Proposal:FR:Traction substations extension

Qualification de la conversion dans les sous-stations ferroviaires
Statut:	Proposed (under way)
Proposé par :	fanfouer
Balisage :	frequency_conversion=*
S’applique à :
Définition :	Création d'une nouvelle clé pour décrire les processus de conversion de fréquence mise en œuvre dans les sous-stations ferroviaires électriques
Statistics:
Ébauché le :	2019-04-05
Début de discussion :	2019-04-25

Page traduite de l'anglais le 26 avril 2019.

Proposition

Il est proposé d'ajouter une nouvelle clé frequency_conversion=* associée aux postes électriques traction et converter. Ceci va permettre de définir qu'un procédé de conversion de fréquence de l'énergie électrique existe dans ces postes électriques.
Les valeurs attendues peuvent être yes, ac_dc, ac_ac ou no.
La dernière est prévue pour indiquer explicitement qu'aucun processus de conversion n'existe alors qu'il pourrait être attendu. C'est utile pour résoudre le problème de l'indétermination des objets manquants dans la base de données : ces processus existent-ils et dois-je les chercher ou au contraire pas du tout ?

Certains systèmes de traction ferroviaires peuvent exister avec des systèmes polyphasés, parfois bi-phasés ou mono phasés contrairement aux réseaux du secteur habituellement tri-phasés. Il s'agit ici d'une propriété des appareils ou des lignes à l'intérieur d'un poste électrique donné. Cette proposition ne s'attache pas à le définir exactement et les tags existants sont suffisants. La clé frequency_conversion=* doit être utilisée sans considérer les phases alternatives (466-01-04) ou les pôles du courant continu (466-01-06).

Aucune valeur ne sera dépréciée ou remplacée. La valeur substation=traction conserve sa définition et son usage pour décrire les système de traction ferroviaire.
La clé proposée frequency_conversion=* ne sera pas compatible avec les appareils power=converter et il est plus pertinent d'utiliser frequency:primary=*, frequency:secondary=* comme voltage:primary=* pour les transformateurs power=transformer. C'est en dehors du périmètre de la présente proposition.

Motivation

Les sous-stations électriques ferroviaires sont actuellement décrites dans OSM avec substation=traction. Les utilisateurs savent ainsi que l'électricité consommée est destinée à la circulation des trains ou des transports en commun.
Il y a plusieurs possibilités pour transformer et convertir l'onde électrique alternative du réseau public et la rendre compatible avec la circulation des trains, en courant alternatif comme continu à de nombreuses tensions.
Cependant il n'est pas évident de savoir si le courant est continu ou pas en sortie de la sous-station avec le schéma actuel et si les équipements sont dissimulés par un bâtiment. Nous verrons que frequency=* est une propriété des appareils installés dans le poste et ne doit pas être propagée à la sous-station tout entière. Nous avons donc besoin d'une clé supplémentaire pour indiquer qu'une conversion a lieu dans le poste et qu'une catégorie particulière d'appareil peut être trouvée à l'intérieur (utile pour les tests QA). Les sous-stations ferroviaires ne produisent pas toujours du courant continu puisque les systèmes modernes de traction peuvent fonctionner avec du courant alternatif.

La plupart des postes électriques sont décrits avec voltage=* dans OpenStreetMap mais il faut prendre les valeurs avec précaution. Il est actuellement recommandé de mentionner au moins la tension la plus élevée dans le poste. Ainsi une valeur unique de cette clé peut aussi bien dire qu'il n'y a qu'une tension dans ce poste, ou bien que le contributeur n'a indiqué que la plus haute. Sans qu'il ne soit possible de déterminer si des transformateurs abaissent ou réduisent cette tension. Il faut dire que voltage=* est de la qualification de confort pour les rendus pour faciliter le choix des couleurs en se basant sur la taille présumée du poste en fonction de la tension à l'intérieur.
Comme toutes les autres valeurs agrégées depuis l'appareillage installé dans le poste (comme frequency=*, phases=*...), voltage=* devrait être une propriété des appareils et non du poste en lui-même mais ce n'est pas le but de cette proposition d'en réduire l'usage. Toutefois la valeur de cette clé n'est pas considérée comme fiable ici.

Il n'est pas possible d'utiliser substation=converter pour traiter le point précis de la conversion de fréquence puisque les postes de traction ferroviaire portent déjà substation=traction.

Conversion de fréquence

La Conversion (601-01-07) est un processus qui modifie la fréquence d'un courant/tension électrique circulant dans un réseau. On le réalise à l'aide de power=converter. Voir les conversions AC/DC sur les réseaux de transport par exemple.
Les sous-stations ferroviaires impliquent souvent la production de courant continu ou des conversions de 50Hz vers des fréquences différentes (16.7Hz par exemple en Allemagne ou Suisse) sans que cela soit systématique. Les systèmes de traction modernes peuvent désormais fonctionner avec du courant alternatif provenant directement des réseaux publics de transport ou de distribution. Il serait utile d'ajouter une nouvelle clé sur l'objet OSM du poste pour indiquer que des power=converter sont attendus ou pas.

Les contributeurs seront à même de comparer la fréquence qu'ils utilisent à la maison (concernant la fréquence du réseau public) et les fréquences utilisées par la traction ferroviaire d'après des informations publiques. Les systèmes de traction ferroviaire sont en effet largement documenté publiquement.
Si aucune donnée ou connaissance publique n'est disponible, alors ne le cartographiez pas.

La déduction peut ne pas être exacte

On peut penser que les utilisateurs seront à même de déduire si une conversion a lieu ou pas dans le poste en utilisant uniquement la tension, typiquement les valeurs utilisées dans le domaine ferroviaire.
Il n'existe pas de plages de tensions dédiées aux tractions alternatives ou continues.

• Les tractions en courant alternatif fonctionnent entre 750 V (ou moins) et 25 kV
• Les tractions en courant continu fonctionnent entre 750 V (ou moins) et 3 kV.

Les systèmes modernes alternatifs fonctionnent en moyenne tension (comme 25 kV) alors que les systèmes continus (tant anciens que récents) fonctionnent sur des tensions basses telles que 3 kV ou 750 V (parmi d'autres possibilités, particulièrement pour les transports locaux).

D'autres systèmes de traction alternatifs plus anciens peuvent être trouvés fonctionnant à des tensions basses. Voir Chemin de fer du Gornergrat ou les chemins de fer de Jungfrau pour de tels exemples.

Ainsi se référer aux tensions pour déduire la fréquence et par extension les processus de conversion en jeu n'est pas une bonne méthode.
Alors nous aurons besoins de meilleurs outils pour éviter toute déduction maladroite.

Avantages concrets

• La capacité d'indiquer avec frequency_conversion=* la catégorie de conversion (ou non) qui est effectuée dans un poste substation=traction ou substation=converter donné. Actuellement ce n'est pas possible alors que les trains ne circulent pas toujours avec du courant continu.
• Améliorer les tests de QA en vérifiant que les power=converter décris dans le poste correspondent bien à la valeur de frequency_conversion=* et encourager les contributeurs à les trouver dans le cas échéant.

Attributs

D'après les motivations ci-dessus, la clé proposée frequency_conversion=* peut prendre les valeurs suivantes :

Liste des possibles valeurs de frequency_conversion=*

Clé	Valeur	Commentaire
frequency_conversion=*	yes	Un processus de conversion existe sans que nous soyons capable de définir de quelle nature.
	ac_dc	Une conversion AC (courant alternatif fourni par le réseau public à 50Hz) vers DC utilisé par les trains
	ac_ac	Une conversion AC (courant alternatif fourni par le réseau public à 50Hz) vers une autre fréquence différente (toujours un courant alternatif) utilisé par les trains.
	no	Aucune conversion n'est réalisée dans le poste et aucun power=converter en service ne doit s'y trouver.

Comment déterminer la conversion ?

Il faut trouver deux informations différentes :

• Si le poste est alimenté depuis le réseau public, la fréquence à laquelle ce dernier fonctionne. Wikipedia dispose d'une liste de standards par pays.
• La tension et la fréquence requise par les trains qui circulent sur toute voie électrifiée raccordée à la sous-station que vous cartographiez.

La valeur de frequency_conversion=* dépend de ces deux critères. Par exemple une sous-station alimentant des trains en courant continu (frequency=0) depuis le réseau public alternatif 50Hz (frequency=50) recevra frequency_conversion=ac_dc.

Gestion du changement

Il n'y a pas de clé à déprécier dans le cadre de cette proposition.
En date du 5 avril 2019, 3 449 sous-stations ferroviaires sont recensées et peuvent donc recevoir l'une ou l'autre des valeurs de la nouvelle clé frequency_conversion=*

Pages affectées

• Mettre à jour substation=traction
• Créer frequency_conversion=*

Exemples

Photo	Localisation	Attributs	Commentaires
	France	461416673 power=substation substation=traction frequency_conversion=no location=outdoor name=Sous-station de Ventabren voltage=25000 operator=SNCF Réseau	Système 25kV alternatif avec auto-transformateurs. Aucune ligne électrique n'alimente cette sous-station de compensation. L'énergie arrive via des lignes suivant la voie et les caténaires gérées par l’exploitant ferroviaires.
	Allemagne	154070456 power=substation substation=traction frequency_conversion=ac_ac name=Bahnstromumformerwerk Karlsruhe voltage=110000;15000 operator=DB Energie GmbH start_date=1957	Une sous-station ferroviaire avec deux Motor–generator-sets de 26,5 MW. L'énergie est prise à 110kV 50Hz tri-phasé depuis le réseau et convertie en 110kV 16,7Hz mono-phasé. Ceci est transmis aux caténaires et autres sous-stations avoisinantes. Ces sous-stations peuvent réinjecter de l'énergie sur le réseau public lorsque les trains freinent.
	France	231157306 power=substation substation=traction frequency_conversion=ac_dc name=Sous-station de Bercy voltage=63000 operator=SNCF Réseau	La sous-station de Paris Bercy munie de 3 transformateurs 63kV extérieurs et de convertisseurs produisant du courant continu à 1500V à l'intérieur du bâtiment (nous ne savons pas combien).

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