konduktor tebal ( rel ketiga ) di sepanjang trek ; loco memiliki sepatu yang mempertahankan geser kontak dengan sementara kereta bergerak, untuk menarik arus dari itu . Ketiga -rail traksi terlihat hanya di Metro Calcutta di India . Sistem 3 -rail biasanya sistem DC pada tegangan jauh lebih rendah ( 500V - 750V atau lebih ) .

Sistem DC : Dalam sistem DC dengan catenary atas , prinsip dasarnya adalah sama , dengan catenary dipasok listrik di 1.5kV DC . Biasanya ( terutama untuk EMU ) arus dari catenary pergi langsung ke motor . Sebuah loco DC namun dapat mengkonversi suplai DC ke AC secara internal menggunakan inverter atau kombinasi motor- pembangkit yang kemudian mendorong motor AC .

Umumnya lebih rendah tegangan penyediaan sistem DC menyiratkan bahwa arus yang ditarik dari OHE yang Sejalan tinggi . Hal ini menyebabkan beberapa kesulitan , di antaranya kebutuhan untuk menggunakan kabel kontak lebih tebal dan lebih berat dan pantograf dan untuk menjaga pantograph ditekan lebih tegas terhadap kabel kontak menyebabkan lebih banyak dan keausan .

Sistem tunggal ( AC ) : overhead catenary diumpankan listrik pada 25kV AC ( fase tunggal ) dari makan tulisan yang diposisikan pada interval yang sering bersama trek . Pos-pos makan sendiri disediakan daya satu fase dari gardu ditempatkan 35 - 60km terpisah sepanjang rute . Gardu spasi lebih dekat ( ke 10 - 20km ) di daerah-daerah di mana ada beban tinggi / lalu lintas tinggi . ( Gardu ini pada gilirannya listrik makan di 132kV AC atau lebih dari grid daerah yang dioperasikan oleh otoritas listrik negara . ) Sebuah Pusat Pengendalian Jarak Jauh , biasanya dekat dengan kantor kontrol lalu lintas divisi , memiliki fasilitas untuk mengendalikan catu daya ke bagian yang berbeda dari catenaries makan oleh beberapa gardu di daerah .

Ada beberapa variasi dari sistem AC , seperti yang dijelaskan di bawah ini . Juga lihat diagram sirkuit sistem traksi listrik sesuai dengan ini .

Catatan : Harap simpan diagram ini terbuka pada halaman yang terpisah untuk referensi mudah untuk penjelasan di bawah ini.

Booster Transformer ( BT ) Sistem : Dalam sistem AC yang sederhana dijelaskan di atas , bisa ada gangguan induktif parah pada jalur telekomunikasi dan peralatan lainnya karena daerah lingkaran besar antara catenary dan rel yang membawa arus balik ( IR dalam diagram atas dalam skema ) . Beberapa saat kembali juga mengalir di bumi ( ditampilkan sebagai IE dalam diagram atas ) , menyebabkan gangguan konduktif dan korosi masalah di kabel dikuburkan , pipa , dll arus bumi tersebut lebih tinggi jika jalur konduktif di rel yang terdegradasi karena masalah rel sendi .

Diagram tengah adalah skema untuk booster transformer ( BT ) sistem makan . Sekarang ada konduktor kembali, kawat yang dekat dengan dan sejajar dengan kawat catenary . Kembalinya konduktor terhubung ke rel ( dan dibumikan ) seperti yang ditunjukkan . Secara berkala , ada istirahat dalam catenary dimana supply arus dipaksa mengalir melalui satu berkelok-kelok dari sebuah transformator penguat ( ditandai BT ) ; yang lain berliku adalah seri dengan konduktor kembali . 1:1 ternyata rasio BT berarti bahwa arus dalam catenary ( Ic ) akan sangat hampir sama dengan arus dalam konduktor kembali ( IRW ) . Arus yang mengalir melalui loco pergi ke rel tapi kemudian naik melalui kabel yang menghubungkan ke konduktor kembali, dan melalui itu kembali ke gardu .

Sendi rel Insulated ( ditandai IRJ ) juga disediakan - ini memastikan bahwa arus mengalir di rel hanya di bagian tertentu di mana loco hadir . Di semua tempat-tempat lain , gangguan induktif dari arus catenary hampir dibatalkan oleh yang dari saat kembali, sehingga meminimalkan efek interferensi . Masalah arus bumi liar juga berkurang .

Salah satu kelemahan dalam sistem ini adalah bahwa sebagai sebuah loco melewati transformator booster, ada gangguan sesaat dalam pasokan ( karena istirahat dalam catenary ) dengan masalah petugas dari busur dan transien di telepon , serta radio interferensi frekuensi .

Dalam beberapa tahun terakhir , banyak kabel telekomunikasi telah dipindahkan jauh dari jalur kereta api atau re - diletakkan di bawah tanah , gangguan dari sistem traksi listrik tidak sebanyak masalah seperti dulu di masa lalu , dan karena itu dalam banyak kasus booster transformer dan kembali konduktor telah dihapus dan sistem traksi telah dikembalikan ke dataran sistem single- kawat .

Ototransformator ( AT ) Sistem / 2 x 25kV Sistem / ' Ganda ' Sistem : Kedua skema makan AC sederhana dan skema booster transformer menderita tegangan turun sepanjang catenary - locos dapat melihat sangat berkurang tegangan ( oleh 5kV atau lebih ) pada titik-titik yang jauh dari gardu tersebut. Diagram terakhir adalah skema untuk sistem makan ototransformator ( AT ) , yang dimaksudkan untuk mengatasi masalah drop tegangan ini . Aliran arus yang lebih kompleks di sini. Sebuah supply 50kV dari gardu dibagi dengan transformator tiga - berliku menjadi pasokan ganda 25kV ( juga kadang-kadang disebut ' pasokan '2 - fase ) . Antara catenary dan rel adalah 25kV tegangan . Antara rel dan fase lainnya juga 25kV tegangan ( tapi selalu menentang seketika dalam arti - 180 derajat keluar dari fase ) . Ini fase lain ( kadang-kadang disebut fase 'negatif' yang agak menyesatkan karena tidak ada positif atau negatif di sini , itu AC ) dilakukan pada pengumpan kawat sejajar dengan catenary .

Ada autotransformers ( ditandai AT ) diberikan secara berkala seperti yang ditunjukkan . Ini biasanya tekan - perubahan transformator yang dapat menyesuaikan rasio giliran sesuai kebutuhan - tujuannya adalah untuk menjaga drop tegangan antara rel dan catenary selalu di 25kV sejauh mungkin . Tapi mengabaikan tetes tegangan , rasio belitan dari autotransformers ini pada dasarnya adalah 1:1 antara catenary dan rel dan rel dan feeder .

Pertimbangkan loco seperti yang ditunjukkan , menggambar beban I. saat Setiap fase ( catenary dan pengumpan ) membawa setengah dari ini. Arus membagi dan menggabungkan seperti yang ditunjukkan di bagian mana saja loco ini . Pasukan tindakan autotransformer sama arus mengalir antara rel dan catenary dan antara rel dan feeder dalam semua kasus . Perhatikan bahwa rel membawa kurang dari arus beban penuh di setiap arah jauh dari loco , dan itulah satu-satunya bagian di mana rel membawa arus . ( Rel ditampilkan membawa arus yang sama I / 2 di setiap arah jauh dari loco , tapi itu penyederhanaan - mereka tidak harus simetris dengan cara itu selama dua arus menambahkan hingga memuat arus yang ditarik oleh loco tersebut . ) Perhatikan lebih lanjut bahwa arus beban penuh tidak mengalir di catenary di mana saja baik . Juga , di semua bagian lain kecuali loco adalah, catenary dan feeder membawa arus yang sama tetapi berlawanan , menyediakan untuk pembatalan gangguan induktif seperti dalam sistem BT . Efek bersih adalah bahwa dalam bagian kosong gangguan induktif adalah serendah dengan sistem BT , dan di bagian yang diduduki itu lebih rendah dari pada sistem BT . Pada saat yang sama , tegangan masalah penurunan dihilangkan .

Selanjutnya , tidak ada istirahat yang tidak perlu dalam catenary , mengurangi gangguan frekuensi radio dan transien pada sistem tenaga listrik. Arus berkurang dan pasokan 50kV juga berarti bahwa gardu juga bisa jauh terpisah . Sejauh ini [ 1999 ] 2 * sistem 25kV digunakan di hanya sekitar 10 % dari semua IR listrik rute . Penting rute batubara - hauling Bina - Katni - Anuppur - Bishrampur / Chirimiri CR / SER adalah yang pertama untuk mendapatkan sistem ini . Proyek ini didirikan dengan bantuan fom Railways Jasa Jepang Teknis ( JARTS ) , yang juga membantu mendirikan Anuppur traksi gardu . Badnera - bhusawal adalah bagian lain yang memiliki sistem ini , tetapi baru-baru ini ( 2001 ) telah dikonversi kembali ke sistem pakan standar sederhana . Beberapa bagian kecil lainnya yang memiliki 2x25kV di masa lalu juga kini telah dikembalikan kembali ke sistem standar sederhana .

Sistem ganda sesuai dengan apa yang disebut sistem 3 - kawat ( dengan saluran transmisi ) di kereta api lainnya .

Gardu : Sebagaimana dinyatakan di atas , gardu adalah di mana listrik dari penyediaan jaringan regional ditransformasikan ke tegangan cocok untuk digunakan untuk kereta api , dan diumpankan ke berbagai bagian dari catenaries . Sebuah gardu AC umumnya makan 3-phase power , dan fase dibagi keluar sehingga bagian catenary diberikan hanya mendapat satu fase yang disediakan untuk itu . Kedua sistem AC dan DC memiliki bagian transformator untuk mengubah tegangan ke tingkat yang sesuai , dan juga kapasitor bank (kadang-kadang bersama dengan thyristor beralih sirkuit ) untuk meningkatkan faktor daya . Transformer adalah dari 20 - 30 kapasitas MVA . Gardu DC selain juga unit perbaikan untuk mengubah

AC ke DC . The Traction Daya Controller ( TPC ) adalah pejabat yang memiliki tugas memantau bagian dari sistem yang dilayani oleh gardu dan dapat beralih pasokan ke OHE on atau off, konfigurasi perubahan keran transformator ( setelah mematikan sistem) , mengontrol bank kapasitor untuk menyesuaikan faktor daya dan tegangan ( gardu tua saja - saat ini dilakukan secara otomatis ) , dll

Lihat skematik dari sistem makan catu daya traksi khas untuk contoh bagaimana pasokan daya dari jaringan regional diubah menjadi pasokan 25kV untuk catenary .

Gardu umumnya lebih dekat bersama-sama pada sistem DC daripada sistem AC , karena yang terakhir memungkinkan penggunaan tegangan tinggi dan arus yang lebih rendah ditarik , sehingga tegangan yang tetes karena locos pada bagian yang lebih rendah .

Tegangan Transmisi : Daya ditransmisikan ke gardu listrik di 750kV , 220kV , 132kV , 110kV atau dan kemudian mengundurkan diri sebagai diperlukan untuk 25kV atau 50kV . Kekuatan dari grid biasanya dalam bentuk 3-phase power .

Tegangan catenary : Dalam prakteknya , tegangan catenary dalam sistem 25kV AC dapat bervariasi dari sesuatu seperti 18kV ke lebih dari 30kV karena peraturan miskin di gardu atau salah konfigurasi dari transformer , dll Sebagian locos dirancang untuk menangani berbagai tertentu catenary tegangan , walaupun tentu saja operasi mungkin kurang optimal pada tegangan yang jauh dari norma .

Parameter listrik sistem AC OHE

Traksi Supply Voltage :

Tegangan Nominal : 25kV

Batas yang diijinkan: 19.9kV ke 27.5kV ( 17.5kV untuk Mumbai EMU )

Traksi Pasokan Frekuensi :

Nominal : 50Hz

Batas yang diijinkan: 48.5Hz - 51.5Hz

Impedansi loop dari OHE dengan bumi dan rel kembali :

Baris : 0,41 ∠ 70 ° Ω / km

Double line : 0,24 ∠ 70 ° Ω / km

Impedansi loop dengan booster transformer / return konduktor :

Baris : 0.70 ∠ 70 ° Ω / km

Double line : 0,43 ∠ 70 ° Ω / km

Traction Transformer Rating: 13.5MVA

Traction Transformer Resistance : 0.179Ω

Tranction Transformer Reaktansi : 5.49Ω

Harmonisa pada traksi saat ini dengan lokomotif dioda silikon :

3rd Harmonic - 150Hz : 38,5 % pada 142A , 11,5 % pada 480A

5th Harmonic - 250Hz : 14,35 % pada 142A , 5,48 % pada 480A

7th Harmonic - 350Hz : 15,0 % pada 142A , 2,0% pada 480A

Rata-rata Faktor Daya : 0,7-0,8

(ini sebelum 3 - phase locos diperkenalkan dalam jumlah besar )

Catenaries : IR menggunakan catenaries dari jenis konstan - ketegangan . Di salah satu ujung setiap bagian dari catenary kabel berjalan di atas katrol dan diakhiri dengan berat menggantung . Katrol dan kombinasi berat badan memastikan bahwa kabel catenary mempertahankan ketegangan yang sama terlepas dari suhu lingkungan dan perluasan akibat kontraksi atau kabel . Hal ini untuk menghindari masalah dengan catenary kendur terlalu banyak dalam cuaca panas , atau , jika ketegangan terlalu tinggi , patah dalam cuaca dingin .

Selanjutnya , adalah penting bahwa ketegangan berada dalam batas-batas yang tepat tertentu untuk alasan mekanik : the pantograph bergerak menciptakan gelombang kejut dalam catenary yang bergerak sepanjang kabel ; kecepatan ditentukan oleh ketegangan di catenary , dan jika kurang dari kecepatan pantograph tersebut , kabel akan rentan terhadap tekuk dan gertakan . Tekanan dari panci pantograph terhadap kawat kontak biasanya sekitar 6.5kg/cm2 di IR . The setara tembaga penampang catenary biasanya sekitar 157-165 mm persegi . ( 65 mm persegi . Terdampar catenary tembaga - kadmium dan 107 mm persegi beralur kawat tembaga kontak . ) . Pada bagian single-track , ini memungkinkan arus hingga 600A yang bisa ditarik dari catenary tanpa meningkatkan suhu menjadi lebih dari sekitar 85 ° C , yang merupakan batas aman atas untuk menghindari risiko kebakaran, kegagalan peralatan , dll , dan untuk mempertahankan sifat fisik catenary dalam batas-batas yang dapat diterima . Pada bagian Waltair - Kirandul yang melihat lalu lintas bijih sangat berat , dan beberapa bagian

lainnya sibuk catenary setara lintas-bagian adalah hingga 200 mm persegi , sedangkan loop , taji , sidings , dll sering memiliki catenaries - kapasitas lebih rendah dengan salib tembaga setara - bagian dari 107 mm persegi .

Bagian traksi DC memiliki setara lintas-bagian yang jauh lebih tinggi karena semakin tinggi arus yang ditarik (seperti tegangan adalah sekitar 1/16 bahwa bagian AC , arus Sejalan tinggi , yang memerlukan total catenary penampang sekitar 4 kali yang digunakan pada AC bagian ) . Biasanya , setara penampang untuk DC catenaries adalah sekitar 645 mm persegi ( 323 sq mm kabel catenary primer , 129 sq mm catenary pembantu, dan 193 mm persegi kawat kontak ) .

Seperti disebutkan sebelumnya, catenary sebenarnya terdiri dari lebih dari satu kabel ; salah satu yang benar-benar menyentuh pantograph dan membawa arus adalah kabel kontak . Kabel kontak dapat ditangguhkan langsung dari lengan kantilever dari posting dukungan ( ini tidak umum , dan hanya ditemukan pada bagian kecepatan rendah dan turnouts ) . Lebih sering , kabel kontak ditangguhkan dari kawat lain yang disebut kawat messenger. Utusan itu adalah salah satu yang mengasumsikan catenary khas ( cosinus hiperbolik ) bentuk kurva . Kabel kontak diskors dari utusan oleh anak tangga vertikal atau spacer . Sebuah kawat ketiga , kabel tambahan mungkin muncul antara utusan dan kabel kontak walaupun desain ini jarang terjadi di India . Kabel kontak biasanya beralur di sisi, sehingga dapat mencengkeram kuat dari sisi tanpa menciptakan diskontinuitas pada permukaan bawah di mana pantograph menggosok melawannya . Hal ini biasanya terbuat dari tembaga keras ditarik , meskipun kadang-kadang paduan tembaga telah digunakan . Bagian lain - kabel catenary - terdiri dari beberapa helai tembaga , atau lebih sering , paduan tembaga - kadmium . Pada tahun 1990 , IR bereksperimen dengan memasang aluminium kontak kawat catenary pada bagian 260km di SER ( Durg - Nagpur ) . Hal ini terbukti tidak bisa dijalankan karena ada terlalu banyak cacat yang disebabkan oleh oksidasi dan kegagalan mekanik ( untai kerusakan ) pada kawat , dan kabel aluminium digantikan oleh kabel tembaga - kadmium standar pada 1998 . Kawat utusan biasanya dari paduan dipilih lebih untuk sifat mekaniknya karena tidak perlu melakukan arus traksi . WR cenderung menggunakan 2 kabel pembawa arus dan gardu lebih dekat - spasi untuk daya yang catenaries 1.5kV DC ; CR cenderung menggunakan 3 kabel arus tercatat dan gardu yang jauh terpisah .

Catenary Tinggi: Kawat kontak umumnya sekitar 5.5m dari tingkat rel . Tinggi minimum adalah sekitar 4.8m ( misalnya , di bawah jembatan atau jalan layang , dll ) . Dalam meter , di gudang atau garis yang mengarah ke gudang , dll , kabel kontak catenary mungkin lebih tinggi ; 5,8 juta adalah ketinggian yang khas .

Pada akhir setiap bagian dari catenary , bagian baru dimulai , dengan catenaries lama dan baru berjalan secara paralel untuk jarak pendek. Pada BG rute , switch ini dari satu ke yang lain catenary biasanya terjadi lebih panjang sesuai dengan 4 tiang catenary , dengan catenaries lama dan baru tumpang tindih ( berjalan paralel ) selama sekitar 50 m . Pada MG , ini biasanya dilakukan lebih panjang sesuai dengan 3 tiang catenary , dengan satu catenary lepas landas segera setelah titik di mana berhenti lain .

Ketika bagian berturut-turut dari catenary AC dipasok oleh fase yang berbeda dari 3 - phase power grid, ada pendek , netral ( un -energized ) bagian ( zona mati atau bagian netral ) dari catenary yang datang di antara mereka . Loco memiliki ke pantai melalui ini ' fase istirahat ' dengan gangguan singkat dalam penyediaan listrik . Kadang-kadang bagian yang berbeda dari catenary yang terhubung ke fase yang berbeda pada waktu yang berbeda dan bagian netral mungkin bagian netral diaktifkan . ( Istilah ini juga mengacu pada bagian netral pada AC - DC titik peralihan di mana bagian netral dapat beralih ke baik AC atau DC pasokan , dan juga dikenal sebagai bagian netral dinamis . )

Di DC catenaries , ada istirahat sama ( kesenjangan power) dengan bagian netral pada titik-titik di mana bagian yang berdekatan dari catenary dipasok oleh gardu yang berbeda . Bagian netral digunakan untuk menjadi cukup panjang ( 41m adalah panjang umum) tapi sekarang banyak bagian netral sesuai dengan fase istirahat di power supply AC yang sesingkat 5m . Beberapa lokomotif yang juga disediakan dengan modifikasi untuk menjaga lampu dan beberapa peralatan tambahan dihidupkan saat melintasi bagian netral . Lihat halaman sebelumnya tentang bagaimana IR lokomotif menangani perubahan fase ini .

Kontrol dan Monitoring: A Control Center remote ( RCC ) terletak di atau dekat pusat kontrol lalu lintas divisi . RCC memiliki kontrol dan peralatan pemantauan untuk traksi listrik di kawasan yang dikendalikan oleh pusat kendali lalu lintas. Sebelum tahun 1980, IR menggunakan sebuah sistem kontrol elektromekanis , Frequency Modulated Voice Frekuensi Telegraph ( FMVFT ) . Ini masih digunakan di beberapa tempat . Sejak tahun 1980 , IR telah menginstal sistem berbasis mikroprosesor yang disebut ' SCADA ' ( Pengawas Remote Control dan Sistem Data Acquisition ) untuk remote control dari gardu listrik dan switchgear . Sebuah fasilitas SCADA pusat ( pusat kendali divisi ) dapat mengontrol wilayah memanjang sampai sekitar 200 - 300km di sekitarnya . SCADA memungkinkan pemantauan jarak jauh dari parameter listrik ( tegangan, arus , faktor daya , dll ) secara real time dan operasi remote dari switchgear , serta deteksi kesalahan otomatis dan isolasi , yang memungkinkan kontrol yang lebih baik dari permintaan maksimum , pemecahan masalah , dll SCADA menggantikan sistem yang lebih tua yang digunakan aparat remote control elektromekanis .

Untuk beberapa informasi tentang biaya overhead kendaraan inspeksi peralatan , lihat bagian pada kendaraan self-propelled .

bermacam-macam

Q. Bagaimana cara kerja pengereman regeneratif ?

Pengereman regeneratif bekerja pada prinsip konversi energi kinetik dari lokomotif ( dan kereta api ) kembali ke listrik dengan menggunakan motor traksi secara terbalik ( sebagai generator ) dan makan listrik kembali ke OHE . Ini agak lebih mudah dengan DC dibandingkan dengan AC traksi seperti yang terakhir fase dan frekuensi listrik yang dihasilkan harus dicocokkan dengan yang ada pada OHE . Di sisi lain , regenerasi dengan DC motor menambah massal dan kompleksitas mereka .

AC locos baru memiliki kontrol mikroprosesor yang membantu sangat sebagai gelombang dan fase daya regenerasi dapat disesuaikan tepat . Tegangan regenerasi yang pada kenyataannya loco menyajikan beban negatif terhadap sistem OHE , yang memanifestasikan dirinya sebagai naiknya tegangan sistem . Hal ini menyebabkan pengurangan yang sesuai pada energi yang diberikan oleh unit pembangkit di grid , dan energi regenerasi dapat , pada prinsipnya , bahkan kembali ke memasok grid dan digunakan di tempat lain .

The OHE dikatakan menerima jika berada dalam keadaan di mana loco dapat menggunakan pengereman regeneratif . Jika tidak ada loco lain pada bagian yang dapat menyerap daya , dan jika gardu tidak diatur untuk mengirim daya kembali ke pasokan grid, hasil regenerasi dalam tegangan OHE naik lebih dari batas tertentu - ini adalah bagaimana sistem kontrol di papan loco dapat mendeteksi ( non - ) penerimaan baris. Jika baris tersebut tidak menerima loco harus resor untuk menggunakan gesekan atau rheostatic pengereman .

Bahkan jika garis adalah reseptif , makan daya kembali ke pasokan grid tidak selalu mungkin, meskipun , karena kendala praktis dalam desain peralatan gardu , relay deteksi arus balik dalam penyediaan jaringan ( disediakan sebagai perlindungan dalam kasus kesalahan dalam sistem pasokan 132kV ) , tidak tepat fase pertandingan oleh loco mengakibatkan relay menghalangi daya regenerasi , dll kekuatan regenerasi karena itu sering akan digunakan hanya dengan beredar dalam sistem OHE dan dengan demikian mendapatkan digunakan oleh lokomotif lainnya di bagian . Karena itu , pengereman regeneratif menghasilkan buah di bagian sibuk di mana selalu ada beberapa locos hidup . ( Dalam sistem kereta api lain , misalnya di Jepang , meskipun tidak di India , kadang-kadang daya regenerasi hanya dihamburkan menggunakan beban resistif besar di gardu atau di tempat lain . ) Sebaliknya ketika tegangan sistem mulai turun , itu merupakan indikasi bahwa lokomotif ( s ) pada bagian tersebut / tidak menghasilkan tenaga dan daya ( kasus normal ) bukan mengkonsumsi dalam hal pasokan daya normal feed energi kembali ke OHE .

Selain menghemat sebagian kecil dari biaya listrik untuk kereta api , pengereman regeneratif dalam prakteknya juga menawarkan kontrol yang lebih baik atas pengemudi pengereman kereta api , dan penghematan dalam bantalan rem dan peralatan lainnya yang digunakan dalam pengereman gesekan normal adalah juga signifikan . Telah menyatakan bahwa pengereman regnerative di bagian sibuk dapat menghemat hingga 10 % atau lebih dari biaya listrik .

Q. Apa ' takik ' dan ' transisi ' dari motor traksi ?

Ada biasanya beberapa ( 4 atau 6 ) motor traksi di lokomotif , tergantung pada jumlah bogie dan jumlah motor per bogie . Mereka dapat dikelompokkan dalam sirkuit listrik dalam berbagai cara , seperti menjadi semua di seri , kombinasi serangkaian pasang secara paralel , atau semua paralel, dll Kombinasi ini memberikan rentang yang berbeda beberapa daya / torsi dan kecepatan . Dalam setiap kombinasi tersebut , kontrol yang lebih baik atas kecepatan dan kekuatan ini dimungkinkan dengan resistif ( rheostatic ) control , helikopter ( SCR - switch semikonduktor ) kontrol, atau dengan kontrol frekuensi seperti pada AC locos 3 - fase . Kebanyakan locos lebih tua digunakan kontrol resistif dengan array besar elemen resistif

yang dapat semakin ditambahkan ke dalam atau diambil dari sirkuit untuk membatasi arus yang ditarik oleh motor .

Setiap langkah dalam hal ini adalah ' kedudukan ' . Misalnya, loco WCAM - 3 beroperasi dengan 6 motor di seri , dengan takik nomor 1 sampai 22; pada kecepatan yang lebih tinggi itu dapat menggunakan salah 2 seri set 3 sejajar motor atau seri 3 set 2 sejajar motor masing-masing , dengan takik nomor 23 sampai dengan 32; dan akhirnya dengan semua motor secara paralel ( dengan tegangan penuh yang tersedia di masing-masing ) , dengan takik bernomor 33-39 . Sebuah takik transisi adalah pengaturan sirkuit dimana motor sedang beralih dari satu kelompok ke yang lain ( misalnya , seri ke seri - paralel ) .

Catatan : Hal ini berlaku tidak hanya untuk locos listrik ; motor traksi di lokomotif diesel - listrik juga memiliki kontrol tersebut .

Q. Apa yang terjadi jika daya gagal ketika loco sedang berjalan ? Apa yang terjadi jika koneksi pantograph yang salah dibuat ( DC sirkuit untuk AC catenary atau sebaliknya ) ?

Bagi sebagian besar kelas loco , kehilangan kekuasaan di OHE dirasakan secara otomatis dan rangkaian listrik utama dari pantograph ke perangkat traksi terputus . Sebuah lampu ( ' LSS ' ) bersinar pada panel kontrol yang menunjukkan hilangnya tegangan catenary ( di samping itu, tentu saja, untuk semua tegangan dan pengukur arus akan mati ) , dan dalam beberapa locos bel peringatan juga terdengar . Pemutus sirkuit utama ( DJ , DS ) terbuka , semua peralatan bantu reset , dan master controller beralih ke posisi nol notch otomatis . Urutan yang sama peristiwa terjadi jika rangkaian pantograph yang salah digunakan ( DC untuk AC atau sebaliknya ) , di lokomotif dual- daya ( lihat di bawah ) . Tentu saja, setelah sirkuit pemutus utama adalah terbuka dan loco adalah unpowered , maka akan pantai berhenti , dan semua yang pengemudi bisa lakukan adalah untuk menerapkan rem untuk mengontrol berhenti . Loco perlu didukung lagi seolah-olah memulai dari awal . ( Lihat energi loco mati untuk lebih jelasnya. )

Dalam lokomotif dual- daya ( WCAM - x , WCAG - x ) masing-masing pantograph ini dimaksudkan untuk digunakan dengan catu daya tertentu . The pantograph saklar pemilih memiliki lima posisi : E , DC , O , AC , dan E. The central ' O ' pengaturan adalah posisi off . ' DC ' meningkatkan pantograph DC dan ' AC ' meningkatkan pantograph AC . Dua pengaturan ' E ' di kedua ujung pengaturan darurat , dengan menggunakan pantograph DC di bawah AC traksi atau pantograph AC di bawah DC traksi . Jika salah satu dari pengaturan ' E ' tidak digunakan dan pantograph salah dinaikkan , perangkat tegangan penginderaan ( VSD ) memicu dan membawa pantograph turun segera . Perhatikan bahwa koleksi biasanya arus dari pantograph tidak mulai segera ketika terjadi kontak dengan catenary - ada kesenjangan beberapa detik , dimaksudkan untuk memungkinkan VSD dan perangkat keselamatan lainnya waktu untuk bertindak . VSD itu sendiri terdiri dari transformator potensial dengan resistor dihubungkan secara seri dengan utama di satu ujung dan membumi di ujung lain . Dua relay , QAC untuk AC dan QDC untuk DC , mengontrol posisi pantograph tersebut . QDC diberi energi ketika pantograph DC dinaikkan dan pasokan DC dirasakan di OHE ; QAC adalah energi jika pantograph AC dinaikkan dan pasokan AC merasakan di OHE ; jika pasokan salah dirasakan , relay adalah de-energized dan pantograph diturunkan. Ada juga relay budak

untuk saling . Relay ini beroperasi off baterai 110V . The switch elektro - pneumatik yang mengontrol traksi utama arus ( DS atau Memutus Switch untuk modus DC , dan DJ atau Disjoncteur untuk mode AC ) dengan sendirinya energi oleh relay diatur oleh perangkat penginderaan tegangan . Dengan demikian , traksi jalan utama saat ini juga segera terganggu dan tidak ada koleksi saat ini dapat terjadi jika salah pantograph dinaikkan . Dalam modus darurat , jalur saat ini diubah untuk memungkinkan DC traksi arus mengalir dari pantograph AC atau AC dari pantograph DC .

Q. Apa ' ignitrons ' dan ' excitrons ' bahwa lokomotif listrik awal yang digunakan ?

Ini adalah jenis perangkat meluruskan digunakan untuk mengubah arus bolak-balik ke arus searah . Pada hari-hari awal , hal ini dapat dilakukan hanya dengan teknologi tabung vakum sebagai teknologi semikonduktor tidak bisa menangani tegangan tinggi dan arus yang perlu diaktifkan dalam aplikasi seperti dalam lokomotif .

Sebuah excitron adalah penyearah uap merkuri yang menggunakan kolam merkuri cair sebagai katoda nya . Busur dipertahankan antara katoda dan anoda eksitasi tambahan , yang mempertahankan konsentrasi merkuri terionisasi dalam tabung . Arus mengalir antara anoda dan katoda utama oleh ion merkuri hanya ketika anoda utama adalah positif terhadap katoda .

Sebuah ignitron juga penyearah uap merkuri . Namun, dalam hal ini busur tidak dipertahankan terus menerus antara anoda dan katoda . Busur yang ada saat anoda adalah positif tetapi dipadamkan sebagai switch polaritas . Sebaliknya , elektroda penyala dari bahan semikonduktor seperti silikon karbida disimpan sebagian dicelupkan ke dalam kolam merkuri katoda untuk memulai busur ketika anoda berjalan positif .

Perkembangan perangkat solid-state telah memungkinkan penggunaan rectifier semikonduktor bukan rectifier tabung vakum lebih berubah-ubah dan rapuh dalam lokomotif hari ini .

T. Di mana saya dapat belajar lebih banyak tentang traksi listrik ?

Informasi lebih lanjut dapat ditemukan di web dan di tempat lain . Untuk memulai , cobalah FAQ ini dan Glosari .