ΔΙΠΛΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΣΗΣ 750 V DC / 25 kv AC ΓΙΑ ΕΙΔΙΚΟΥΣ ΣΥΡΜΟΥΣ ΜΕΤΡΟ ΔΙΠΛΗΣ ΤΑΣΕΩΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΑΡΟΧΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΛΞΗΣ

Transcript

1 ΔΙΠΛΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΣΗΣ 750 V DC / 25 kv AC ΓΙΑ ΕΙΔΙΚΟΥΣ ΣΥΡΜΟΥΣ ΜΕΤΡΟ ΔΙΠΛΗΣ ΤΑΣΕΩΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΑΡΟΧΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΛΞΗΣ Γ. Λεουτσάκος, Κ. Τζανέτος, Γ. Παρασκάκης ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. Μεσογείων , Αθήνα Τηλ , Fax gleoutsakos@ametro.gr, ktzanetos@ametro.gr, gparaskakis@ametro.gr 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η εξυπηρέτηση του αεροδρομίου Ελ. Βενιζέλος από το Μετρό και η σύνδεσή του με το κέντρο της πόλης μέσω της γραμμής 3 του Μετρό σε συνδυασμό με την γραμμή του Προαστιακού σιδηροδρόμου, αποτέλεσε ένα έργο με δύο κύριες απαιτήσεις : Αφ ενός μεν την προμήθεια ειδικών συρμών με την δυνατότητα λειτουργίας τόσο στο δίκτυο του Μετρό όσο και στην γραμμή του Προαστιακού, αφ ετέρου δε τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ειδικής διάταξης της γραμμής ρευματοληψίας στο όριο μεταξύ των δύο συστημάτων που να επιτρέπει την ομαλή μετάβαση των συρμών από το δίκτυο ηλεκτροδότησης 750 V dc του Μετρό στο δίκτυο ηλεκτροδότησης 25 kv ac του Προαστιακού και αντίστροφα, εξασφαλίζοντας την αξιοπιστία και ασφάλεια της λειτουργίας καθώς και την πλήρη συμβατότητα των επί μέρους συστημάτων τόσο επί των συρμών όσο και επί της υποδομής των δύο δικτύων. Οι ειδικοί συρμοί διαθέτουν σύστημα ηλεκτροκίνησης που έχει δυνατότητα τροφοδοσίας τόσο από το δίκτυο 750 V dc όσο και από το δίκτυο 25 kv ac. Διαθέτουν επίσης διπλό σύστημα σηματοδότησης που καλύπτει τόσο τα συστήματα αυτόματης επιτήρησης (ΑΤS), αυτόματης προστασίας (ΑΤP) και αυτόματης λειτουργίας (ΑΤΟ) του Μετρό όσο και το τελευταίας τεχνολογίας σύστημα σηματοδότησης του Προαστιακού (ERTMS II) που επιτρέπει την παράλληλη λειτουργία διαφορετικών ειδών συρμών επί της γραμμής, καθώς και διπλό σύστημα τηλεπικοινωνιών. Τα ανωτέρω συστήματα είναι όλα ενεργά, με τα συστήματα που δεν λειτουργούν στο κάθε ένα από τα δύο δίκτυα να απενεργοποιούνται προσωρινά ή να ευρίσκονται σε προσωρινή κατάσταση ύπνωσης και να ενεργοποιούνται όταν εισέλθουν στο δίκτυο για το οποίο έχουν σχεδιασθεί να λειτουργούν. Η ανωτέρω διάταξη με το σύστημα διπλής τροφοδότησης και τους ειδικούς συρμούς διπλής τάσης βασίσθηκε σε αντίστοιχη διάταξη στο έργο CTRL στην Μεγάλη Βρετανία. Η παρούσα εργασία περιγράφει τα βασικά σημεία των δύο επί μέρους συστημάτων ηλεκτροδότησης Μετρό και Προαστιακού τόσο στην υποδομή των δύο δικτύων όσο και επί των ειδικών συρμών διπλής τάσης και αναλύει την διαδικασία ασφαλούς μετάβασης από το ένα δίκτυο στο άλλο, εξασφαλίζοντας την αξιόπιστη εξυπηρέτηση του αεροδρομίου από το Μετρό. 2. ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΞΗΣ 750 V DC ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΤΟΥ ΜΕΤΡΟ Το σύστημα τροφοδότησης έλξης των συρμών στο δίκτυο του Μετρό είναι τύπου 750 V dc με ηλεκτροφόρο ράβδο (3 η τροχιά). Η ισχύς παρέχεται από την ΔΕΗ με ανεξάρτητη παροχή 20 kv σε κάθε υποσταθμό έλξης. Για λόγους βελτιστοποιημένου σχεδιασμού εφεδρείας ο κάθε υποσταθμός έλξης τροφοδοτείται από διαφορετικό υποσταθμό 150 kv της ΔΕΗ. Κατά μήκος της κάθε γραμμής υπάρχει ένας υποσταθμός έλξης κάθε περίπου χλμ, ενώ πλησίον του κάθε τέρματος της γραμμής εγκαθίστανται περισσότεροι του ενός υποσταθμοί για λόγους εφεδρείας. Ο κύριος εξοπλισμός ενός υποσταθμού έλξης αποτελείται από : Πίνακα μέσης τάσης 20kV Μετασχηματιστή ανόρθωσης 3.3MVA Ανορθωτή 3MW Πίνακες διακοπτών συνεχούς ρεύματος (HSCB 750V DC), στον Υ/Σ Ανόρθωσης Βοηθητικό μετασχηματιστή 50kVA Πίνακα διανομής Χ.Τ. 400/230V Φορτιστή και συστοιχία συσσωρευτών 110V dc 1

2 Σύστημα γείωσης και πίνακα επιτήρησης ρευμάτων διαφυγής Τερματική μονάδα ελέγχου και τηλεχειρισμού (RTU) για λήψη εντολών και μετάδοση σημάτων από και προς το Κέντρο Ελέγχου Λειτουργίας (ΚΕΛ) Σύστημα απόζευξης εκτάκτου ανάγκης του διακόπτη 20kV του Μ/Σ Ανόρθωσης Όλες τις απαιτούμενες καλωδιώσεις διασύνδεσης του εξοπλισμού του Υ/Σ Ανόρθωσης. Τις καλωδιώσεις 750 V DC από τον πίνακα 750 V dc προς την σήραγγα (συνήθως καλώδια 240mm 2 ) οι οποίες οδεύουν εντός του υποσταθμού αρχικά σε κανάλια εντός του δαπέδου και εσχάρες καλωδίων και στην σήραγγα εντός πλαστικών σωληνώσεων, εγκιβωτισμένων στο σκυρόδεμα (συνήθως Φ140/160) κάτω από τις τροχιές της σήραγγας που τελικά συνδέονται στην ηλεκτροφόρο ράβδο (3 η τροχιά) και τις τροχιές κύλισης. Καλώδια εξίσωσης δυναμικού τροχιών, όπου απαιτείται. Άλλες καλωδιώσεις παροχής ισχύος, ελέγχου και μετάδοσης σημάτων για το σύστημα ισχύος έλξης. Ηλεκτρικές, μηχανικές και άλλες αλληλομανδαλώσεις μέσω κλειδιών των διαφόρων εξοπλισμών του Υ/Σ Ανόρθωσης. Τα σημεία σύνδεσης των παροχικών καλωδίων 750 V dc στην γραμμή επιλέγονται με βάση τις λειτουργικές ανάγκες της γραμμής, την θέση των σιδηροδρομικών αλλαγών και τις ανάκες ηλεκτρικής τμηματοποίησης της παροχής ισχύος έλξης στην γραμμή κυρίως για λόγους συντήρησης. Τυπική διάταξη σύνδεσης φαίνεται στο σχήμα 1 παρακάτω. Το ανωτέρω σύστημα δίνει την δυνατότητα συνεχούς λειτουργίας των συρμών με χρονοαπόσταση 150 sec, ή 100 sec για 2 ώρες, με οποιονδήποτε ΕΝΑΝ υποσταθμό έλξης της γραμμής εκτός λειτουργίας. Το σύστημα έχει σχεδιασθεί για να καλύπτει την λειτουργία των δύο διαφορετικών τύπων συρμών της ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. περιλαμβανομένων και των ηλεκτρικών φορτίων που απαιτούνται για τον κλιματισμό του συνόλου του στόλου των συρμών. Αναφέρεται ότι αναμένεται να κλιματιστούν άμεσα όλοι οι συρμοί σειράς ΙΙ (7 συρμοί που εξυπηρετούν την γραμμή του αεροδρομίου είναι ήδη κλιματιζόμενοι). Τόσο το σύστημα έλξης όσο και όλοι οι συρμοί έχουν σχεδιασθεί με την δυνατότητα ανάκτησης ενέργειας από την πέδη των συρμών. Συνολικά ένα ποσοστό ενέργειας περίπου 15% (εξαρτάται από την χρονοαπόσταση λειτουργίας των συρμών) είναι ανακτηθείσα ενέργεια. Πρόσφατη αναβάθμιση των συστημάτων σηματοδότησης σε συστήματα αυτόματης λειτουργίας (ΑΤΟ) θα βελτιστοποιήσουν την διαδικασία ανάκτησης ενέργειας και θα μεγιστοποιήσουν το ανωτέρων ποσοστό, που δύναται να φθάσει έως και 30%. RD AIS NIS SCB11 SCB21 PSCB1 PSCB2 SCB12 SCB22 27 U< U< U< U< PS PS Σχήμα 1 : Σχηματικό διάγραμμα υποσταθμού έλξης και συνδεσμολογία με ηλεκτροφόρο ράβδο (3 η τροχιά) 2

3 Το ανωτέρω σύστημα έλξης και όλος ο σχετικός εξοπλισμός παρακολουθείται και ελέγχεται από σύστημα SCADA- PRCS τόσο από το γραφείο σταθμάρχη όσο και από το Κέντρο Ελέγχου Λειτουργίας στον σταθμό Σύνταγμα, μέσω τερματικών μονάδων τηλεελέγχου (RTU), σε κάθε υποσταθμό. 3. ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΣΗ ΠΡΟΑΣΤΙΑΚΟΥ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΟΥ 25 ΚV AC Η ηλεκτροκίνηση του Προαστιακού σιδηροδρόμου γίνεται μέσω εναέριου αγωγού ηλεκτροδότησης 25 kv ac 50 Hz από δύο υποσταθμούς 150/27.5 ΚV ac, έναν στο ΣΚΑ και έναν στο Αεροδρόμιο, με εγκατεστημένη ισχύ 2 x 15 MVA έκαστος. Ο κάθε υποσταθμός δύναται να λειτουργήσει και ως εφεδρικός του άλλου για το τμήμα της γραμμής από το ΣΚΑ εως το Αεροδρόμιο. Οι ίδιες πηγές προβλέπεται να τροφοδοτούν και τις παρακείμενες γραμμές που προγραμματίζονται εως το Ο υποσταθμός του αεροδρομίου που είναι ο μόνος εν λειτουργία σήμερα τροφοδοτείται από την παρακείμενη γραμμή μεταφοράς 150 kv ac της ΔΕΗ που έρχεται από το Λαύριο προς τον κεντρικό υποσταθμό 150 kv της Παλλήνης. Ο κύριος εξοπλισμός του περιλαμβάνει : Διακόπτες υψηλής τάσης 150 kv Δύο (2) μετασχηματιστές 150/27.5 kv Πίνακες πεδία 25 kv AC Φορτιστή και συστοιχία συσσωρευτών 110 V Βοηθητικό Μ/Σ και πίνακα διανομής χαμηλής τάσης Τερματική μονάδα ελέγχου και τηλεχειρισμού (RTU) για λήψη εντολών και μετάδοση σημάτων από και προς το Κέντρο Ελέγχου Λειτουργίας (ΚΕΛ) Σύστημα γείωσης Όλες τις απαιτούμενες καλωδιώσεις και διατάξεις προστασίας της διασύνδεσης των κυρίων παροχικών καλωδίων 150 kv από την ΔΕΗ προς τον Υ/Σ, και μεταξύ του εξοπλισμού εντός του Υ/Σ Τις καλωδιώσεις τροφοδότησης από τον Υ/Σ των δύο εναέριων αγωγών ηλεκτροδότησης της γραμμής περιλαμβανομένων και των επιστροφών από τις τροχιές κύλισης. Άλλες καλωδιώσεις παροχής ισχύος, ελέγχου και μετάδοσης σημάτων για το σύστημα ηλεκτροκίνησης Ηλεκτρικές, μηχανικές και άλλες αλληλομανδαλώσεις των διαφόρων εξοπλισμών του Υ/Σ Οι συρμοί του Προαστιακού ηλεκτροδοτούνται από εναέριο σύστημα επαφής (OCS) που καλύπτει τις απαιτήσεις συστήματος σιδηροδρόμου γρήγορης διαμετακόμισης (Rapid Rail Transit System). H επαφή με τους συρμούς γίνεται μέσω 2 παντογράφων ανά συρμό. Η ονομαστική ταχύτητα σχεδιασμού λειτουργίας για το τμήμα ΣΚΑ - Αεροδρόμιο είναι 160 km/hr. Η εναέριες αλυσοειδείς υποστηρίζονται από σιδηρούς ιστούς, οι δε κονσόλες στήριξης είναι τύπων εφελκυσμού η θλίψης. Όλα τα μη ενεργά τμήματα του εναερίου συστήματος επαφής (OCS) και των γραμμών τροφοδότησης είναι γειωμένα όπως επίσης και όλες οι μεταλλικές κατασκευές που ευρίσκονται στην ζώνη επιρροής των εναέριων αγωγών ηλεκτροδότησης. Το ανωτέρω σύστημα επαφής χωρίζεται σε περιοχές όπου τμηματοποιείται βάσει των απαιτήσεων λειτουργίας εκμετάλλευσης και συντήρησης. Ο εξοπλισμός παρακολουθείται και ελέγχεται από σύστημα SCADA στο Κέντρο Ελέγχου Ρύθμισης Ηλεκτρικής Έλξης το οποίο χωροθετείται σε ειδική αίθουσα στο Κορωπί με την προοπτική να μεταφερθεί στο Κέντρο Ελέγχου του Προαστιακού στο ΣΚΑ όταν αυτό ολοκληρωθεί. Η μετάδοση των δεδομένων γίνεται μέσω τερματικών μονάδων τηλεελέγχου (RTU). O τηλεελέγχος είναι δυνατόν να γίνεται τοπικά από το γραφείο κινήσεως του αντίστοιχου σιδηροδρομικού σταθμού καθώς και από το Κέντρο Ελέγχου. 4. ΕΙΔΙΚΟΙ ΣΥΡΜΟΙ ΜΕΤΡΟ ΔΙΠΛΗΣ ΤΑΣΗΣ Όπως προαναφέρθηκε, η ανάγκη σύνδεσης της γραμμής 3 του Μετρό με το Αεροδρόμιο Ελ. Βενιζέλος οδήγησε στην ανάγκη προμήθειας ειδικών συρμών που να τροφοδοτούνται τόσο από το σύστημα 750 V dc μέσω ηλεκτροφόρου ράβδου στο δίκτυο του μετρό, όσο και από το δίκτυο 25 KV ac μέσω εναερίου συστήματος επαφής στην γραμμή του Προαστιακού. Οι ειδικού συρμοί έχουν τριφασικούς κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, με δύο ανεξάρτητους αναστροφείς dc σε ac να τροφοδοτούν τους δύο κινητήρες κάθε φορείου με μεταβλητή τάση και αντίστοιχα μεταβλητή συχνότητα. Χρησιμοποιούνται επίσης υψηλής ταχύτητας αποζεύκτες και εξοπλισμός διαμόρφωσης της ισχύος εισόδου. Το όλο σύστημα έλξης ελέγχεται από μικροεπεξεργαστές οι οποίοι ελέγχουν την παρεχόμενη ισχύ, την πέδη, την ανάκτηση 3

4 ενέργειας και όλες τις σχετικές λειτουργίες έτσι ώστε να ικανοποιούνται όλες οι προδιαγραφές λειτουργίας των συρμών όπως επιτάχυνση, επιβράδυνση, ροοστατική πέδη, πέδη με ανάκτηση ενέργειας κτλ, ενώ παράλληλα ελέγχονται και ενεργοποιούνται οι διατάξεις προστασίας σε περίπτωση σφάλματος, βραχυκυκλώματος, υπερθέρμανσης κτλ. Οι ανωτέρω κινητήρες τροφοδοτούνται με 750 V dc στο δίκτυο του μετρό όπου εκεί οι ειδικοί συρμοί λειτουργούν όπως οι υπόλοιποι συρμοί 750 V dc. Όταν οι ειδικοί συρμοί κινούνται στην γραμμή του προαστιακού μία πρόσθετη διάταξη μετασχηματιστή και μετατροπέα επί των συρμών μετατρέπει τα 25 kv ac σε 750 V dc τα οποία τροφοδοτούν τα συστήματα έλξης που αναφέρθηκαν παραπάνω. Οι ειδικοί συρμοί δύναται να λειτουργήσουν με μέγιστη τάση 29.0 ΚV, με ελάχιστη μέση τάση 19.5 KV και με ελάχιστη τάση για μικρό χρονικό διάστημα 17.5 KV. Οι κινητήρες των συρμών αυτών είναι παρόμοιοι με αυτούς των συμβατικών συρμών αλλά έχουν αυξημένες επιδόσεις επιτυγχάνοντας μεγαλύτερη μέγιστη ταχύτητα (120 km/hr), επιτάχυνση (0.98 m /s 2 και επιβράδυνση (1.22 m/s 2 ). Το σύστημα ηλεκτροκίνησης επί των συρμών έχει σχεδιασθεί ώστε να δύναται να λειτουργεί και κάτω από την ύπαρξη περιορισμένου μήκους ουδέτερων τμημάτων του εναερίου αγωγού, ενώ η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα του εξοπλισμού (κυρίως του μετασχηματιστή που υποβιβάζει τα 25 kv) με τα συστήματα σηματοδότησης και τα κυκλώματα γραμμής απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή. 5. ΜΕΤΑΒΑΣΗ ΑΠΟ 750V DC ΣΕ 25 kv AC ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΑ Η περιοχή μετάβασης μεταξύ των δύο δικτύων ευρίσκεται στο σημείο όπου η σήραγγα του μετρό βγαίνει στην επιφάνεια ενδιάμεσα από τις γραμμές του Προαστιακού, ανατολικά του κόμβου Πλακεντίας της Αττικής Οδού. Όλος ο σχετικός εξοπλισμός που απαιτείται για την τροφοδότηση της εναέριας ηλεκτροφόρου (OCS) 25kV, και επιτρέπει την μετάβαση των συρμών μεταξύ των δύο συστημάτων ηλεκτροδότησης, χωροθετείται σε κτίριο υποσταθμού στο εν λόγω σημείο. Λειτουργικά η περιοχή μετάβασης διαιρείται σε τέσσερα τμήματα (βλ. σχήμα 2) Το τμήμα της σήραγγας έως το άνοιγμα στην επιφάνεια όπου οι συρμοί λειτουργούν με ηλεκτροδότηση 750 V DC μέσω ηλεκτροφόρου ράβδου (3 η τροχιά). Στο όριο της σήραγγας έχουν εγκατασταθεί διακόπτες απόζευξης dc για την αποσύνδεση της παροχής έλξης κυρίως για λόγους συντήρησης. Το τμήμα διπλής ηλεκτροδότησης όπου συνυπάρχουν τα δύο συστήματα ηλεκτροδότησης δηλ. 750 V dc μέσω ηλεκτροφόρου ράβδου και 25 kv ac μέσω εναέριου αγωγού. Το μήκος του εν λόγω τμήματος είναι μεγαλύτερο από το μήκος ενός συρμού. Το τμήμα απομόνωσης 25 kv ac που απομονώνει το τμήμα διπλής ηλεκτροδότησης από την ηλεκτροδότηση 25 kv AC του προαστιακού ενώ και εδώ το μήκος του τμήματος είναι μεγαλύτερο από το μήκος ενός συρμού, στα δύο άκρα του δε υπάρχουν οι συνδέσεις που οδηγούν σε 2 μετασχηματιστές απομόνωσης για κάθε τροχιά δηλ. σύνολο σε 4 μετασχηματιστές απομόνωσης. Ενδιάμεσα από σημεία σύνδεσης των Μ/Σ, υπάρχει διάκενο διακοπής τόσο στους εναέριους αγωγούς όσο και στις τροχιές κύλισης. Το τμήμα ηλεκτροδότησης 25 kv ac που αποτελεί τμήμα της κανονικής ηλεκτροδότησης του Προαστιακού έως το αεροδρόμιο. Η διαδικασία της μετάβασης των συρμών ακολουθεί τα παρακάτω βήματα : Ο συρμός έρχεται από την σήραγγα του μετρό, περνάει το σημείο εξόδου της σήραγγας και σταματάει προσωρινά μέσα στο τμήμα της διπλής ηλεκτροδότησης (δεύτερο τμήμα). Εκεί ανυψώνονται τα πέδιλα ρευματοληψίας του συρμού από την ηλεκτροφόρο ράβδο διακόπτοντας την παροχή των 750 V dc και παράλληλα ανυψώνονται οι δύο παντογράφοι του συρμού ερχόμενοι σε επαφή με τον ενεργό εναέριο αγωγό ηλεκτροδότησης 25 kv ac και παρέχοντας ισχύ στον συρμό μέσω του αντίστοιχου βοηθητικού κυκλώματος των συρμών που υποβιβάζει και ανορθώνει την τάση από τα 25 kv ac στα 750V dc. Η όλη διαδικασία παίρνει συνήθως 1-2 λεπτά, και ο οδηγός του συρμού οφείλει να εξασφαλίσει ότι τα σχετικά συστήματα έχουν απενεργοποιηθεί ή ενεργοποιηθεί όπως οφείλουν. Ο συρμός στην συνέχεια κινείται και περνά στο τρίτο τμήμα απομόνωσης των 25 kv ac. Κατά την διέλευσή του από το δεύτερο προς το τρίτο τμήμα, ο συρμός γεφυρώνει το διάκενο διακοπής στον εναέριο αγωγό και στις τροχιές κύλισης αλλά το δεύτερο ζεύγος (προς ανατολάς) των μετασχηματιστών απομόνωσης προστατεύει από την ανεπιθύμητη γεφύρωση των γειτονικών τμημάτων ρευματοληψίας. 4

5 Ο συρμός συνεχίζει να κινείται από το τρίτο προς το τέταρτο τμήμα, όπου πάλι γεφυρώνει τον εναέριο αγωγό και τις τροχιές κύλισης εκατέρωθεν του διάκενου διακοπής αλλά σε αυτή την περίπτωση το πρώτο (προς δυσμάς) ζεύγος των μετασχηματιστών απομόνωσης προστατεύει από την ανεπιθύμητη γεφύρωση των γειτονικών τμημάτων ρευματοληψίας. Ο συρμός συνεχίζει απρόσκοπτα την κίνησή του στην γραμμή του προαστιακού ηλεκτροδοτούμενος από 25 kv ac. Αντίστοιχη διαδικασία με αντίστροφα βήματα ακολουθείται στην επιστροφή του συρμού από το δίκτυο του Προαστιακού εντός της σήραγγας, όπου ο συρμός ακινητοποιείται πάλι στο τμήμα διπλής ηλεκτροδότησης όπου χαμηλώνει τους δύο παντογράφους και κατεβάζει τα πέδιλα ρευματοληψίας ώστε να έρθουν σε επαφή με την ηλεκτροφόρο ράβδο για παροχή ισχύος 750 V dc. Κατά την διέλευση του συρμού από το τμήμα απομόνωσης 25 kv ac (τρίτο τμήμα) και από το τμήμα διπλής ηλεκτροδότησης, οι Μ/Σ απομόνωσης και πάλι εξασφαλίζουν την απαραίτητη γαλβανική απομόνωση των γειτονικών τμημάτων ρευματοληψίας. Αναφέρεται επίσης ότι οι δύο εναέριοι αγωγοί (ένας για κάθε τροχιά) επεκτείνονται χωρίς ηλεκτροδότηση για περίπου 100 μέτρα εντός της σήραγγας για λόγους πρόσθετης μηχανικής ασφάλειας σε περίπτωση που οι παντογράφοι του συρμού ανέλθουν ή δεν κατέλθουν στο προκαθορισμένο σημείο για οποιονδήποτε λόγο. Το ανωτέρω σύστημα μετάβασης μεταξύ των δύο συστημάτων ηλεκτροδότησης 750 V dc και 25 kv ac αποδείχθηκε ιδιαίτερα αξιόπιστο στο 1.5 έτος που λειτουργεί. Το σύνολο του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για την μετάβαση έχει χωροθετηθεί εντός του ειδικού κτιρίου υποσταθμού που προαναφέρθηκε. Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει 4 Μ/Σ απομόνωσης 1:1, 3.2 MVA έκαστος, τους πίνακες 27.5 kv που τροφοδοτούν τους εναέριους αγωγούς, τους πίνακες που ενώνουν τους Μ/Σ με τις επιστροφές από τις τροχιές κύλισης, τον κεντρικό πίνακα ελέγχου που παρακολουθεί και ελέγχει τα παραπάνω που συνδέεται και με το Κέντρο Ελέγχου του Προαστιακού και άλλες βοηθητικές διατάξεις (UPS, φορτιστή συσσωρευτών και συσσωρευτές 110 V dc, γειώσεις, προστασίες κτλ). Στο εξωτερικό του κτιρίου έχουν χωροθετηθεί ορισμένοι διακόπτες απόζευξης καθώς και ένας βοηθητικός μετασχηματιστής. Η παροχή ισχύος για τα κτιριακά Η/Μ συστήματα (φωτισμός, κλιματισμός, πυρανίχνευση) δίδεται από ανεξάρτητη παροχή χαμηλής τάσης της ΔΕΗ, και υποστηρίζεται επίσης από ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος για εφεδρεία. Το κτίριο είναι προσβάσιμο κυρίως από τις γραμμές του Προαστιακού αλλά και από τις γραμμές του Μετρό, ελέγχεται δε από τον Προαστιακό. Πλέγμα συλλογής διαφυγόντων ρευμάτων Μετρό Αγωγός επιστροφής 2 Σ Η Ρ Α Γ Γ Α M2 M1 3 η τροχιά - 2 Τροχιά 2 3 η τροχιά - 1 Τροχιά 1 συρμός 2+2 Μ/Σ απομόνωσης Εναέριος αγωγός 2 Τροχιές κύλισης 2 Αγωγός επιστροφής 1 Εναέριος αγωγός 1 Τροχιές κύλισης 1 Τμήμα 750V dc Τμήμα διπλής ηλεκτροδότησης Τμήμα απομόνωσης 25 kv ac Τμήμα 25 kv ac τυπικό Καλώδιο γείωσης Μετρό Cu 95 mm2 Σχήμα 2 : Σχηματικό διάγραμμα περιοχών και τύπων ηλεκτροδότησης στο σημείο μετάβασης μεταξύ 750 V dc και 25 kv ac 5

6 6. ΣΥΣΤΗΜΑ ΓΕΙΩΣΕΩΝ Υπάρχουν τρία συστήματα γειώσεων στην περιοχή της μετάβασης, αυτές του Μετρό, του Προαστιακού και του ειδικού κτιρίου υποσταθμού. Οι γειώσεις εξασφαλίζουν την προστασία από τα διαφυγόντα ρεύματα dc του Μετρό στα συστήματα και των δύο δικτύων, την προστασία από τυχόν αστοχία του εναέριου αγωγού του Προαστιακού και επαφή του είτε με τις τροχιές κύλισης είτε με άλλα μεταλλικά αντικείμενα στην ζώνη επιρροής του, καθώς και την ασφάλεια του προσωπικού στο ειδικό κτίριο του υποσταθμού και των πλησίον χώρων. Τα βασικά σημεία των συστημάτων γείωσης αναφέρονται παρακάτω : Το πλέγμα διαφυγόντων ρευμάτων στην σήραγγα του μετρό που αποτελείται από 4 ράβδους οπλισμού Φ16 κάτω από κάθε σιδηροτροχιά, επεκτείνεται έως και το δεύτερο τμήμα της περιοχής μετάβασης, δηλ. το τμήμα με την παράλληλη διπλή ηλεκτροδότηση, αλλά οι σχετικές ενώσεις με το σύστημα γειώσεων του μετρό (αγωγός Cu 95 mm 2 που διατρέχει την σήραγγα) γίνονται μόνο προς την πλευρά του μετρό. Στην περιοχή της απομόνωσης 25 kv και ανατολικότερα στην ευρύτερη περιοχή των 25 kv, δεν έχει εγκατασταθεί πλέγμα διαφυγόντων ρευμάτων. Ολα τα μεταλλικά αντικείμενα εντός της σήραγγας γειώνονται στην γείωση του Μετρό. Ο εξοπλισμός γραμμής για όλα τα συστήματα του μετρό (πχ σηματοδότηση) ανεξάρτητα από την θέση τους (δηλ. στην περιοχή του μετρό V dc -, στην περιοχή διπλής ηλεκτροδότησης κτλ) είναι γειωμένα στην γείωση του μετρό. Στις περιοχές που διέρχονται οι εναέριοι αγωγοί 25 KV ac και εντός της ζώνης επιρροής αυτών, οι ιστοί ηλεκτροδότησης και όλα τα μεταλλικά αντικείμενα είναι γειωμένα στο σύστημα επιστροφής του Προαστιακού που διατρέχει με εναέριο αγωγό την γραμμή κατά μήκος και που ενώνεται και με δύο από τις τέσσερεις τροχιές κύλισης, με σκοπό την προστασία της λειτουργίας και την άμεση απενεργοποίηση του υποσταθμού παροχής 150 kv / 27.5 kv σε περίπτωση βραχυκυκλώματος. Ειδικά στα δύο άκρα του τμήματος απομόνωσης των 25 kv αλλά και στο όριο της περιοχής διπλής ηλεκτροδότησης προς την πλευρά του μετρό, ο αγωγός επιστροφής ενώνεται με τις τροχιές κύλισης μέσω διατάξεων περιορισμού τάσης. Σε συγκεκριμένα σημεία στις περιοχές των 25 kv, (πχ στους σταθμούς του Προαστιακού) ο αγωγός επιστροφής και οι δύο ανωτέρω αναφερθείσες τροχιές που λειτουργούν και σαν αγωγοί γείωσης, ενώνονται σε ράβδους γείωσης και αντίστοιχα ηλεκτρόδια γείωσης στο έδαφος. Επι των ζυγών γείωσης γειώνονται όλα τα συστήματα σηματοδότησης, τηλεπικοινωνιών, και άλλα κτιριακά Η/Μ συστήματα. Ειδικά για τις περιοχές διπλής ηλεκτροδότησης και απομόνωσης των 25 kv, το μεταλλικό περιτύλιγμα προστασίας των καλωδιώσεων του εξοπλισμού σηματοδότησης, καταλήγει στον πλησιέστερο ζυγό γείωσης, στο δωμάτιο σηματοδότησης του πλησίον σταθμού. Στην περιοχή διπλής ηλεκτροδότησης οι σιδηροιστοί είναι μονωμένοι από το έδαφος αλλά ενώνονται τελικά με την γείωση των τμημάτων 25 kv του Προαστιακού. Το ειδικό κτίριο του υποσταθμού μετάβασης έχει δικό του ανεξάρτητο σύστημα με τοπικό τρίγωνο γείωσης. Στο σύστημα αυτό γειώνονται όλα τα μεταλλικά αντικείμενα εντός του κτιρίου (π.χ. μεταλλικά καπάκια αγωγών καλωδιώσεων, θύρες, παράθυρα, εσχάρες καλωδίων κτλ) καθώς και τα κτιριακά Η/Μ (π.χ. σύστημα διανομής ισχύος, φωτισμός, πυρανίχνευση κτλ). Η ανωτέρω γείωση είναι ανεξάρτητη από τις γειώσεις του Μετρό και του Προαστιακού. Για μεταλλικά αντικείμενα που ευρίσκονται στη ζώνη επιρροής των εναέριων αγωγών ηλεκτροδότησης και συνεχίζουν εντός της σήραγγας του μετρό, (π.χ. σωληνώσεις αντλιών) προβλέπεται γείωση κατά τμήματα, με αντίστοιχους αρμούς ηλεκτρικής απομόνωσης, με τα εξωτερικά της σήραγγας τμήματα να μην είναι γειωμένα, ενώ τα εσωτερικά στην σήραγγα να είναι γειωμένα στην γείωση του Μετρό, με σκοπό την προστασία των συστημάτων του Μετρό από αστοχία/βραχυκύκλωμα με τον εναέριο αγωγό των 25 kv. Όσον αφορά τις τροχιές κύλισης και την ηλεκτροφόρο ράβδο στην περιοχή της εισόδου της σήραγγας υπάρχουν τα απαραίτητα διάκενα διακοπής της συνέχειας στην είσοδο της σήραγγας, που γεφυρώνονται μέσω διακοπτών dc, αλλά σε περίπτωση αστοχίας του εναέριου αγωγού και επαφής του με τις τροχιές κύλισης αναμένεται να λειτουργήσουν οι προστασίες βραχυκυκλώματος στον υποσταθμό 25 kv, μέσω των διατάξεων περιορισμού τάσης που έχουν εγκατασταθεί. O συνδυασμός των ανωτέρω γειώσεων ικανοποιεί όλες τις επί μέρους απαιτήσεις γείωσης, ενώ καλύπτει και τις απαιτήσεις για ελαχιστοποίηση των δυναμικών επαφής που δύνανται να αναπτυχθούν σε σημεία προσβάσιμα από το προσωπικό. Το σχήμα 3 δείχνει σχηματικά τις γειώσεις στην περιοχή της μετάβασης. 6

7 Εναέριος αγωγός ηλεκτροδότησης Κτίριο Υ/Σ με Μ/Σ απόξευξης Αρμός μόνωσης Αρμός μόνωσης Αρμός μόνωσης Είσοδος σήραγγας 3 η τροχιά Αγωγός επιστροφής T B T B T B 750 V dc Τμήμα διπλής ηλεκτροδότησης Τμήμα απομόνωσης 25 kv ac Πλέγμα διαφυγόντων ρευμάτων Μονωμένες εδράσεις 16 Φ16 σιδηροιστών Καλώδιο γείωσης Μετρό Cu 95 mm2 Σχήμα 3 : Σχηματικό διάγραμμα γειώσεων 25 kv ac Περιοριστής τάσης 7. ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΡΟΑΣΤΙΑΚΟΥ ΚΑΙ ΜΕΤΡΟ Πέρα από την τεχνική ιδιαιτερότητα της χρήσης της υποδομής του Προαστιακού σιδηροδρόμου από τους συρμούς του Μετρό και τις ειδικές διατάξεις μετάβασης των συρμών μεταξύ των δύο συστημάτων ηλεκτροδότησης, σηματοδότησης και τηλεπικοινωνιών, η ανωτέρω αναφερθείσα δυνατότητα λειτουργίας του Μετρό στο τμήμα Πλακεντία Αεροδρόμιο χρησιμοποιώντας την επιδομή, την ηλεκτροδότηση, την σηματοδότηση και τις τηλεπικοινωνίες του Προαστιακού, αποτελεί την πρώτη περίπτωση στην Ελλάδα συνδυασμένης λειτουργίας δύο ανεξάρτητων σιδηροδρομικών φορέων στην ίδια υποδομή, με το Μετρό να ενώνει το Αεροδρόμιο με το κέντρο της πόλης, ενώ ο Προαστιακός να καλύπτει περιμετρικά το βόρειο και ανατολικό τμήμα αυτής. Η οργάνωση της παράλληλης λειτουργίας των δύο μέσων στην ίδια γραμμή απαιτεί την εφαρμογή των παρακάτω : Την ανάγκη τα δύο μέσα να λειτουργούν συμπληρωματικά και όχι ανταγωνιστικά, για την βέλτιστη εξυπηρέτηση του αεροδρομίου και των περιοχών από όπου διέρχεται η γραμμή Τον χρονικό συντονισμό της λειτουργίας των δύο μέσων μεταφοράς ικανοποιώντας τις χρονοαποστάσεις και τα δρομολόγια και των δύο μέσων Την εξασφάλιση της ασφάλειας της συνδυασμένης λειτουργίας και των δύο μέσων λαμβάνοντας υπόψη και τις απαιτήσεις για περιπτώσεις ανάγκης ενός εκ των δύο μέσων (π.χ. ακινητοποιημένος συρμός στην γραμμή, εκτροχιασμός κ.τ.λ.) Προσεκτική τιμολόγηση των εισιτηρίων σε κάθε μέσο, καθώς και της οικονομικής αποζημίωσης που θα πρέπει να καταβάλλει το Μετρό για την χρήση των υποδομών του Προαστιακού Η διεθνής εμπειρία όσον αφορά την οργάνωση και διαχείριση σε αυτού του τύπου την συνδυασμένη σιδηροδρομική λειτουργία έχει να προτείνει διάφορα μοντέλα, ενώ έχει αντιμετωπίσει και παρουσιάσει λύσεις στα διάφορα πιθανά προβλήματα που παρουσιάζονται κυρίως από την προσπάθεια συνδυασμού των λειτουργικών ιδιαιτεροτήτων κάθε συστήματος καθώς και από τις διαφορετικές οικονομικές προσεγγίσεις των εμπλεκομένων φορέων λειτουργίας. Η 7

8 επιλογή και εφαρμογή του βέλτιστου μοντέλου θα πρέπει να γίνει με βάση τις τοπικές συνθήκες, τις δυνατότητες και περιορισμούς των δύο εμπλεκομένων φορέων, και με κύριο γνώμονα την βέλτιστη εξυπηρέτηση του επιβατικού κοινού. 8. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Παρουσιάσθηκε ο βασικός σχεδιασμός και υλοποίηση των κατάλληλων ηλεκτρολογικών διατάξεων και της προμήθειας ειδικών συρμών διπλής τάσης που επιτρέπουν την χρήση της γραμμής του Προαστιακού από το Μετρό στη τμήμα Πλακεντία Αεροδρόμιο. Παρουσιάσθηκαν επίσης τα κύρια σημεία της περιοχής σύνδεσης μεταξύ των δύο δικτύων καθώς και των διατάξεων που επιτρέπουν την μετάβαση των συρμών από δίκτυο ηλεκτροδότησης 750 V dc με ηλεκτροφόρο ράβδο (3 η τροχιά), σε δίκτυο Ηλεκτροδότησης 25 kv ac με εναέριο αγωγό που τροφοδοτεί τους συρμούς μέσω παντογράφων, και αντιστρόφως. Εγινε επίσης συνοπτική μνεία των τριών διαφορετικών συστημάτων γειώσεων στην περιοχή της μετάβασης. Τέλος γίνεται αναφορά στην χρήση της γραμμής του προαστιακού από το Μετρό που θέτει την βάση για την χρήση σιδηροδρομικών υποδομών από ανεξάρτητους φορείς με ότι τεχνικα, διαχειριστικα, επιχειρησιακά και οργανωτικά θέματα αυτό συνεπάγεται. 9. ΑΝΑΦΟΡΕΣ [1] DE-Consult report 3CA1AC232R901B, «OSE and AM Connection at Stavros-Interface design», June 2002 [2] ALSTOM report ASR D50-SEG-ALL-MOM-DTE-E-00031AM-ASR Interface, Doc. AM TSA-249/03, Dec 2003 [3] ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ ΑΕ, «Προδιαγραφές Επιδόσεων Συρμών σειράς ΙΙ, διπλής τάσης DV» κεφ. 11 & 24, αναθ. Α, Μαρ [4] Rotem report OG52RS010E, «Περιγραφή Συστήματος (συρμοί DV σειράς ΙΙ)», Φεβρ.03 8