FART - Ferrovia della Centovalli: analisi e verifica dell’impianto di corrente di trazione elettrica
Creators: name: Bianchi, Alessandro
Publisher: name: Scuola Universitaria della Svizzera Italiana (SUPSI)
Year: 2021

description: Con l’obiettivo di potenziare la propria offerta di trasporto ferroviario, le Ferrovie Autolinee Regionali Ticinesi (nel seguito FART SA), hanno intenzione di introdurre un nuovo servizio regionale Locarno-Intragna a cadenza semi-oraria. Inoltre, in concomitanza all’implementazione del nuovo concetto orario, la società prevede di immettere in servizio nuovo materiale rotabile per garantire ai propri clienti nuovi standard di sicurezza e comfort. La presenza di più convogli in servizio contemporaneo e con caratteristiche differenti da quelli attuali (maggiormente prestazionali) implica maggiori consumi di corrente, i quali si traducono in cadute di tensione di maggiore entità. Attualmente l’alimentazione della linea di contatto (LC) avviene grazie alle tre sottostazioni elettriche (SSE) disposte in parallelo e ubicate presso le fermate di Ponte Brolla, Intragna e Verdasio. Le normative in vigore (cfr. EN 50119, EN 50149, BS EN 50122-1, EN 50163, D RTE 27900) impongono valori limite di tensione della LC per garantire l’operabilità dell’impianto di trazione elettrica (TE): è quindi necessario che le cadute di tensione non superino i limiti definiti. Lo scopo di questo lavoro è quello di verificare che il nuovo concetto di produzione (a cadenza semi-oraria con nuovo materiale rotabile) possa essere implementato, ovvero che i parametri di esercizio dell’impianto di trazione elettrica rispettino le disposizioni normative. Verranno dunque valutate approfonditamente le cadute di tensione, i carichi sui raddrizzatori delle SSE, il potenziale di binario e la taratura degli extrarapidi a protezione delle SSE. Il comportamento dell’impianto TE verrà valutato secondo l’attuale configurazione, ma anche in caso di fuori servizio delle SSE e nel caso in cui l’alimentazione della LC avvenga tramite SSE tra loro isolate. Attraverso il software TrainsRunner (simulatore elettromeccanico per sistemi ferroviari a trazione elettrica) verrà modellato il tracciato, l’esercizio ferroviario (materiale rotabile e orario) e l’impianto TE. Le simulazioni verranno condotte considerando l’usura della LC, delle rotaie e l’influenza della temperatura di esercizio. I risultati ottenuti mostrano che l’impianto TE attualmente in esercizio non consente di garantire le tensioni minime presso la fermata di Camedo (dove si raggiungono i 791 V), mentre alla stazione di Locarno si registrano valori prossimi al limite consentito. Inoltre, non è possibile garantire l’esercizio in caso di indisponibilità da parte della SSE di Ponte Brolla. Sulla base dei risultati ottenuti dalle simulazioni elettromeccaniche condotte sono state definite delle misure di ottimizzazione quali la costruzione di una SSE supplementare a Camedo, a Locarno e una revisione del concetto orario. Le misure di ottimizzazione sono state verificate con specifiche simulazioni, le quali mostrano una tensione minima di 934 V rispettivamente 900 V, rientrando così nei limiti di operabilità. Le nuove misure consentono di risolvere le problematiche riscontrate in fase di analisi e di mantenere l’esercizio anche in caso di disservizio da parte di una delle SSE. Le soluzioni proposte aumentano quindi la versatilità dell’impianto, il quale può rimanere in funzione anche in caso di guasto o manutenzione ad una delle SSE. Oltre alle tensioni in linea sono stati verificati i carichi sui raddrizzatori, così come il potenziale di binario. I risultati ottenuti mostrano che attualmente e con l’aggiunta di una quarta SSE a Camedo, i carichi di punta sul raddrizzatore di Ponte Brolla superano il limite consentito. La costruzione della quarta SSE a Locarno, invece, permette di rientrare nei limiti definiti dai dati di targa. Per tutti gli scenari simulati viene sempre garantito un potenziale di binario inferiore al limite consentito dalle normative. L’analisi svolta ha permesso inoltre di stabilire per ogni scenario i valori necessari alla taratura degli interruttori extrarapidi, componenti fondamentali alla protezione delle SSE da cortocircuiti.