SIST EN 50388:2012
(Main)Railway Applications - Power supply and rolling stock - Technical criteria for the coordination between power supply (substation) and rolling stock to achieve interoperability
Railway Applications - Power supply and rolling stock - Technical criteria for the coordination between power supply (substation) and rolling stock to achieve interoperability
This European Standard establishes requirements for the compatibility of rolling stock with infrastructure particularly in relation to: - co-ordination of protection principles between power supply and traction units, especially fault discrimination for short-circuits; - co-ordination of installed power on the line and the power demand of trains; - co-ordination of traction unit regenerative braking and power supply receptivity; - co-ordination of harmonic behaviour. This European Standard deals with the definition and quality requirements of the power supply at the interface between traction units and fixed installations. This European Standard specifies the interface between rolling stock and electrical fixed installations for traction, in respect of the power supply system. The interaction between pantograph and overhead contact line is dealt with in EN 50367. The interaction with the “control-command” subsystem (especially signalling) is not dealt with in this standard. Requirements are given for TSI lines (both high speed and conventional) and classical lines. For classical lines, values, where given, are for the existing European networks. Furthermore the maximum values that are specified are applicable to the foreseen developments of the infrastructure of the Trans European rail networks. The following electric traction systems are within scope: - railways; - guided mass transport systems that are integrated with railways; - material transport systems that are integrated with railways. This European Standard does not apply retrospectively to rolling stock already in service. Information is given on electrification parameters such as to enable train operating companies to confirm, after consultation with the rolling stock manufacturers, that there will be no consequential disturbance on the electrification system.
Bahnanwendungen - Bahnenergieversorgung und Fahrzeuge - Technische Kriterien für die Koordination zwischen Anlagen der Bahnenergieversorgung und Fahrzeugen zum Erreichen der Interoperabilität
Applications ferroviaires - Alimentation électrique et matériel roulant - Critères techniques pour la coordination entre le système d’alimentation (sous-station) et le matériel roulant pour réaliser l’interopérabilité
Železniške naprave - Preskrba z električno energijo in vozna sredstva - Tehnična merila za uskladitev med elektronapajalnimi postajami in elektrovlečnimi vozili za doseganje medobratovalnosti
Ta evropski standard določa zahteve za združljivost voznih sredstev z infrastrukturo, zlasti v zvezi z: – uskladitvijo varnostnih načel za elektronapajalne postaje in vlečna vozila, zlasti glede razlikovanja napake kratkega stika; – uskladitvijo napeljane električne energije na progi in odjemne moči vlakov; – uskladitvijo regenerativnega zaviranja vlečnega vozila in zmogljivosti napajanja; – uskladitvijo harmoničnega delovanja. Ta evropski standard obravnava definicijo in zahteve glede kakovosti za preskrbo z električno energijo na vmesnikih med vlečnimi vozili in nepremičnimi napravami. Ta evropski standard določa vmesnik med voznimi sredstvi in električnimi nepremičnimi napravami za vleko, kar zadeva sistem preskrbe z električno energijo. Interakcija med odjemnikom toka in kontaktnim vodnikom je obravnavana v standardu EN 50367. Interakcija s podsistemom »upravljanja-vodenja« (zlasti signalizacijo) ni obravnavana v tem standardu. Navedene so zahteve za proge, skladne s tehničnimi specifikacijami za interoperabilnost (TSI) (za visoke in konvencionalne hitrosti), ter za običajne proge. Če so vrednosti za običajne proge navedene, so to vrednosti za obstoječa evropska omrežja. Poleg tega se navedene največje vrednosti uporabljajo za predviden razvoj infrastrukture vseevropskih železniških omrežij. Področje uporabe zajema naslednje električne vlečne sisteme: – železnice; – vodene sisteme javnega prevoza, ki so integrirani z železnicami; – sisteme prevoza blaga, ki so integrirani z železnicami. Ta evropski standard se ne uporablja retrospektivno za vozna sredstva, ki so že v obratovanju. Navedene so informacije o elektrifikacijskih parametrih, na podlagi katerih se družbam za opravljanje železniških prevozov omogoči, da po posvetovanju s proizvajalci voznih sredstev potrdijo, da ne bo bistvenih motenj na elektrifikacijskem sistemu.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
SIST EN 50388:2012
01-maj-2012
1DGRPHãþD
SIST EN 50388:2006
äHOH]QLãNHQDSUDYH3UHVNUED]HOHNWULþQRHQHUJLMRLQYR]QDVUHGVWYD7HKQLþQD
PHULOD]DXVNODGLWHYPHGHOHNWURQDSDMDOQLPLSRVWDMDPLLQHOHNWURYOHþQLPLYR]LOL]D
GRVHJDQMHPHGREUDWRYDOQRVWL
Railway Applications - Power supply and rolling stock - Technical criteria for the
coordination between power supply (substation) and rolling stock to achieve
interoperability
Bahnanwendungen - Bahnenergieversorgung und Fahrzeuge - Technische Kriterien für
die Koordination zwischen Anlagen der Bahnenergieversorgung und Fahrzeugen zum
Erreichen der Interoperabilität
Applications ferroviaires - Alimentation électrique et matériel roulant - Critères techniques
pour la coordination entre le système d’alimentation (sous-station) et le matériel roulant
pour réaliser l’interopérabilité
Ta slovenski standard je istoveten z: EN 50388:2012
ICS:
29.280 (OHNWULþQDYOHþQDRSUHPD Electric traction equipment
45.060.01 Železniška vozila na splošno Railway rolling stock in
general
SIST EN 50388:2012 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST EN 50388:2012
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SIST EN 50388:2012
EUROPEAN STANDARD
EN 50388
NORME EUROPÉENNE
March 2012
EUROPÄISCHE NORM
ICS 29.280; 45.060.01 Supersedes EN 50388:2005 + corr. May.2010
English version
Railway Applications -
Power supply and rolling stock -
Technical criteria for the coordination between power supply (substation)
and rolling stock to achieve interoperability
Applications ferroviaires - Bahnanwendungen -
Alimentation électrique Bahnenergieversorgung und Fahrzeuge -
et matériel roulant - Technische Kriterien für die Koordination
Critères techniques pour la coordination zwischen Anlagen der
entre le système d’alimentation (sous- Bahnenergieversorgung und Fahrzeugen
station) et le matériel roulant pour réaliser zum Erreichen der Interoperabilität
l’interopérabilité
This European Standard was approved by CENELEC on 2012-02-13. CENELEC members are bound to comply
with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard
the status of a national standard without any alteration.
Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on
application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CENELEC member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other
language made by translation under the responsibility of a CENELEC member into its own language and notified
to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions.
CENELEC members are the national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus,
the Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy,
Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, the Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia,
Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom.
CENELEC
European Committee for Electrotechnical Standardization
Comité Européen de Normalisation Electrotechnique
Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung
Management Centre: Avenue Marnix 17, B - 1000 Brussels
© 2012 CENELEC - All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CENELEC members.
Ref. No. EN 50388:2012 E
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 2 –
Contents
Foreword . 4
1 Scope . 5
2 Normative references . 5
3 Terms and definitions . 6
4 Periods over which parameters can be averaged or integrated . 8
5 Separation sections . 9
5.1 Phase separation sections . 9
5.2 System separation sections . 9
6 Power factor of a train . 10
6.1 General . 10
6.2 Inductive power factor . 10
6.3 Capacitive power factor . 11
6.4 Acceptance criteria . 11
7 Train current limitation . 12
7.1 Maximum train current . 12
7.2 Automatic regulation . 12
7.3 Power or current limitation device . 13
7.4 Acceptance criteria . 13
8 Requirements for performance of power supply . 13
8.1 General . 13
8.2 Description . 13
8.3 Values for U at the pantograph . 14
mean useful
8.4 Relation between U and U . 14
mean useful min1
8.5 Acceptance criteria . 14
9 Type of line and electrification system . 15
10 Harmonics and dynamic effects . 15
10.1 General . 15
10.2 Acceptance procedure for new elements . 17
10.3 Compatibility study . 17
10.4 Methodology and acceptance criteria . 20
11 Coordination of protection . 21
11.1 General . 21
11.2 Protection against short-circuits . 21
11.3 Auto-reclosing of one or more substation circuit breakers and effect of loss of line voltage
and re-energisation on the traction unit . 22
11.4 D.C. electrification systems, transient current during closure . 23
11.5 Acceptance criteria . 23
12 Regenerative braking . 23
12.1 General conditions on the use of regenerative braking . 23
12.2 Use of regenerative braking. 24
12.3 Acceptance criteria . 24
13 Effects of d.c. operation on a.c. systems . 24
14 Tests . 25
15 Test methodology . 25
15.1 Separation sections . 25
15.2 Power factor . 25
15.3 Train current limitation . 26
15.4 Quality index of the power supply . 26
15.5 Harmonics and dynamic effects . 27
15.6 Coordination of protection. 28
15.7 Regenerative braking . 28
Annex A (informative) Integration periods over which parameters can be averaged . 30
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SIST EN 50388:2012
– 3 – EN 50388:2012
A.1 General . 30
A.2 Reference time period over which values can be averaged or integrated . 30
Annex B (informative) Selection criteria determining the voltage at the pantograph . 31
Annex C (informative) Investigation of harmonic characteristics and related overvoltages . 33
C.1 General . 33
C.2 Overvoltages caused by system instability . 33
C.3 Overvoltages caused by harmonics . 34
C.4 Examples . 34
Annex D (informative) Data related to the compatibility study of harmonics and dynamic effects . 37
D.1 Characterisation of the traction power supply fixed installations . 37
D.2 Characterisation of the trains . 40
Annex E (informative) Total inductive and capacitive power factor . 43
Annex F (informative) Maximum allowable train current . 46
Annex G (normative) Special national conditions . 48
Annex ZZ (informative) Coverage of Essential Requirements of EU Directives. 49
Bibliography . 50
Figures
Figure 1 Maximum train current against voltage . 12
Figure 2 Procedure for compatibility study of harmonics and dynamic effects. 18
Figure E.1 Allowed power factor versus drawn active and reactive power (P and Q) by the train . 44
Tables
Table 1 Total inductive power factor λ of a train . 11
Table 2 Value of factor a . 13
Table 3 Minimum U at pantograph . 14
mean useful
Table 4 Electrification systems as a function of the type of line . 15
Table 5 Description of steps (1 of 2) . 19
Table 6 Maximum contact line-rail short-circuit level . 21
Table 7 Action on circuit breakers at an internal fault within a traction unit . 22
Table 8 Use of regenerative braking . 24
Table 9 Tests . 25
Table 10 U (zone) . 26
mean useful
Table 11 U (train) . 27
mean useful
Table 12 Relationship between U and U . 27
mean useful min1
Table A.1 Integration periods . 30
Table D.1 Characterisation of a.c. electrified lines . 38
Table D.2 Characterisation of d.c. electrified lines . 39
Table D.3 Characterisation of one a.c. train with respect to impedances, harmonics and stability (1 of
2) . 40
Table D.4 Characterisation of one d.c. train with respect to impedances, harmonics and stability. 42
Table F.1 Maximum allowable train current . 46
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 4 –
Foreword
This document (EN 50388:2012) has been prepared by CLC/SC 9XC, "Electric supply and earthing systems
for public transport equipment and ancillary apparatus (Fixed installations)", of Technical Committee
CLC/TC 9X, "Electrical and electronic applications for railways". It also concerns the expertise of
CLC/SC 9XB, "Electromechanical material on board of rolling stock".
The following dates are fixed:
• latest date by which this document has to be
(dop) 2013-02-13
implemented at national level by publication of
an identical national standard or by
endorsement
• latest date by which the national standards
(dow) 2015-02-13
conflicting with this document have to
be withdrawn
This document supersedes EN 50388:2005 + corrigendum May 2010.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. CENELEC [and/or CEN] shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
This document has been prepared under a mandate given to CENELEC by the European Commission and
the European Free Trade Association, and supports essential requirements of EU Directive(s).
For the relationship with EU Directive 2008/57/EC, see informative Annex ZZ, which is an integral part of this
document.
For TSI lines, modification and amendments shall be made within a procedure which is related to the legal
status of the HS and CR TSIs.
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SIST EN 50388:2012
– 5 – EN 50388:2012
1 Scope
This European Standard establishes requirements for the compatibility of rolling stock with infrastructure
particularly in relation to:
– co-ordination of protection principles between power supply and traction units, especially fault
discrimination for short-circuits;
– co-ordination of installed power on the line and the power demand of trains;
– co-ordination of traction unit regenerative braking and power supply receptivity;
– co-ordination of harmonic behaviour.
This European Standard deals with the definition and quality requirements of the power supply at the
interface between traction units and fixed installations.
This European Standard specifies the interface between rolling stock and electrical fixed installations for
traction, in respect of the power supply system. The interaction between pantograph and overhead contact
line is dealt with in EN 50367. The interaction with the “control-command” subsystem (especially signalling)
is not dealt with in this standard.
Requirements are given for TSI lines (both high speed and conventional) and classical lines.
For classical lines, values, where given, are for the existing European networks. Furthermore the maximum
values that are specified are applicable to the foreseen developments of the infrastructure of the Trans
European rail networks.
The following electric traction systems are within scope:
– railways;
– guided mass transport systems that are integrated with railways;
– material transport systems that are integrated with railways.
This European Standard does not apply retrospectively to rolling stock already in service.
Information is given on electrification parameters such as to enable train operating companies to confirm,
after consultation with the rolling stock manufacturers, that there will be no consequential disturbance on the
electrification system.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
EN 50122-2:2010, Railway applications Fixed installations Electrical safety, earthing and the return
circuit Part 2: Provisions against the effects of stray currents caused by d.c. traction systems
EN 50122-3:2010, Railway applications Fixed installations Electrical safety, earthing and the return
circuit Part 3: Mutual Interaction of a.c. and d.c. traction systems
EN 50123-1:2003, Railway applications Fixed installations D.C. switchgear Part 1: General
EN 50163:2004 + A1:2007, Railway applications Supply voltages of traction systems
EN 50367, Railway applications Current collection systems Technical criteria for the interaction
between pantograph and overhead line (to achieve free access)
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 6 –
IEC 60050-811, International Electrotechnical Vocabulary Chapter 811: Electric traction
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
abnormal operating conditions
either higher traffic loads or outage of power supply equipment outside the design standard
Note 1 to entry: Under these conditions, traffic may not operate to the design timetable.
3.2
classical line
existing line that is not subject to a renewal or upgrading project to bring it into compliance with a TSI
3.3
contact line
conductor system for supplying electric energy to vehicles through current-collecting equipment
[SOURCE: IEC 60050-811-33-01]
3.4
dimensioning train
train with the lowest mean useful voltage
3.5
infrastructure manager
body or undertaking that is responsible in particular for establishing and maintaining railway infrastructure
Note 1 to entry: This may also include the management of infrastructure control and safety systems. The functions of the infrastructure
manager on a network or part of a network may be allocated to different bodies or undertakings.
Note 2 to entry: In TSI Energy, this body is referred to as the contracting or adjudicating entity.
3.6
maximum line speed
speed for which the line was approved for operation
3.7
mean useful voltage at the pantograph (U )
mean useful
3.7.1
U (zone)
mean useful
voltage giving an indication of the quality of the power supply in a geographic zone during the peak traffic
period in the timetable
3.7.2
U (train)
mean useful
voltage identifying the dimensioning train and which enables the effect on its performance to be quantified
3.8
minimum possible headway
minimum interval at which trains can run as allowed by the signalling system
3.9
new element
new, rebuilt or modified traction-unit or power supply component (hardware or software) having a possible
influence on the harmonic behaviour of the power supply system
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SIST EN 50388:2012
– 7 – EN 50388:2012
Note 1 to entry: This new element may be integrated in an existing power supply network with traction units e.g. for fixed installation:
– transformer;
– HV cable;
– filters;
– converter.
3.10
normal operating conditions
traffic operating to the design timetable and train formation used for power supply fixed installation design
Note 1 to entry: Power supply equipment is operated according to standard design rules. Rules can vary depending on the infrastructure
manager’s policy.
3.11
overhead contact line
contact line placed above (or beside) the upper limit of the vehicle gauge and supplying vehicles with electric
energy through roof–mounted current collection equipment
[SOURCE: IEC 60050-811-33-02]
3.12
power factor
active power of the fundamental wave
cosϕ =
apparent power of the fundamental wave
Note 1 to entry: In this standard, only the fundamental wave is considered.
Note 2 to entry: This is also the displacement factor cos ϕ.
3.13
register of infrastructure
for TSI, a single document which compiles, for each section of line, the characteristics of the lines concerned
in respect of all subsystems including fixed equipment
Note 1 to entry: The list of items included in the register is described in annexes of the TSI Energy.
3.14
rolling stock
general term covering all vehicles with or without motors
[SOURCE: IEC 60050-811-02-01]
3.15
separation or neutral section
section of a contact line provided with a sectioning point at each end to prevent successive electrical
sections, differing in voltage, phase or frequency being connected together by the passage of current
collectors
3.16
(traction) substation
installation, the main function of which is to supply a contact line system, at which the voltage of a primary
supply system, and in certain cases the frequency, is converted to the voltage and frequency of the contact
line
3.17
total power factor λλ
λλ
active power
λ =
apparent power
Note 1 to entry: Deformation factor υ:
---------------------- Page: 9 ----------------------
SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 8 –
λ
υ =
cosϕ
3.18
traction unit
general term covering a locomotive, motor coach or train unit
[SOURCE: IEC 60050-811-02-04]
3.19
train
combination of rolling stock coupled together. It includes banking locomotives
3.20
train power at the pantograph
active power of the train taking into account power for traction, regeneration and auxiliaries
3.21
TSI line
high speed or conventional rail line being part of the Trans-European Rail Network (TEN) and complying with
the requirements of the relevant Technical Specifications for Interoperability (TSI)
Note 1 to entry: It includes for the High Speed rail network:
– category I: specially built high-speed lines equipped for speeds generally equal to or greater than 250 km/h;
– category II: specially upgraded high-speed lines equipped for speeds of the order of 200 km/h;
– category III: specially upgraded high-speed lines which have special features as a result of topographical, relief or town planning
constraints on which the speed must be adapted to each case.
It includes for the Conventional Rail network:
a) category IV: New Core Trans European Network (TEN) Line:
1) passenger and mixed traffic: 200 km/h maximum;
2) freight traffic: 140 km/h maximum;
b) category V: Upgraded Core TEN Line:
1) passenger and mixed traffic: 160 km/h maximum;
2) freight traffic: 100 km/h maximum;
c) category VI: New Other TEN Line:
1) passenger and mixed traffic: 140 km/h maximum;
2) freight traffic: 100 km/h maximum;
d) category VII: Upgraded Other TEN Line:
1) passenger and mixed traffic: 120 km/h maximum;
2) freight traffic: 100 km/h maximum
3.22
type of line
classification of lines as a function of the parameters described in 3.6, 3.8 and 3.20
3.23
vehicle
general term denoting any single item of rolling stock, e.g. a locomotive, a coach or a wagon
[SOURCE: IEC 60050-811-02-02]
4 Periods over which parameters can be averaged or integrated
Where train operators or infrastructure managers use various parameters for their dimensioning
computations, protection measures and planning, these are effective only if they are averaged over precisely
defined time spans. Guidance and recommendations on these time spans are given in Annex A
(informative).
---------------------- Page: 10 ----------------------
SIST EN 50388:2012
– 9 – EN 50388:2012
5 Separation sections
5.1 Phase separation sections
Trains shall be able to move from one section of an a.c. system to an adjacent section of the same system,
through a phase separation section, without bridging the different phases.
Power consumption of the train (traction, auxiliaries and no-load current of the transformer) shall be brought
to zero before entering the phase separation section.
For HS TSI lines, this shall be done automatically.
For Conventional Rail TSI lines and for classical lines, where required by the infrastructure manager this
shall be done automatically. Otherwise, automatic operation is preferred, but manual on board operation may
also be employed.
Where particular circumstances require the lowering of the pantographs this shall be recorded in the register
of infrastructure.
For phase separation sections longer than 8 m, the infrastructure manager shall provide adequate means to
allow a train that is gapped underneath the phase separation to be restarted.
EN 50367 describes the characteristics of some designs of phase separation sections.
NOTE For other designs of phase separation that allow trains to pass the section with power running (e.g. automatically switched
sections or “change over sections”), the requirements of this clause may not apply if reliability and compatibility with all trains can be
demonstrated.
5.2 System separation sections
5.2.1 General
Trains shall be able to move from one energy supply system to an adjacent one which uses a different
energy supply without bridging the two contact line systems. The necessary actions (opening of the main
circuit breaker, lowering of the pantographs, etc.) depend on the type of both supply systems as well as on
the arrangement of pantographs on trains and the running speed.
There are two possibilities for trains to run through system separation sections:
1) with pantograph raised and touching the co
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST EN 50388:2012
01-maj-2012
Nadomešča:
SIST EN 50388:2006
Železniške naprave - Preskrba z električno energijo in vozna sredstva - Tehnična
merila za uskladitev med elektronapajalnimi postajami in elektrovlečnimi vozili za
doseganje medobratovalnosti
Railway Applications - Power supply and rolling stock - Technical criteria for the
coordination between power supply (substation) and rolling stock to achieve
interoperability
Bahnanwendungen - Bahnenergieversorgung und Fahrzeuge - Technische Kriterien für
die Koordination zwischen Anlagen der Bahnenergieversorgung und Fahrzeugen zum
Erreichen der Interoperabilität
Applications ferroviaires - Alimentation électrique et matériel roulant - Critères techniques
pour la coordination entre le système d’alimentation (sous-station) et le matériel roulant
pour réaliser l’interopérabilité
Ta slovenski standard je istoveten z: EN 50388:2012
ICS:
29.280 Električna vlečna oprema Electric traction equipment
45.060.01 Železniška vozila na splošno Railway rolling stock in
general
SIST EN 50388:2012 en,fr
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST EN 50388:2012
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST EN 50388:2012
NORME EUROPÉENNE
EN 50388
EUROPÄISCHE NORM
Mars 2012
EUROPEAN STANDARD
ICS 29.280; 45.060.01 Remplace EN 50388:2005 + corr. May.2010
Version française
Applications ferroviaires -
Alimentation électrique et matériel roulant -
Critères techniques pour la coordination entre le système d’alimentation
(sous-station) et le matériel roulant pour réaliser l’interopérabilité
Bahnanwendungen - Railway Applications -
Bahnenergieversorgung und Fahrzeuge - Power supply and rolling stock -
Technische Kriterien für die Koordination Technical criteria for the coordination
zwischen Anlagen der between power supply (substation) and
Bahnenergieversorgung und Fahrzeugen rolling stock to achieve interoperability
zum Erreichen der Interoperabilität
La présente Norme Européenne a été adoptée par le CENELEC le 2012-02-13. Les membres du CENELEC
sont tenus de se soumettre au Règlement Intérieur du CEN/CENELEC qui définit les conditions dans lesquelles
doit être attribué, sans modification, le statut de norme nationale à la Norme Européenne.
Les listes mises à jour et les références bibliographiques relatives à ces normes nationales peuvent être
obtenues auprès du CEN-CENELEC Management Centre ou auprès des membres du CENELEC.
La présente Norme Européenne existe en trois versions officielles (allemand, anglais, français). Une version
dans une autre langue faite par traduction sous la responsabilité d'un membre du CENELEC dans sa langue
nationale, et notifiée au CEN-CENELEC Management Centre, a le même statut que les versions officielles.
Les membres du CENELEC sont les comités électrotechniques nationaux des pays suivants: Allemagne,
Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie,
Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal,
République Tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse et Turquie.
CENELEC
Comité Européen de Normalisation Electrotechnique
Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung
European Committee for Electrotechnical Standardization
Management Centre: Avenue Marnix 17, B - 1000 Bruxelles
© 2012 CENELEC - Tous droits d'exploitation sous quelque forme et de quelque manière que ce soit réservés dans le monde entier aux
membres du CENELEC.
Ref. n° EN 50388:2012 F
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 2 –
Sommaire
Avant-propos . 5
1 Domaine d'application . 6
2 Références normatives . 6
3 Termes et définitions . 7
4 Périodes sur lesquelles les paramètres peuvent être moyennés ou intégrés . 10
5 Sections de séparation . 10
5.1 Sections de séparation de phases . 10
5.2 Sections de séparation de systèmes . 11
6 Facteur de puissance d’un train . 12
6.1 Généralités . 12
6.2 Facteur de puissance inductif . 12
6.3 Facteur de puissance capacitif . 13
6.4 Critères d’acceptation . 13
7 Limitation du courant absorbé par un train . 13
7.1 Courant maximal du train. 13
7.2 Régulation automatique . 13
7.3 Dispositif de limitation de courant ou de puissance . 15
7.4 Critères d’acceptation . 15
8 Exigences concernant la performance de l’alimentation . 15
8.1 Généralités . 15
8.2 Description . 15
8.3 Valeurs de U au pantographe . 16
moyenne utile
8.4 Relation entre U et U . 16
moyenne utile min1
8.5 Critères d’acceptation . 17
9 Type de ligne et système d’électrification . 17
10 Harmoniques et effets dynamiques . 17
10.1 Généralités . 17
10.2 Procédure d’acceptation des nouveaux éléments . 19
10.3 Etude de compatibilité . 20
10.4 Méthodologie et critères d’acceptation . 24
11 Coordination des protections . 24
11.1 Généralités . 24
11.2 Protection contre les courts-circuits . 24
11.3 Refermeture automatique d’un ou plusieurs disjoncteurs de la sous-station et effet de la
perte de la tension de ligne et du rétablissement de l’alimentation sur l'unité motrice . 26
11.4 Système d’électrification en courant continu, courant transitoire à la fermeture du disjoncteur . 26
11.5 Critères d’acceptation . 27
12 Freinage par récupération . 27
12.1 Conditions générales relatives à l’utilisation du freinage par récupération . 27
12.2 Utilisation du freinage par récupération . 27
12.3 Critères d’acceptation . 28
13 Effets d’une exploitation en courant continu sur les systèmes en courant alternatif. 28
14 Essais . 28
15 Méthodologie d’essai . 29
15.1 Sections de séparation . 29
15.2 Facteur de puissance . 29
15.3 Limitation du courant absorbé par un train . 29
15.4 Indice de qualité de l’alimentation électrique . 30
15.5 Harmoniques et effets dynamiques . 31
15.6 Coordination des protections . 31
15.7 Freinage par récupération . 32
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SIST EN 50388:2012
– 3 – EN 50388:2012
Annexe A (informative) Périodes d’intégration sur lesquelles les paramètres peuvent être
moyennés . 33
A.1 Généralités . 33
A.2 Période de temps de référence sur lesquelles les valeurs peuvent être moyennées ou
intégrées . 33
Annexe B (informative) Critères de choix déterminant la tension au pantographe . 34
Annexe C (informative) Analyse des caractéristiques des harmoniques et des surtensions
associées . 36
C.1 Généralités . 36
C.2 Surtensions liées à l’instabilité du système . 36
C.3 Surtensions liées aux harmoniques . 37
C.4 Exemples . 37
Annexe D (informative) Données relatives à l’étude de compatibilité des harmoniques et des
effets dynamiques . 40
D.1 Caractérisation des installations fixes du système d’alimentation de la traction . 40
D.2 Caractérisation des trains . 43
Annexe E (informative) Facteur global de puissance inductif et capacitif . 46
Annexe F (informative) Courant de train maximal admissible. 49
Annexe G (normative) Conditions nationales particulières . 50
Annexe ZZ (informative) Couverture des Exigences Essentielles des Directives CE . 51
Bibliographie . 52
Figures
Figure 1 Courant maximal du train par rapport à la tension . 14
Figure 2 Procédure pour l’étude de compatibilité des harmoniques et effet dynamiques . 21
Figure E.1 Facteur de puissance admis par rapport aux puissances active et réactive absorbées (P
et Q) par le train . 47
Tableaux
Tableau 1 Facteur de puissance inductif global λ d’un train . 12
Tableau 2 Valeurs du facteur a . 15
Tableau 3 U minimum au pantographe . 16
moyenne utile
Tableau 4 Systèmes d’électrification en fonction du type de ligne . 17
Tableau 5 Description des étapes . 22
Tableau 6 Niveau maximal du courant de court circuit ligne de contact/rail. 25
Tableau 7 Action sur les disjoncteurs en cas de défaut interne dans une unité motrice . 25
Tableau 8 Utilisation du freinage par récupération . 28
Tableau 9 Essais . 29
Tableau 10 U (zone) . 30
moyenne utile
Tableau 11 U (train) . 30
moyenne utile
Tableau 12 Relation entre U et U . 31
moyenne utile min1
Tableau A.1 Périodes d’intégration . 33
Tableau D.1 - Caractérisation des lignes électrifiées en courant alternatif . 41
Tableau D.2 Caractérisation des lignes électrifiées en courant continu . 42
Tableau D.3 Caractérisation d’un train en courant alternatif vis à vis des impédances, des
harmoniques et de la stabilité . 43
Tableau D.4 Caractérisation d’un train en courant continu vis à vis des impédances, des
harmoniques et de la stabilité . 45
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 4 –
Tableau F.1 Courant de train maximal admissible . 49
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SIST EN 50388:2012
– 5 – EN 50388:2012
Avant-propos
Le présent document (EN 50388:2012) a été préparé par le CLC/SC 9XC, "Alimentation et mise à la terre
des équipements de traction et appareillage auxiliaire (installations fixes)", du CLC/TC 9X "Applications
électriques et électroniques dans le domaine ferroviaire". Il concerne également l’expertise du CLC/SC 9XB
"Matériels électromécaniques embarqués".
Les dates suivantes sont fixées:
• date limite à laquelle le présent document doit
(dop)
être mis en application au niveau national par
2013-02-13
publication d'une norme nationale identique ou
par entérinement
• date limite à laquelle les normes nationales
2015-02-13
(dow)
conflictuelles doivent être annulées
Ce document remplace l’EN 50388:2005 + corrigendum mai 2010.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. Le CENELEC [et/ou] le CEN ne sauraient être tenus
pour responsables de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence
Le présent document a été préparé dans le cadre d’un mandat confié au CENELEC par la Commission
Européenne et l’Association Européenne de Libre Echange et couvre les exigences essentielles de la (des)
Directive(s) UE.
Pour la relation avec la Directive UE 2008/57/CE, voir l’Annexe ZZ informative, qui fait partie intégrante du
présent document.
Pour les lignes STI, des modifications et des amendements doivent être réalisés dans le cadre d’une
procédure en relation avec le statut légal des STI GV (grande vitesse) et CR (réseau ferroviaire
conventionnel).
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 6 –
1 Domaine d'application
La présente norme européenne établit des exigences concernant la compatibilité du matériel roulant avec
l’infrastructure existante, notamment en rapport avec:
– la coordination des principes de protection entre l'alimentation électrique et les unités motrices,
spécialement la discrimination des défauts lors des courts circuits;
– la coordination entre la puissance installée d'une ligne et la demande en puissance des trains;
– la coordination entre le freinage par récupération d'une unité motrice et la réceptivité de l'alimentation
électrique;
– la coordination dans le comportement vis à vis des harmoniques.
La présente norme européenne traite de la définition et des exigences de la qualité de l'alimentation
électrique à l'interface entre les unités motrices et les installations fixes.
La présente norme européenne spécifie l'interface entre le matériel roulant et les installations fixes de
traction électrique, dans le cadre du système d'alimentation électrique. L'interaction entre pantographe et
ligne aérienne de contact est traitée dans l'EN 50367. L'interaction avec le sous-système "contrôle-
commande" (particulièrement la signalisation) n'est pas traitée dans cette norme.
Des exigences sont spécifiées pour les lignes STI (grande vitesse et conventionnelle) et les lignes
classiques.
Pour les lignes classiques, les valeurs, le cas échéant, sont données pour les réseaux européens existants.
De plus, les valeurs maximales spécifiées sont applicables aux développements prévus de l’infrastructure
des réseaux ferroviaires transeuropéens.
Les systèmes de traction électrique suivants sont concernés:
– chemins de fer;
– systèmes guidés de transport qui sont intégrés avec les chemins de fer;
– systèmes de transport de matières qui sont intégrés avec les chemins de fer.
La présente norme européenne ne s'applique pas rétroactivement aux matériels roulants déjà en service.
L'information sur les paramètres d'électrification est donnée aux entreprises d'exploitation ferroviaire pour
leur permettre de confirmer, après consultation des constructeurs de matériel roulant, qu'il n'y aura pas de
perturbation consécutive sur le système d'électrification.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
EN 50122-2:2010, Applications ferroviaires - Installations fixes Sécurité électrique, mise à la terre et
circuit de retour Partie 2: Mesures de protection contre les effets des courants vagabonds issus de la
traction électrique à courant continu
EN 50122-3 :2010, Applications ferroviaires - Installations fixes Sécurité électrique, mise à la terre et
circuit de retour Partie 3: Interactions entre systèmes de traction en courant alternatif et continu
EN 50123-1:2003, Applications ferroviaires - Installations fixes Appareillage à courant continu Partie 1:
Généralités
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SIST EN 50388:2012
– 7 – EN 50388:2012
EN 50163:2004 + A1:2007, Applications ferroviaires Tensions d’alimentation des systèmes de traction
EN 50367, Applications ferroviaires - Systèmes de captage de courant - Critères techniques d’interaction
entre le pantographe et la ligne aérienne de contact (réalisation du libre accès)
CEI 60050-811, Vocabulaire électrotechnique international Chapitre 811: Traction électrique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions suivants s’appliquent.
3.1
conditions anormales d'exploitation
soit des charges de trafic plus importantes, soit une mise hors service d'une installation d'alimentation
électrique sortant des règles normales
NOTE 1 à l’article : Dans Ces conditions, le trafic peut ne pas être exploité suivant la grille horaire projetée.
3.2
ligne classique
ligne existante non soumise à un projet de rénovation ou d’aménagement pour la rendre conforme à une STI
3.3
ligne de contact
ligne électrique destinée à alimenter des véhicules en énergie électrique, par l’intermédiaire d’organes de
prise de courant
[SOURCE: CEI 60050-811-33-01]
3.4
train dimensionnant
train avec la tension moyenne utile la plus basse
3.5
gestionnaire de l’infrastructure
entité ou entreprise responsable en particulier de la conception et de la maintenance des infrastructures
ferroviaires
NOTE 1 à l’article : Il peut aussi inclure la gestion des systèmes de sécurité et de commande de l'infrastructure. Les fonctions du
gestionnaire de l'infrastructure d'un réseau ou d'une partie d'un réseau peuvent être attribuées à différentes entités ou entreprises.
NOTE 2 à l’article: Dans la STI Energie, cette entité est appelée autorité contractante ou adjudicatrice.
3.6
vitesse maximale en ligne
vitesse pour laquelle l'exploitation de la ligne a été autorisée
3.7
tension moyenne utile au pantographe (U )
moyenne utile
3.7.1
U (zone)
moyenne utile
tension donnant une indication sur la qualité de l'alimentation électrique sur une zone géographique pendant
la période de trafic de pointe de la grille horaire
3.7.2
U (train)
moyenne utile
tension identifiant le train dimensionnant et permettant de quantifier l'effet sur sa performance
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 8 –
3.8
espacement minimal des circulations trains
intervalle minimum entre les trains permis par le système de signalisation
3.9
nouvel élément
toute unité motrice nouvelle, reconstruite ou modifiée ou composant du système d'alimentation électrique
(matériel ou logiciel) ayant une influence possible sur le comportement vis-à-vis des harmoniques du
système d'alimentation électrique
Note 1 à l’article : Ce nouvel élément peut être intégré dans un réseau d'alimentation existant avec des
unités motrices, par exemple, pour une installation fixe:
– transformateur;
– câble haute tension;
– filtres;
– convertisseur
3.10
conditions normales d'exploitation
exploitation du trafic suivant la grille horaire projetée et la composition des trains utilisées pour la conception
des installations fixes d’alimentation électrique
NOTE 1 à l’article: Les installations d’alimentation électrique sont exploitées suivant les règles de conception normales. Ces règles
peuvent varier suivant la politique d'exploitation du gestionnaire de l'infrastructure.
3.11
ligne aérienne de contact
ligne électrique destinée à alimenter des véhicules en énergie électrique par l’intermédiaire d’organes de
prise de courant et constituée par des conducteurs placés au-dessus (ou à côté) de la limite supérieure du
gabarit des véhicules
[SOURCE: CEI 60050-811-33-02]
3.12
facteur de puissance
puissance active de l'onde fondamentale
cosϕ =
puissance apparente de l'onde fondamentale
NOTE 1 à l’article: La présente norme ne prend en compte que l'onde fondamentale.
NOTE 2 à l’article : Il s’agit également du facteur de déplacement cos ϕ.
3.13
registre d'infrastructure
pour les STI, document unique qui reprend, pour chaque section de ligne, les caractéristiques des lignes
concernées pour tous les sous-systèmes qui comprennent des installations fixes
NOTE 1 à l’article: La liste des éléments inclus dans le registre est décrite dans les annexes de la STI Energie.
3.14
matériel roulant
terme général servant à désigner tous les véhicules, motorisés ou non
[SOURCE: CEI 60050-811-02-01]
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SIST EN 50388:2012
– 9 – EN 50388:2012
3.15
section de séparation ou section neutre
partie de ligne de contact pourvue à chaque extrémité d’un point de sectionnement, de façon à éviter
l’interconnexion par les organes de prise de courant, de deux section électriques successives présentant
des différences de tension, de phase ou de fréquence
3.16
sous-station (de traction)
installation, dont la fonction principale consiste à alimenter un système d’alimentation, au niveau de laquelle
la tension d’un système d’alimentation primaire, et dans certains cas la fréquence, est convertie à la tension
et à la fréquence de la ligne de contact
3.17
facteur de puissance global λλλλ
puissanceactive
λ=
puissanceapparente
NOTE 1 à l’article: Facteur de forme υ:
λ
υ =
cosϕ
3.18
unité motrice
terme général servant à désigner une locomotive, une automotrice ou un élément automoteur
[SOURCE: CEI 60050-811-02-04]
3.19
train
combinaison de matériels roulants attelés. Il comprend les locomotives de pousse
3.20
puissance du train au pantographe
puissance active d’un train prenant en compte la puissance pour la traction, la récupération et les auxiliaires
3.21
ligne STI
ligne ferroviaire grande vitesse ou conventionnelle faisant partie du réseau ferroviaire transeuropéen (RTE)
et satisfaisant aux exigences des spécifications techniques d’interopérabilité (STI) appropriées
Note 1 à l’article: Elle inclut pour le réseau ferroviaire à grande vitesse:
– catégorie I: les lignes spécialement construites pour la grande vitesse, équipées pour des vitesses
généralement égales ou supérieures à 250 km/h;
– catégorie II: les lignes spécialement aménagées pour la grande vitesse, équipées pour des vitesses de
l'ordre de 200 km/h;
– catégorie III: les lignes spécialement aménagées pour la grande vitesse à caractère spécifique en raison
de contraintes topographiques, du relief ou d'environnement urbain, dont la vitesse doit être adaptée cas
par cas.
Elle inclut pour le réseau ferroviaire conventionnel:
a) catégorie IV: Nouvelle ligne pour réseau transeuropéen (RTE) central:
1) trafic voyageurs et mixte: 200 km/h maximum;
2) trafic marchandises: 140 km/h maximum ;
b) catégorie V: Ligne aménagée pour RTE central :
1) trafic voyageurs et mixte: 160 km/h maximum;
2) trafic marchandises : 100 km/h maximum;
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SIST EN 50388:2012
EN 50388:2012 – 10 –
c) catégorie VI: Nouvelle ligne pour Autre RTE :
1) trafic voyageurs et mixte: 140 km/h maximum;
2) trafic marchandises: 100 km/h maximum;
d) catégorie VII: Ligne aménagée pour Autre RTE:
1) trafic voyageurs et mixte: 120 km/h maximum;
2) trafic marchandises: 100 km/h maximum.
3.22
type de ligne
classification des lignes en fonction des paramètres décrits en 3.6, 3.8 et 3.20
3.23
véhicule
terme général servant à désigner tout élément de matériel roulant, par exemple, une locomotive, une voi
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.