РАЗДЕЛ 4

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ УКРАИНЫ

4.7. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Система электроснабжения представляет собой единую электрическую сеть, состоящую из внешних систем (электростанции, линии электропередач, районные трансформаторные подстанции) и сооружений, относящихся непосредственно к системе Укрзализныци (тяговые подстанции, контактная сеть с питающими линиями и линиями, отсасывают ток).

Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами электростанции 1, поступает на повышающую трансформаторную подстанцию 2 и далее по линиям электропередачи высокого напряжения 3 передается на тяговые подстанции 4, расположенные вдоль железной дороге. На тяговых подстанциях трехфазный переменный ток превращается в ток нужного рода и определенного напряжения для питания устройств электрической тяги и районных потребителей. Питания электровозов осуществляется от контактной сети 7 через токоприемники-пантографы (рис 4.10).

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

Тяговые подстанции на электрифицированных железных дорогах постоянного тока выполняют две основные функции - снижают напряжение трехфазного тока, подводимой и преобразуют его в постоянный ток. Тяговые подстанции на электрифицированных железных дорогах, работающих на однофазном переменном токе промышленной частоты, есть, собственно говоря, трансформаторными подстанциями, которые понижают напряжение с 110-220 до 25 кВ.

Контактная сеть (рис.4.11) 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 (пантографов).

На электростанциях вырабатывается трехфазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением до 21 кВ. Часть электроэнергии передается потребителям по линиям электропередачи на генераторной напряжении. Другая часть поступает на расположенную рядом повышающую трансформаторную подстанцию и далее передается на большие расстоянии. Вблизи мест потребления электроэнергии напряжение на трансформаторных подстанциях и снижают ток подают в районные сети высокого напряжения (110-220 кВ). До этих сетей 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;

• однофазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 25 кВ. Для надежной работы и удобства обслуживания контактную сеть делят на отдельные участки (секции) при помощи воздушных промежутков и нейтральных вставок, а также секционных и врезных изоляторов. В отдельные секции выделяют перегоны и станции.

Сейчас на дорогах СНГ и Балтии электрифицировано свыше 55 тыс. км, в том числе в Украине - 9,2 тыс. км. В Швейцарии все железнодорожные линии электрифицированы; в Швеции железной 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%. В Украине электрифицировано 41,1% линий; доля в общем объеме перевозок на электрической тяге составляет (на 01.01.2002 г.) 86,0% .

К 1955 г. 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 удельных затрат цветных металлов вследствие уменьшения площади сечения проводов, расходов на содержание тяговых подстанций (расстояния увеличиваются с 5-20 км до 10-80 км). В конце 70-х годов на участке Вязьма-Орша было введено новую систему электроснабжения 2x25 кВ на переменном токе, что дало возможность увеличить расстояние между тяговыми подстанциями до 80-100 км, обеспечить стабилизацию уровня напряжения в контактной сети, значительно снизить электромагнитное воздействие электрической тяги на устройстве связи.

Электроэнергию тратят в основном на тягу поездов и частично - на питание не тяговых потребителей (депо, станций, мастерских и т.п.).

В этой связи важным резервом снижения расхода электроэнергии является ее рекуперация. Рекуперация электроэнергии (от лат. requperation - получение снова, возвращение) - это возврат части электроэнергии, которая расходуется во время движения поезда на спусках для повторного использования. В основе рекуперации лежит обратимость электрических машин - способность работать как в режиме электродвигателя, так и в режиме генератора.

Стыковка линий, электрифицированных на постоянном и переменном токе, осуществляющих по контактной сети на специально оборудованных железнодорожных станциях стыкования или используют электровозы двойного питания, что работают и на постоянном, и на переменном токе.