El porque de la electrificación a 3.000 V cc

Ademas del problema del ancho de vía, hay otra diferencia muy importante entre las lineas de AV y las lineas convencionales. La electrificación en la red convencional es a 3.000 V en corriente continua, mientras que la de la red de alta velocidad es a 25 kV corriente alterna. Esta diferencia se debe a principalmente a causas históricas.

Si hubiera que tomar la decisión hoy en día de electrificar una instalación de ferrocarril pesado completamente nuevo, sea de alta velocidad o no, la decisión es muy sencilla, 25 kVca. Es una tensión lo suficientemente baja como para que los motores y la electrónica de regulación de velocidad puedan trabajar con ella sin ser equipos demasiado complejos ni extraños  y lo suficientemente alta como para que las perdidas de energía sean bajas. En casi todas las lineas de AV excepto la de Sevilla ademas usan el sistema 2×25 kV que la hace aun mas eficaz en cuanto a perdidas y permite una alta potencia disponible en el pantógrafo con una catenaria muy ligera.

Si comparamos la catenaria de una linea de AV y una convencional la cantidad de metal (cobre) es mucho menor en la de AV, del orden del 66 % menor para una mayor distancia entre subestaciones (25 km en 1×25 o 70 km en 2×25 frente a 10-15 km en convencional). La única ventaja de la electrificación convencional es que al tener menos potencia y tener un consumo equilibrado en todas las fases (se alimenta de una red trifasica) genera menos perturbaciones en la red eléctrica general y puede utilizar alimentaciones de menor tensión. El despliegue de las acometidas de las subestaciones de AV se hace con conexiones de como mínimo 110 kV para 1×25 y 220-400 kV en 2×25, que no son tan comunes y han de hacerse de una forma muy cuidadosa sino queremos que se generan desequilibrios y cortes en la red de transporte de muy alta tensión.

Estando tan clara la ventaja de la electrificación en corriente alterna ¿por que se electrificó a 3.000 Vcc la red convencional? Pues porque esa decisión se tomó en otro momento y con una tecnología diferente a la actual. Como en otro post relacionado con electrificación  la decisión es antigua, específicamente del año 1946. En ese año se lanza el plan de electrificaciones de RENFE para extender y unificar la electrificación a gran parte de la red de la recién constituida RENFE. En aquel momento las tensiones en uso eran principalmente: 1.500 Vcc, 3.000 Vcc, 15 kV, 16 2/3 Hz y 25 kV 50 Hz en pruebas en Francia.

La tensión de 1.500 Vcc se descartó por antieconómica, la sección de los conductores seria demasiado grande. Los 15 kV 16 2/3 Hz requería construir una red de alimentación especifica, diferenciada de la de electricidad general y la de 25 kV 50 Hz estaba todavía técnicamente muy poco desarrollada, con equipos experimentales y la red de alimentación eléctrica general del país no estaba preparada para soportar los efectos de los desequilibrios en el consumo, pensad en el estado de la red eléctrica española del año 1946.

Hay que tener en cuenta que los motores de corriente continua han sido la mejor opción frente a los de corriente alterna para ese tipo de potencias, cargas variables y niveles de uso durante mucho tiempo.

Como conclusión, la decisión del año 1946 implanto un tipo de electrificación que con el nivel de desarrollo actual genera un coste muy alto de transformación y que, pese a introducir limitaciones, no son tan graves como para forzar la transformación de toda la red urgentemente.

Los vehículos actuales pueden ser bi-tensión (3 kVcc- 25 kVca) sin problemas, la corriente se transforma tanto en el vehículo con la regulación de frecuencia que no requiere de una alimentación de gran calidad eléctrica. Las nuevas electrificaciones se hacen en 25 kV 50 Hz, con lo que a medio plazo la migración se hará poco a poco, en muchos sitios cuando se renueva la electrificación se hace con catenaria con aislamiento de 25 kV para que se pueda transformar rápidamente.

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