Prima di dare un giudizio finale attuale su queste due importanti apparecchiature, e per fare contenti gli appassionati di tecnica, vediamo insieme cos'è un "GS"
E 656 dalla 201 alla 251 e dalla 159 alla 199Una grande ed importante modifica è stata fatta agli ausiliari di questo gruppo di macchine; i 2 gruppi motoalternatori e circuiti connessi, sono stati eliminati per far posto al nuovo gruppo “convertitore statico” da 180 KVA di progettazione Ansaldo. Anche il circuito di comando ovviamente ha subito modifiche per pilotare, ed essere pilotato, da questa nuova apparecchiatura; Il convertitore statico, trasforma la tensione 3000 Volt in continua della linea, in corrente alternata trifase a 450 Volt 60 Hertz, necessaria ad alimentare i servizi di bordo. Il suo funzionamento è completamente elettronico, ha una propria logica di comando e non presenta parti elettromeccaniche (a parte i contattori di inserzione, carica, precarica e scarica). Il convertitore in caso di malfunzionamento, ha numerose protezioni che intervengono per garantirne l’integrità e in caso di blocco temporaneo, si riavvia entro 4 secondi. L’unico grosso problema è che in caso di avaria permanente essendo un gruppo solo, bisogna chiedere la locomotiva di riserva per la mancata ridondanza. Questo nuovo alimentatore venne sperimentato sulle E 656 033 e 034 ed è stato il primo caso di applicazione nel parco F.S. di tale apparecchiatura; La decisione di equipaggiare la locomotiva con questo sistema di alimentazione degli ausiliari, era dettato dal fatto che l’elettronica aveva raggiunto una grande affidabilità, in più c’era di mezzo un fatto di riduzione dei costi che per un’azienda come le F.S. non è cosa da sottovalutare; in più su un parco macchine consistente come diventeranno le E 656. Nonostante le buone speranze, questi convertitori nel corso dell’esercizio, hanno denunciato una serie di inconvenienti non gravi, ma tali da mettere fuori uso la locomotiva. Questa serie di problemi indussero le F.S. ad apportare le necessarie modifiche e a studiare un nuovo sistema ridondante che, come vedremo più avanti, risultò veramente buono e affidabile.
Le caratteristiche del convertitore, sono le seguenti:
- Tensione nominale di alimentazione 3400 Volt
- Campo di tensione di funzionamento 2000 – 4200 Volt
- Tensione erogata in uscita 450 Volt in tensione alternata trifase
- frequenza della tensione nominale 60 Hetrz +/- 2%
- potenza nominale 180 KVA
- fattore di potenza (cos phi) 0,8
- sovraccarico ammissibile durante l’avviamento dei carichi 260 KVA
- rendimento in uscita, a pieno carico 88%
- tensione nominale dell’alimentatore della logica di comando 24 Volt, minima 18 Volt, massima 36 Volt
- temperatura ambiente di funzionamento -25° + 40° C
Vediamo insieme come è composto:
come possiamo vedere dallo schema, (sotto) la derivazione dell’alimentazione del convertitore, si trova a valle dell’I.R.; poi abbiamo la valvola fusibile da 160 Ampere, proseguendo incontriamo il Filtro Alta Tensione (FAT) con il contattore di inserzione (CGS) , il contattore di precarica (CPR) con la relativa resistenza di precarica (RPR), l’induttanza L1 e il condensatore C1. Completano il filtro d’ingresso il contattore e la resistenza di scarica CSC 1 e RSC 1. Incontriamo il primo stadio del convertitore “l’inverter monofase” , il trasformatore, il raddrizatore con il filtro di livellamento L3 e C4, con il contattore e la resistenza di scarica CSC 2 e RSC 2, infine il secondo stadio di conversione che trasforma la tensione continua livellata in alternata trifase…….vediamo come funziona sempre prendendo come riferimentolo schema;
Allegato:
Schema elettrico GS Ansaldo da 180 Kva.jpg [ 89.31 KiB | Osservato 5262 volte ]
A locomotiva completamente abilitata bisogna chiudere l’interruttore GS sul banco di manovra ( ex int. MA) adesso se:
la tensione di linea è superiore a 2000 Volt;
le batterie del circuito di comando hanno una tensione superiore a 18 Volt;
Il commutatore carichi in corridoio è in posizione 1;
stotz chiusi
- I.G…………interruttore generale trifase
- IVGS………interruttore ventilatori gruppo statico
- ICL………...interruttore(a bassa tensione) consensi logica di controllo
- IPP………...interruttore(a bassa tensione) positivo privilegiato controllo
- IAS………...interruttore(a bassa tensione) alimentatore stabilizzato
- IGS………...interruttore(a bassa tensione) protezioni contattori CGS e CPR
- ICSC……… interruttore(a bassa tensione) protezioni contattori CSC1 e CSC 2
- ICMT………interruttore(a bassa tensione) commutatore bitensione 1500/3000 in posizione 3000,
Il relè di minima tensione RTB1 da il consenso per l’inserzione dell’alimentatore stabilizzato. Adesso con i consensi dati dall’alimentatore stabilizzato e dal pannello PSIR, avviene la chiusura del contattore d’inserzione CGS che inserisce il gruppo alla linea di alimentazione iniziando la carica del filtro attraverso la resistenza di precarica RPR. Dopo circa 2 secondi, a carica avvenuta, viene chiuso il contattore CPR che “shunta” la resistenza RPR; adesso lo stadio primario, il trasformatore, ed il filtro L3 e C4 sono alimentati alla tensione nominale; di conseguenza anche lo stadio secondario è alimentato alla stessa tensione livellata e nel giro di 10 secondi, dall’inserzione, con lo sblocco degli impulsi di accensione dell’inverter si avrà il copleto avviamento del gruppo di conversione, rilevabile dall’indicazione del voltmetro sul banco. Per non correre il rischio di mandare in sovracarico il convertitore, gli asincroni vanno inseriti uno appresso all’altro. Come vedremo adesso, il convertitore è protetto contro eventuali gravi danni da una serie di protezioni; nello schema appresso possiamo vedere la configurazione delle spie luminose ed il loro significato. Tutti gli interventi delle protezioni, che provocano il blocco permanente del convertitore, vanno riassettati con l’apposito pulsante in corridoio.
Quadretto di segnalazione e avarie (in corridoio)
Allegato:
Quadretto avaria GS.jpg [ 87.62 KiB | Osservato 5262 volte ]
Anormalità al G.S; Mancato avviamento G.S.1) Controllare le chiusure dei seguenti stotz: IG - IVGS - ICL - IPP - IAS – IGS - ICSC - ICMT (ove esiste 3000÷1500V).
2) Verificare chiusura RTR e RTN e comunque sostituirli (utilizzare RalI)
3) Abbassare i pantografi ed effettuare prova a vuoto pigiando il pulsante PpGS; se positiva cambiare banco; se non parte aprire il bipolare per qualche minuto, reinserirlo e riprovare (nell’occasione controllare apertura CSC1 e CSC2 e relativi micro). Altro tentativo escludere IR
4) Se la prova a vuoto è negativa invertire RFSD e RAS. Eventualmente sostituire con RCM
Arresto G.S. in blocco permanente
1) Prendere visione, sul quadro segnalazioni in corridoio, della causa.
- TENSIONE DI LINEA; sul banco di manovra, la spia gialla “BATT” indica normale funzionamento
- AVARIA ALIMENTAZIONE;
- RIP. TENSIONE DI LINEA;
- TENS. CONT. INTERM - TENS. USCITA;
- PROTEZ. STADIO A.T
- SOVRACC. STADIO INTERM;
- PROTEZ. STADIO M.T;
- APERTURA I.R
- ARRESTO TEMPORANEO; provoca il blocco temporaneo del gruppo; spia blu B.T. sul banco. Riavviamento dopo 4 secondi
2) Per il riassetto:
a) Aprire interruttore G.S. sul banco.
b) Attendere 20".
c) Premere pulsante di ripristino (PrGS) in corridoio.
d) Chiudere interruttore G.S. sul banco.
Nel caso di segnalazione “Avaria lato carichi” (ripetuta senza scatto stotz) occorre, prima della reinserzione del G.S., aprire gli stotz trifasi relativi ai carichi ad eccezione di IVGS - IG. Con gruppo inserito e consensi per l’inserimento di tutti gli utilizzatori, chiudere i vari stotz trifasi singolarmente, osservando la temporizzazione, fino a localizzare il carico in avaria.
Convertitori statici A.R.S.A. (alimentatore ridondante per i servizi ausiliari)Allegato:
Schema GS A.R.S.A..jpg [ 112.1 KiB | Osservato 5262 volte ]
Per l'alimentazione dei servizi ausiliari sono in opera due convertitori statici .ARSA» della potenza di 120 KV A ciascuno, che erogano una tensione di 450 Vcc a 60 Hz.
I convertitori in oggetto constano di due stadi di conversione come di seguito specificato:
a) stadio AT (cc-cc) ha la funzione di abbassare e stabilizzare la tensione di linea a 710 Vcc in modo indipendente dal valore della tensione di linea stessa (1200+4000 V) e del carico di uscita. Per tale funzione viene utilizzato un .CHOPPER. del tipo a spegnimento spontaneo;
b) stadio MT (cc-ca) ha la funzione di convertire la tensione continua (710 Vcc) in uscita dal primo stadio in tensione alternata trifase (450 Vca - 60 Hz).
Per tale funzione viene utilizzato un inverter trifase che, lavorando con tensione e
frequenza variabili, consente l'inserzione dei carichi contemporaneamente impedendo che venga superata la potenza massima del convertitore.
Sulla locomotiva esistono 2 linee trifasi fra loro indipendenti. Ciascun gruppo statico può comunque alimentare, in caso di necessità, tutte le utenze della locomotiva. In caso di avaria ad uno di essi à perciò possibile continuare il servizio dopo aver commutato i carichi sul gruppo efficiente con le modalità indicate appresso.
Gestione servizi ausiliari
Il GS 1 alimenta le seguenti utenze:
n° 1 motocompressore (CP1);
n° 2 ventilatori motori (VM2 motori 4-6-6, VM3 motori 7-8-9);
n° 3 ventilatori reostato (VR6-VR6-VR7).
Il GS2 alimenta invece:
n° 1 motocompressore CP2;
n° 2 ventilatori motori VM1 (motori 1-2-3), VM4 (motori 10-11-12);
n° 4 ventilatori reostato (VR1-VR2-VR3-VR4);
n° 2 ventilatori (cabina ccA» e ccB»);
n D 2 trasformatori per riscaldamento cristalli;
n o 1 trasformatore per carica batterie;
n° 4 radiatori per riscaldamento cabine.
Tutte le utenze sono protette individualmente da un interruttore magnetico; quelle di rilevante potenza vengono inserite a mezzo di un teleruttore.Ogni gruppo statico è dotato di un coltello di esclusione posto in cabina A T e di un commutatore «Kgs», sulla linea trifase d'uscita (posto in corridoio) per commutare, in caso di necessità, tutti i carichi sull'altro ancora attivo.
Affinchè si possa avere l'avviamento dei gruppi, occorre avere i seguenti consensi:
1) Trolley in presa;
2) RTN attivo (tensione nel limiti consentiti);
3) lA chiuso;
4) Kgs1 e Kgs2 in posizione «I» (carichi inseriti);
5) Stotz ICL, IAS1 e IAS2 chiusi (sono ubicati in corridoio nel quadro «Q4»);
6) Interruttore GS, sul banco di manovra, chiuso.
Avarie e modalità di riassettoIl blocco di un convertitore viene evidenziato dall'azzeramento degli strumenti relativi,
(volmetro rete trifase e amperometro) e dall' accensione delle seguenti lampade spia sul banco di manovra:
- L. spia a luce bleu «BT», per bloccho temporaneo;
- L. spia a luce rossa «BP1» o «BP2», per blocco permanente.
La riattivazione dei gruppi, guidando dalla locomotiva, avviene nel modo seguente:
- Blocco temporaneo «BT»: dopo circa 1O" i gruppi si reinseriscono automaticamente (dopo tre blocchi temporanei la logica di controllo comanda il BP);
- Blocco Permanente «BP1» o «BP2»:
Bisogna eseguire le seguenti operazioni per il riassetto:
a) aprire l'interruttore GS sul banco di manovra;
b) individuare, tramite le indicazioni sul pannello in corridoio, l'anormalità in atto e notificarla sul libro di bordo;
c) premere il pulsante «RESET», ubicato sul pannello segnalazioni GS (tale pulsante è comune ai due GS);
d) richiudere l'IR se per l'anormalità in questione fosse intervenuto;
e) richiudere l'interruttore GS sul banco di manovra.
Quando la locomotiva è telecomandata (sia da vettura semipilota che da altra locomotiva) il riassetto del o dei gruppi in «BP» può essere comandato premendo il pulsante di «chiusura IR», indipendentemente dalla condizione di aperto o chiuso di tale apparecchio.»
Le mie considerazioni finali, ovviamente vanno a vantaggio dei gruppi A.R.S.A.; il "gruppo statico" Ansaldo ha dato sempre delle noie con repentini blocchi temporanei e, nonostante le varie modifiche fatte in officina, la sua affidabilità non è tuttora delle migliori. Come ho già detto sopra, per esperienza personale non ho mai avuto problemi con i 2 gruppi statici ridondanti A.R.S.A. e comunque sapere che in caso di "blocco permanente" di un gruppo, si può tornare a casa, ti facilita enormemente le cose!!! Per concludere posso dire che i gruppi statici ridondanti, sono ampiamente apprezzati.........................credo che ci sia tutto anche perchè; i cassoni dei convertitori, sul forum non li posso mettere!!!!
Saluti, Andrea