Amtrak's 60 Hz traction power system
એમટ્રેક ન્યૂ હેવન, કનેક્ટિકટ અને બોસ્ટન, મેસેચ્યુસેટ્સ વચ્ચેના ઉત્તરપૂર્વ કોરિડોર સાથે 60 હર્ટ્ઝ ટ્રેક્શન પાવર સિસ્ટમનું સંચાલન કરે છે. આ સિસ્ટમ 1990 ના દાયકાના અંતમાં બનાવવામાં આવી હતી અને 60 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથે 25 કેવી વૈકલ્પિક પ્રવાહ પર ઓવરહેડ કેટેનરી સિસ્ટમમાંથી પાવર સાથે એન્જિનોનો પુરવઠો પૂરો પાડે છે. આ પ્રણાલીને સામાન્ય રીતે નોર્થએન્ડ ઇલેક્ટ્રિફિકેશન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, જે ન્યુ યોર્ક સિટી અને વોશિંગ્ટન, ડી. સી. વચ્ચે ચાલતા સાઉથેન્ડ ઇલેક્ટ્રિફિકેશનથી વિપરીત છે. ઇતિહાસ 1992 માં, કોંગ્રેસે એમટ્રેક અધિકૃતતા અને વિકાસ કાયદો પસાર કર્યો હતો જેમાં એમટ્રેકને ન્યુ યોર્ક સિટી અને બોસ્ટન વચ્ચે હાઇ-સ્પીડ રેલ પેસેન્જર સેવા સ્થાપિત કરવાની જરૂર હતી. આ કોરિડોરમાં મુસાફરીનો સમય 4.5 કલાકથી ઘટાડીને 3 કલાકથી ઓછો કરવાનો ધ્યેય હતો. આ સેવાની આવક 2003 સુધીમાં એમટ્રેકને સંચાલનમાં આત્મનિર્ભરતા હાંસલ કરવામાં મદદ કરવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવશે તેવી અપેક્ષા હતી. એમટ્રેક હાઈ-સ્પીડ રેલ સેવા શરૂ કરી શકે તે પહેલાં, ન્યૂ હેવન અને બોસ્ટન વચ્ચેની રેલ લાઇનનું વીજળીકરણ કરવું પડ્યું હતું. અગાઉ, ઇલેક્ટ્રિફાઇડ મેટ્રોલિનર સેવા વોશિંગ્ટન, ડી. સી. અને ન્યૂ હેવન, કનેક્ટિકટ વચ્ચે ઉપલબ્ધ હતી. ન્યૂ હેવન ખાતે, એમટ્રેકને બોસ્ટનની સફર પૂર્ણ કરવા માટે ડીઝલ એન્જિનમાં ફેરવવું પડ્યું હતું. ઇલેક્ટ્રિફાઇડ સર્વિસ સાથે શક્ય ઊંચી ઓપરેટિંગ ઝડપ ઉપરાંત, એમટ્રેક લોકોમોટિવ્સને બદલવામાં ખર્ચવામાં આવતા સમયની પણ બચત કરે છે. પ્રોજેક્ટ પૂર્ણ થયો ત્યાં સુધીમાં, એમટ્રેકે ન્યૂ હેવન અને બોસ્ટન વચ્ચેની લાઇનને વીજળીકરણ કરવા માટે 600 મિલિયન ડોલરથી વધુનો ખર્ચ કર્યો હોવાની અપેક્ષા હતી. વિદ્યુતીકરણ ઉપરાંત વ્યાપક ટ્રેક અને માળખાગત સુધારાઓ સહિત, આ પ્રોજેક્ટનો ખર્ચ $1.6 અબજ હતો. ડિસેમ્બર 1995માં, એમટ્રેકે બેલ્ફોર બિટી કન્સ્ટ્રક્શન, Inc./Mass ને 32.1 કરોડ ડોલરનો કરાર આપ્યો હતો. મોરિસન-નુડસેન ડિઝાઇનને ચકાસવા અને પૂર્ણ કરવા અને ઇલેક્ટ્રિફિકેશન સિસ્ટમ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રિક કન્સ્ટ્રક્શન (બીબીસી/એમઈસી). આ પ્રણાલી જૂન 1999 સુધીમાં પૂર્ણ થવાની હતી; પછીના જુલાઈમાં વિદ્યુતીકરણ પ્રણાલીનો ભૂમિ પૂજન સમારોહ યોજાયો હતો. એમટ્રેકના ઠેકેદારને સેન્ટ્રલ આર્ટરી પ્રોજેક્ટ માટે હાથ ધરવામાં આવેલા વ્યાપક કાર્યને કારણે બોસ્ટન ટર્મિનલ એરિયામાં મુશ્કેલ કાર્યકારી વાતાવરણનો સામનો કરવો પડ્યો હતો, જેમાં એકલા સાઉથ બોસ્ટન ટર્મિનલ વિસ્તારમાં 500 થી વધુ કર્મચારીઓ સામેલ હતા અને તેમાં મોટી માત્રામાં ભારે બાંધકામ સાધનો અને પુરવઠાનો સ્થળ પર સંગ્રહ થતો હતો. ઇલેક્ટ્રિફિકેશન પ્રોજેક્ટ શરૂ થયો તે પહેલાં સેન્ટ્રલ આર્ટરી પ્રોજેક્ટ ચાલી રહ્યો હતો. બોસ્ટન ટર્મિનલ વિસ્તારમાં વિદ્યુતીકરણ કાર્યને જટિલ બનાવતું અન્ય એક પરિબળ રેલ ટ્રાફિકનું મોટું પ્રમાણ છે. 250થી વધુ મેસેચ્યુસેટ્સ બે ટ્રાન્સપોર્ટેશન ઓથોરિટી (એમબીટીએ) કોમ્યુટર ટ્રેનો અને 20 એમટ્રેક ટ્રેનો દરરોજ આ વિસ્તારમાંથી પસાર થાય છે. પરિણામે, વીજળીકરણ પર કામ કરવા માટે સેવામાંથી બહાર નીકળવું કેટલીકવાર મુશ્કેલ હતું. કનેક્ટિકટમાં ઓલ્ડ સેબ્રુક અને મિસ્ટિક વચ્ચેના પાંચ જંગમ પુલો પર વીજળીકરણનું કામ પણ એક પડકાર હતું, કારણ કે દરેકને એક અનન્ય વીજળીકરણ ડિઝાઇન અને બાંધકામ ઉકેલની જરૂર હતી. આ પુલો આનંદ હસ્તકલા, વ્યાપારી વાહકો અને લશ્કરી ટ્રાફિક દ્વારા વહેંચાયેલા વ્યસ્ત જળમાર્ગોમાં ફેલાયેલા છે. મોટાભાગના જંગમ ધોરીમાર્ગ પુલોથી વિપરીત, આ પુલો સામાન્ય રીતે ખુલ્લા હોય છે, અને માત્ર નજીકના ટ્રેન ટ્રાફિકને સમાવવા માટે બંધ કરવામાં આવે છે. ઘણા વિલંબ પછી, ન્યૂ હેવન અને બોસ્ટન વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક એન્જિન સાથેની સેવા 31 જાન્યુઆરી, 2000ના રોજ શરૂ થઈ હતી. એમટ્રેકે 11 ડિસેમ્બર, 2000ના રોજ તેની હાઇ-સ્પીડ એસેલા એક્સપ્રેસ સેવાનું સંચાલન શરૂ કર્યું હતું. સ્ટેશનોના પ્રકાર સિસ્ટમ આર્કિટેક્ચર મૂળભૂત સિસ્ટમ એકમ એ એક પ્રાથમિક વિદ્યુત વિભાગ છે જેમાં એક અથવા વધુ સમાંતર ટ્રેકનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં દરેકમાં લોકોમોટિવ પેન્ટોગ્રાફ માટે સંલગ્ન સંપર્ક (અથવા કેટેનરી અથવા ટ્રોલી) વાયર અને વિદ્યુત રીતે અલગ ફીડ વાયર હોય છે. પ્રાથમિક વિદ્યુત વિભાગોને વિભાગ વિરામ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે જ્યાં સંપર્ક અને ફીડર વાયરને મોટર સંચાલિત એર સ્વીચો દ્વારા ખામીની સ્થિતિમાં વિભાગને અલગ કરવા અથવા જાળવણીની મંજૂરી આપવા માટે વિક્ષેપિત કરી શકાય છે. વિદ્યુત વિભાગ એ પ્રાથમિક વિદ્યુત વિભાગો, વિભાગ વિરામ, હવા સ્વીચો અને સબસ્ટેશન અને સ્વિચિંગ સ્ટેશન વચ્ચેના સમાંતર સ્ટેશનોનો સંગ્રહ છે. દરેક સબસ્ટેશન પર, ઉપયોગિતા દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી એક તબક્કાની શક્તિને રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અને તે સબસ્ટેશન પર સમાપ્ત થતા બે વિદ્યુત વિભાગોમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે. સિસ્ટમમાં આઠ વિદ્યુત વિભાગો છે, દરેક સબસ્ટેશન માટે બે. સબસ્ટેશન સંપર્ક અને ફીડ વાયરને વિભાજીત તબક્કાની વ્યવસ્થામાં ચલાવે છે જેથી દરેક વાયર તેમની વચ્ચે 50 કેવી સાથે ગ્રાઉન્ડ રનિંગ રેલ્સના સંદર્ભમાં 25 કેવી હોય. દરેક વિદ્યુત વિભાગમાં સમયાંતરે અંતર ધરાવતા સમાંતર સ્ટેશનો પર ટ્રેકના કેટેનરી વાયર ઓટોટ્રાન્સફોર્મરની એક બાજુ સાથે જોડાયેલા હોય છે અને ફીડર વાયર ઓટોટ્રાન્સફોર્મરની બીજી બાજુ સાથે જોડાયેલા હોય છે. ઓટોટ્રાન્સફોર્મર સેન્ટર ટેપ ગ્રાઉન્ડ રનિંગ રેલ્સ સાથે જોડાયેલ છે જે લોકોમોટિવ્સમાંથી કરંટ પરત કરે છે. સમાંતર સ્ટેશનો આમ લોકોમોટિવને તેના સંપર્ક વાયર સાથે બંને દિશાઓમાંથી ફીડ કરીને અને મલ્ટીટ્રેક સિસ્ટમના તમામ સંપર્ક અને ફીડ વાયરમાં લોડ ફેલાવીને વોલ્ટેજના ઘટાડાને ઘટાડે છે. વિભાજન-તબક્કાની વ્યવસ્થા 50 કેવી પર સંચાલનની વધેલી કાર્યક્ષમતા પણ મેળવે છે જ્યારે જમીનના સંદર્ભમાં સૌથી વધુ વોલ્ટેજ માત્ર 25 કેવી રહે છે. (એ જ વિભાજન-તબક્કાની પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઉત્તર અમેરિકાના ઘરોમાં 240 વી પુરવઠાની કાર્યક્ષમતા સાથે એર કંડિશનર જેવા ઉચ્ચ પાવર લોડ પૂરા પાડવા માટે થાય છે, જ્યારે 120 વી પુરવઠાના સલામતી લાભો જાળવી રાખવામાં આવે છે.) સબસ્ટેશન ન્યૂ હેવન અને બોસ્ટન વચ્ચે ચાર સબસ્ટેશન છેઃ બ્રાનફોર્ડ, સી. ટી. ન્યૂ લંડન, સી. ટી. વોરવિક, આર. આઈ. શેરોન, એમ. એ. દરેક સ્ટેશનમાં બે 115 કેવી (સિંગલ ફેઝ) થી 50 કેવી (સેન્ટર ટેપ સાથે સિંગલ ફેઝ) ટ્રાન્સફોર્મર્સ હોય છે, જે ઉપયોગિતા દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ ટ્રાન્સમિશન વોલ્ટેજને 50 કેવી ટ્રેક્શન વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આઉટપુટ સર્કિટ બ્રેકર્સ અને કેપેસિટર આધારિત ફિલ્ટર નેટવર્ક સ્થાપિત થયેલ છે. ફિલ્ટર બેંકો લોકોમોટિવ્સના સોલિડ-સ્ટેટ ટ્રેક્શન મોટર ઇન્વર્ટર દ્વારા પેદા થતી કેટનેરી લાઇનો પર ઉચ્ચ આવર્તન (એટલે કે 60 હર્ટ્ઝની ઉપરની કોઈપણ વસ્તુ) હાર્મોનિક્સને દબાવી દે છે. ફિલ્ટર્સ પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર સપોર્ટ પણ પ્રદાન કરે છે અને પાવર ફેક્ટર માટે યોગ્ય છે. એમટ્રેકનું 60 હર્ટ્ઝનું વિદ્યુતીકરણ 115/50 kV ટ્રાન્સફોર્મર્સના કેન્દ્ર નળ દ્વારા જમીન પરથી ±25 kV નો ઉપયોગ કરીને વીજળીનું વિતરણ કરે છે. આ પ્રણાલીને 2 × 25 કેવી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. સ્વિચિંગ સ્ટેશનો ત્રણ સ્વિચિંગ સ્ટેશનો એ વિતરણ સ્તરના સબસ્ટેશનની સમકક્ષ છે, જે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વીજળીને 25 કેવી વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરે છે, અને તે વિવિધ વિદ્યુત વિભાગો (પાવર ઝોન) ને અલગ કરતી રેખા સાથે સ્થિત છેઃ વેસ્ટબ્રૂક, સીટી રિચમંડ, આરઆઈ નોર્ટન, એમએ સ્વિચિંગ સ્ટેશનોમાં સમાંતર સ્ટેશનો (જેમાં એક હોય છે) જેવા ત્રણ ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સ હોય છે, અને પાવર ઝોન વચ્ચે કેટેનરી અને ક્રોસ-કનેક્શનના વિભાજનને મંજૂરી આપવા માટે વધારાના સર્કિટ બ્રેકર્સ પણ હોય છે. વિદ્યુત વિભાગો સબસ્ટેશન અને નજીકના સ્વિચિંગ સ્ટેશનો વચ્ચેના બંને ટ્રેકને આવરી લે છે. સામાન્ય રીતે સ્વિચિંગ સ્ટેશનની એક બાજુથી બીજી બાજુ કોઈ વીજળી વહેતી નથી; તે બે નજીકના સમાંતર સ્ટેશનો જેવું છે જે વિવિધ વિદ્યુત વિભાગોને સેવા આપે છે. સબસ્ટેશનને સેવામાંથી દૂર કરવામાં આવે તેવી સ્થિતિમાં, સ્વિચિંગ સ્ટેશનોમાં વધારાના સર્કિટ બ્રેકર્સ હોય છે જે નજીકના વિભાગમાંથી વિદ્યુત વિભાગને ફીડ કરવાની મંજૂરી આપે છે. સ્વિચિંગ સ્ટેશનો, જેમ કે સબસ્ટેશન, સામાન્ય રીતે વિવિધ પુરવઠા સ્રોતો (અને આમ અલગ તબક્કો અથવા વોલ્ટેજ) સાથે અલગ વિદ્યુત વિભાગો હોવાથી, તટસ્થ વિભાગ હંમેશા બે વિદ્યુત વિભાગો વચ્ચેના માર્ગને આવરી લે છે. એક પ્રાથમિક વિદ્યુત વિભાગમાં ખામીની સ્થિતિમાં, સ્વિચિંગ સ્ટેશન અસરગ્રસ્ત ટ્રેકના દૂરના ભાગને બિન-અસરગ્રસ્ત ટ્રેકથી 'બેક-ફીડ' કરી શકે છે, જે પુરવઠો સબસ્ટેશન નજીકના છેડેથી ફીડ કરે છે. સમાંતર સ્ટેશનો અઢાર સમાંતર સ્ટેશનો આ લાઇન પર આશરે છ માઇલના અંતરે આવેલા છે. દરેકમાં એક ઓટોટ્રાન્સફોર્મર (રોક્સબરી સિવાય, જેમાં બે છે), ઓટોમેટિક સર્કિટ બ્રેકર્સ, મોટર સંચાલિત એર સ્વીચો અને કંટ્રોલ શેડ છે. ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સને 10 એમવીએ, 1.2 ટકા ઇમ્પિડન્સ, બે વાઇન્ડિંગ, 27.5 કેવી પર રેટ કરવામાં આવે છે. દરેક સમાંતર સ્ટેશન બસ ઓટોમેટિક સર્કિટ બ્રેકર્સ દ્વારા ઉત્તર અને દક્ષિણ બંને ટ્રેક કેટેનરી અને ફીડર લાઇનો સાથે જોડાયેલી છે. ઓટોટ્રાન્સફોર્મર વધારાના સર્કિટ બ્રેકર દ્વારા બસ બાર સાથે જોડાયેલ છે. સમાંતર સ્ટેશનો પર ટ્રેક બ્રેકર્સ નો-વોલ્ટેજ સેન્સિંગ પર સફર કરે છે. આમ જ્યારે લાઇનની ખામી પુરવઠાના સબસ્ટેશન બ્રેકર્સને ટ્રિપ કરવાનું કારણ બને છે, ત્યારે સમાંતર સ્ટેશનો પણ ટ્રિપ કરે છે. આ ક્રિયા બે ટ્રેકને એકબીજાથી વિદ્યુત રીતે અલગ કરે છે અને સબસ્ટેશનને આપમેળે એક ટ્રેક (બિન-ખામીયુક્ત) ને પુનઃસ્થાપિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. પરિવર્તનશીલ સમય વિલંબ પછી (એક સાથે ઇન્રશ કરંટ ઘટાડવા માટે), ઓવર-વોલ્ટેજ રિલે નોન-ફોલ્ટ ટ્રેક પર ટ્રેક સર્કિટ બ્રેકર્સને ફરીથી બંધ કરશે. સ્ટેશનોની યાદી પણ જુઓ 25 કેવી એસી રેલ્વે વિદ્યુતીકરણ એમટ્રેકની 25 હર્ટ્ઝ ટ્રેક્શન પાવર સિસ્ટમ ન્યૂયોર્કથી ન્યૂયોર્કના વોશિંગ્ટન વિદ્યુતીકરણ, ન્યૂ હેવન અને હાર્ટફોર્ડ રેલરોડ, ન્યૂયોર્કથી ન્યૂ હેવન સુધીના ઉત્તરપૂર્વ કોરિડોરના દક્ષિણ ભાગોમાં કાર્યરત છે. રેલવે વિદ્યુતીકરણ પ્રણાલીઓની યાદી ઉત્તર-દક્ષિણ રેલ લિંક એસ. ઇ. પી. ટી. એ. ની 25 હર્ટ્ઝ ટ્રેક્શન પાવર સિસ્ટમ નોંધો સંદર્ભ કાર્યો ટાંકવામાં આવ્યા છે. વધુ વાંચન પર્યાવરણીય અસર નિવેદનઃ ખંડ 1, ખંડ 2, ખંડ 3. 25 કેવી એસી રેલ્વે વિદ્યુતીકરણ 60 હર્ટ્ઝ ટ્રેક્શન પાવર સિસ્ટમ કનેક્ટિકટમાં ઇલેક્ટ્રિક રેલ્વે રોડ આઇલેન્ડમાં ઇલેક્ટ્રિક રેલ્વે મેસેચ્યુસેટ્સમાં ઇલેક્ટ્રિક રેલ્વે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ઇલેક્ટ્રિક પાવર ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ્સ ટ્રેક્શન પાવર નેટવર્ક યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં રેલ્વે વિદ્યુતીકરણ