Southeastern Pennsylvania Transportation Authority (SEPTA) управляет 25-герцовой системой тягового питания в окрестностях Филадельфии , которую она унаследовала от Reading Company . Эта система отделена от системы, созданной Pennsylvania Railroad (PRR), но похожа на нее, которая теперь эксплуатируется Amtrak . Поезда SEPTA могут работать по любой из этих систем, поскольку напряжение и частота, подаваемые на локомотив, по сути идентичны. Однако бывшая система Reading не имеет электрического соединения с бывшей системой PRR.
SEPTA владеет всеми подстанциями, описанными здесь. Хотя SEPTA также владеет бывшими подстанциями PRR вдоль линий Media/Wawa и Chestnut Hill West , а также новой подстанцией к северу от станции 30th Street , эти объекты являются электрической частью системы тягового питания Amtrak 25 Гц .
Компания Reading Company электрифицировала свои линии между терминалом Reading в Филадельфии, штат Пенсильвания , и Норристауном , Дойлстауном , Честнат-Хиллом , Хатборо и Западным Трентоном в 1931 году. Электрификация была расширена и включила линию Fox Chase в сентябре 1966 года. Электрификация снова была расширена от Хатборо до Уорминстера в начале 1970-х годов. [1] [ нужна страница ]
Система Reading использовала контактную сеть, электрифицированную на 12 кВ 25 Гц, как и конкурирующая Pennsylvania Railroad с первоначальной электрификацией 1915 года и расширением магистрали в 1930-х годах. В отличие от системы PRR, которая включала несколько источников питания и обширную высоковольтную сеть передачи, электрификация Reading обеспечивалась исключительно вращающейся преобразовательной станцией в Wayne Junction . Хотя владелец и эксплуатация системы изменились, система осталась по сути неизменной, за исключением замены вращающейся преобразовательной станции в Wayne Junction на твердотельный циклоконвертер в 1986 году.
Система электрификации Рединга была разработана для пригородных операций MU и не должна была поддерживать пассажирские перевозки по основной линии или грузовые перевозки конкурирующей Пенсильванской железной дороги . Хотя сложная система высоковольтных линий электропередачи не была необходима, система была достаточно большой, чтобы потребовать использования распределительных фидеров от источника питания 25 Гц в Уэйн-Джанкшен. Фидеры были установлены на 24 кВ , что вдвое больше тягового напряжения. Большинство железнодорожных линий будут иметь один или два фидера, прикрепленных к вершине опорных мачт контактной сети. Эти фидеры подстанции 24 кВ можно отличить от тяговых фидеров 12 кВ по использованию четырехсегментных изоляторов вместо трехсегментных.
Линии 24 кВ питают сеть из 11 подстанций (12, включая распределительное устройство Wayne Junction), расположенных каждые 8–10 миль (13–16 км) вдоль электрифицированных железнодорожных линий. Большинство ответвлений достаточно короткие, чтобы требовать только одну подстанцию около конца линии, но линии Main и West Trenton достаточно длинные, чтобы требовать промежуточные подстанции. На каждой подстанции фидеры 24 кВ питаются через автотрансформаторы для понижения до тягового напряжения 12 кВ , которое затем проходит через выключатели перед подачей на воздушные провода контактной сети.
Электроэнергия передается, фактически, на 36 кВ , поскольку компоненты 24 кВ и 12 кВ сдвинуты по фазе на 180°. Такая конструкция имеет несколько преимуществ по сравнению с более традиционной схемой передачи и распределения PRR. Самое высокое напряжение относительно земли в системе составляет 24 кВ . Это значительно меньше, чем 69 кВ, наблюдаемые в системе PRR, которая требовала гораздо больших 80-футовых (24 м) опор и более крупных изоляторов и трансформаторов. В такой небольшой системе, как Reading, инфраструктура передачи такого масштаба была не нужна. Во-вторых, система использует контактный провод 12 кВ как для передачи, так и для распределения. Такое двойное использование контактного провода позволяет выполнять обе функции всего двумя проводами. Система PRR, напротив, требовала три провода: два для однофазного компонента передачи 138 кВ и один для фидера контактной сети 12 кВ . В обеих системах рельс используется в качестве обратного пути для тягового тока.
Вся мощность 25 Гц в бывшей системе Reading вырабатывается на статической преобразовательной установке Wayne Junction . Эта установка была построена в период с 1985 по 1990 год и состоит из трех твердотельных модулей на основе циклоконвертора мощностью 15 МВА . Система была построена ASEA и технически похожа на преобразователь, который позже был установлен на преобразователе Jericho Park компании Amtrak .
Инверторы заменили два генератора двигателей Westinghouse Electric примерно 1928 года, каждый из которых имел номинальную мощность 21,4 МВА . Ранее также существовала возможность подачи электроэнергии с подстанции Somerset компании PECO Energy , на которой было три генератора двигателей, обычно используемых для питания системы электрификации железной дороги Пенсильвании. Эта возможность была удалена, как и генераторы двигателей Somerset. Бывшая система Reading теперь работает полностью независимо от энергосистемы Amtrak.
Wayne Junction получает электроэнергию 230 кВ 60 Гц от двух резервных линий, которые подключаются к подстанциям PECO в Ванете, Таборе и Пуласки. Два трансформатора 60 МВА 230/13,2 кВ снижают напряжение для статических преобразователей частоты. Поперечные связи позволяют выводить части системы электроснабжения из эксплуатации для технического обслуживания.
В марте 2015 года контракт стоимостью 4 656 321 долл. США был присужден компании STV Incorporated на предоставление архитектурных и инженерных услуг по восстановлению статических преобразователей частоты в Уэйн-Джанкшен, при этом услуги должны были быть выполнены в течение 60 месяцев, начало которых запланировано на апрель 2015 года (согласно предложению № 14-233-JHC). [3]
Каждая из бывших подстанций Reading Railroad была оборудована трансформаторами и выключателями от American Brown Boveri . Большинство трансформаторов рассчитаны на подачу около 2 МВА мощности каждый (существует несколько трансформаторов на 4 МВА ). Каждая подстанция также содержала ряд масляных выключателей для отключения линий 12 кВ и 24 кВ под нагрузкой. Более крупные подстанции также имели небольшое здание для оборудования и технического обслуживания, в котором размещалось любое контрольное оборудование или вторичные трансформаторы для генерации мощности сигнала 100 Гц .
Благодаря надежности и простоте компонентов до 2010 года все подстанции SEPTA были оснащены оригинальным оборудованием, срок эксплуатации которого к тому времени приближался к 80 годам.
Подстанция Callowhill была первой целью замены, чтобы исключить необходимость поддержания воздушных проводов над заброшенной железнодорожной линией Reading Viaduct в качестве фидеров для действующих путей. Ее замена, подстанция Fairmount, была введена в эксплуатацию в 3-м квартале 2010 года, [4] с двумя 12/24 кВ 25 Гц , однофазными 5 МВА автотрансформаторами, а также троллейными выключателями и другими распределительными устройствами. [5]
Подстанция Норристауна получила новые трансформаторы, троллейбусные выключатели, фидеры, распределительные устройства подстанции, защитные релейные устройства и капитальный ремонт конструкции в рамках проекта стимулирования . [6]
В июле 2012 года Министерство транспорта США выделило SEPTA грант Tiger IV в размере 12,8 млн долларов на помощь в реконструкции подстанции Wayne Junction. [7] По словам генерального директора SEPTA Джозефа М. Кейси, «мы намерены использовать эти ресурсы для замены оборудования, которое должно экспонироваться в музее истории транспорта».
Грант был объявлен на церемонии на подстанции, на которой присутствовал министр транспорта Рэй Лахуд , который сказал: «Это не самый сексуальный, не самый красивый, но это один из самых важных проектов». [8]
Ожидается, что обновление трех статических преобразователей частоты Wayne Junction произойдет в течение 2010-х годов в три этапа, чтобы сохранить избыточность. Четвертый преобразователь должен быть добавлен для безопасности системы. [9] [S 1]
В октябре 2014 года SEPTA обратилась к заинтересованным подрядчикам с просьбой подать заявки на восстановление статических преобразователей частоты в Уэйн-Джанкшен. [10]
В сентябре 2014 года SEPTA обратилась к заинтересованным подрядчикам с просьбой подать заявки на восстановление подстанции Эмблер. [11] В октябре 2014 года SEPTA заключила контракт на сумму 7,99 млн долларов с компанией Carr & Duff, Inc. [12] на выполнение работ. [13]
31 октября 2016 года один из двух главных трансформаторов подстанции сгорел и был заменен досрочно через неделю одним из новых трансформаторов, уже имевшихся в наличии для обновления подстанций в Лэнсдейле и Эмблере. [14]
В 1990-х годах пожар на подстанции Дойлстаун вывел ее из строя. До ремонта подстанции в 2013 году ветка Дойлстауна к востоку от Лансдейла должна была питаться исключительно от подстанции Лансдейла. Такое «одностороннее питание» 10-мильного (16-километрового) участка пути ограничивало количество MU, которые могли одновременно работать на ветке, а также ограничивало их максимальную скорость и ускорение.
В апреле 2015 года на подстанции был установлен новый автотрансформатор 12/24 кВ. [15]
С принятием источника целевого транспортного финансирования Содружеством Пенсильвании, SEPTA объявила в декабре 2013 года план капитального бюджета, который включает обновление или замену всех оставшихся бывших подстанций Reading в пять этапов. Первый этап включает замену подстанции Jenkintown и обновление активных компонентов подстанции Ambler, проекты, для которых окончательный дизайн был завершен к концу 2013 года. [9] [16]
В ноябре 2014 года SEPTA обратилась к заинтересованным подрядчикам с просьбой подать заявки на восстановление четырех подстанций (Лэнсдейл, Бетайрес, Честнат Хилл Ист и Хатборо). [17] Ожидается, что проектные работы займут два года, а строительство — еще три года.
SEPTA также планирует построить новую подстанцию около станции Вудборн к осени 2020 года, поскольку расстояние между подстанциями Нешамини-Фолс и Ярдли почти в два раза превышает оптимальное расстояние в 5 миль (8,0 км) между подстанциями в системе 12 кВ 25 Гц. [S 2]