कर्षण शक्ति नेटवर्क

ट्रैक्शन नेटवर्क या ट्रैक्शन पावर नेटवर्क रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली  की आपूर्ति के लिए एक बिजली ग्रिड है। एक अलग कर्षण नेटवर्क की स्थापना आम तौर पर केवल तभी की जाती है जब प्रश्न में रेलवे  जर्मनी,  ऑस्ट्रिया  और  स्विट्ज़रलैंड  जैसे राष्ट्रीय ग्रिड की आवृत्ति से कम आवृत्ति के साथ वैकल्पिक चालू (एसी) का उपयोग करता है।

वैकल्पिक रूप से, पावर ग्रिड के तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा  को  कर्षण वर्तमान कनवर्टर संयंत्र  में रोटरी ट्रांसफॉर्मर या स्टेटिक इनवर्टर द्वारा वोल्टेज और ट्रेनों द्वारा आवश्यक करंट के प्रकार में परिवर्तित किया जा सकता है।  एकदिश धारा  (डीसी) पर चलने वाले रेलवे के लिए, इस पद्धति का हमेशा उपयोग किया जाता है, साथ ही साथ रेलवे के लिए जो घटी हुई आवृत्ति के सिंगल-फेज एसी पर चलते हैं, जैसा कि  मेक्लेनबर्ग-वेस्टर्न पोमेरानिया,  Saxony-Anhalt ,  नॉर्वे  और  स्वीडन  में है। इन क्षेत्रों में कोई ट्रैक्शन करंट नेटवर्क नहीं है।

इतिहास
औद्योगिक शक्ति के अलावा कर्षण के लिए अलग शक्ति की ऐतिहासिक जड़ें हैं। पारेषण और औद्योगिक उपयोग की तुलना में विभिन्न आवृत्तियों या वर्तमान प्रकारों को लागू करने का आज कोई कारण नहीं है। हालांकि, डीसी कर्षण के साथ लाभ फीडर बिंदुओं पर एकल तांबे के तारों के साथ आसान संचरण था। एसी कर्षण के साथ लाभ फीडर बिंदुओं के लिए लंबी दूरी पर आसान संचरण है। इन मापदंडों से परे और पूर्व निवेश को सुरक्षित करने के लिए, नेटवर्क में विभिन्न मौजूदा योजनाओं के साथ रहने के लिए कोई सबूत मौजूद नहीं है।

अनुप्रयोग
डेडिकेटेड ट्रैक्शन करंट  लाइनों का उपयोग तब किया जाता है जब रेलवे को लो-फ्रीक्वेंसी अल्टरनेटिंग करंट (AC) की आपूर्ति की जाती है। ट्रैक्शन करंट सप्लाई लाइन रेलवे की लाइन के साथ सबस्टेशन से जुड़ी होती है और आमतौर पर ओवरहेड  कैटेनरी तार  से अलग से चलती है जिससे लोकोमोटिव को खिलाया जाता है।

जिन देशों में इलेक्ट्रिक ट्रेनें सामान्य पावर ग्रिड की आवृत्ति के साथ डायरेक्ट करंट या सिंगल-फेज अल्टरनेटिंग करंट के साथ चलती हैं, सबस्टेशनों में करंट का आवश्यक रूपांतरण किया जाता है, इसलिए फिर से ट्रैक्शन करंट लाइनों की आवश्यकता नहीं होती है।

ट्रैक्शन करंट आपूर्ति लाइनें आमतौर पर रेलवे लाइन के समानांतर नहीं रखी जाती हैं, ताकि लाइन की लंबाई कम हो सके और रेलवे लाइन के पास विद्युत प्रणाली पर अनावश्यक प्रभाव से बचा जा सके; यह जर्मनी में अल्टरनेटिंग करंट के साथ चलने वाले कुछ रैपिड-ट्रांजिट रेलवे की वर्तमान आपूर्ति पर भी लागू होता है।

कैटेनरी वायर के ठीक ऊपर ओवरहेड वायर जालीदार मीनार  पर विशेष क्रॉस बीम पर ट्रैक्शन करंट की आपूर्ति करना भी संभव है। क्योंकि ओवरहेड लाइन पाइलन्स में ट्रैक्शन करंट सप्लाई मास्ट की तुलना में एक छोटा क्रॉस सेक्शन होता है, क्रॉस बीम बहुत चौड़ा नहीं हो सकता है, इसलिए एक स्तर में चार कंडक्टर केबल की मानक व्यवस्था का उपयोग नहीं किया जा सकता है। इस मामले में, एक दो-स्तरीय व्यवस्था का उपयोग किया जाता है, या डबल-रेल्ड लाइनों के लिए दो इलेक्ट्रिक सर्किट के साथ दोनों दिशाओं के लिए ओवरहेड लाइन तोरण प्रत्येक दो कंडक्टर केबल्स की अपनी कर्षण वर्तमान प्रणाली के लिए क्रॉस बीम से लैस होते हैं।

घनी आबादी वाले क्षेत्रों में, ऐसे तोरण होते हैं जो कर्षण धारा और सामान्य शक्ति के लिए तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा दोनों के लिए सर्किट ले जाते हैं। ऐसी रेखाएँ पाई जाती हैं जहाँ मार्ग के अधिकार दुर्लभ हैं। विशेष रूप से 110 केवी और 220 केवी तीन-चरण एसी का समानांतर मार्ग आम है। एक ही तोरण पर 380 kV बिजली लाइनों के उपयोग के लिए ट्रैक्शन करंट लाइन के लिए 220 kV इंसुलेटर (बिजली) की आवश्यकता होती है, क्योंकि यदि 380 kV लाइन विफल हो जाती है, तो ट्रैक्शन करंट लाइन के साथ वोल्टेज स्पाइक ्स हो सकते हैं, जिसे 110 kV इंसुलेटर संभाल नहीं सकते.

एक नियम के रूप में, कर्षण वर्तमान लाइनें एकल कंडक्टर का उपयोग करती हैं, हालांकि उच्च यातायात वाले रेलवे की आपूर्ति के लिए और विशेष रूप से उच्च गति वाली रेलवे लाइनों की आपूर्ति के लिए, दो बंडल कंडक्टर  का उपयोग किया जाता है।

ऑस्ट्रिया
निचला ऑस्ट्रिया में  मारियाज़ेलरबैन  रेलवे 25  हेटर्स ़  उपयोगिता आवृत्ति  पर सिंगल फेज़ एसी पर चलती है। 27 kV के ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ रेलवे की अपनी ट्रैक्शन करंट लाइनें हैं। इन लाइनों को कैटेनरी वायर के ऊपर ओवरहेड वायर के पाइलन्स पर लगाया जाता है।

जर्मनी
जर्मनी में, एकल कंडक्टर आमतौर पर कर्षण वर्तमान लाइनों के लिए उपयोग किए जाते हैं, लेकिन इंटरसिटी एक्सप्रेस  ट्रेन के लिए दो बंडल कंडक्टर का उपयोग किया जाता है। न्यूक्लियर पावर स्टेशन  नेकरवेस्टहेम  से ट्रैक्शन करंट सप्लाई लाइन  नेकरवेस्टइम परमाणु ऊर्जा संयंत्र  में ट्रैक्शन करंट स्विचिंग स्टेशन और वहां से  स्टटगर्ट  में सेंट्रल  बिजली उपकेंद्र,  ज़ज़ेनहौसेन  को चार-बंडल कंडक्टर सर्किट के रूप में लागू किया गया है।

स्कैंडिनेविया
स्वीडन, नॉर्वे और पूर्व जर्मन लोकतांत्रिक गणराज्य  के कुछ क्षेत्रों में, सबस्टेशनों पर तीन-चरण विद्युत शक्ति को 16.7 चक्र प्रति सेकंड की आवृत्ति के साथ एकल चरण एसी में परिवर्तित किया जाता है। पश्चिमी जर्मनी के विपरीत, रेलवे बिजली के लिए कोई समर्पित बिजली संयंत्र नहीं हैं। सभी बिजली सामान्य बिजली आपूर्तिकर्ताओं से आती है। हालांकि इस क्षेत्र में, सिद्धांत रूप में, कर्षण बिजली लाइनों की कोई आवश्यकता नहीं है, मध्य स्वीडन में रेलवे बिजली आपूर्ति के लिए 132 केवी-एकल एसी पावर ग्रिड है (स्वीडन में रेलवे की विद्युत बिजली आपूर्ति प्रणाली देखें)। नॉर्वे में,  हकाविक पावर स्टेशन  द्वारा संचालित दक्षिण में ट्रेनों की बिजली आपूर्ति के लिए एक छोटा 55 kV सिंगल फेज एसी नेटवर्क है। कजोफॉसेन में एक और पावर स्टेशन, सिंगल फेज एसी को सीधे ओवरहेड वायर में फीड करता है।  डेनमार्क  और  फिनलैंड  में, 50 Hz का उपयोग मुख्य लाइनों (यदि विद्युतीकृत हो) के लिए किया जाता है और बिजली सामान्य आपूर्तिकर्ताओं से आती है। जैसे, रूपांतरण के लिए स्वीडन और नॉर्वे की तुलना में बहुत सरल उपकरण की आवश्यकता होती है।

दक्षिण अफ्रीका
दक्षिण अफ्रीका गणराज्य में व्यापक एसी और डीसी ट्रैक्शन योजनाएं हैं, जिनमें 50 केवी और 25 केवी एसी सिंगल फेज सिस्टम शामिल हैं। कोलेंसो पावर स्टेशन  पर आधारित विद्युत आपूर्ति आयोग (अब  एस्कॉम ) द्वारा दक्षिण अफ्रीकी रेलवे प्रणाली के अधिग्रहण से  क्वाज़ुलु-नटाल प्रांत  में विद्युतीकरण को बढ़ावा मिला।

यूनाइटेड किंगडम
यूनाइटेड किंगडम में, इंग्लैंड के दक्षिण-पूर्व में नेटवर्क रेल  750 V DC रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली को व्यापक 33 kV बिजली वितरण नेटवर्क से बिजली की आपूर्ति की जाती है।

कर्षण शक्ति नेटवर्क वाले क्षेत्र

 * यूनाइटेड किंगडम
 * जर्मनी (मैक्लेनबर्ग-वेस्टर्न पोमेरानिया और सैक्सोनी-एनहाल्ट को छोड़कर), कुल लंबाई 7,959 किमी
 * स्विट्जरलैंड
 * ऑस्ट्रिया ( मारियाज़ेल रेलवे के लिए अलग ट्रैक्शन पावर नेटवर्क)
 * स्वीडन में रेलवे की इलेक्ट्रिक पावर सप्लाई सिस्टम
 * नॉर्वे में रेलवे की इलेक्ट्रिक पावर सप्लाई सिस्टम
 * संयुक्त राज्य अमेरिका ( फ़िलाडेल्फ़िया  और न्यूयॉर्क शहर, वाशिंगटन, डीसी, और हैरिसबर्ग के बीच एमट्रैक की पूर्व  पेंसिल्वेनिया रेलमार्ग  लाइनें। हैरिसबर्ग, पीए सिंगल फेज 25 हर्ट्ज एसी के साथ चल रही है, एमट्रैक की 25 हर्ट्ज ट्रैक्शन पावर सिस्टम भी देखें)
 * दक्षिण अफ्रीका
 * मेलबोर्न, ऑस्ट्रेलिया  (पूर्व न्यूपोर्ट ए पावर स्टेशन, विक्टोरिया और ट्रैक्शन सबस्टेशन के बीच समर्पित उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन तार। हालांकि ये लाइनें तीन चरण एसी के साथ संचालित होती हैं)
 * रियाद, सऊदी अरब का साम्राज्य (रियाद मेट्रो नेटवर्क)

विशेषताएं
ट्रैक्शन करंट लाइनों का उपयोग उन देशों की रेलवे प्रणालियों को बिजली देने के लिए किया जाता है जो सार्वजनिक आपूर्ति की तुलना में कम आवृत्ति की वैकल्पिक धारा का उपयोग करते हैं। यह आमतौर पर यूरोप के जर्मन भाषी देशों में होता है। उदाहरण के लिए, जर्मनी, ऑस्ट्रिया और स्विट्ज़रलैंड में 16.7 हर्ट्ज़ एसी का इस्तेमाल किया जाता है।

एक विशिष्ट उदाहरण ऑस्ट्रिया में मारियाज़ेलर नैरो गेज रेलवे है, जो 25 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ सिंगल फेज एसी के साथ काम कर रहा है, जिसमें 27 केवी के ऑपरेटिंग वाल्ट ेज के साथ अपनी खुद की ट्रैक्शन करंट लाइनें हैं। इन लाइनों को लाइनों के ऊपर ओवरहेड वायर के पाइलन्स पर लगाया जाता है।

ट्रैक्शन करंट लाइनों के लिए उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज  जर्मनी और ऑस्ट्रिया में 110 वोल्ट और स्विट्ज़रलैंड में 66 kV या 132 kV हैं।

ट्रैक्शन करंट लाइनों को जमीन (बिजली)  के खिलाफ सममित रूप से संचालित किया जाता है। उदाहरण के लिए, 110 kV लाइनों के मामले में, प्रत्येक कंडक्टर के पास पृथ्वी के विरुद्ध 55 kV का वोल्टेज होता है।  पृथ्वी रिसाव वर्तमान  को रद्द करने के लिए  ट्रांसफार्मर  का उपयोग करके ट्रैक्शन करंट के लिए बड़े सबस्टेशनों और पावर स्टेशनों में ग्राउंडिंग की जाती है। जैसा कि सभी सममित पावरलाइनों के मामले में होता है, ट्रैक्शन पावर लाइनों में घुमाव बिंदु भी होते हैं। एक सर्किट के लिए एक ट्रैक्शन पावरलाइन में आमतौर पर दो कंडक्टर होते हैं। चूंकि अधिकांश कर्षण धारा लाइनों में दो विद्युत परिपथ होते हैं, एक नियम के रूप में चार कंडक्टर बिजली के तोरणों पर होते हैं (तीन चरण की वैकल्पिक वर्तमान लाइनों के विपरीत, जिनके कंडक्टरों की संख्या तीन का एक अभिन्न गुणक है)।

कर्षण वर्तमान लाइनों की रूटिंग
कर्षण वर्तमान लाइनों को आमतौर पर रेलवे लाइन के समानांतर नहीं रखा जाता है, ताकि लाइन की लंबाई को कम किया जा सके और रेलवे लाइन के पास विद्युत प्रणाली के अनावश्यक प्रभावों से बचा जा सके। हालांकि, ऐसे मामले हैं जहां इस प्रथा का पालन नहीं किया जाता है (उदाहरण के लिए, जर्मनी में अल्टरनेटिंग करंट के साथ चलने वाले कुछ रैपिड-ट्रांजिट रेलवे की वर्तमान आपूर्ति)। इस मामले में, ओवरहेड लाइन के ऊपर ओवरहेड वायर पाइलन्स के विशेष क्रॉस बीम पर ट्रैक्शन करंट लाइन बिछाई जाती है। क्योंकि ओवरहेड लाइन पाइलन्स में ट्रैक्शन करंट मास्ट की तुलना में एक छोटा क्रॉस सेक्शन होता है, इन क्रॉस बीम को काफी संकीर्ण होना पड़ता है, इसलिए एक लेवल में चार कंडक्टर केबल की व्यवस्था, जो ट्रैक्शन करंट लाइनों पर मानक है, का उपयोग नहीं किया जा सकता है। जहां चार कंडक्टरों की आवश्यकता होती है, एक दृष्टिकोण कंडक्टर केबल्स की दो-स्तरीय व्यवस्था को नियोजित करना है। वैकल्पिक रूप से, डबल-ट्रैक वाली रेलवे लाइनों के मामलों में, दोनों ड्राइविंग दिशाओं के लिए ओवरहेड लाइन पाइलन्स ट्रैक्शन करंट सिस्टम (दो कंडक्टर केबल) के लिए क्रॉस बीम से लैस हैं।

घनी आबादी वाले क्षेत्रों में, जहां रास्ते के अधिकार दुर्लभ हैं, ऐसे तोरणों का पता लगाना आम है जो कर्षण धारा के साथ-साथ तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा के लिए विद्युत परिपथ ले जाते हैं। बाद वाला 110 केवी, 220 केवी, या, कुछ मामलों में, 380 केवी तीन चरण एसी लाइन हो सकता है। ऐसे मामलों में, कर्षण वर्तमान लाइनों को विद्युत इन्सुलेशन का उपयोग करना चाहिए जो अधिकतम शिखर से शिखर तक  वोल्टेज का सामना कर सकता है जो लाइनों के बीच हो सकता है।

कर्षण वर्तमान लाइनों को एकल नेताओं के रूप में एक नियम के रूप में लागू किया जाता है। अधिक रेल यातायात वाले रेलवे की आपूर्ति के लिए और विशेष रूप से जर्मन आईसीई (इंटर सिटी एक्सप्रेस) ट्रेनों जैसे हाई स्पीड रेलवे लाइनों की बिजली आपूर्ति के लिए, दो बंडलों के कंडक्टर का उपयोग किया जाता है। नेकरवेस्टहेम में परमाणु ऊर्जा स्टेशन  से नेकरवेस्टहेम में ट्रैक्शन करंट स्विचिंग स्टेशन तक ट्रैक्शन करंट लाइन, और नेकरवेस्टइम के ट्रैक्शन करंट स्विचिंग स्टेशन से स्टटगार्ट ज़ज़ेनहौसेन में केंद्रीय सबस्टेशन को चार-बंडल कंडक्टर के रूप में लागू किया गया है।

ट्रैक्शन करंट लाइनें हमेशा अर्थ कंडक्टर से लैस होती हैं। कुछ मामलों में, दो पृथ्वी कंडक्टरों का उपयोग किया जाता है: उदाहरण के लिए, जर्मनी में, ऐसे मामलों में जहां ट्रैक्शन करंट लाइन को तीन फेज एसी के साथ तोरणों पर ले जाया जाता है, जैसे कि नेकरवेस्टइम में परमाणु ऊर्जा स्टेशन की लाइन। इसी तरह, ऑस्ट्रिया में दो पृथ्वी रस्सियों से सुसज्जित कुछ कर्षण धाराएँ हैं।

कर्षण वर्तमान लाइनों के विकल्प
स्वीडन, नॉर्वे और जर्मन लोकतांत्रिक गणराज्य के कुछ क्षेत्रों में सार्वजनिक ग्रिड से थ्री फेज एसी को रेलवे के पास के सबस्टेशनों में 16.7 Hz की आवृत्ति के साथ सिंगल फेज एसी में बदला जाता है। इन क्षेत्रों में कोई कर्षण धारा रेखाएँ नहीं हैं।

इसके अलावा जिन देशों में इलेक्ट्रिक ट्रेनें डायरेक्ट करंट के साथ चलती हैं या सिंगल फेज एसी के साथ सामान्य पावर ग्रिड की आवृत्ति के साथ, सबस्टेशनों में करंट का आवश्यक रूपांतरण किया जाता है, ताकि इन देशों में ट्रैक्शन करंट लाइनों की जरूरत न पड़े।

यह भी देखें

 * तीसरी रेल
 * ट्रैक्शन करंट कन्वर्टर प्लांट
 * ट्रैक्शन पावरस्टेशन

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