Sistema de alimentación eléctrica de una red de tracción.

Sistema de alimentación de una red de tracción de una vía férrea,

comprendiendo este sistema: - varias subestaciones (20 a 23) de alimentación eléctrica, equipadas cada una de un rectificador (32) de tensión alternativa, de una entrada (26) propia a recibir la tensión alternativa a rectificar, y una salida (28) para la tensión continua rectificada conectada a la red de tracción, estando estas subestaciones repartidas en diferentes lugares a lo largo de la vía férrea, y - al menos un puesto de transformación de alta tensión alternativa en baja tensión alternativa equipado de una entrada (64,66) para la alta tensión alternativa y de una salida (70,72) para la baja tensión alternativa, caracterizada: - porque cada subestación (20 a 23) comprende un rectificador mandado de carga regulable en tensión y/o en corriente y al menos un captador (40) de carga del rectificador, y - porque el sistema comprende un supervisor (44) propio a regular la carga de cada rectificador en función de la carga medida por los captadores.

Sistema de alimentación eléctrica de una red de tracción La invención se refiere a un sistema y una subestación de alimentación eléctrica de una red detracción.

Unos sistemas de alimentación conocidos comprenden:

- varias subestaciones de alimentación eléctrica, equipadas cada una de un rectificador de tensión alterna, de una entrada propia a recibir la tensión alterna a rectificar, y de una salida para la tensión alterna rectificada conectada a la red de tracción, estando estas subestaciones repartidas en diferentes lugares de la vía férrea, y

- al menos un puesto de transformación de alta tensión alterna en baja tensión alterna equipada de una entrada para la alta tensión alterna y de una salida para la baja tensión alterna.

En los sistemas conocidos, un puesto de transformación alta tensión/baja tensión está integrado en cada subestación y la entrada de tensión alterna de cada subestación está directamente conectada a una red de distribución alta tensión.

Aunque funcionando de manera satisfactoria, estos sistemas conocidos de alimentación son costosos, espaciados y potentes para compensar las caídas de tensión.

Unas subestaciones equipadas de rectificador son conocidas de JP-A-63 199137 y de JP-04 029525.

La invención tiende a remediar a este inconveniente proponiendo un sistema de alimentación de una red de tracción de una vía férrea menos costoso.

La invención tiene pues por objeto un sistema de alimentación según la reivindicación 1.

Los modos de realización de este sistema de alimentación pueden comprender una o varias de las características de las reivindicaciones dependientes.

La invención tiene igualmente por objeto una subestación apta a utilizarse en el sistema de alimentación.

La invención se entenderá mejor con la lectura de la descripción a continuación, dada únicamente a título de ejemplo y haciendo referencia al dibujo, en el cual la figura 1 es una ilustración esquemática de la arquitectura de un sistema de alimentación de una red de tracción de una vía férrea.

La figura 1 representa un sistema, designado por la referencia general 2, de alimentación de una red 4 de tracción de una vía férrea. La red 4 es por ejemplo una catenaria sobre la cual un pantógrafo de un tren o de un vehículo ferroviario roza o un tercer carril situado en el suelo sobre el cual un brazo de contacto de un tren roza.

La red 4 puede igualmente formarse de puntos de alimentación discontinuos, conocidos por los términos de "puestos de provisión de energía" (biberonnage) , dispuestos en unas estaciones de viajeros y permitiendo la recarga puntual en energía de medios de almacenamiento embarcados en un tren. El tren presenta entonces una autonomía parcial sin línea aérea. Una red 4 comprendiendo unos puestos de provisión de energía está descrito en la solicitud de patente FR 2 782 680. La red 4 sirve a alimentar un tren en tensión continúa.

El sistema 2 comprende subestaciones de alimentación de la red 4 en tensión continúa y dos redes 8 y 10 de distribución de tensión alterna a los cuales están conectadas alternativamente las subestaciones.

Las subestaciones están repartidas a lo largo de la vía férrea y separadas unas de otras por unas distancias de espacio comprendidas, por ejemplo, entre 400 a 1000 metros. El hecho de elegir una distancia de espacio más pequeña que la de los sistemas clásicos permite limitar las pérdidas por efecto de joule en la red 4 así como las pérdidas de tensión entre los puntos de empalme de dos subestaciones. Aquí, para simplificar la figura 1, solamente 4 subestaciones 20 a 23 han sido representadas. Estas subestaciones son, por ejemplo, idénticas unas a otras. En consecuencia, solo la subestación 20 se describirá aquí en detalle.

La subestación 20 comprende una entrada 26 de baja tensión alterna a rectificar y una salida 28 de tensión continua rectificada. Por baja tensión se designa aquí una tensión inferior a 1000 Vac y con más precisión por baja tensión de categoría B o BTB una tensión comprendida entre 500 y 1000 Vac.

Aquí, la entrada 26 está conectada a la red 8 que es una red de distribución de baja tensión alterna trifásica de categoría B, mediante una unión eléctrica 30. Los tres trazos oblicuos sobre la unión 30 indican que está unión está formada de tres conductores eléctricos como requerido para transportar una tensión trifásica.

Para rectificar la tensión BTB la subestación comprende un rectificador accionado 32 de tensión trifásica cuya entrada está conectada a la entrada 26 mediante un juego 34 de tras fusibles.

Una salida de tensión continúa rectificada del rectificador 32 está conectada a la salida 28 mediante un seccionador 36. La tensión continua rectificada está comprendida entre 500 voltios y 900 voltios y con preferencia cerca de 750 Vdc.

El seccionador 36 permite aislar eléctricamente la subestación 20 de la red 4 en caso de avería de ésta o durante operaciones de mantenimiento.

Aquí el rectificador 32 es un puente rectificador accionado de potencia realizado a partir de interruptores accionables tales como, por ejemplo, unos tiristores o transistores IGBT (Insulated Gate Bipopular Transistor) . Tal rectificador accionable es apto para interrumpir la distribución de energía eléctrica a la red 4 en respuesta a un mando de interrupción o en respuesta a la detección de un defecto. Este rectificador 32 tiene igualmente una carga regulable en tensión y/o en corriente. A tal efecto, la subestación 20 comprende un conjunto 40 de captadores propios a medir la carga del rectificador 32 midiendo la tensión y/o la corriente continua rectificada suministrada a la red 4. Comprende también una unidad 42 de pilotaje del rectificador 32. Los captadores y la unidad 42 están conectados a un supervisor 44 distante mediante un red 46 de transmisión de informaciones. La red 46 es, por ejemplo, una red de fibras ópticas.

Aquí, el supervisor 44 es apto para pilotar a distancia la carga de cada una de las subestaciones en función de la carga medida por sus captadores respectivos. El supervisor 44 es igualmente propio a accionar a distancia la interrupción de la distribución de energía eléctrica a la red 4 por una subestación.

El supervisor 44 es también capaz de accionar una baja o un aumento de la tensión continua rectificada suministrada a la red 4 por una subestación en función de una información sobre la distancia que separa esta subestación de un tren. La información sobre la posición de los trenes así como la información según la cual un tren acelera o frena están adquiridas, por ejemplo, por una unidad convencional de gestión del tráfico ferroviario. Estas informaciones están transmitidas al supervisor 44. A partir de las informaciones recibidas, el supervisor 44 es apto para establecer la información sobre la distancia que separa un tren de una subestación.

El rectificador 32 es precisamente un rectificador reversible de cuatro cuadrantes de manera a poder recuperar la energía de frenado de un tren.

La subestación 20 comprende igualmente unos equipos eléctricos auxiliares 50 alimentados en baja tensión alterna de categoría A. Por baja tensión alterna de categorías A o BTA, se designa aquí una tensión alterna comprendida entre 0 y 500 Vac.

Los equipos auxiliares 50 están conectados a una red 52 de distribución BTA mediante una entrada 54 de baja tensión alterna de categoría A de la subestación 20.

Para prevenir una avería de una de las redes 8, 10 de distribución BTB, las subestaciones del sistema 2 están conectadas en alternancia sea a la red 8, sea a la red 10. Aquí, las subestaciones 20 y 22 están conectadas a la red 8 mientras que las subestaciones 21 y 23 están conectadas a la red 10.

El sistema 2 comprende igualmente dos puestos de transformación 60, 62 comprendiendo cada uno una entrada 64, 66 conectada a un red 68 de distribución de alta tensión alterna de categoría A. Por alta tensión alterna de categoría A o HTA se designa aquí una tensión alterna comprendida entre 1000 y 50000 Vac.

Los puestos 60, 62 comprenden igualmente cada uno una salida 70, 72 de tensión alterna trifásica BTB conectada a la red 8 y a la red 10 respectivamente. Los puestos 60 y 62 están aptos a transformar la alta tensión recibida sobre su entrada respectiva en una baja...

1. Sistema de alimentación de una red de tracción de una vía férrea, comprendiendo este sistema: -varias subestaciones (20 a 23) de alimentación eléctrica, equipadas cada una de un rectificador (32) de tensión alterna, de una entrada (26) propia a recibir la tensión alterna a rectificar, y una salida (28) para la tensión continua rectificada conectada a la red de tracción, estando estas subestaciones repartidas en diferentes lugares a lo largo de la vía férrea, y -al menos un puesto de transformación de alta tensión alterna en baja tensión alterna equipado de una entrada (64, 66) para la alta tensión alterna y de una salida (70, 72) para la baja tensión alterna, caracterizada: porque cada subestación (20 a 23) comprende un rectificador mandado de carga regulable en tensión y/o en corriente y al menos un captador (40) de carga del rectificador, porque el sistema comprende un supervisor (44) propio a regular la carga de cada rectificador en función de la carga medida por los captadores, porque los rectificadores (32) son rectificadores accionados reversibles de cuatro cuadrantes, permitiendo unos flujos de energía bidireccionales para recuperar energía de frenado de un vehículo ferroviario, porque el sistema incluye medios para adquirir información sobre la distancia que separa cada subestación del vehículo ferroviario e información según la cual un tren acelera o frena, y medios para transmitir estas informaciones al supervisor (44) , y porque el supervisor (44) es apto para controlar una bajada de la tensión continua suministrada por la subestación más cercana al vehículo ferroviario cuando el vehículo ferroviario frena y un aumento de la tensión continua suministrada por la subestación más cercana al vehículo ferroviario cuando el vehículo ferroviario consume energía.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los rectificadores (32) son aptos para interrumpir la distribución de energía eléctrica a la red de tracción en respuesta a un mando de interrupción o en respuesta a la detección de un defecto.

3. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sistema comprende una red (8 o 10) de distribución de la baja tensión alterna conectada entre la salida de dicho al menos un puesto de transformación y las entradas de tensión alterna de varias subestaciones.

4. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque el supervisor está formado de módulos de supervisión aptos cada uno a regular la carga de un rectificador de una subestación en función de la carga medida por el o cada captador de al menos otra subestación, estando cada módulo de supervisión alojado en una subestación respectiva.

5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende un supervisor apto para pilotar una modificación de la tensión continua rectificada suministrada por una subestación a la red de tracción en función de una información sobre la distancia que separa la subestación de un vehículo ferroviario.

6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las subestaciones están espaciadas unas de otras a lo largo de la vía férrea por una distancia de espacio comprendida entre 400 y 1000 metros.