Curso de Tração Elétrica

Aula 1 • Visão Geral da Infraestrutura de Tração

Apresenta as redes de alimentação, subestações e sistemas de contacto que fornecem energia aos veículos. Prepara o terreno para o estudo detalhado em capítulos posteriores.

Aula 2 • Tipos de Sistemas de Tração Elétrica

Analisa configurações de tração em corrente contínua, corrente alternada e baseadas em baterias utilizadas no transporte ferroviário e rodoviário. Fornece a estrutura de classificação utilizada ao longo do curso.

Aula 3 • Conversão de Energia na Tração

Explica como a energia elétrica se converte em movimento mecânico nos sistemas de tração. Relaciona princípios termodinâmicos e eletromagnéticos com o esforço de tração.

Aula 4 • Mecânica do Movimento do Comboio

Aborda as forças que atuam num veículo em movimento, incluindo aderência, resistência de rampa e de curva. Fundamenta os alunos na física necessária para os cálculos de tração.

Aula 1 • Esquemas de Proteção para Sistemas de Corrente Contínua

Aborda a proteção contra sobrecorrente, defeito à terra e curto-circuito para redes de tração em corrente contínua. Relaciona a coordenação da proteção com a fiabilidade e segurança do sistema.

Aula 2 • Redes de Alimentadores e Distribuição

Analisa cabos de alimentação positiva, disposições de barras de distribuição e seccionamento para distribuição em corrente contínua. Demonstra como a topologia da rede afeta a regulação de tensão.

Aula 3 • Controlo da Corrente de Retorno e Corrente Dispersa

Aborda os circuitos de retorno pelo carril e a mitigação de correntes dispersas que causam corrosão. Apresenta estratégias de ligação equipotencial, drenagem e monitorização.

Aula 4 • Subestações de Tração para Sistemas de Corrente Contínua

Detalha os componentes da subestação retificadora, incluindo transformadores, retificadores e aparelhagem de manobra. Explica como as subestações convertem a corrente alternada da rede em corrente contínua de tração.

Aula 1 • Proteção e Coordenação em Sistemas de Corrente Alternada

Aplica proteção de distância, diferencial e contra sobrecorrente a alimentadores de tração em corrente alternada. Garante que os alunos conseguem coordenar as regulações de relés em toda a rede de alimentação.

Aula 2 • Qualidade de Energia em Tração de Corrente Alternada

Analisa harmónicas, desequilíbrio de tensão e cintilação causados por cargas de tração na rede de distribuição. Apresenta equipamentos de mitigação e conformidade com normas.

Aula 3 • Alimentação de Tração em Corrente Alternada Monofásica

Examina os sistemas monofásicos de 25 kV e 15 kV utilizados em ferrovias de alta velocidade e linha principal. Explica os métodos de alimentação por autotransformador e transformador booster.

Aula 4 • Alimentação de Tração em Corrente Alternada Trifásica

Aborda a alimentação trifásica utilizada em aplicações ferroviárias industriais e algumas urbanas. Relaciona os requisitos de equilíbrio de fases com o projeto da interface com a rede.

Aula 1 • Geometria da Catenária e Estagelamento

Aborda a altura do fio de contacto, o estagelamento e a pré-flecha para garantir uma captação de corrente uniforme. Relaciona os parâmetros geométricos com o desgaste do pantógrafo e os limites de velocidade.

Aula 2 • Interação Pantógrafo-Catenária

Analisa a interação dinâmica entre o pantógrafo e a catenária utilizando a teoria de propagação de ondas. Identifica as causas de arco elétrico, desgaste e perda de contacto.

Aula 3 • Componentes do Sistema de Catenária

Identifica o fio de suspensão, o fio de contacto, os pendurais e os braços de registo em conjuntos de catenária. Estabelece o conhecimento dos componentes necessário para projeto e inspeção.

Aula 4 • Projeto e Operação do Pantógrafo

Examina tipos de pantógrafo, força de contacto e comportamento aerodinâmico em velocidade. Relaciona as características do pantógrafo com o desempenho da captação de corrente.

Aula 1 • Motor de Indução em Corrente Alternada para Tração

Explica o funcionamento do motor de indução de rotor em gaiola de esquilo sob variadores de frequência. Relaciona o escorregamento, binário e controlo de fluxo com o desempenho da tração.

Aula 2 • Integração do Sistema de Acionamento de Tração

Integra o motor, conversor, caixa de velocidades e bogie num sistema de acionamento de tração completo. Avalia a eficiência do sistema e o projeto da transmissão mecânica.

Aula 3 • Princípios do Motor de Tração em Corrente Contínua

Aborda as características dos motores de corrente contínua em série, derivação e composto relevantes para aplicações de tração. Relaciona as curvas binário-velocidade com os requisitos de desempenho do veículo.

Aula 4 • Conversores Eletrónicos de Potência em Tração

Detalha inversores, cortadores e retificadores utilizados para controlar os acionamentos de motores de tração. Relaciona as estratégias de comutação com o desempenho do motor e a geração de harmónicas.

Aula 1 • Princípios da Travagem Regenerativa

Explica como os motores de tração funcionam como geradores durante a travagem para devolver energia à alimentação. Quantifica a energia recuperável através da análise da curva velocidade-tempo.

Aula 2 • Armazenamento de Energia a Bordo

Examina baterias e supercondensadores montados em veículos para operação sem catenária e corte de picos. Relaciona o armazenamento a bordo com restrições de autonomia e peso.

Aula 3 • Análise de Medição e Poupança de Energia

Aplica ferramentas de medição e simulação para quantificar as poupanças de energia da travagem regenerativa. Apoia o desenvolvimento do caso de negócio para investimento em armazenamento.

Aula 4 • Travagem Reostática e Combinada

Aborda a travagem reostática como alternativa quando a regeneração não é possível. Explica a travagem combinada que integra travagem regenerativa e de fricção.

Aula 1 • Controlo de Comboio Baseado em Comunicação

Analisa a arquitetura do controlo de comboio baseado em comunicação utilizando comunicação de rádio contínua para operação de bloco móvel. Relaciona a redução do intervalo entre comboios com as melhorias na capacidade da rede.

Aula 2 • Operação Automática de Comboios

Detalha as funções do ATO, incluindo paragem em estação, controlo de portas e condução energeticamente eficiente. Avalia o desempenho do ATO em relação a referências de operação manual.

Aula 3 • Sistemas Automáticos de Proteção de Comboios

Explica a supervisão de velocidade, acionamentos de travagem de emergência e sinalização em cabina em sistemas ATP. Relaciona a lógica de proteção com a operação segura do comboio.

Aula 4 • Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados

Aborda a arquitetura SCADA para monitorização e controlo remoto da alimentação de tração. Relaciona a aquisição de dados em tempo real com a tomada de decisões operacionais.

Aula 1 • Fiabilidade, Disponibilidade e Mantenabilidade

Aplica a análise RAM aos componentes do sistema de tração para prever taxas de falha e necessidades de manutenção. Relaciona os resultados da RAM com o custo do ciclo de vida e a fiabilidade do serviço.

Aula 2 • Análise de Fluxo de Carga e Tensão

Aplica a simulação de fluxo de carga para prever perfis de tensão e distribuição de corrente sob tráfego de ponta. Identifica estrangulamentos e informa o posicionamento de subestações.

Aula 3 • Revisão e Validação de Projeto

Conduz revisões de projeto estruturadas e ensaios de aceitação de fábrica para validar projetos de sistemas de tração. Prepara os alunos para atividades de comissionamento e entrega.

Aula 4 • Modelação do Consumo de Energia

Modela o consumo de energia de tração utilizando simulação de desempenho de comboios em perfis de percurso. Apoia o dimensionamento da infraestrutura e o planeamento da aquisição de energia.