Войти
A Электровоз New Haven EP-1, около 1907 г. Обратите внимание на небольшой DC пантограф между двумя большими пантографами переменного тока. Железная дорога Нью-Йорка, Нью-Хейвена и Хартфорда впервые осуществила электрификацию магистральных железных дорог с использованием переменного высокого напряжения токовая, однофазная контактная сеть. Он электрифицировал свою магистраль между Стэмфордом, Коннектикут и Вудлоном, Нью-Йорк, в 1907 году и расширил электрификацию до Нью-Хейвена, Коннектикут, в 1914 году. Однофазная электрификация железной дороги переменного тока стала обычным явлением, система Нью-Хейвена была беспрецедентной во время строительства. Важность этой электрификации была признана в 1982 г., когда Американским обществом инженеров-механиков (ASME).
Нью-Хейвен попробовал несколько эксперименты с электрификацией низковольтного постоянного тока в десятилетие, предшествующее их электрификации воздушных линий. К ним относятся:
Третья железнодорожная система, что неудивительно, привела к ряду аварий. Это также привело к постановлению Верховного суда Коннектикута от 13 июня 1906 года, запрещающего использование электрификации третьей железной дороги в пределах штата. Это решение заставило New Haven спроектировать систему электрификации главной линии с использованием контактной сети.
В первоначальном проекте было рассмотрено несколько различных комбинаций напряжения и частоты системы. Из-за относительно больших расстояний, передача высоких напряжений с использованием переменного тока была признана неизбежной. Была рассмотрена архитектура, аналогичная коммерческим коммунальным предприятиям постоянного тока и городским железным дорогам, с использованием линий передачи высокого напряжения, вращающихся преобразователей и контактной сети постоянного тока. Исследования того времени предполагали, что электрический КПД этой архитектуры составляет всего 75 процентов.
Наивысшее напряжение, на которое можно было надежно спроектировать генераторы в то время, составляло около 22 кВ. Был рассмотрен промежуточный проект с использованием линий электропередачи 22 кВ, подстанций для снижения напряжения в контактной сети до 3–6 кВ и трансформаторов на двигателях до 560 В, необходимых для тяговых двигателей. Железная дорога поняла, что она может сэкономить значительные капитальные затраты, если не будет промежуточной замены и локомотивы будут получать линейное напряжение около 11 кВ.
Архитектура с прямым питанием, реализованная в 1907 году, и схема мостовых выключателей контактной сети в конструкции 1907 года. Электрификация Нью-Хейвена была первой в своем роде; ни одна из предыдущих железных дорог не имела практического опыта эксплуатации распределительной системы высокого напряжения над паровой железной дорогой. Многие из окончательных технических характеристик системы были результатом продуманных проектных решений, основанных на состоянии электрических технологий в 1907 году.
Предложения были получены от General Electric (GE) и Westinghouse. Обе компании представили различные схемы переменного и постоянного тока, хотя GE выступала за электрификацию постоянного тока. Но Нью-Хейвен выбрал однофазный переменный ток 11 кВ, 25 Гц. по предложению Вестингауза, который исследовал электрификацию железных дорог переменным током с 1895 года и в сотрудничестве с Болдуином поставлял локомотивы Болдуина-Вестингауза. Позже GE также поставила несколько локомотивов.
Разработчики рассмотрели несколько напряжений для передающего сегмента системы, включая 3-6 кВ, 11 кВ и 22 кВ. В конечном итоге системы передачи и контактной сети были объединены в бестрансформаторную систему, в которой использовалось одно и то же напряжение от выхода генератора до контактной сети и пантографа локомотива. Поскольку 11 кВ было самым высоким напряжением, которое могло быть получено непосредственно на выходе генераторов 1907 года, 11 кВ было выбрано в качестве напряжения передачи и контактной сети системы.
Нью-Хейвен рассматривал две разные рабочие частоты для использования в их электрификации: 15 Гц и 25 Гц. Более низкая частота 15 Гц позволила уменьшить размер двигателя, снизить индуктивные потери и повысить коэффициент мощности двигателя. К 1907 году 25 Гц уже стало коммерческим стандартом, и железная дорога уже эксплуатировала ряд троллейбусных электростанций на частоте 25 Гц и оборудовала многие свои цеха двигателями 25 Гц. Выбор 15 Гц рассматривается железной дорогой как «пробой», что ограничило бы коммерческую ценность системы. Таким образом, железная дорога выбрала стандарт 25 Гц, хотя он мог быть более желательным с инженерной точки зрения. Обратите внимание, что многие европейские железные дороги стандартизированы на частоту тяги 16,7 Гц.
Заброшенная контактная сеть вдоль главной линии железной дороги Нью-Хейвен в Маунт-Вернон, Нью-Йорк. В сегменте к югу от Пелхэма теперь используется третий рельс. У Нью-Хейвена не было прецедентов при проектировании своей цепной системы. Надземная контактная сеть ранее была областью применения тележек, за исключением нескольких трехфазных железных дорог в Европе. Предыдущего опыта эксплуатации высокоскоростных железных дорог с воздушной контактной системой не существовало. Контактная сеть, спроектированная Нью-Хейвеном, имела уникальное, относительно жесткое треугольное поперечное сечение.
Треугольное поперечное сечение контактной сети, использовавшейся при первоначальной электрификации, было повторено только на одной другой железной дороге. Железная дорога Лондона, Брайтона и Южного побережья использовала аналогичную треугольную цепную цепь с 1909 по 1929 год. Расширения Нью-Хейвена 1914 года обходились без треугольной цепной линии.
Расстояние между опорами контактной сети было установлено на уровне 300 футов (91 м). Это было основано на сохранении отклонения прямой линии от центра пути в пределах 8,5 дюймов (220 мм) с радиусом кривой 3 градуса, который был самым крутым изгибом между конечными точками исходной системы в Вудлоне и Стэмфорде.
Генераторы на электростанции Cos Cob были разработаны для подачи однофазной энергии непосредственно в контактную сеть. От них также требовалось подавать трехфазное питание как на сам Нью-Хейвен для использования вдоль линий, так и на генерирующую станцию New York Central (NYC) Port Morris для компенсировать Нью-Йорку электроэнергию, потребляемую поездами Нью-Хейвена на третьей железнодорожной линии, поставляемой Нью-Йорком до Центрального вокзала. Генераторы Cos Cob были трехфазными машинами, но были подключены для подачи как трехфазного, так и однофазного питания одновременно.
Схема системы Нью-Хейвена после внедрения автотрансформаторных подстанций в 1914 году. Хотя железная дорога считала электрификацию 1907 года весьма успешной, две проблемы потребовали полной модернизации системы передачи. Первый - это электромагнитные помехи в соседних параллельных телеграфных и телефонных проводах, вызванные высокими токами в системе тягового электроснабжения.
Вторая причина заключалась в том, что географический рост системы и развивающееся состояние электрических технологий создали потребность в более высоких напряжениях передачи. Железная дорога могла просто поднять рабочее напряжение всей системы, однако это потребовало бы модернизации всех изоляторов цепной цепи, чтобы выдерживать более высокий потенциал, и замены всего высоковольтного оборудования локомотива. И хотя более высокие напряжения передачи стали обычным явлением за семь лет с момента первоначальной электрификации, генераторы все еще были ограничены экономикой до максимального выходного напряжения около 11 кВ.
После нескольких лет исследований железная дорога решила разработать сбалансированную систему автотрансформатор.
Примечательно, что железная дорога сменила архитектуру системы электропередачи в течение четырех часов, хотя предварительные работы заняли предшествующие 18 месяцев. В воскресенье, 25 января 1914 года, в 2 часа ночи железная дорога полностью отключила энергосистему. Банды рабочих по всей системе изменили конфигурацию линий электропередачи в течение следующих 70 минут. Пуск системы был начат, и к 5:30 утра электропоезда уже курсировали по новой системе, снабженной автотрансформатором.
Схема выключателей контактного моста и автотрансформатора после модернизации 1914 года. 
Карта, показывающая расположение подстанций вдоль соединительной железной дороги Нью-Йорка. 
Схема подстанции New Lots вдоль Соединительная железная дорога Нью-Йорка. Система Нью-Хейвена была расширена через Мост Адских Врат до Соединительной железной дороги Нью-Йорка после постройки линии. Система электрификации была продолжением пересмотренной архитектуры автотрансформатора 11/22 кВ Нью-Хейвена. Первоначальная электрификация простиралась от главной линии Нью-Хейвена через мост Адских ворот до двора Бэй-Ридж. Линия к югу от Bowery Bay Junction была деэлектрифицирована в 1950-х годах. Линия между Нью-Рошель и Гарольд Интерлокинг была перенесена в Амтрак в 1976 году после роспуска Penn Central. Система электрификации продолжала контролироваться как часть бывшей системы Нью-Хейвена до 1987 года, когда она была переведена на работу с частотой 60 Гц.
Когда главная линия Нью-Хейвена была преобразована Metro-North на работу с частотой 60 Гц, линия Amtrak Hell Gate также была преобразована, но в качестве изолированной системы, питаемой от подстанции Ван Нест. Управление контактной системой было передано от Cos Cob диспетчеру загрузки New York Penn Station. Хотя преобразование произошло после электрификации эпохи PRR, номера подстанций Amtrak 45-47 были присвоены для согласованности с остальной схемой нумерации PRR.
Упорядочены по дате публикации.
