Tampereen pikaratikkahanke

Nakkiputka · 25 Kesäkuu 2014

sane sanoi:
Mistään mitään tietämättä arvelisin 25 kV AC jännitteen vaativan turhan suuret varoetäisyydet kaupunkimaiseen ympäristöön, ja toisaalta ratikoiden varustaminen sekä 750 VDC, että 25 kV AC virransyöttömahdollisuudella nostaisi ratikoiden hintaa enemmän, kuin junaradan sähkönsyötön hyödyntäminen siellä, missä radat kulkevat rinnakkain..

Ainoa oikeasti kiinnostava alue, missä tuota rautateiden sähkönsyöttöä voisi oikeasti hyödyntää myös raitioteillä on Alankomaat, koska siellä rautateiden yleinen ajojohtojännite on 1500 VDC.

Toisaalta 25 KV AC vaatisi kaikkiin raitiovaunuihin isot muuntajat vs. syöttöasemien muuntajat ja erityisesti keskusta-alueilla raitiovaunuja liikkuu niin tiheässä, että riittäisikö yhdestä rautateiden syöttöasemasta enää lisätehoa ratikkaverkolle? Ainoa järkevä paikka voisi olla jonkin suht hiljaisen sähköistetyn rataosuuden rinnalla kulkeva raitiotie, mutta sitten tulee taas tämä ongelma, että laitetaanko yhdelle syöttöasemalle yksi iso 110/20 kV AC -> 750 VDC muuntaja vai pariinkymmeneen raitiovaunuun 25 kV AC -> 750 VDC muuntajat? En usko, että maksaa vaivaa.

Luulen että Alankomaissakin tuon 1500 VDC:n hyödyt on katsottu niin pieniksi, ettei maksa vaivaa tilata epästandardeja vaunuja ja rakentaa epästandardia sähkönsyöttöjärjestelmää. Esim. raitioteiden vaihteet toimivat 600/750 VDC käyttöjännitteellä.

tlajunen · 25 Kesäkuu 2014

Nakkiputka sanoi:
Ainoa oikeasti kiinnostava alue, missä tuota rautateiden sähkönsyöttöä voisi oikeasti hyödyntää myös raitioteillä on Alankomaat, koska siellä rautateiden yleinen ajojohtojännite on 1500 VDC.

Ranskassa on myös monin paikoin, etenkin Pariisin eteläpuolella.

Antero Alku · 25 Kesäkuu 2014

600 V raitioteiden käyttöjännitteenä on 1800-luvun lopulla tullut siitä, että sen aikaisin – usein puisin – rakentein pystyttiin luotettavasti eristämään 600 voltin jännite.

Nykyään 750 V on raitioteiden (ja metrojen) normaalijännite. Se on myös Tampereen tuleva nimellisjännite. 750 V on tekniskaupallinen jonkinlainen optimi, jolla saadaan siirtymään riittävästi tehoa mutta eristysrakenteet koko järjestelmässä pysyvät kohtuullisina. Rautateillä jännitteet ovat korkeampia siksi, että tarvitaan suurempia tehoja.

Raitioteiden tasavirtasyöttö on alun perin ollut yksinkertaisin tapa ratkaista sähkökäyttö. Ratamoottorit toimivat samalla jännitteellä, ja tehoa säädettiin ajokytkimellä, joka kytki moottoreita sarjaan tai rinnan sekä sopivasti vastuksia ajojohdon ja moottoreiden väliin.

Nykyään ajojohdon jännite muutetaan invertterillä vaihtovirraksi, eikä itse ratamoottoreiden kannalta ole juurikaan väliksi, olisiko ajojohtojännite tasa- vai vaihtovirtaa. 750 voltin jännite toimii suoraan inverttereiden tulovirran jännitteenä, joten ei tarvita muuttajaa tai muuntajaa (jos olisi vaihtovirtasyöttö), joka on välttämätön kilovolttien ajojohtojännitteillä.

Antero

Ketorin · 25 Kesäkuu 2014

Kun puhuttiin jännitteistä, niin tuli mieleen, että 600 V jännittessä on myös sellainen jännä ominaisuus, että kun 3x 230 V muutetaan 1:1 -käämityllä T-muuntajalla 2-vaiheiseksi, on vaihejännite näiden kahden vaiheen välillä 600 V.

(Vinkki jokaiselle takapiharaitiotietä suunnittelevalle

)

Ville O. Turunen · 25 Kesäkuu 2014

Ainakin perinteinen viisaus kysymykseen tasavirrasta tai vaihtovirrasta lähtee siitä huomiosta, että valtakunnanverkosta saatava vaihtovirta on joka tapauksessa muutettava tasavirraksi jossain kohtaa, joko raitiovaunussa/veturissa tai sitten sähkönsyöttöasemalla. Metroissa ja raitioteillä liikennöidään suhteellisen tiheästi ja siksi tyypillisesti sähkönsyöttöasemia on selvästi vähemmän kuin liikkeellä olevia junia. Siksi tasavirtasuuntaajat kannattaa olla sähkönsyöttöasemien yhteydessä. Rautateillä taas tilanne on yleensä päinvastainen, sähkönsyöttöasemia on selvästi enemmän. Siksi suuntajat kannattaa asentaa vetureihin. Varsinkin kun vaihtovirtaa käytettäessä sähkönsyöttöasemien etäisyys voi olla suurempi. Järkeilyyn voi ottaa mukaan vielä dieselveturitkin, eli kun liikennöinti on riittävän halpaa, kannattaa sähkönsyöttöasemista luopua kokonaan ja sen sijaan laittaa generaattorit vetureihin mukaan. Käsittääkseni tilanne on yhäkin suunnilleen tämä, vaikka puolijohteiden myötä tasavirransuuntajan kustannukset ovat selvästi pienentyneet ja ne ovat huomattavasti kevyempiä, joten niiden määrän optimointi ei ole niin oleellinen asia kuin ennen.

Nakkiputka · 26 Kesäkuu 2014

tlajunen sanoi:
Ranskassa on myös monin paikoin, etenkin Pariisin eteläpuolella.

Kiitämme korjauksesta, näin tosiaan on. Lähde Bueker.netin rautatiekartat. Lisäksi ainakin Etelä-Englanti on täynnä 750 VDC virtakiskorataa ja lisäksi Japanissa on monilla yksityisillä rautateillä 1500 V tai 600-750 V ajolangassa ja myös JR:llä (Japan Railways) 1500 V ajolangassa, poislukien Shinkansen-radat. Käsittääkseni Tlajunen tiedät tästä Japanin tilanteesta minua paremmin?

Ertsu · 26 Kesäkuu 2014

Onneksi Tampereella ei ole pelkoa mistään duoliikenteestä, kun kaupunginvaltuusto suuressa viisaudessaan päätti valita 1435 millin raideleveyden.

Timppak · 26 Kesäkuu 2014

Vaihtovirta tuottaa enemmän häiriöitä puhelin- ja tietoliikenneverkkoihin. Kaupunkialueella tämä on melkoinen ongelma kun kaapeleita menee läheltä ratikkarataa, joten tasavirran käyttö on suositeltavaa. Junaliikenteessä tämä ei ole ongelma. Myös paluuvirtojen hallinta on helpompaa tasavirralla.

Korkeajännitettä ei kannata käyttää ratikassa sähköiskuvaaran takia. 25 kV suoja-etäisyydet alkavat olemaan melkoinen ongelma kaupungiassa, eikä 25 kV johtoon nostin pystyssä ajava rekka kuulosta kovin hyvältä. Junissa käytetään korkeampia jännitteitä suuren tehontarpeen vuoksi. Junissa on myös mahdollista kuljettaa muuntajaa mukana kun paino ei ole niin suuri ongelma kuin ratikassa, jossa muuntajat on pakko sijoittaa radan varteen painon hallittavuuden vuoksi. Ratikka ei tarvitse kovinkaan suurta tehoa, eli matalallakin jännitteellä saadaan siirrettyä tarpeeksi tehoa.

---------- Viestit yhdistetty klo 23:31 ---------- Edellinen viesti oli kirjoitettu klo 23:19 ----------

petteri sanoi:
Ei tuohon ole mitään suoraa vastausta olemassa ilman tarkempia selvityksiä. Tampereella junaliikenteen lisäämisen kannalta kriittinen väli on Rautatieasema - Lielahti. Sille on kaksi kapasiteetin lisäysvaihtoehtoa.

1) Kaksi lisäraidetta maan päällä. 8 km, arviolta 20-40 miljoonaa per km, koska ollaan keskellä kaupunkia. Tämä edellyttää, että nykyisestä ratakäytävästä löytyy radalle tilaa. Asemat maksavat15-30 milliä per kpl.

Tampereella riittää 3 raidetta joka suuntaan 10 minuutin vuorovälillä ajavaan lähiliikenteeseen. Ainoa pullonkaula on itse asema, johon ei lähiliikenne mahdu 50-10 minuuteilla.

Kaukojunat pystyvät ajamaan joka suuntaan yksiraiteisena, koska junat saapuvat aina 45-00 minuuteilla ja lähtevät 00-10 minuuteilla, jolloin Lielahteen, Lempäälään ja Orivedelle voidaan ajaa yksiraiteisena lähiliikenteen varatessa 2 raidetta. Ainoa ongelma on Jyväskylän suunnan tavaraliikenne joka ei helpolla mahdu sekaan, mutta eipä tuohon suuntaan taida olla kovin tiuhaa lähiliikennettä mahdollistavaa asutustakaan suunnitteilla.

tlajunen · 27 Kesäkuu 2014

Nakkiputka sanoi:
Kiitämme korjauksesta, näin tosiaan on. Lähde Bueker.netin rautatiekartat. Lisäksi ainakin Etelä-Englanti on täynnä 750 VDC virtakiskorataa ja lisäksi Japanissa on monilla yksityisillä rautateillä 1500 V tai 600-750 V ajolangassa ja myös JR:llä (Japan Railways) 1500 V ajolangassa, poislukien Shinkansen-radat. Käsittääkseni Tlajunen tiedät tästä Japanin tilanteesta minua paremmin?

Tietoni rajoittuu aika pitkälti tuohon mitä mainitsit.

Max · 27 Kesäkuu 2014

Nakkiputka sanoi:
Ainoa oikeasti kiinnostava alue, missä tuota rautateiden sähkönsyöttöä voisi oikeasti hyödyntää myös raitioteillä on Alankomaat, koska siellä rautateiden yleinen ajojohtojännite on 1500 V DC.

Ohhoh, noiden karttojen mukaan Puolan rautateillä käytetään yleisesti 3000 V tasavirtaa. Tuo olisi ilmeisesti liian suuri jännite raitiotielle?

Ketorin · 27 Kesäkuu 2014

Max sanoi:
Tuo olisi ilmeisesti liian suuri jännite raitiotielle?

Kuvittelisin, että ongelmaksi olisi muodostunut moottorin liian suuri koko, että se ei olisi mahtunut alustan sisään, mutta tämä on mutua. Mukaan toki myös Antero Alkun pointti eristysongelmista.

Alan katua koko viestiä välittömästi lähettämisen jälkeen. Toki periaatteessa suurempi jännite tarkoittaisi pienempää virtaa, eli moottorista pitäisi saada kevytrakenteisempi, koska käämityksen ei tarvitsisi olla niin paksua, mutta toisaalta lakkauksen olisi oltava vahvempaa.

Oikea vastaus lienee, että tuolloin joka tapauksessa raitioteitä, niin kuin rautateitäkin, varten oli voimalaitoksilla varta vasten oma generaattori, joten oli helppoa tuottaa sen aikaisen teknologian mukaista optimijännitettä kumpaankin sovellukseen.

ultrix · 1 Heinäkuu 2014

Timppak sanoi:
Tampereella riittää 3 raidetta joka suuntaan 10 minuutin vuorovälillä ajavaan lähiliikenteeseen. Ainoa pullonkaula on itse asema, johon ei lähiliikenne mahdu 50-10 minuuteilla.

Kaukojunat pystyvät ajamaan joka suuntaan yksiraiteisena, koska junat saapuvat aina 45-00 minuuteilla ja lähtevät 00-10 minuuteilla, jolloin Lielahteen, Lempäälään ja Orivedelle voidaan ajaa yksiraiteisena lähiliikenteen varatessa 2 raidetta. Ainoa ongelma on Jyväskylän suunnan tavaraliikenne joka ei helpolla mahdu sekaan, mutta eipä tuohon suuntaan taida olla kovin tiuhaa lähiliikennettä mahdollistavaa asutustakaan suunnitteilla.

Niin, kolmeraiteinen rata mahdollistaa hyvinkin 10 minuutin vuorovälin lähiliikenteen, mutta sellaisia on vain Tampere–Sääksjärvi ja tulevaisuudessa Lempäälään tai Toijalaan asti. Muilla radoilla on joko 1 tai 2 raidetta, jolloin kauko- ja tavaraliikenteestä johtuen joudutaan liikennöimään tiheimmilläänkin 30 minuutin välein.

Tampere–Orivesi-rata on kaksiraiteinen, joten Jämsänkosken ja Haapamäen suunnan tavaraliikenne ei aiheuta lähiliikenteen kannalta minkäänlaista haittaa. Puolen tunnin vuoroväli olisi mahdollinen vaikka huomenna, jos laitureita olisi. Tampere–Orivesi-rataosan maankäytön kanssa vertailukelpoisimmat radat ovat Leppävaara–Kirkkonummi ja Riihimäki–Lahti. Kirkkonummen radalla ajetaan Kauklahteen asti 4 ja Kirkkonummelle asti 2 paikallisjunaa tunnissa, Riihkimäki–Lahti-välillä 1 paikallisjuna tunnissa. Tampere–Orivesi-radalla ajetaan 0 paikallisjunaa tunnissa.

Nakkiputka · 1 Heinäkuu 2014

ultrix sanoi:
Tampere–Orivesi-rata on kaksiraiteinen, joten Jämsänkosken ja Haapamäen suunnan tavaraliikenne ei aiheuta lähiliikenteen kannalta minkäänlaista haittaa.

Muistelisin, että tuolla rataosuudella suojavälit (l. opastinvälit) ovat epätavallisen pitkiä, oliko jopa luokkaa 20 km? Mikähän tämän vaikutus minimijunaväleihin tuolla rataosuudella on?

Ville O. Turunen · 2 Heinäkuu 2014

Nakkiputka sanoi:
Muistelisin, että tuolla rataosuudella suojavälit (l. opastinvälit) ovat epätavallisen pitkiä, oliko jopa luokkaa 20 km? Mikähän tämän vaikutus minimijunaväleihin tuolla rataosuudella on?

Suojavälit epäilemättä ovat pitkiä juuri siksi, että radalla ei ole paikallisliikennettä ja kaikki junat jatkavat Oriveden ohi yksiraiteisille rataosille, eli nykyisellään kaksiraiteisuutta ei oikeastaan edes tarvittaisi. Eiköhän lisäopastimien rakentaminen olisi aika pieni kuluerä verrattuna uusien asemien tekemiseen ja vanhojen kunnostamiseen verrattuna.

ultrix · 9 Heinäkuu 2014

Nakkiputka sanoi:
Muistelisin, että tuolla rataosuudella suojavälit (l. opastinvälit) ovat epätavallisen pitkiä, oliko jopa luokkaa 20 km? Mikähän tämän vaikutus minimijunaväleihin tuolla rataosuudella on?

Ville O. Turunen sanoi:
Suojavälit epäilemättä ovat pitkiä juuri siksi, että radalla ei ole paikallisliikennettä ja kaikki junat jatkavat Oriveden ohi yksiraiteisille rataosille, eli nykyisellään kaksiraiteisuutta ei oikeastaan edes tarvittaisi. Eiköhän lisäopastimien rakentaminen olisi aika pieni kuluerä verrattuna uusien asemien tekemiseen ja vanhojen kunnostamiseen verrattuna.

"Tarvittava lisäkapasiteetti saadaan tihentämällä opastinväliä, sillä nykyiset noin 17 km välit voidaan hyvin puolittaa turvalaitemuutoksilla." http://www2.liikennevirasto.fi/julkaisut/pdf3/lts_2013-24_pirkanmaan_rataverkon_web.pdf