Carissimo Stefano
non sono un elettrotecnico ma leggendo il Perticaroli la situazione mi sembra così

con le SSE tutte in concordanza di fase e con le batterie di condensatori di rifasamento escludibili (con apertura del bipolare(3) e successiva realizzazione della continuità elettrica della Ldc mediante chiusura del tripolare senza problemi(concordanza di fase)
se sparo bestialità correggetemi!
pietro
NB la monofase non è ricavata in derivazione dalla trifase ma questa alimenta i convertitori di fase e frequenza delle SSE:"In queste si effettua quindi la conversione di fase e di frequenza, con gruppi convertitori rotanti o elettronici"

Ah, quindi i convertitori hanno ingresso trifase ed uscita monofase !

Non capisco, però, l' utilizzo delle capacità in serie fra i tratti di linea di contatto.
Ipotizzo :
- quando il treno è in prossimità della sottostazione, esso viene alimentato direttamente da essa.
- quando il treno è fra le due sottostazioni, è alimentato in parallelo dalle due, ma con in serie i condensatori di rifasamento. Il vantaggio potrebbe essere dovuto al fatto che le capacità "cancellano" la cdt su induttanze equivalenti poste nel circuito, come l' induttanza di linea e quella dei trasformatori delle locomotive.

Hai altri dettagli su quel sistema ?

Grazie Pietro per queste curiosità, che testimoniano come anche in semplici circuiti elettotecnici sia necessaria, a volte, dell' inventiva.


Stefano Minghetti

Mi sorge un dubbio, cioè, che lo schema adottato in Norvegie e Svezia, sia dovuto al fatto che usano solo macchine a comando elettronico.
Nel qual caso il condensatore in serie ha l'obiettivo principale di abbattere le CdT, e poi di ridurre le armoniche in rete; probabilmente rifasa solo la linea in quanto tale. Questo circuito è sicuramente in funzione dei circuiti presenti sulle locomotive, diversamente avrebbe poco senso.
Sorvoliamo sul fatto che il collegamento permetta anche la continuità d'alimentazione della LE anche in caso di fuori servizio totale di una SSE.

Con un collegamento di quel tipo, ragionando elettrotecnicamente dovrebbe anche essere ininflunte la discordanza di fase della frequenza di rete.
Un dato importante da tenere conto è che tra la linea di alimentazione primariatrifase in AT e linea di alimentazione ferroviaria in monofase si ha una separazione galvanica, pertanto è come se la linea ferroviaria fosse alimenatta direttamente da un generatore. Mi immagino anche che, anzi ne sono quasi sicuro, in caso di converrtitore elettronico, il trasformatore AT-MT sia un triangolo-triangolo, così, oltre ad altri fenomeni utili, non c'è scambio di armoniche tra le due linee; se c'è un convertitore rotante il problema non si pone.

In realtà per ridurre il FdP in linea (cioè quasi eliminare la corrente reattiva), occorre rifasare il carico nel punto più prossimo ad esso, quindi i condensatori devono essere a bordo macchina. Di fatto il compito di rifasare, in un azionamento elettronico, è demandato: al condensatore di livellamento nel caso di inverter a bordo, al filtro RC nel caso di azionamento per motori CC.

Giusto per, nel sistema di LE monofase e nel caso di mera derivazione da linea trifase, ai motori comandati in via elettromeccanica non si pone il problema del cambio fase: non importa se ia motori arriva fase + neutro puittosto che fase + fase, ancora meno se in mezzo c'è un azionamento elettronico.

Sempre giusto per ... nel sistema 2 x 25 kV (ma la tensione potrebbe anche essere diversa), i discorsi sono diversi.

Giusto per, nel sistema di LE monofase e nel caso di mera derivazione da linea trifase, ai motori comandati in via elettromeccanica non si pone il problema del cambio fase: non importa se ia motori arriva fase + neutro puittosto che fase + fase, ancora meno se in mezzo c'è un azionamento elettronico.
il problema non è la locomotiva od i suoi motori ma il secco corto circuito che il pantografo creerebbe sulla linea di contatto al passaggio del cambio fase se non vi fosse il tratto neutro di protezione/separazione, lo stesso scopo si otterrebbe con l'abbassamento del/dei pantografo/i, il tratto neutro dà però maggior garanzia(protezione anche senza abbassamento pantografi).

Stefano a proposito di NSB/SJ il Perticaroli in effetti dice:"per contenere le cadute di tensione in linea e tenuto conto dei bassi fattori di potenza provocati dalle numerose elettromotrici a raddrizzatori controllati, le NSB hanno fatto largo ricorso al rifasamento per mezzo di batterie di condensatori in serie sulla linea di contatto....."
pietro
PS: sempre a proposito dello schema di alimentazione delle SSE NSB/SJ Un dato importante da tenere conto è che tra la linea di alimentazione primariatrifase in AT e linea di alimentazione ferroviaria in monofase si ha una separazione galvanica, pertanto è come se la linea ferroviaria fosse alimenatta direttamente da un generatore Grazie! mi confermi ciò che avevo intuito

Siccome il sistema svedese non lo capisco, ho cercato in rete(internet) notizie sulla rete(power grid) ed ho trovato il seguente interessante articolo :

http://www.diva-portal.org/smash/get/di ... TEXT01.pdf

eccone uno stralcio della parte che ci interessa :

4.4. Independence between public grid and railway power system
For countries or regions with non-synchronous three-phase AC separated grids,
e.g. Denmark (Kjaer-Larsen, 1991), or even with different frequencies, e.g. Japan
(Kobayashi, 2005) or between Brazil and its neighbors (Horwill et al., 2011; Elahi
et al., 1991), the catenary network can have voltage of the same frequency and
no-load phase angle all over when using asynchronous power converters (Sch¨utte,
2011). Here the railway grid acts completely independent of the public one, and
therefore the converter stations can be seen as small scale generation facilities
only.
Feeding of synchronous-synchronous converter stations is vulnerable to voltage
phase angle variations in the public grid. (The voltage angle variations are
caused by normal active power flows. Angles decrease for each node following
the direction of the power flow.) Especially if the impedance of the railway grid is
comparatively low, there is a risk that the railway catenary will act as a transmission
line for the public grid. This would typically be a possibility if e.g. there is a
railway-side transmission line present, or if there are double-tracks with separate
AT catenary systems. The simple solution is to separate the catenary system into
chunks of power system sections.
When, however, separation is required to exclude current flow in parallel to the public grid, it does not have to be created at each connection to the public
grid; rather it can be done at one or a few locations within a country. That is,
for example, the case in the Swedish railway power supply system when the twophase
132 kV transmission is present (B¨ulund, 1995). Sectioning can be avoided
by either using capacitors or inductors for compensation (Karlsson, 2006), or by
using turnable stators (Morton, 1932). The rotating-converter-fed AC-railways in
the US normally alleviates the phase-shifts in the public grid by having adjustable
stator positions on the motor of the converter (Morton, 1932). The relative rotation
of the motor-side stator against the generator-side stator is supposed to compensate
the public-grid phase-shifts such that the generator-side no-load-angles on the
railway-side of converter are the same regardless of the geographic position of the
converter.
If using asynchronous converters, this is not an issue at all, as these converters
have the same capabilities as static converters. Thus catenary separation will
not be necessary. Asynchronous rotary converters, have, like static converters, a
voltage angle independency regarding the public grid.

In sostanza, mi pare dica che nel caso di convertitori rotanti da trifase 50 Hz a monofase 16.6 Hz, avendo i motori in parallelo fra essi ed i generatori in parallelo fra essi, si potrebbe creare un effetto non voluto, nel quale l' energia fluisce da un punto della rete pubblica (a 50 Hz) ad un altro, passando attraverso un convertitore rotante, la linea aerea ed un altro convertitore rotante in senso opposto (dall' uscita verso l' entrata). L' energia transitante via linea di contatto può essere anche solo una parte di quella che fluisce fra i due punti della rete pubblica. Ovviamente creerebbe cadute di tensione o eventualmente sovraccarichi nella rete di trazione. Per evitarlo usano i sezionamenti mostrati da Pietro Merlo. Da quello che capisco, l' impedenza delle capacità non è bassa, quindi limita l' intensità delle correnti a 16.6 Hz circolanti fra due distretti.
In tal modo la corrente è ancora sufficiente a tenere vincolate elettromeccanicamente i generatori a 16.6 Hz, ma è piccola rispetto a quella che circolerebbe per effetto del travaso della corrente della rete pubblica.

E' chiaro che in un impianto del genere, un pantografo che cortocircuitasse un sezionamento con condensatore in parallelo, potrebbe risultarne distrutto ! Ecco la necessità del tratto neutro.


Stefano Minghetti
nota : nella ricerca mi pare di aver visto sottilineare che le reti Svedese e C. hanno la frequenza di 16 2/3 Hz, contro i 16.7 Hz delle reti germanofone.

Si Pietro, il tratto neutro lo davo per scontato, era solo per non far sorgere il dubbio a qualcuno che fosse necessario intervenire sull'invertitore.

A riguardo dei condensatori in serie ho trovato conferma anche in altri testi, oltre a quanto dice il Perticaroli, e a quanto di mia conoscenza a riguardo degli azionamenti a tiristori, conoscenze, però in ambito di alimentazione trifase del ponte di diodi controllato, dove magari si mette un trasformatore trifase triangolo-triangolo.
Per prudenza ho usato il condizionale, perchè non conosco gli schemi reali. Tra l'altro, nel momento che usi locomotive con motori trifasi, quindi inverter, il discorso tiristori si sposta dagli azionamenti dei motori allo stabilizzatore di tensione intermedio a diodi controllati, come è d'uso se la LE è a 3 kVcc.

Da notare gli approcci diversi al problema "LE monofase" da parte delle varie reti, e dai loro fornitori.
Asea, ora ABB, in Norvegie a Svezia, ha pensato fin da subito (anni '960) ad un sistema completo e nuovo, andando a sostituire, il più rapidamente possibile, le macchine elettromeccaniche con quelle elettroniche.
Mentre in Austria, Germania e Svizzera si è pensato di adeguare le macchine al tipo di distribuzione elettrica.
Ancora diverso il caso di Francia, Italia, e mi pare anche Ungheria dove si usa il 2 x 25 kVca, aumentano le apparecchiature elettromeccaniche, e il rame, ma non c'è elettronica negli impianti fissi.

Nel caso di LE in CC non c'è storia, o così come è ora o niente elettronica.

Marco Fornaciari

P.S. Pietro hai mischiato Marco con Stefano, ma fa lo stesso ... diamo sempre la scossa entrambi

Stefano stavamo scrivendo assieme.
In effetti l'uso di convertitori rotanti ha il problema dello scambio dell'energia, così come se fossero solo trasformatori.

16 2/3 Hz, oppure 16,7 Hz fa la differenza di 0,4444 periodico. Però la frequanza di 16,7 Hz permette di non avere armoniche strane.
Tra l'altro se non ci sono più in circolazione veicoli totalmente elettromeccanici, teoricamente si potrebbe passare direttamente a 50 Hz senza particolari problemi alla LE. I trasformatori a bordo locomotiva avrebbero il nucleo magnetico esagerato (la sezione del ferro è inversamente proporzionale alla frequenza), mentre sarebbero di rivedere il filtri contro le armoniche. Magari a non digerire i 50 Hz sono i circuiti di segnalamento.

C'è un'altra curiosità nei due sistemi scandinavi, se non due: la prima, non so se ancora usata, è l'impiego di speciali trasformatori (ho trovato il curioso termine "Saugtrafo", il testo era in tedesco, non saprei come tradurre) di rapporto 1/1 disposti con un avvolgimento in serie alla linea di alimentazione e con l'altro in serie a una "linea di ritorno" collegata alle rotaie a intervalli regolari ma isolata da terra. Questi trasformatori pare servissero per elidere le "spurie". Su una linea ci potevano essere diversi di questi trasformatori (ogni punto di regolazione automatica era anche sezionamento), circa uno ogni 2 km.

Saugtrafo, forse lo si può tradurre con trasformatore aspiratore, potrebbe essere stato usato per far circolare/scaricare le armoniche e le spurie in circuiti relativamente brevi.
In quei luoghi bisogna anche tenere conto delle condizioni climatiche invernali, che sulle linee elettriche aere inducono fenomeni particolari.

Ragazzi, ho trovato una robetta interessante.
Ecco come erano installati i "Saugtrafo" (chissà come li chiamavano in Svezia):
http://ekeving.se/eldr/SJ-dok/StateRlyE ... n_1933.pdf
A pagina 8 del PDF c'è lo schema. E il testo è in inglese...

Anch'io ho trovato qualcosa ed in forma più contratta
penso ci si riferisca allo schema con trasformatori succhianti per ridurre il fenomeno di induzione di correnti non desiderate (se non pericolose) in circuiti paralleli alla linea ferroviaria.....problema più sentito con l'alimentazione a 25kV e frequenza industriale ma non escludo rilevante anche in certe situazioni di 15kV a frequenza ferroviaria. il Mayer dice
La corrente circolante nella linea di contatto induce nei conduttori metallici paralleli una forza elettromotrice il cui valore è dato da
e = 2pigreco f k M I L dove:
f è la frequenza della corrente inducente
k un fattore di riduzione dovuto alle correnti circolanti in sistemi vicini al circuito indotto, purché messi a terra (rotaie, canalizzazioni metalliche, guaine metalliche di cavi, ecc.)
M è, in henry per chilometro, il coefficiente di mutua induzione, funzione della distanza tra linea inducente e linea indotta
I è la corrente, in ampère, inducente
L è la lunghezza in chilometri del parallelismo
per ottenere riduzione del fenomeno
sistema, che può essere molto efficace anche se risulta alquanto costoso, è quello dell'impiego di un conduttore di ritorno e di trasformatori succhianti. Si tratta di trasformatori con rapporto 1:1 che vengono inseriti, ogni tre o quattro chilometri circa, con il primario ed il secondario in serie rispettivamente sulla linea di contatto e sul conduttore di ritorno.
Nel punto intermedio tra l'uno e l'altro trasformatore, il conduttore di ritorno, per il resto isolato, è collegato alla rotaia.

In definitiva una corrente che abbandoni il binario per portarsi nel terreno può risultare presente solo nel tratto tra il treno ed il più vicino collegamento tra rotaia e conduttore di ritorno..........
penso basti il Mayer entra poi comunque in dettagli
Il problema è contenuto nel 2x25kV 50Hz in quanto lo schema classico di alimentazione già realizza di fatto schema analogo.
pietro

Naturalmente citazione da Lucio Mayer "Impianti Ferroviari Tecnica ed Esercizio" ed CIFI (1986 o 2005)
pietro

e da non elettrotecnico chiedo a chi è del ramo se lo schema a condensatori possa coesistere con quello a trasformatori succhianti o no, e se sì( e la cosa ad intuito mi pare difficile) che forma prenderebbe lo schema....
Grazie
pietro

Ad occhio e croce non direi (uso il condizionale dato che i il fonomeno dei disturbi elettrici è vasto e vario quanto l'universo). I due sistemi pare servano ad eliminare spurie derivanti da due fonomeni generati da apparecchiature diverse. Con i trasformatori si tende ad eliminare tutti i disturbi generati dei collettori dei motori nel caso di comando elettromeccanico. Con i condensatori si eliminano tutti i disturbi generati dal comando dei motori a diodi controllati , SCR, in più si riducono le CdT sulla LE. Da non dimenticare che con il comando elettronico dei motori un primo o più filtri sono già a bordo della locomotiva.
Mi viene da dire che anche con lo schema a trasfornatori si tende ad ridurre la CdT, ma ritengo che dipenda molto da quante locomitive ci siano nella tratta di LE alimentata dalla singola SSE.
Una cosa importante da sapere, il fatto di avere motori trifasi comandati da inverter, obbliga a generare a bordo della locomotiva una corrente continua il più stabilizzata possibile, in questo caso l'alimentazione in monofase della loco pone, con correnti diverse, gli stessi problemi che ognuno di noi riscontra negli alimentori in CC di uso quotidiano.
I due sisteni non credo possano coesistere, si verrebbe a creare un circuito oscillante LRC (impedenza del trasformatore, restistenza dei conduttori LE e rotaie, condensatore), tale configurazione oltre che dannosa è pure pericolosa in quanto genera extra tensioni di elevato valore.

Giusto per, mi pare chi il sistema più efficace di alimentazione della LE, sia quello in uso sulla AV italiana (ed in uso in altre parti del mondo), cioè il 2 x 25 kV (o altra tensione non importa) con autotrasformatori di bilanciamento, oltre a bilanciare il carico a monte (alimentazione trifase), crea circuiti relativanente corti dove circolano e si esauriscono i disturbi. Anche se, mi pare di ricordare, che per ogni tratta di LE (quella tra un auto trasformatore e l'altro) ci siano limiti di quantità di locomitive a prescindere dalla potenza totale prelavata ai pantografi. Il cambio fase pone solo problemi di corto circuito tra le fasi, quindi c'è necessita di un tratto neutro lungo più per passo tra due pantografi in presa dello stesso treno, sulla AV mi pare di 400 m.

Dal punto di vista delle moderne*, locomotive con motori trifasi, la LE ideale è quella in CC, dal punto di vista della LE, e dell'ambiente circostante, l'ideale è l'alimentazione trifase.

* In realtà i nostri tecnici dell'epoca, pur con le poche conoscenze del tempo, avevano visto giusto scegliendo il trifase per la TE, peccato che il bifilare limiti la velocità a meno di 100 km/h, e complichi tanto la LE. Ridotto in termini semplici, la LE trifase, pone gli stessi identici problemi che hanno i plasticisti.

Grazie!
... e si potrebbe riprendere il discorso del mancato sviluppo degli studi per alimentazioni a 6, 12 o 24 kV in cc
pietro