sous-station d'alimentation

Un poste d'alimentation est une sous-station qui convertit le courant alternatif du réseau électrique public en la tension et la fréquence nécessaires au système de caténaire d'un chemin de fer. Il se situe à la frontière entre l'infrastructure électrique nationale et l'alimentation de traction ferroviaire, recevant généralement 110 kV ou plus des lignes de transmission et abaissant la tension à 15 kV ou 25 kV utilisés respectivement par la plupart des réseaux ferroviaires européens ou nord-américains.

Le poste abrite des transformateurs, des disjoncteurs, des sectionneurs et des équipements de protection logés dans un bâtiment ou un enclos extérieur. L'énergie circule du réseau à travers le transformateur primaire, où la tension est réduite et (si nécessaire) la fréquence est convertie. Surtout, la sortie est ensuite acheminée vers la ligne aérienne via des autotransformateurs ou des transformateurs abaisseurs à plusieurs points le long d'une section de voie, généralement tous les 5 à 10 kilomètres. Cette alimentation distribuée empêche une chute de tension excessive et une charge inégale sur un seul point d'alimentation.

Redondance et élimination des défauts

Un schéma d'électrification ferroviaire bien conçu prévoit des postes d'alimentation espacés de manière à ce que, si l'un tombe en panne, les trains puissent toujours tirer de l'énergie des postes adjacents. Le poste comprend des systèmes de protection rapides: si un court-circuit se produit sur la ligne aérienne (peut-être à cause d'une défaillance de contact de pantographe ou d'un conducteur tombé), le disjoncteur du poste d'alimentation doit détecter et isoler le défaut en quelques millisecondes pour éviter d'endommager les trains et l'infrastructure. Les systèmes modernes utilisent des relais numériques et la détection des fuites à la terre pour y parvenir.

Les postes d'alimentation ne sont occupés que pendant la mise en service ou la maintenance; le fonctionnement de routine est entièrement automatisé et surveillé à distance par le centre de contrôle du réseau. Un seul poste d'alimentation peut desservir 20 à 40 kilomètres de ligne principale à double voie, selon la densité du trafic et la demande de puissance. Les chemins de fer électrifiés avec un trafic de marchandises lourd ou des services passagers fréquents nécessitent plus de postes d'alimentation que les lignes peu utilisées.

Le terme reflète la hiérarchie de l'ingénierie: le réseau fournit de l'énergie au poste d'alimentation, qui alimente ensuite le réseau d'alimentation de traction. Contrairement à une simple sous-station de jonction sur un réseau routier, un poste d'alimentation ferroviaire est toujours conçu pour gérer l'impédance spécifique, la vitesse de commutation et le profil de fuite à la terre de l'infrastructure de ligne aérienne.