Das 25-Hz-Bahnstromsystem von Amtrak - Amtrak's 25 Hz traction power system
Das 25-Hz-Bahnstromsystem von Amtrak ist ein Bahnstromnetz, das von Amtrak entlang des südlichen Teils seines Nordostkorridors (NEC) betrieben wird: die 225 Streckenmeilen (362 km) zwischen Washington, DC und New York City und die 104 Streckenmeilen (167 km .). ) zwischen Philadelphia und Harrisburg, Pennsylvania . Die Pennsylvania Railroad baute es zwischen 1915 und 1938. Amtrak erbte das System 1976 von Penn Central, dem Nachfolger der Pennsylvania Railroad, zusammen mit dem Northeast Corridor. Dies ist der Grund für die Verwendung von 25 Hz im Gegensatz zu 60 Hz, die der Standard für die Stromübertragung in Nordamerika ist. Das System versorgt nicht nur den NEC, sondern versorgt auch NJ Transit Rail Operations (NJT), die Southeastern Pennsylvania Transportation Authority (SEPTA) und den Maryland Area Regional Commuter Train (MARC). Nur etwa die Hälfte der elektrischen Kapazität des Systems wird von Amtrak genutzt. Der Rest wird an die S-Bahnen verkauft, die ihre Züge entlang des Korridors betreiben.
Geschichte
25Hz-Netzteile am Ex-PRR-System |
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Legende
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Die Pennsylvania Railroad (PRR) begann 1910 mit dem Experimentieren mit elektrischer Traktion, zeitgleich mit der Fertigstellung der Trans-Hudson-Tunnel und der New Yorker Penn Station . Diese anfänglichen Systeme waren Niederspannungs- Gleichstrom- (DC) -Drittschienensysteme . Während sie für den Tunnelbetrieb angemessen waren, stellte die PRR schließlich fest, dass sie für die Hochgeschwindigkeitselektrifizierung über lange Strecken nicht ausreichend waren.
Andere Eisenbahnen hatten zu dieser Zeit mit niederfrequenten (weniger als 60 Hz) Wechselstromsystemen (AC) experimentiert . Diese Niederfrequenzsysteme hatten den AC-Vorteil der höheren Übertragungsspannungen, was die Widerstandsverluste über lange Distanzen reduziert, sowie den DC-typischen Vorteil der einfachen Motorsteuerung, da Universalmotoren mit Transformatorstufenschalter- Vorschaltgeräten verwendet werden konnten. Der Kontakt des Stromabnehmers mit dem Oberleitungsdraht ist auch toleranter gegenüber hohen Geschwindigkeiten und Schwankungen in der Gleisgeometrie . Die New York, New Haven and Hartford Railroad hatte bereits 1908 einen Teil ihrer Main Line mit 11 kV 25 Hz AC elektrifiziert und dies diente als Vorlage für die PRR, die ihre eigene Probe-Hauptstreckenelektrifizierung zwischen Philadelphia und Paoli, Pennsylvania , installierte im Jahr 1915. Die Stromübertragung erfolgte entlang der Oberleitungsstützen mit vier einphasigen , 2-adrigen 44-kV-Verteilerkreisen. Tests auf der Strecke mit experimentellen Elektrolokomotiven wie der PRR FF1 ergaben, dass die 44-kV-Verteilerleitungen für höhere Belastungen über längere Distanzen nicht ausreichen.
In den 1920er Jahren entschied ich die PRR große Teile seines östlichen Schienennetzes elektrifizieren, und weil ein kommerzielles Stromnetz nicht zu dem Zeitpunkt existierte, konstruierte die Eisenbahn sein eigenes Vertriebssystem Sendeleistung von Websites , zu den Zügen zu erzeugen, möglicherweise Hunderte von Meilen entfernt . Um dies zu erreichen die PRR ein Pioniersystem einphasiger implementiert Hochspannungsübertragungsleitungen bei 132 kV, trat bis zum 11 kV in regelmäßig beabstandeten Unterstationen entlang der Spuren.
Die erste Linie, die mit diesem neuen System elektrifiziert wurde , war in den späten 1920er Jahren zwischen Philadelphia und Wilmington, Delaware . Bis 1930 verlängerten Ketten von Philadelphia nach Trenton, New Jersey , 1933 nach New York City, und von 1935 Süden nach Washington, DC im Jahr 1939 schließlich die Hauptlinie von Paoli West nach Harrisburg wurde zusammen mit mehrere Fracht nur Linien abgeschlossen. Ebenfalls enthalten waren der Trenton Cutoff und der Port Road Branch . Diesen elektrifizierten Strecken wurde ein unabhängiges Stromnetz überlagert, das 25-Hz-Strom vom Erzeugungspunkt an Elektrolokomotiven überall auf fast 500 Streckenmeilen (800 km) Gleis lieferte, alles unter der Kontrolle von Stromverteilern in Harrisburg, Baltimore, Philadelphia und New York City.
Nordost-Eisenbahnen verkümmerten in den Jahren nach dem Zweiten Weltkrieg ; die PRR war keine Ausnahme. Die Infrastruktur des Nordostkorridors blieb im Wesentlichen unverändert durch die Reihe von Fusionen und Insolvenzen, die mit der Gründung und dem Erwerb der ehemaligen PRR-Linien durch Amtrak endeten, die als Nordostkorridor bekannt wurden. Das ca. 1976 geplante Northeast Corridor Improvement Project hatte ursprünglich geplant, das PRR-System auf den Versorgungsnetzstandard von 60 Hz umzustellen. Letztlich wurde dieser Plan als wirtschaftlich nicht durchführbar aufgegeben und die elektrische Bahninfrastruktur mit Ausnahme einer generellen Bahnspannungserhöhung auf 12 kV und einer entsprechenden Übertragungsspannungserhöhung auf 138 kV weitgehend unverändert belassen.
In den 1970er Jahren wurden mehrere der ursprünglichen Umrichter oder Kraftwerke, die das System ursprünglich mit Strom versorgten, abgeschaltet. Auch das Ende des elektrifizierten Durchgangsgüterverkehrs auf der Hauptstrecke nach Paoli ermöglichte die Stilllegung der ursprünglichen Umspannwerke von 1915 und ihrer 44-kV-Verteilerleitungen, wobei der 32 km lange Streckenabschnitt von Umspannwerken aus den 1930er Jahren gespeist wurde Ende. In der Dekade zwischen 1992 und 2002 wurden mehrere Stromrichterstationen in Betrieb genommen, um stillgelegte oder stillgelegte Stationen zu ersetzen. Während dieser Zeit wurden alle Konverter von Jericho Park, Richmond und Sunnyside Yard installiert. Dies ersetzte einen Großteil der elektrischen Frequenzumwandlungsausrüstung, aber die streckenseitige Übertragungs- und Verteilungsausrüstung blieb unverändert.
Im Jahr 2003 startete Amtrak einen Kapitalverbesserungsplan, der den geplanten Austausch eines Großteils des streckenseitigen Netzes einschließlich 138/12-kV- Transformatoren , Leistungsschaltern und Oberleitungsdraht vorsah . Statistisch gesehen hat diese Kapitalverbesserung zu deutlich weniger Verzögerungen geführt, obwohl es immer noch zu dramatischen Systemstillständen gekommen ist.
Spezifikationen und Statistiken
Das 25-Hz-System wurde von der Pennsylvania Railroad mit einer Nennspannung von 11,0 kV gebaut. Die Nennbetriebsspannungen wurden 1948 angehoben und betragen nun:
- Oberleitung (Traktion) Spannung : 12,0 kV
- Übertragungsspannung: 138 kV
- Signalleistung:
- 2,2 kV 91⅔ Hz – NY Penn-Gebiet. 60 Hz verwendet 1910-1931. 100 Hz installiert, aber schnell geändert, um Störungen durch gleichzeitige AC- und DC-Elektrifizierung zu vermeiden.
- 3,3 kV 100 Hz – Paoli/Kastanienhügel. 60 Hz verwendet 1915/18–1930.
- 6,9 kV 91⅔ Hz – alle Elektrifizierungsarbeiten ab 1930.
Ab 1997 umfasste das System:
- 951 Meilen (1.530 km) 138-kV-Übertragungsleitung,
- 55 Umspannwerke,
- 147 Transformatoren und
- 1104 Meilen 12 kV Oberleitung.
Über 550 GWh Energie werden jährlich von Lokomotiven auf dem System verbraucht. Bei einem konstanten Verbrauch über das ganze Jahr (obwohl dies in der Praxis nicht der Fall ist) würde die durchschnittliche Systemlast ca. 63 MW betragen.
Der Systemleistungsfaktor variiert zwischen 0,75 und rund 0,85.
Energiequellen
An sieben Erzeugungs- bzw. Umwandlungsanlagen entsteht elektrischer Strom. Die Nennleistung aller Stromquellen des Systems beträgt ca. 354 MW. Die momentane Spitzenbelastung der Anlage beträgt 210–220 MW (Stand ca. 2009) während der morgendlichen Hauptverkehrszeit und bis zu 225 MW am Nachmittag. Die Spitzenlast ist im letzten Jahrzehnt deutlich gestiegen – 1997 betrug die Spitzenlast 148 MW. Zum Vergleich: Eine Elektrolokomotive HHP-8 ist für eine mechanische Leistung von 6 MW (entspricht 8.000 PS) nach Umbau und Leistungsverlusten am Kopfende ausgelegt .
Unabhängig von der Quelle versorgen alle Umrichter- und Generatoranlagen das Übertragungsnetz mit 138 kV, 25 Hz, einphasig, zweiadrig. Typischerweise folgen auf jede Vorfahrt mindestens zwei separate 138-kV-Stromkreise zur Versorgung der streckenseitigen Umspannwerke.
Derzeit sind folgende Umrichter- und Erzeugungsanlagen betriebsbereit, die jedoch aufgrund von Wartungsstillständen und Überholungen selten gleichzeitig in Betrieb sind:
Standort | Kapazität (MW) | Im Dienst | Kommentare |
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Sunnyside Yard (Long Island) | 30 | C. 1996 | Statischer Wechselrichter |
Metuchen | 25 | 1933 | Motorgenerator |
Metuchen | 60 | 2017 | Statischer Wechselrichter |
Richmond | 180 | 2002 | Statischer Wechselrichter |
Lamokin | 48 | 1928 | (3) Motorgeneratoren |
Sicherer Hafen | 81 | 1938 | (2) Wasserturbinen; (1) Motorgenerator |
Jericho-Park | 20 | 1992 | Statischer Cyclokonverter |
Gesamtkapazität des Systems | 354 |
Derzeit sind drei Arten von Geräten in Betrieb: Wasserkraftgeneratoren , Motorgeneratoren (manchmal als Drehfrequenzwandler bezeichnet) und statische Frequenzumrichter .
Wasserkraftgeneratoren
- Safe Harbor Dam, PA - Der Safe Harbor Dam hat zwei 28 MW, einphasig , Turbinen gewidmet bis 25 Hz Stromerzeugung. Ein 25 MW bidirektionaler Frequenzumrichter vom Typ Motorgenerator ist ebenfalls installiert. Die Gesamtkapazität des Damms von 25 Hz beträgt 81 MW. Der Strom von Safe Harbor wird über das Umspannwerk Conestoga nach Royalton, Pennsylvania , Parkesburg, Pennsylvania (zwei Stromkreise) und Perryville, Maryland (vier Stromkreise) übertragen, wo er in das netzseitige 138-kV-Netz eingespeist wird.
Die 25-Hz-Maschinen am Damm werden von Amtrak geplant, sind jedoch im Besitz und werden von der Safe Harbor Water Power Company betrieben. Wie andere Wasserkraftwerke verfügt es auch über eine hervorragende Schwarzstartfähigkeit . Dies wurde zuletzt während des Blackouts 2006 demonstriert. Nachdem eine Kaskadenabschaltung von Umrichtern das Netz stromlos gemacht hatte, wurde es mit den Generatoren von Safe Harbor wiederhergestellt und die anderen Umrichter anschließend wieder in Betrieb genommen.
Während des zwölfmonatigen Zeitraums bis August 2009 lieferte Safe Harbor etwa 133 GWh Energie an das Amtrak-Umspannwerk in Perryville. In der Regel werden zwei Drittel der Safe Harbor-Ausgabe über Perryville geleitet, der Rest über Harrisburg oder Parkesburg. Daraus lässt sich schließen, dass Safe Harbor jährlich rund 200 GWh Energie in das 25-Hz-Netz einspeist. 39°55′36″N 76°23′6″W / 39,92667°N 76,38500°W
Motorgeneratoren (Drehfrequenzumformer)
Motorgeneratoren und Dampfturbinengeneratoren waren die ursprünglichen Energiequellen im Bahnstromnetz der PRR. Die letzte Dampfturbine wurde 1954 stillgelegt, aber einige der ursprünglichen Motorgeneratoren sind erhalten geblieben. Obwohl die Verarbeitungsmaschinen häufig ‚rotierende Umformer‘ oder ‚Dreh Frequenzumformer‘ genannt werden, sind sie nicht der Rotationswandler häufig verwendet , U - Bahnen zu konvertieren niederfrequenter Wechselstrom in Gleichstrom. Die verwendeten Umrichter werden genauer als Motorgeneratoren bezeichnet und bestehen aus zwei synchronen Wechselstrommaschinen auf einer gemeinsamen Welle mit unterschiedlichen Polverhältnissen; sie sind nicht wie bei einem echten Rotationswandler elektrisch verbunden.
Zu den Hauptvorteilen von Motorgeneratoren gehören sehr hohe Fehlerstromwerte und ein sauberer Ausgangsstrom. Halbleiterelektronik kann sehr schnell beschädigt werden, daher reagieren die Mikroprozessor-Steuerungssysteme sehr schnell auf überkorrekte Bedingungen, um den Wandler in einen sicheren Leerlaufmodus zu versetzen; oder um den Ausgangsschutzschalter auszulösen . Motorgeneratoren im Design der 1930er Jahre sind stark überbaut. Diese robusten Maschinen können große Lasttransienten und anspruchsvolle Fehlerbedingungen absorbieren, während sie weiterhin online bleiben. Ihre Ausgangswellenform ist auch perfekt sinusförmig ohne Rauschen oder höhere Oberwellen. Sie können tatsächlich harmonisches Rauschen absorbieren, das von Festkörpergeräten erzeugt wird, und dienen effektiv als Filter. Diese Eigenschaften, kombiniert mit ihrer hohen Fehlerstromfähigkeit, machen sie zu einer wünschenswerten stabilisierenden Rolle innerhalb des Stromversorgungssystems. Amtrak hat zwei der ursprünglichen Konverteranlagen beibehalten und plant, sie zu überholen und ihren Betrieb auf unbestimmte Zeit fortzusetzen.
Nachteile von Motorgeneratoren sind ein geringerer Wirkungsgrad, der im Allgemeinen zwischen 83 % (leicht belastete Maschine) und 92 % (voll belastete Maschine) liegt. Im Vergleich dazu kann der Zyklokonverter-Wirkungsgrad 95 % überschreiten. Außerdem erfordern Motorgeneratoren aufgrund ihrer Natur als rotierende Maschinen aufgrund der Lager und Schleifringe mehr Routinewartung. Heutzutage wäre auch der vollständige Austausch von Motorgeneratoren aufgrund der hohen Herstellungskosten und der begrenzten Nachfrage nach diesen großen 25-Hz-Maschinen schwierig.
- Metuchen, NJ – 25 MW Motorgenerator. Für 2010 sind Aufrüstungen an Übertragungsleitungen und Leistungsschaltern geplant. 40.530743°N 74.347281°W40°31′51″N 74°20′50″W /
- Lamokin ( Chester ), Pennsylvania – Das Werk Lamokin wurde in den 1920er Jahren gebaut und hat eine Nettokapazität von 48 MW und besteht aus drei 16 MW Motorgeneratoren. Alle drei Aggregate werden überholt, einschließlich der Neuwicklung von Rotoren und Statoren sowie des Austauschs der Schleifringkörper. Zugehörige Leistungsschalter und Kabel sind ebenfalls zum Austausch vorgesehen. 39.843241°N 75.377225°W39°50′36″N 75°22′38″W /
Statische Frequenzumrichter
Die Stromrichter des Systems wurden im Jahrzehnt zwischen 1992 und etwa 2002 in Betrieb genommen. Statische Stromrichter verwenden eine Hochleistungs-Festkörperelektronik mit wenigen beweglichen Teilen. Zu den Hauptvorteilen von statischen Wandlern gegenüber Motorgeneratoren gehören niedrigere Kapitalkosten, niedrigere Betriebskosten und ein höherer Umwandlungswirkungsgrad. Der Konverter von Jericho Park übertrifft seine Effizienzkriterien von 95 %. Zu den Hauptnachteilen von Halbleiterwandlern zählen die Erzeugung von Oberwellenfrequenzen sowohl auf der 25-Hz- als auch auf der 60-Hz-Seite und eine geringere Überlastfähigkeit.
- Sunnyside Yard ( Long Island City ), NY – Statischer Wechselrichter mit einer Nennleistung von 30 MW, der 1993 bei ABB für 27 Millionen US-Dollar bestellt wurde. Dieser Umrichter wird von Amtrak betrieben und läuft im Allgemeinen mit niedriger Dauerlast, um Spitzen- und Blindleistungsunterstützung für den Raum New York bereitzustellen. 40.750499°N 73.921753°W40°45′02″N 73°55′18″W /
- Richmond (Philadelphia), PA – Die Anlage Richmond Static Converter besteht aus fünf 36-MW-Modulen und hat eine Nettokapazität von 180 MW. Es wurde 1999 von Siemens für 60 Millionen US-Dollar bestellt und die Installation wurde etwa 2002 abgeschlossen. Die Anlage erhält 69 kV, dreiphasig , 60 Hz Strom von der PECO Energy Company . Obwohl die genaue elektrische Architektur der Umrichtermodule unbekannt ist, handelt es sich vermutlich um die Zwischenkreisvariante (Gleichrichter, Filterkapazität und Rücken an Rücken platzierter Wechselrichter) auf Basis anderer Siemens-Bahnstromrichter. Die Traktionsnetzabschaltung 2006 hatte ihren Ursprung in einem der Umrichtermodule dieser Anlage. Die Ausgangsleistung von Richmond ist mit PECO geplant, obwohl die Einheiten selbst von Amtrak aus der Ferne von Philadelphia aus betrieben werden. Generell sind die drei von PECO belieferten Konverter (Richmond, Metuchen und Lamokin) als Block mit PECO geplant. 39°59′1″N 75°4′41″W / 39,98361°N 75.07806°W
- Jericho Park, MD – statischer 20-MW-Umrichter. Der Jericho Park wurde gebaut, um die verlorene Kapazität zu ersetzen, als BG&E die Verlängerung des Benning-Rotationskonvertervertrags ablehnte. BG&E schlug einen statischen Umrichter als Ersatz für Benning vor und Jericho Park wurde sechs Jahre später in Betrieb genommen. Es besteht aus zwei 10-MW- Zyklokonvertermodulen von GE. 39°0′56″N 76°46′09″W / 39.01556°N 76.76917°WJericho Park war die erste Festkörperstromversorgung, die im Amtrak-Netz eingeführt wurde. Es litt unter einigen Filternetzproblemen, die durch die stark verzerrte Spannung an der Oberleitung verursacht wurden, und wurde schließlich von seiner ursprünglichen Auslegungskapazität von 25 MW auf 22 MVA herabgestuft. Amtrak hat in einem ARRA- Antrag die Finanzierung für die Sanierung von Teilen des Konverters beantragt. In den zwölf Monaten, die im August 2009 endeten, verbrauchte der Jericho Park-Konverter rund 70 GWh Energie. Beachten Sie, dass die statische Umrichteranlage von SEPTA in Wayne Junction ebenfalls auf dieser Technologie basiert, obwohl sie von einem anderen Unternehmen geliefert wurde; siehe 25 Hz Traction Power System von SEPTA . 39°0′56″N 76°46′9″W / 39.01556°N 76.76917°W
- Metuchen – Im Oktober 2014 erteilte Amtrak Siemens einen Vertrag über zwei 30-MW-Umrichter zur Ergänzung des bestehenden 25-MW-Motor-Generators aus dem Jahr 1933. Das Projekt wurde 2017 abgeschlossen und ist Teil des New Jersey High Speed Rail Improvement Program (NJHSRIP).
Ehemalige Umrichter- und Kraftwerke
Die meisten Stromquellen in der ursprünglichen Elektrifizierung der Pennsylvania Railroad wurden vor 1940 gebaut. Einige wurden direkt außer Dienst gestellt, andere wurden durch statische Frequenzumrichter ersetzt, und andere bleiben in Betrieb und werden auf unbestimmte Zeit renoviert und betrieben. In den folgenden Tabellen sind Quellen aufgeführt, die nicht mehr in Betrieb sind.
Standort | Nummer eingeben) | Kapazität (MW) | Termine im Service | Kommentare |
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Long Island City | Dampfturbinen (5) | 18 / 32 | 1910-1954 | Ursprünglich drei Turbinen, fünf von ca. 1910. 32,5 MW Gesamtleistung. |
Wasserseite | Dampfturbinen (3) | 24 | C. 1910–1978 | |
Richmond | Motor-Generatoren (2) | 60 | 1932–1996 | Ersetzt durch einen am gleichen Standort befindlichen statischen 180-MW-Frequenzumrichter |
Schuylkill | Motorgenerator | 18 | 1914–1971 | |
Somerset | Motorgenerator | 18 | C. 1933–c. 1990er Jahre | Abgerissen circa 2011. Leistung bei 13 kV, einphasig, 25 Hz, RAN von vier Schaltern an NE Ecke des Gebäudes NE entlang Trenton Ave und Anschlussbahnlinie zu Frankford Junction, wo sie entlang Delair Niederlassung nach Richmond Sub liefen 31 auch geliefert Lese Eisenbahnsystem über Wayne Junction. Übertragungsleitungen wurden ebenfalls entfernt. 39°59′11″N 75°07′04″W / 39,98639°N 75,11778°W |
Benning | Frequenzwechsler | 25 | 1934–1986 | Betriebsvertrag abgelaufen. |
Radnor | Synchronkondensatoren | N / A | 1917–c. 1930 | Blindleistungskorrektur und Spannungsregelung |
Sinkender Bedarf an 25 Hz Leistung
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war 25-Hz-Strom viel leichter von kommerziellen Stromversorgern erhältlich. Die überwiegende Mehrheit der städtischen U-Bahn-Systeme verwendet 25 Hz-Strom, um ihre streckenseitigen Rotationswandler zu versorgen, die zur Erzeugung der den Zügen zugeführten Gleichspannung verwendet werden. Da rotierende Umrichter mit Netzen mit niedrigerer Frequenz effizienter arbeiten, war 25 Hz eine übliche Netzfrequenz für diese Maschinen. Rotary - Wandler sind mit auf den ersten, Quecksilberbogen in den letzten 70 Jahren kontinuierlich ersetzt Gleichrichter und mehr in letzter Zeit Festkörper- Gleichrichter. Somit ist der Bedarf an Spezialfrequenzleistung für den städtischen Antrieb ebenso verschwunden wie die finanzielle Motivation für Energieversorger, Generatoren auf diesen Frequenzen zu betreiben.
Generatorstation Long Island City
Das Kraftwerk Long Island City in Hunter's Point, NY, wurde 1906 von der Pennsylvania Railroad als Vorbereitung für die North River Tunnels und die Eröffnung der Pennsylvania Station in Manhattan gebaut. Die Station bestand aus 64 kohlebefeuerten Kesseln und drei Dampfturbinengeneratoren mit einer Gesamtleistung von 16 MW. 1910 wurde die Station mit zwei zusätzlichen Turbinengeneratoren auf eine Gesamtleistung von 32,5 MW erweitert. Der Strom wurde an Rotationswandler (Wechselstrom-Gleichstrom-Maschinen) zur Verwendung im ursprünglichen Elektrifizierungsschema der PRR für die dritte Schiene übertragen. Wie die meisten Gleichstromverteilungssysteme der damaligen Zeit ( das bekannteste von Thomas Edison ) wurde 25 Hz-Strom verwendet, um rotierende Umrichter in Umspannwerken entlang der Strecke anzutreiben. Einige Quellen geben an, dass die Station in den 1920er Jahren weitgehend inaktiv war. Als in den 1930er Jahren die AC-Oberleitungselektrifizierung ausgebaut wurde, wurde Long Island City an das 11-kV-Oberleitungsverteilungssystem angeschlossen. Der Betrieb der Station wurde 1938 an Consolidated Edison übertragen , obwohl ConEd begann, Strom aus der angrenzenden Waterside Generating Station zu liefern, höchstwahrscheinlich aufgrund der rückläufigen Gesamtnachfrage nach 25-Hz-Strom. Der Bahnhof wurde Mitte der 1950er Jahre stillgelegt und verkauft. 40.7430°N 73.9581°W40°44′35″N 73°57′29″W /
Wasserkraftwerke
Ursprünglich von Consolidated Edison gebaut, um ihr Gleichstromverteilungssystem in Manhattan mit Strom zu versorgen, begann Waterside um 1938 mit der Stromversorgung des Wechselstromsystems der PRR, als ConEd den Betrieb der Long Island City Station übernahm. Die einphasigen Turbinengeneratoren wurden Mitte der 1970er Jahre aus Sicherheitsgründen ausgemustert. Zwei Transformatoren wurden installiert, um die verbleibenden (dreiphasigen) Teile des noch relativ umfangreichen 25-Hz-Systems von ConEd mit Oberleitungsenergie zu versorgen. Probleme mit der Leistungsflussverwaltung verhinderten die Verwendung dieser Quelle unter anderen als Notfallbedingungen. 40,7464°N 73,9707°W40°44′47″N 73°58′15″W /
Benning Frequenzwechsler
1986 entschied sich Baltimore Gas and Electric , den Vertrag, unter dem es den Frequenzwechsler des Kraftwerks Benning im Auftrag von Amtrak betrieben hatte, nicht zu verlängern. Sie schlugen einen statischen Frequenzumrichter vor, der im Jericho Park ( Bowie, Maryland ) gebaut und im Frühjahr 1992 in Betrieb genommen wurde . 38,897534°N 76,959298°W38°53′51″N 76°57′33″W /
Radnor Synchronkondensator
Obwohl in erster Linie Blindleistung neben Wirkleistung von den Dampfturbinen und Motorgeneratoren der Anlage geliefert wurde, setzte die PRR kurzzeitig zwei Synchronkondensatoren ein . Kurz nach der Inbetriebnahme der Elektrifizierung im Jahr 1915 stellte die Bahn fest, dass die 44-kV-Einspeisungen und große induktive Lasten im System einen erheblichen Spannungseinbruch verursachten. Die Zufuhr von elektrischer Dienstprogramm ( Philadelphia Elektro ) auch , dass entdeckt Leistungsfaktor - Korrektur erforderlich war. Im Jahr 1917 installierte die PRR zwei 11 kV, 4,5 MVA Synchronwandler in Radnor , dem ungefähren Mittelpunkt der Systemlast. Dieses Umspannwerk befand sich an der Stelle von Wassertanks, die zur Wasserversorgung von Gleispfannen verwendet wurden, die konventionelle Dampflokomotiven mit Wasser versorgten. Zu einem späteren Zeitpunkt wurden die Konverter abgeschaltet und entfernt. Dedizierte Maschinen zur Blindleistungsunterstützung wurden in der Folge weder von der PRR noch von Amtrak eingesetzt. 40.044725 ° N 75.359463 ° W40°02′41″N 75°21′34″W /
Umspannwerke
Die ursprüngliche Elektrifizierung der PRR aus dem Jahr 1915 nutzte vier Umspannwerke in Arsenal Bridge , West Philadelphia , Bryn Mawr und Paoli . Das Umspannwerk Arsenal Bridge hat 13,2 kV, 25 Hz, die vom PECO-Kraftwerk Schuylkill in der Christian Street geliefert werden, auf 44 kV für die Verteilung erhöht. Die restlichen drei Umspannwerke reduzierten die 44-kV-Verteilerspannung auf 11-kV-Oberleitungsspannung. Die Umspannwerke wurden von benachbarten Signalsäulen aus betrieben. Sie nutzten typische Betongebäude der Zeit, um die Transformatoren und Schaltanlagen unterzubringen, während sich die Netzterminals auf dem Dach befanden. Ab 1918 wurden Außenstationen eingesetzt und als 1928 mit der Elektrifizierung der Hauptstrecke begonnen wurde, wurden die Stationen zu großen Freiluftkonstruktionen mit Stahlgittergerüsten zur Montage der 132-kV-Abschlüsse und Schaltanlagen . Bis 1935 wurden neue Stationen an Fernüberwachungssysteme angeschlossen, die es den Leistungsdirektoren ermöglichten, Schalter und Leistungsschalter von Zentralen aus zu öffnen und zu schließen, ohne die Turmbetreiber durchlaufen zu müssen.
Heute gehören etwa 55 Umspannwerke zum Amtrak-Netz. Umspannwerke sind im Durchschnitt 13 km voneinander entfernt und speisen 12-kV-Oberleitungen in beide Richtungen entlang der Leitung. So wird die Oberleitung an jedem Umspannwerk (über Abschnittsbrüche, von der PRR auch „Abschnitte“ genannt) segmentiert, und jedes Umspannwerk speist beide Seiten des Abschnittsbruchs einer Oberleitung. Ein zwischen zwei Umspannwerken verkehrender Zug bezieht Strom über beide Transformatoren.
Ein typisches Umspannwerk umfasst zwei bis vier 138/12-kV-Transformatoren, 138-kV-Luftschalter, die die Trennung einzelner Transformatoren, das Abschalten einer der beiden 138-kV-Abzweige oder die Querverbindung von einem Abgang zum anderen ermöglichen. Die Leistung der Transformatoren wird über 12-kV-Leistungsschalter und Lufttrennschalter zur Oberleitung geführt. Cross-Connect-Schalter ermöglichen die Speisung aller Fahrleitungen mit einem Transformator.
Die Architektur des PRR-Umspannwerks basierte auf einer Langstrecken-Hochgeschwindigkeitsbahn. Der Abstand zwischen den Umspannwerken stellt sicher, dass ein Zug nie mehr als 4 oder 5 Meilen vom nächsten Umspannwerk entfernt ist, wodurch der Spannungsabfall minimiert wird. Ein Nachteil des ursprünglich von der PRR gebauten Umspannwerks ist das Fehlen von 138-kV-Leistungsschaltern. Im Wesentlichen muss die gesamte Segmentierung des 138-kV-Systems manuell durchgeführt werden, was eine schnelle Isolierung eines Fehlers auf der 138-kV-Leitung schwierig macht.
Fehler in einem Teil der Leitung wirken sich auch auf das gesamte Verteilungsnetz aus, da es für das 138-kV-Übertragungsnetz unmöglich ist, sich während eines Fehlerzustands selbst zu schützen oder neu zu konfigurieren. Hochspannungsfehler werden im Allgemeinen durch Öffnen der Leistungsschalter des Umrichterausgangs behoben, was zu einem gleichzeitigen Ausfall des Umrichters führt. Das System verschlechtert sich bei Hochspannungsfehlern nicht ordnungsgemäß. Anstatt beispielsweise die südliche 138-kV-Zuleitung zwischen Washington und Perryville zu isolieren, müsste das System in Jericho Park und Safe Harbor die Stromrichterausgangsschalter öffnen. Dies führt zu einem Verlust von viel mehr Netzwerk als erforderlich ist, um den Fehler einfach zu isolieren.
Stationsname | Koordinaten | Sta. Nein. | Baujahr | Kommentare |
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Frühe Philadelphia-Linien | ||||
West-Philadelphia (44 kV) | 39°57′24″N 75°11′08″W / 39,95667°N 75,18556°W | 1 | 1915 | Entfernt c. 1930 |
Arsenal (44 kV) | 39°56′46″N 75°11′30″W / 39,94611°N 75,19167°W | 2 | 1915 | 44 kV-Anteile aufgegeben c. 1930 |
Bryn Mawr | 40°01′17″N 75°18′51″W / 40.02139°N 75.31417°W | 3 | 1915 | Stationswechsel erst seit c. 1960 |
Radnor SC | 40°02′37″N 75°22′07″W / 40.04361°N 75.36861°W | 5 | 1916 | Zwei Synchronkondensatoren mit 4,5 MVA . Entfernt c. 1960 |
Paoli | 40°02′36″N 75°29′22″W / 40.04333°N 75.48944°W | 4 | 1915 | Stationserweiterung 1938. 44 kV abgeschaltet c. 1960 |
Greentree-Umschaltung | 40°02′27″N 75°30′04″W / 40.04083°N 75.50111°W | -- | 1938 | 2012 entfernt. |
Nord-Philadelphia | 39°59′49″N 75°09′27″W / 39,99694°N 75,15750°W | 6 | 1918 | |
Allen Lane | 40°03′46″N 7511′55″W / 40,062643°N 75,198652°W | 7 | 1918 | Stationswechsel erst seit c. 1960. Komponenten ersetzt 2013 |
Arsenal (138 kV) Step-Up | 39°56′45″N 75°11′31″W / 39,94583°N 75,19194°W | 2A | 1928 | Step-up-Fähigkeit entfernt c. 1971 |
Morton | 39°54′26″N 75°19′56″W / 39,9073°N 75,3321°W | 01 | 1928 | |
Lenni | 39°53′38″N 75°26′33″W / 39,89389°N 75,44250°W | 02 | 1928 | |
Cheyney | 39°55′45″N 75°31′21″W / 39,92915°N 75,5225°W | 03 | 1928 | Zwischen 1965 und 1968 entfernt |
West Chester | 39°57′26″N 75°35′37″W / 39,95722°N 75,59361°W | 04 | 1928 | Zwischen 1965 und 1968 entfernt |
New York - Philadelphia Hauptstrecke | ||||
Neu Rochelle | 40°54′25″N 73°47′24″W / 40.9069°N 73.7900°W | 47 | 1907/1987 | Ursprünglich 25 Hz; zeitgleich mit Metro-North im Jahr 1987 auf 60 Hz umgestellt. Liefert Amtrak nicht mehr mit Strom. |
Van Nest | 40°50′31″N 73°51′48″W / 40,8420°N 73,8633°W | 46 | 1907/1987 | Ursprünglich 25 Hz; zeitgleich mit Metro North im Jahr 1987 auf 60 Hz umgestellt. Jetzt die Versorgungsunterstation für das 60-Hz-System von Amtrak zwischen Gate Interlocking und New Rochelle. |
Bowery Bay | 40°45′51″N 73°54′19″W / 40.7643 °N 73.9054 °W | 45 | 1917/1987 | Ursprünglich 25 Hz; zeitgleich mit Metro North im Jahr 1987 auf 60 Hz umgestellt. Nur Umschalten. Abschnittsunterbrechung zwischen 25 Hz- und 60 Hz-Systemen. |
Sonnenseite | 40°44′50″N 73°55′53″W / 40,747341° N 73,931370 ° W | 44 | 1931 | Nur Umschalten |
Bahnhof Penn | 40°45′06″N 73°59′52″W / 40,7518°N 73,9979°W | 43A, 43B | 1931 | Nur Umschalten; zwei Abschnitte: 31st St. und 7th Ave. |
Hackensack ( Union City ) | 40°46′18″N 74°2′38″W / 40.77167°N 74.04389°W | 42 | 1931/32 | |
Kearney | 40°44′41″N 74°07′06″W / 40,74472°N 74.11833°W | 41 | 1931/32 | Vorübergehend bewusstlos am 29. Oktober 2012 durch Sturmflut von Hurrikan Sandy ; Erhebung über Schwallkamm geplant |
Waverly | 40°41′24″N 74°11′54″W / 40.69000°N 74.19833°W | 40 | 1932/33 | |
Rahway | 40°36′01″N 74°16′58″W / 40.60028°N 74.28278°W | 39 | 1932/33 | |
Metuchen | 40°32′21″N 74°21′49″W / 40.53917°N 74.36361°W | 38 | 1932/33 | |
Mühlstein | 40°28′45″N 74°27′56″W / 40.47917°N 74.46556°W | 37 | 1932/33 | |
Monmouth | 40°22′36″N 74°32′54″W / 40,37667°N 74,54833°W | 36 | 1933 | |
Princeton | 40°19′03″N 74°37′17″W / 40.317459°N 74.62145°W | 35 | 1933 | |
Hamilton | 40°14′48″N 74°43′05″W / 40.2467292°N 74.7179233°W | 34A | 2014 | Das neue Umspannwerk wurde Anfang 2015 in Betrieb genommen. |
Morrisville | 40°12′04″N 74°46′38″W / 40.20111°N 74.77722°W | 34 | 1930 | |
kantig | 40°07′07″N 74°50′23″W / 40.11861°N 74.83972°W | 33 | 1930 | |
Cornwells ( Cornwells Heights, PA ) | 40°04′19″N 74°57′02″W / 40.07194°N 74.95056°W | 32 | 1930 | |
Richmond-Aufstieg | 39°59′10″N 75°04′26″W / 39,986241°N 75,073939°W | 31 | 1933 | Nur 138 kV Step-up, gespeist von der benachbarten PECO Richmond Power Station und dem Rotationswandler. Verlassen. |
Frankfurt | 40°00′07″N 75°5′52″W / 40.00194°N 75.09778°W | 30 | 1930 | Lieferte auch 44 kV an Allen Lane c. 1930 bis ca. 19??. |
Zoo (138 kV) | 39°58′14″N 75°11′57″W / 39.97056°N 75.19917°W | 9 | 1930 | Enthält 138-kV-Leistungsschalter. |
Zoo (44 kV) | 39°58′13″N 75°12′00″W / 39.97028°N 75.2000°W | 8 | 1930 | Entfernt c. 1960 |
Wechsel in West-Philadelphia | 39°57′27″N 75°11′06″W / 39.95750 N 75.18500° W | 1A | 1930 | Geliefert von Arsenal & Zoo |
Niederlassungen in New Jersey | ||||
Zeitschriftenquadrat | 40°44′00″N 74°03′53″W / 40,733284°N 74,064806°W | 50 | 1932/33 | Oberleitung stillgelegt c. 1980. Bleibt eine Weile, um Signalenergie für PATH und Fracht auf der Jersey City Branch zu liefern . Verlassen. |
Süd-Amboy | 40°29′25″N 74°17′15″W / 40.49028°N 74.28750°W | 48 | 1932/33 | |
Helmetta (Ausgestoßener) | 40°23′05″N 74°24′16″W / 40.3848°N 74.4044°W | 47 | 1938 | Nicht mehr verwendet c. 1980, aufgegeben. |
Greenville-Umschaltung | 40°41′12″N 74°05′46″W / 40.68667°N 74.09611°W | -- | 1935 | Geliefert von Waverly. Entfernt c. 1980 |
Philadelphia - Washington Hauptstrecke | ||||
Arsenal | 39°56′44″N 75°11′32″W / 39,94556°N 75,19222°W | 2A | 1928 | 138 kV Untersetzung |
Glattbutt | 39°55′45″N 75°13′26″W / 39,92917°N 75,22389°W | 10 A | 1981 | Für SEPTA Airport Line hinzugefügt |
Glenolden | 39°53′58″N 75°16′54″W / 39,899444°N 75,281603°W | 10 | 1928 | |
Lamokin ( Chester, PA ) | 39°50′34″N 75°22′33″W / 39,8429°N 75,3759°W | 11 | 1928 | Angrenzend an Drehwandler |
Bellevue | 39°46′03″N 75°29′02″W / 39.76750°N 75.48389°W | 12 | 1928 | |
West Yard ( Wilmington, DE ) | 39°43′43″N 75°34′13″W / 39,72861°N 75,57028°W | 13 | 1928 | |
Davis ( Newark, DE ) | 39°40′21″N 75°44′36″W / 39.67250 ° N 75.7433 ° W | 14 | 1935 | |
Bacon Hill ( Nordosten, MD ) | 39°36′13″N 75°53′37″W / 39.6035 ° N 75.8937 ° W | fünfzehn | 1935 | |
Perryville, MD | 39°33′23″N 76°04′36″W / 39.55639°N 76.07667°W | 16 | 1935 | Phasenunterbrechungsanzeige. 138-kV-Leistungsschalter segmentieren Übertragungsleitungen von Norden von Westen. |
Perryman, MD | 39°27′45″N 76°12′12″W / 39.462501°N 76.203256°W | 17 | 1935 | |
Schießpulver ( Chase, MD ) | 39°22′40″N 76°21′19″W / 39.377844°N 76.355243°W | 18 | 1935 | |
Nordpunkt | 39°18′10″N 76°31′02″W / 39,30278°N 76,51722°W | 19 | 1935 | |
Baltimore | 39°18′33″N 76°37′08″W / 39.30916°N 76.618955°W | 20 | 1935 | |
Loudon-Park | 39°16′23″N 76°40′37″W / 39.273084°N 76.67689°W | 21 | 1935 | |
Severn | 39°08′20″N 76°41′49″W / 39,13889°N 76,69694°W | 22 | 1935 | |
Bowie | 39°00′21″N 76°46′52″W / 39.00583°N 76.78111°W | 23 | 1935 | |
Landover | 38°55′44″N 76°53′51″W / 38,92889 ° N 76,89750 ° W | 24 | 1935 | |
Efeustadt | 38°55′6″N 76°58′57″W / 38,91833°N 76,98250°W | 2. 25 | 2010 | |
Union-Umschaltung | 38°54′08″N 77°00′14″W / 38.9021°N 77.0038°W | 25A | 1935 | 12-kV-Schaltstation geliefert von Capitol 1935, dann Landover c. 1990, dann Ivy City 2010. |
Kapitol | 38°52′50″N 77°0′30″W / 38.88056°N 77.00833°W | Früher 25 | 1935 | Zerstört; Betonfundamente noch sichtbar |
Potomac-Umschaltung | 38°50′24″N 77°03′03″W / 38.84000°N 77.05083°W | 26 | 1935 | Geliefert vom Kapitol. Nicht mehr verwendet c. 1980 und abgerissen c. 2000, Neues Utility Sub gebaut. |
Trenton Cutoff Frachtroute | ||||
Langhorne | 40°10′30″N 74°58′08″W / 40.17500°N 74.96889°W | 61 | 1938 | Zerstört; Betonfundamente sind noch sichtbar. |
Horsham | 40°08′55″N 75°08′53″W / 40,14861°N 75,14806°W | 62 | 1938 | Zerstört; Betonfundamente sind noch sichtbar. |
Ernst | 40°06′24″N 75°19′34″W / 40.10667°N 75.32611°W | 63 | 1930 | Gelieferte PRR Schuylkill Branch und Trenton Cutoff. ENTFERNT. |
Philadelphia - Harrisburg Hauptstrecke | ||||
Frazer, PA | 40°01′52″N 75°34′27″W / 40.03111°N 75.57417°W | 64 | 1938 | |
Thorndale, PA | 39°59′48″N 75°44′3″W / 39,99667°N 75,73417°W | 65 | 1938 | Phasenunterbrechungsanzeiger Hält einen der drei Sätze von 138-kV-Leistungsschaltern im System. |
Parkesburg, PA | 39°57′37″N 75°54′58″W / 39.96028°N 75.91611°W | 66 | 1938 | |
Kinzer | 39°59′55″N 76°4′8″W / 39,99861°N 76,06889°W | 67 | 1938 | |
Witmer ( Rauchstadt, PA ) | 40°2′35″N 76°12′51″W / 40.04306°N 76.21417°W | 68 | 1938 | |
Dillersville-Umschaltung | 40°3′25″N 76°19′16″W / 40,05694°N 76,32111°W | -- | 1938 | Gelieferter Columbia Branch von Mainline Oberleitung (12 kV). Nicht mehr verwendet c. 1980? |
Landisville, PA | 40°5′23″N 76°23′0″W / 40,08972°N 76,38333°W | 69 | 1938 | |
Reime, PA | 40°07′51″N 76°34′01″W / 40,130704°N 76,566996°W | 70 | 1938 | |
Royalton, PA | 40°11′02″N 76°43′33″W / 40,18389°N 76,72583°W | 71 | 1938 | |
Harrisburg, PA | 40°15′17″N 76°52′25″W / 40,25472°N 76,87361°W | 72 | 1938 | |
Niedrige Frachtrouten (jetzt nur für Übertragungsleitungen verwendet) | ||||
Bart | 39°55′03″N 76°04′40″W / 39,91750 N 76,07778° W | 51 | 1938 | ENTFERNT |
Vorsehung | 39°55′42″N 76°13′51″W / 39,92833°N 76,2303°W | 52 | 1938 | ENTFERNT |
Conowingo | 39°40′7″N 76°10′15″W / 39.66861°N 76.17083°W | 53 | 1938 | Zerstört; Betonfundamente sind noch sichtbar. Getrennt vom Kraftwerk Conowingo, nie angeschlossen. |
Angeln Creek | 39°47′23″N 76°15′46″W / 39,78972°N 76,26278°W | 54 | 1938 | ENTFERNT. Getrennt vom Holtwood-Kraftwerk, nie angeschlossen. |
Safe Harbor (PRR) Conestoga Sub (SHWP) | 39°55′36″N 76°23′6″W / 39,92667°N 76,38500°W | 55 | 1934 | Step-up-Station für die Safe-Harbor-Versorgung. Oberleitungsanlagen 1938 hinzugefügt, dann stillgelegt c. 1980. |
Columbia | 40°01′58″N 76°30′31″W / 40,03278°N 76,50861°W | 56 | 1938 | Entfernt - Gelände teilweise zugepflastert. |
Rowenna ( Marietta, PA ) | 40°03′43″N 76°36′43″W / 40,06194°N 76,61194°W | 57 | 1938 | Verlassen; Betonfundamente sichtbar. Eine einzelne Übertragungsleitung zwischen Safe Harbor Sub 55 und Royalton Sub 71 verläuft am Standort vorbei, endet jedoch nicht mehr. |
Goldsboro | 40°07′18″N 76°43′54″W / 40.1217°N 76.7317°W | 58 | 1938 | ENTFERNT |
Enola, PA | 40°16′40″N 76°55′13″W / 40.27778°N 76.92028°W | 59, 73 | 1938 | Zerstört; Betonfundamente sind noch sichtbar. |
Übertragungsleitungen
Alle Übertragungsleitungen innerhalb des 25-Hz-Systems sind zweiadrig, einphasig, 138 kV. Der Mittelabgriff jedes 138-kV/12-kV-Transformators ist mit Masse verbunden, daher sind die beiden Übertragungsleitungen mit ±69 kV in Bezug auf Masse und 138 kV relativ zueinander verbunden.
Im Allgemeinen verlaufen zwei getrennte Zweidrahtschaltungen entlang der Bahnstrecke zwischen Umspannwerken. Ein Stromkreis ist oben an den Oberleitungsmasten auf einer Seite des Gleises angebracht; die zweite Runde verläuft auf der anderen Seite.
Die Anordnung von Oberleitungsstützen und Übertragungsdrähten verleiht der Oberleitung entlang der ehemaligen Pennsylvania Railroad-Linien ihre charakteristische 80 Fuß (24 m) hohe 'H'-förmige Struktur. Sie sind aufgrund der 138-kV-Übertragungsleitungen viel höher als die oberirdischen Elektrifizierungsstrukturen anderer elektrifizierter amerikanischer Eisenbahnen. Oberleitungstürme und Übertragungsleitungen entlang der ehemaligen New Yorker, New Haven und Hartford Railroad- Linien und der Amtrak-Abteilung New England sind viel kürzer und an unterschiedlichen Designs und Konstruktionen erkennbar.
Während sich ein Großteil der Übertragungsinfrastruktur direkt über den Bahnstrecken auf demselben Tragwerk befindet, das die Oberleitung trägt, befinden sich einige Strecken entweder über entelektrifizierten oder stillgelegten Strecken oder in einigen Fällen auf völlig eigenständigen Wegerechten .
Nachfolgend sind alle wesentlichen Segmente der 25 Hz 138 kV Übertragungsinfrastruktur aufgelistet, die als Endstationen Umspannwerke (SS oder Sub) oder Hochspannungsschaltwerke (HT Sw'g) auflisten. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden die Positionen von Unterstationen in dieser Tabelle nicht wiederholt. Eine Auflistung der Hochspannungsschaltanlagen folgt.
Endstation | Endstation | # 138 kV Stromkreise | Vorfahrt | Anmerkungen |
---|---|---|---|---|
Union City U-Boot 42 | Cornwell Heights Sub 32 | 4 | Hauptlinie Philadelphia nach New York | |
Kearney Sub 41 | Journal Square Sub 50 | 2 | Filiale Jersey City | Außer Betrieb, von PATH verwendete Leitung. |
Rahway Sub 39 | South Amboy 48 | 2 | Zweigniederlassung Perth Amboy & Woodbridge | Wird für NJTRO NJCL- Leistung verwendet |
Monmouth Jct 36 | South Amboy 48 | 1 | Zweigniederlassung Jamesburg | Über Helmetta Sub 47; Außer Betrieb, Leitungen entfernt. |
Morrisville U-Boot 34 | Ernsthafter HT Sw'g | 1 | Trenton Cutoff | Außer Betrieb und fast vollständig entfernt. Einige Teile östlich der Earnest Junction HT Switching Station und westlich der Morrisville Substation (innerhalb der Grenzen des Morrisville Yard) bleiben erhalten. |
Cornwells Heights Sub 32 | Richmond Sub 31 | 2 | Industrielle RoW | Trennt sich von der Main Line südlich von Holmesburg und folgt der Ausrichtung entlang des Delaware River. |
Cornwells Heights Sub 32 | Richmond Sub 31 | 2 | Entlang der Main Line bis Frankford Junction, dann Delair Branch | |
Frankfurt Sub 30 | Richmond Sub 31 | 2 | Filiale Delair | 12kV Oberleitung entfernt. |
Cornwell Heights Sub 32 | Frankfurt Sub 30 | 1 | Entlang der Main Line RoW Phil nach NY | |
Frankfurt Sub 30 | Ivy City Sub 25 | 2 | Hauptstrecke nördlich von Phil nach Washington | |
Zoo-Sub 9 | Ernsthafter HT Sw'g | 2 | Filiale Schuylkill | Gleise hinter Cynwyd Station entfernt. |
Arsenal U-Boot 2A | Lenni Sub 02 | 1 | Niederlassung West Chester | Strom für SEPTA Media/Elwyn Line . |
Lamokin Sub 11 | Lenni Sub 02 | 1 (2) | Private Reihe | Füttert das westliche Ende der SEPTA Media/Elwyn Line. Sendemasten im Utility-Stil, die ungefähr parallel zum ehemaligen Chester Creek Branch stehen . Erbaut 1928 mit zwei Stromkreisen, wie auf PRR ET-1 von 1935 angegeben; eine Schaltung später entfernt, wahrscheinlich in den 1960er Jahren. |
Lenni Sub 02 | West Chester Sub 04 | 2 | Private Reihe | Westliche Fortsetzung der Lamokin-Lenni-138-kV-Stromkreise über Cheyney Sub 03. Sendemasten im Versorgungsstil auf RoW direkt parallel zum West Chester Branch. Zwischen 1965 und 1968 stromlos und entfernt. |
Ernsthafter HT Sw'g | Frazer Sub 64 | 2 | Läuft entlang Trenton Cutoff | Versorgt die Hauptleitung über Frazer Sub |
Paoli Sub 4 | Landisville Sub 69 | 2 | Hauptlinie Philadelphia nach Harrisburg | Frazer SS to Paoli SS Sackgasse. |
Parkesburg U-Bahn 66 | Safe Harbor Sub 55 | 2 | Atglen und Susquehanna | Schienen entfernt. In den Jahren 2010/2011 wurden die Oberleitungsmasten entfernt und die Übertragungsleitungen ersetzt. Siehe Abschnitt unten. |
Landisville Sub 69 | Royalton Sub 71 | 1 | Hauptlinie Philadelphia nach Harrisburg | |
Safe Harbor Sub 55 | Rowenna Sub 57 | 2 | Enola-Filiale | Nach der Stilllegung von Rowenna Sub wurde ein Stromkreis logisch aufgeteilt, um direkt zum Royalton Sub zu führen. |
Rowenna Sub 57 | Royalton Sub 71 | 1 | Filiale Royalton | Linie jetzt durchgehend von Safe Harbor nach Royalton. |
Rowenna Sub 57 | Lemo HT Sw'g | 1 | Enola-Filiale | Außer Betrieb, dann 2011 entfernt. |
Lemo HT Sw'g | Enola Sub 59 | 2 | Enola-Filiale | Serviert bei Enola Yard, dann 2011 entfernt. |
Royalton Sub 71 | Harrisburg U-Boot 72 | 2 | Hauptlinie Philadelphia nach Harrisburg | |
Lemo HT Sw'g | Harrisburg U-Boot 72 | 2 | Verläuft über den Susquehanna River auf der Cumberland Valley RR Bridge | Außer Betrieb |
Safe Harbor Sub 55 | Perryville Sub 16 | 4 | Private Reihe | Sendemasten im Utility-Stil. Die Leitungen P5 und P6 wurden südlich angezapft, um Fishing Creek Sub 54 und Conowingo Sub 53 zu versorgen. Diese Anzapfungen wurden gleichzeitig mit den zugehörigen Umspannwerken entfernt. |
Landover Sub 24 | Ivy City Sub 25 | 2 | Hauptlinie Philadelphia nach Washington | Teil von Landover (24) nach Ivy City (25) gebaut im Jahr 2010. |
Landover Sub 24 | Kapitol (ehemalige U25) | 2 | Landover-Linie | Ehemalige Route zum Capitol Sub 25. Außer Betrieb und teilweise entfernt. |
Name | Standort | Bezeichnung | Kommentare |
---|---|---|---|
Metuchen HT Sw'g | 40°32′56″N 74°20′47″W / 40.548998°N 74.346318°W | 138M bis 438M | Trennt jeden der Hauptleitungskreise (4) von zwei Stichleitungen, die über private ROW zum Metuchen-Frequenzwechsler führen. |
Lemo HT Sw'g | 40°14′54″N 76°53′19″W / 40,248454°N 76,888483°W | Westlich des Susquehanna River in der Nähe von Harrisburg; trennt die Stromkreise zwischen den Umspannwerken Enola, Harrisburg und Rowenna | |
Ernsthafter HT Sw'g | 40°6′15″N 75°19′15″W / 40.10417 ° N 75.32083 ° W | 163, 263 (Trenton Cutoff E); 164, 264 (Trenton-Grenzwert W); 1ED, 2ED (zum Zoo) |
An der Kreuzung zwischen Trenton Cutoff und Schuylkill Branch gelegen . Manuell betätigte Trennschalter, die mit der Aufgabe der Trenton Cutoff-Übertragungsleitung und der Entfernung von Earnest Sub 63 jetzt überflüssig sind. |
Frankford HT Sw'g | 40°00′05″N 75°05′39″W / 40.0013°N 75.0943°W | 22 | Trennt den Zubringer (42H) von Richmond von der Übertragungsleitung zwischen Frankford (22HT) und Cornwells (230E) im Falle einer Beschädigung der Oberleitungsstützen auf Delair Branch. Erlauben Sie begrenzte Fütterung zwischen Cornwells und Frankford, um Richmond zu umgehen. Beschädigt nach der Entgleisung des Philadelphia-Zugs im Jahr 2015 . |
Kürzliche Entwicklungen
Das 2003 begonnene Kapitalverbesserungsprogramm von Amtrak wird bis heute fortgesetzt und wird seit 2009 zusätzlich von Finanzierungsquellen für wirtschaftliche Anreize (American Recovery and Reinvestment Act of 2009 oder ARRA) unterstützt.
Zu den wichtigsten Verbesserungen im Jahr 2010 gehörten:
- Fertigstellung des Umspannwerks Ivy City und der 138-kV-Übertragungsleitung.
- Ersetzen Sie fünf Traktionstransformatoren.
- Erneuern Sie 40 Meilen Oberleitung in Maryland.
- Erneuern Sie 18 Meilen Oberleitung in Pennsylvania.
- Fahren Sie mit der Erneuerung der Oberleitung entlang der Hell Gate-Linie in New York fort.
- Ersetzen Sie die 138-kV-Übertragungsleitung zwischen Safe Harbor (Conestoga Substation) und Atglen, PA (westlich von Parkesburg, PA ).
Für die Zukunft sind folgende wesentliche Verbesserungen geplant:
- Rüsten Sie den Metuchen-Frequenzumrichter auf.
- Bau eines neuen Umspannwerks namens Hamilton (Sub 34A) zwischen Morrisville und Princeton.
- Ausbau der Oberleitung und des Stromnetzes für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb in New Jersey.
Umspannwerkprojekt Ivy City
Das Projekt des Umspannwerks Ivy City war die erste Verlängerung der 138-kV-Übertragungsleitung seit dem Bau des Safe Harbor-Damms im Jahr 1938. Im ursprünglichen PRR-Elektrifizierungsplan verliefen die 138-kV-Übertragungsleitungen von Landover nach Süden zum Umspannwerk Capital South, anstatt der Leitung durch Ivy City zum nördlichen Zugang zur Union Station . Die beiden Gleise zwischen Landover und Union Station hatten keine Hochspannungsleitung darüber; Die Oberleitung der Union Station wurde mit 12 kV von den Umspannwerken Landover und Capitol (letzteres über die First Street Tunnels ) gespeist . Als das Umspannwerk Capitol South aufgegeben wurde, zeitgleich mit der Entelektrisierung der Strecke zwischen Landover und Potomac Yard , wurden Union Station und ihre Zufahrten zu einem einseitig gespeisten Streckenabschnitt. Dies führte in Kombination mit dem steigenden Verkehrsaufkommen zu Niederspannungszuständen auf den Anflügen zur Union Station und zu einer verringerten Systemzuverlässigkeit.
Das Ivy City-Projekt führte zur Installation von zwei 4,5-MVA-Transformatoren in einem 138/12-kV-Umspannwerk am nordöstlichen Rand des Yard-Komplexes von Ivy City und einer 8,4 km langen 138-kV-Übertragungsleitung, um die überlasteten Einrichtungen in Landover zu erweitern. Da die ursprünglichen Fahrleitungsstützen entlang dieses Streckenabschnitts nur hoch genug für die 12-kV-Fahrleitung waren, wurden die 138-kV-Leitungen auf neuen stählernen Einbeinmasten entlang der Fahrbahn verlegt. Abgesehen von der Tatsache, dass die neuen Pole nur vier Leiter statt der typischen sechs für eine Versorgungsleitung tragen, erscheint die neue Leitung eher als eine typische Mittelspannungsleitung als als die typische H-förmige Struktur des PRR-Stils.
Übertragungsleitung von Conestoga nach Atglen
Im Jahr 2011 ersetzte Amtrak die Übertragungsleitungen, die das Umspannwerk Conestoga über Atglen mit Parkesburg verbinden. Diese Leitungen wurden ursprünglich über dem Zweig Atglen und Susquehanna installiert . Die Strecke wurde daraufhin von Conrail aufgegeben und die Gleise entfernt, aber Amtrak hat eine Dienstbarkeit beibehalten, um seine 138-kV-Übertragungsleitungen über das Straßenbett zu betreiben. Türme und Leiter und Drähte über 24 Meilen (39 km) der Strecke wurden ersetzt; Die Arbeiten wurden im September 2011 abgeschlossen. Der Arbeitsumfang umfasste:
- Entfernung des ursprünglichen Portals und der freitragenden Oberleitungshalterung (~450 Strukturen).
- Installation von 257 neuen Monopolstrukturen.
- 96 Meilen (154 km) von ACSR- Übertragungsleiterinstallation (zwei Stromkreise, jeweils zwei Drähte).
- 24 Meilen (39 km) Glasfaser-Bodenleitung.
Dieses Projekt wurde im Rahmen des ARRA-Programms finanziert. Die angegebene Anzahl von Masten mit einem Abstand von ungefähr 500 Fuß (150 m) pro Turm ist ungefähr doppelt so weit auseinander wie die Spannweite zwischen den 1930er-Bauwerken, die durchschnittlich 270 Fuß (82 m) betrug.
Übertragungsleitung Zoo nach Paoli
Ende 2010 bat Amtrak um Planungsleistungen für neue Übertragungsleitungen zwischen den Umspannwerken Paoli und Zoo. Zu den Hauptzielen dieser Erweiterung gehören die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Übertragung zwischen Safe Harbor und Philadelphia und die Reduzierung der Wartungskosten. Dieses Projekt ergänzt den bereits abgeschlossenen Austausch der Übertragungsleitung von Safe Harbor nach Atglen.
Die Übertragungsleitung von Zoo nach Paoli würde das derzeitige Versorgungssystem ersetzen, das 138-kV-Leitungen verwendet, die umständlich entlang der SEPTA Cynwyd Line, den Schuylkill Branch Rail-Trails und dem Trenton Cut-off zwischen den Umspannwerken Zoo und Frazer verlaufen. Die neue Streckenführung wird die Wartungskosten senken, da Amtrak Übertragungsmasten unterhalten und die Vegetation entlang von Wegerechten kontrollieren muss, die es weder besitzt noch für Einnahmen nutzt. Die konzeptionelle Linie wird vom bestehenden Umspannwerk Paoli bis zur Kreuzung der Hauptstrecke Harrisburg-Philadelphia und der Cynwyd-Linie von SEPTA an der 52nd Street in West Philadelphia führen. 39,9785 ° N 75,2280 ° W . 39°58′43″N 75°13′41″W /
Die neuen Leitungen würden an die bestehenden 1ED- und 2ED-Stromkreise angeschlossen, die zwischen der Kreuzung und ihrer aktuellen Endstation am Earnest Junction HT Switch aufgegeben würden. Der Plan sieht auch den Bau einer 138/12-kV-Umspannstation in Bryn Mawr vor, um die bestehende Schaltanlage zu ersetzen. Die bestehenden Fahrleitungsbauwerke aus dem Jahr 1915 sind für den Ersatz vorgesehen, neue Getriebeträger werden mit dem Fahrleitungsersatz kompatibel sein. Dies geschah jedoch aufgrund des lokalen Widerstands nicht.
Projekt des Umspannwerks Hamilton
In Mercer County, NJ, wurde ein neues Umspannwerk (Nummer 34A) namens Hamilton gebaut. Die Arbeiten auf der Baustelle begannen Anfang 2013 und die Umspannwerkssap wurde Anfang 2015 in Betrieb genommen.
Morton und Lenni
Die Umspannwerke Morton #01 und Lenni #02 sind im Besitz von SEPTA und versorgen die Media/Elwyn Line ; Daher werden sie nicht durch Amtrak-Kapitalfinanzierungsprogramme abgedeckt. Der eigene Kapitalverbesserungsplan von SEPTA, der Ende 2013 nach der Verabschiedung des Finanzierungsgesetzes in Pennsylvania formuliert wurde , ermöglichte die Erneuerung aller Komponenten bei Morton und Lenni.
Lenni
Im Oktober 2014 forderte SEPTA interessierte Auftragnehmer zur Abgabe von Angeboten für die Sanierung des Umspannwerks Lenni auf. Im Dezember 2014 vergab SEPTA einen Auftrag über 6,82 Millionen US-Dollar an Vanalt Electrical für die Arbeiten. Die Arbeiten wurden Ende Herbst 2016 abgeschlossen.
Morton
Im Februar 2014 vergab SEPTA einen Vertrag über 6,62 Millionen US-Dollar an Philips Brothers Electrical Contractors Inc. für die Sanierung des Umspannwerks Morton. Die Arbeiten wurden Ende Herbst 2016 abgeschlossen.
Aktuelle Probleme
Trotz der jüngsten Kapitalverbesserungen im gesamten System sind in den letzten Jahren entlang des NEC mehrere hochkarätige Stromausfälle aufgetreten.
26. Mai 2006 Stromausfall
Am 25. Mai 2006 wurde während der Wiederherstellung von der Wartung eines der Richmond-Wechselrichtermodule ein Befehl zur Wiederherstellung der vollen Leistungsfähigkeit des Moduls nicht ausgeführt. Das System tolerierte diese reduzierte Kapazität etwa 36 Stunden lang, während dieser Zeit blieb das Problem unbemerkt. Während der Hauptverkehrszeit am nächsten Morgen (26. Mai) war die Gesamtkapazität überlastet:
- Um 7:55 Uhr lösten die beiden Konverter-Leistungsschalter des Jericho Parks aus.
- Kurz darauf löste der Sunnyside-Umrichter aus.
- Um 8:02 Uhr lösten drei Leistungsschalter der Richmond-Konvertermodule aus. Ein vierter stolperte kurz darauf. Nach dem Auslösen des vierten Richmond-Leistungsschalters begann das System zu destabilisieren. Menschliche Bediener erkannten den drohenden Systemschaden und schalteten die verbleibenden Stromversorgungen manuell ab, wodurch das gesamte 25-Hz-Netz abgeschaltet wurde.
Um 8:03 Uhr wurde das gesamte 25-Hz-System von Washington, DC bis Queens, New York, abgeschaltet. Etwa 52.000 Menschen waren in Zügen gestrandet oder anderweitig betroffen. Zwei unter dem Hudson River gestrandete New Jersey Transit-Züge wurden von Diesellokomotiven geborgen. Die Wiederherstellung wurde durch Richtlinien behindert, die es den Konverterstationen erlaubten, während der Hauptverkehrszeiten unbeaufsichtigt zu arbeiten. Das 25-Hz-System wurde durch einen " Schwarzstart " unter Verwendung der Safe Harbor-Wasserturbinen wiederhergestellt , und die meisten Dienste entlang des Systems wurden am Nachmittag wieder normalisiert. Anschließend verbesserte Amtrak sein System zur Wartung von „Rettungsdiesellokomotiven“ in der Nähe der Hudson River-Tunnel.
23. Dezember 2009 Brownout
Niedrige Systemspannung in New York City verursachte am Mittwoch, den 23. Dezember 2009, um 8:45 Uhr einen Halt von Zügen in und um New York. Der Strom ging nie vollständig verloren und die volle Spannung wurde um 11:30 Uhr wiederhergestellt. Amtrak gab an, dass ein elektrisches Problem in North Bergen, New Jersey (in der Nähe des Westportals und des Umspannwerks Union City) das Problem verursacht habe, ging jedoch nicht näher auf die Art der Fehlfunktion ein.
24. August 2010 Brownout
Niedrige Netzspannungen ab 7:45 Uhr am Dienstag, 24. August 2010, veranlassten Amtrak, einen im Wesentlichen systemweiten Stillstand der Züge innerhalb des 25-Hz-Bahnnetzes anzuordnen. Der langsame Dienst wurde nach und nach wiederhergestellt, und das Stromproblem wurde um 9:00 Uhr morgens behoben, obwohl es den Rest des Morgens immer noch Verzögerungen gab.
Oktober–November 2012: Hurrikan Sandy
Am 29. Oktober 2012 traf Hurrikan Sandy die Nordostküste der USA. Ergänzt durch einen Nordosten raste die Sturmflut von Sandy durch die Hackensack Meadows, beschädigte (unter anderem die Eisenbahninfrastruktur) die Kearney Substation #41 schwer und machte sie offline. Dieser Verlust an elektrischer Kapazität zwang Amtrak und New Jersey Transit dazu, weniger Züge zu betreiben und dabei geänderte Wochenendfahrpläne zu verwenden. Mit Unterstützung des US Army Corps of Engineers wurde das Umspannwerk von Hochwasser isoliert und anschließend entwässert. Nach dem Testen der Komponenten des Umspannwerks wurde festgestellt, dass der Schaden geringer war als zunächst befürchtet, und nach weiteren Reparaturen ging das Umspannwerk Kearney am Freitag, den 16. Fahren Sie mit elektrischen Zügen durch die entwässerten North River Tunnels in die Penn Station .
Amtrak hat seitdem Bundesmittel beantragt, um das Umspannwerk Kearny zu modernisieren, damit es hoch genug ist, um nicht von Hochwasser betroffen zu sein.
Siehe auch
- 25 kV AC Bahnelektrifizierung
- Das 60-Hz-Bahnstromsystem von Amtrak wird entlang der nördlichen Teile des Nordostkorridors von New Haven nach Boston betrieben
- Elektrifizierung der New York, New Haven und Hartford Railroad , Elektrifizierung zwischen New York und New Haven.
- Das 25-Hz-Bahnstromsystem von SEPTA , das auch von S-Bahnen im Raum Philadelphia verwendet wird.
- Liste der Bahnelektrifizierungssysteme
- Eisenbahnelektrifizierung in den USA
Fußnoten
Verweise
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