[ TECNICA ] Tutto TE: 1,5/3/15/25 kV - AC/DC - 16,6/50/60 Hz

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GBrasil
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[ TECNICA ] Tutto TE: 1,5/3/15/25 kV - AC/DC - 16,6/50/60 Hz

#1 Messaggio da GBrasil » gio 09 lug 2009 10:24

Da non esperto (ignorante :( ) mi spiegate quali sono i pro e i contro nel costruire le linee con tali alimentazioni.

Perchè in Germania si usa 15 kV CA 16 e 2/3 Hz e non 25kV CA 50 Hz per le AV ?
Un ICE 3 è + prestante nella tratta AV della LGV ?

Perchè in JAP la frequenza di 60 Hz?

Grazie

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superciccio14
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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#2 Messaggio da superciccio14 » gio 09 lug 2009 10:47

Ciao è un discorso bello lungo e complesso. Diciamo che alcune criteri discriminati sono: ovviamente costi (fissi e var), distribuzione, caratteristiche conduttori, caratteristiche motori di trazione (anche se con l'avvento dell'elettronica di potenza questo problema s'è un po' ridimensionato)

Ti segnalo un po' di link che ti potrebbero interessare!

http://www.aising.it/docs/ATTI%20II%20C ... 3-0236.pdf

http://www.rfi.it/cms/v/index.jsp?vgnex ... 16f90aRCRD

http://altavoracita.altervista.org/stor ... el/sc6.htm

:ciao:
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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#3 Messaggio da Coccodrillo » gio 09 lug 2009 14:10

GBrasil ha scritto:Perchè in JAP la frequenza di 60 Hz?
Perché la rete nazionale è a 60 Hz, come nel Nord America. O meglio, in Giappone la rete è a 60 Hz nel sud dell'arcipelago, a 50 nel nord, questa differenza c'è sia nelle reti domestiche che in quelle ferroviarie.

http://it.wikipedia.org/wiki/Spina_elet ... _nel_mondo
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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#4 Messaggio da qalimero » gio 09 lug 2009 14:27

Rete nazionale intesa come rete elettrica di trasporto.

Ciao Giuseppe
Ciao Paolo

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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#5 Messaggio da Coccodrillo » gio 09 lug 2009 14:53

Anche come rete domestica.
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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#6 Messaggio da Alessandro » gio 09 lug 2009 15:03

GBrasil, un elemento che può agevolare la comprensione:
in tutti i sistemi ferroviari a TE la cosa determinate dal punto di vista dei costi, oltre ovviamente alla storia che ogni zona geografica possiede, sono gli impianti di produzione dell'energia elettrica.
Come saprai tale energia è prodotta (i puristi mi passino la semplificazione di termini) in corrente alternata, ad una data frequenza. Dunque la cosa migliore è usare quella, senza particolari e costose conversioni.

Storicamente nel centro europa molte centrali furono costruite proprio per alimentare le ferrovie, e dunque si optò per i 16 2/3 Hz che è (era...) la più adatta dal punto di vista del dimensionamento dei trasformatori delle locomotive (che dipende appunto anche dalla frequenza). Non a caso in alcuni mondi essa è definita "frequenza ferroviaria".

Oggi chi ha impianti di questo tipo se li tiene ovviamente come standard, mentre chi deve costruzioni/elettrificazioni in altre aree sceglie la meno costosa (perché non richiede centrali dedicate), e ormai definita standard, 50 Hz.
Ale

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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#7 Messaggio da Lirex » gio 09 lug 2009 15:28

Una puntualizzazione.... ( non ditemi che sono pedante)
Il sistema a 16 2/3Hz è nato per superare i problemi di potenzialità delle linee senza fare salire molto la corrente di linea e adottando motori con isolamenti tecnicamente realizzabili con i materiali dell'epoca.
Se si alimenta un normale motore a collettore con una tensione alternata, durante il funzionamento si manifesta un effetto, detto "trasformatorico" il cui effetto varia con la frequenza, che provoca uno scintillio alle spazzole dovuto alle tensioni che si manifestano tra le varie spire del rotore.
Per diminuire questo effetto è stato necessario abbassare la frequenza di lavoro usando per praticità la frequenza 1/3 di quella di rete, ottenuta con un gruppo motore a 6 poli/ alternatore a due poli, benchè questo rendesse più pesante il trasformatore ( infatti i trasformatori necessitano di meno ferro quanto più alta è la frequenza).
Nonostante l'abbassamento della frequenza, la strada per arrivare ad un sistema usabile è stata lunga tanto da fare temere di non riuscirvi ( infatti il Sempione, in predicato di essere elettrificato in monofase, fu poi temporaneamente elettrificato in trifase).
Finalmente, nel 1905, grazie agli studi del direttore tecnico della Oerlikon, si ottenne un motore, dotato di avvolgimenti compensatori, che riusciva a funzionare apprezzabilmente e da allora il sistema 15kV-16,7Hz si è esteso, vincolando però la rete a costruire centrali apposite o gruppi di conversione rotanti.
Oggi non è un problema, si fanno delle SSE statiche che trasformano la 50Hz in 26,7Hz con gli IGBT...
ciao

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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#8 Messaggio da Alessandro » gio 09 lug 2009 15:46

No, tu non sei pedante.
Sei il nostro maestro.
Dai miei ricordo di trazione elettrica (non mi se ne voglia, son passati vent'anni) mi pareva peraltro che i 16,66666seisei Hz fossero più adatti al dimesnionamento del trasformatore... boh... me ne sto di quello che dici.
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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#9 Messaggio da superP » gio 09 lug 2009 15:54

Condividendo quello che ha scritto Lirex aggiungo solo qualche cosa...
Tralasciando il trifase, fra i vari sistemi di alimentazione direi che quello a 1.5kV i DC è il peggiore a causa del valore troppo basso della tensione, il 16,2/3 a 15kV necessita di un sistema di trasformazione e distribuzione abbastanza pesante ed ormai è tecnicamente superato (non sparirà invece ovviamente però è nato per altri motivi come Lirex ha evidenziato), il sistema a 3kV in DC ha gli stessi limiti di quello a 1.5kV però essendo a tensione doppia non è critico e ha il vantaggio di avere la locomotiva a livello di convertitore molto semplice in quanto l'inverter di trazione può essere direttamente derivato dalla ldc. Il 25kV 50Hz (anzi 2x25kV) ha molti vantaggi ed infatti è usato nelle linee AV.

Altre considerazioni: con sistemi in DC si ha il problema delle corrosione elettrolitica, a 50Hz si possono avere interferenze e si ha l'inconveniente dei prelievi monofasi (con tanto di limitazioni imposte da TERNA ed equipollenti). Il 16,2/3 HZ come vantaggio ha le cadute di tensione inferiori a parità di corrente assorbita rispetto al 50 Hz...

Ricordiamoci che i sistemi AC necessitano sempre del trasformatore e del relativo convertitore 4 quadranti...

il discorso può andare avanti per molto... Potrebbe esistere un ulteriore sistema ottimo rispetto a quelli presenti....

Aggiungo che si è studiato in Italia l'alimentazione in DC a 10kV o più, scartata per vari motivi tecnici che attualmente potrebbero essere superati..... (la DD Fi-Ro è predisposta per i 6.6kV in DC)

:ciao:

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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#10 Messaggio da Alessandro » gio 09 lug 2009 15:58

sì SuperP... tutto (più o meno) giusto, quello che scrivi, ma mi sembra che dall'obiettivo di sintetizzare in maniera semplice ci si stia allontanando.

Ci andrei piano fra l'altro a definire "peggiore" il sistema 1500 V c.c., poiché l'affermazione va estremamente contestualizzata e valutata alla luce delle nuove tecnologie che ne aumentano le potenzialità (ci lavorava proprio il gruppo "vicino" al mio quando ero all'uni, fino ad un anno e mezzo fa).

Se tiriam fuori anche i 6000 e i 1000 però veramente la complichiamo, la faccenda :wink:
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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#11 Messaggio da superP » gio 09 lug 2009 16:19

sì certo non vorrei andare tanto nel dettaglio però alla fine se si vuol evidenziare bene vantaggi e svantaggi di un sistema rispetto ad un altro bisogna andare ad analizzare anche i particolari.

Rimanendo su concetti meno complicati e di dettaglio attualizzando il contesto elettrico ed elettronico (di potenza) esistono anche differenze non trascurabili sulle SSE.
Si può passare da un semplice trasformatore con sistema di protezione ad un complesso sistema di conversione statica tramite inverter...

ricordo inoltre che il 16,2/3 si è sviluppato diversamente in Scandinavia e in Germania/Austria/Svizzera.
In scandinavia sistemi di conversione più numerosi e di taglia più piccola (vantaggio per la conversione verso sistemi statici); in Germania/Austria/Svizzera grandi stazioni di elevata taglia e quindi in numero ridotto.

Il discorso della DC con tensioni > 6.6kV è interessante ma giustamente diventa OT

Per il 1.5kV: l'unico sistema per miglioralo è rivedere la topologia delle SSE e la loro connessione però parte svantaggiato...

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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#12 Messaggio da Alessandro » gio 09 lug 2009 16:23

Scusa SuperP ma non posso trattenermi, per pura e becera deformazione professionale. Dunque.

Sembri preparato, nonostante qualche lacuna, hai studiato, forse dovresti ripassare gli ultimi capitoli e approfondire la comprensione.
Direi 24, per incoraggiamento. Accetti o ti ripresenti? :wink:

:ciao:
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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#13 Messaggio da Il Basso di Genova » gio 09 lug 2009 16:30

ale!
Ma comeeee!! Lo so persino io che sono un elettronicaccio di terza specie che le dimensioni del ferro si riducono all'aumentare della frequenza, tant'è vero che gli alimentatori switching dei pc.. ma ormai anche quelli dei caricabatterie dei cellulari, sono tutti così.. e hanno all'interno dei trasformatori microscopici che a 50Hz farebbero poche decine di mA, mentre a (non lo so ma suppongo dell'ordine del kHz) sono in grado di trasformare agevolmente decine di A!!

E oggigiorno costa meno un po' di silicio drogato piuttosto che una riga di lamierini e filo smaltato a gogò.. oltre al fatto che il peso..
Se l'alimentatore del notebook fosse fatto "old style", i tuoi 4 o 5 A (quando va bene) diventerebbero 4 o 5 Kg di ferraglia... :mrgreen: :mrgreen:
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..contromano..

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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#14 Messaggio da superP » gio 09 lug 2009 16:33

Caro Alessandro...
evidentemente mi hai dato 24 per il mio giudizio sul sistema a 1.5kV... :D :D :D

Ritornando in topic c'è da dire che i vari sistemi di alimentazione ferroviaria sono nati con soluzioni tecniche diverse per vari motivi sicuramente in un periodo dove era tecnicamente difficile trattare il tema...

Dopo più di 100 anni di TE con l'evoluzione tecnica molte cose sono cambiate e quindi forse è più facile a posteriori evidenziare limiti o vantaggi di un sistema rispetto ad un altro.

:ciao:

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Re: 25kV CA 50 Hz vs 15 kV CA 16 e 2/3 Hz vs 3 kV CC

#15 Messaggio da E412 » gio 09 lug 2009 16:34

Domanda quasi OT a cui peraltro qualcuno forse mi aveva anche già risposto, ma chissà dov'è finita :oops:
Come mai sulla retica e limitrofe si sono scelti gli 11 kV e non i 15?

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