Схема электроснабжения

Система электроснабжения представляет собой единую электрическую сеть. которая состоит из внешних систем (электростанции, линии электропередач, районные трансформаторные подстанции) и сооружений, находящихся непосредственно в системе МПС (тяговые подстанции, контактная сеть, с питающими и отсасывающими линиями),

Рассмотрим схему электроснабжения (рис.5.1).

Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами электростанции 1, поступает на трансформаторную подстанцию 2 и далее по линиям электропередачи высокого напряжения 3 передается на тяговые подстанции 4, расположенные вдоль железной дороги. На тяговых подстанциях трехфазный переменный ток преобразуется вток нужного рода иопределенного напряжения для питания, устройств электрической тяги и районных потребителей. Питание электровозов осуществляется от контактной сети 7 через токоприемники (пантографы).

Рельсовая сеть 8 является вторым проводом тяговой сети. Контактная сеть 7 и рельсовая сеть 8, питающие 5 и отсасывающие 6 линии образуют тяговую часть системы электроснабжения.

Тяговые подстанции на электрифицированных железных дорогах, работающих на однофазном переменном токе промышленной частоты, являются по существу трансформаторными подстанциями, понижающими напряжение с 110...220 до 25 кВт.

Контактная сеть (рис.5.2.) предназначена для подачи электрической энергии от тяговой подстанции к электроподвижному составу и представляет собой совокупность проводов, конструкций и оборудования, .обеспечивающих передачу электрической энергии от тяговых подстанций к токоприемникам электроподвижного состава.

Рис.5.2. Контактная сеть:

1 - опора; 2 — тяга: 3 - консоль; i - изолятор;

5 - несущий трос; 6 -контактный провод;

7- струны; 8 - фиксатор; 9 - изолятор

На электростанциях вырабатывается трехфазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением до 21 кВ. Часть электроэнергии передается потребителям по линиям электропередачи на генераторном напряжении. Другая часть поступает на расположенную рядом повышающую трансформаторную подстанцию и далее передается на большие расстояния. Вблизи мест потребления электроэнергии, напряжение на трансформаторных подстанциях понижают и ток подают в районные сети высокого напряжения (110-220 кВ). К этим сетям наряду с другими потребителями подключены также и тяговые подстанции.

На железных дорогах стран СНГ и Балтии применяют две системы электрической тяги: постоянного тока с напряжением в тяговой сети 3 кВ и однофазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 25 кВ.

Для надежной работы и удобства обслуживания контактную сеть делят на отдельные участки (секции) с помощью воздушных промежутков и нейтральных вставок, а также секционных и врезных изоляторов. В отдельные секции выделяют перегоны и станции.

В настоящее время на дорогах СНГ и Балтии электрифицировано более 55 тыс.км, в том числе в РФ - 39 тыс.км. В Швейцарии все железнодорожные линии электрифицированы; в Швеции железные дороги с электрической тягой составляют 60%, в Италии - 50%. в Японии и Германии - более 30%, Чехии, Словакии и Румынии - около 25%; в Великобритании и Венгрии - более 20%, в Алжире. Заире. Индии, Бразилии и Чили – 10-11%.

До 1985г. электрификация железных дорог СНГ и Балтии осуществлялась на постоянном токе. а после 1955 г. - на переменном токе. Переход с постоянного на переменный ток обеспечил снижение удельного расхода цветных металлов из-за уменьшения площади сечения проводов, расходов на содержание тяговых подстанций (расстояния увеличиваются с 5..,20 км до 10...80 км). В конце 70-х г. г. была введена на участке Вязьма-Орша новая система электроснабжения 2х25 кВ на переменном токе, которая позволила увеличить расстояние между тяговыми подстанциями до 80...100 км, обеспечить стабилизацию уровня напряжения в контактной се­ти, значительно снизить электромагнитное влияние электрической тяги на устройства связи.

Железнодорожный транспорт потребляет около 8% электроэнергии. вырабатываемой в стране. В основном ее расходуют на тягу поездов и частично - на питание нетяговых потребителей (депо, станций, мастерских и др.).

В этой связи важным резервом снижения расхода электроэнергии является ее рекуперация. Рекуперация электроэнергии (от лат.. requperation - получение вновь, возвращение) - это возвращение части электроэнергии, расходуемой при движении поезда на спусках для повторного использования при тяге. В основе рекуперации лежит обратимость электрических машин - способность работать как в режиме электродвигателя, так и в режиме генератора.

Стыкование линий, электрифицированных на постоянном и переменном токе. осуществляют по контактной сети, на специально оборудованных железнодорожных станциях стыкования или используют электровозы двойного питания, которые работают и на постоянном и на переменном токе.