1 Системы тягового электроснабжения

1.1. Основные элементы схемы питания электрических железных дорог

Основной задачей хозяйства электроснабжения железных дорог является гарантированное энергообеспечение перевозочного процесса.

Электрифицированные железные дороги питаются высоким напряжением (110, 220 кВ) от общей энергосистемы трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.

Рис. 1.1 Схема питания электрических железных дорог.

1. Система внешнего электроснабжения (СВЭ);

2. Система тягового электроснабжения (СТЭ);

1. Электростанция;

2. ЛЭП энергосистемы;

3. Районная трансформаторная подстанция;

4. ЛЭП от районной трансформаторной подстанции к тяговой подстанции;

5. Тяговая подстанция (ТП);

6. Питающая линия (фидер);

7. Отсасывающая линия;

8. Контактная сеть (КС);

9. Рельсовая сеть;

10. ЭПС.

Система внешнего электроснабжения – это мощная электроэнергетическая система с крупными электрическими станциями, трансформаторными подстанциями и ЛЭП.

Система тягового электроснабжения – это тяговая подстанция и тяговая сеть, устройства, которых зависят от применяемой электрической тяги.

Тяговая сеть – это контактная сеть, рельсовая сеть, а также питающие и отсасывающие линии.

1.2. Преимущества электрической тяги

1. Себестоимость электрической энергии при производстве на электростанции значительно ниже, чем при производстве на генераторе электровоза.

2. На электростанциях используются любые виды топлива, в том числе и низкокачественные (мазут и бурый уголь). Кроме того, существуют электростанции, для работы которых не требуется топливо (ГЭС, АЭС). Электростанции могут сооружаться непосредственно у места добычи топлива, вследствие чего отпадает необходимость в его транспортировке.

3. При централизованном электроснабжении потребная для электрической тяги мощность практически не ограничена. Это дает возможность потреблять мощность, которую невозможно обеспечить на автономных локомотивах, что позволяет реализовать, например, значительно большие скорости движения на тяжелых подъемах при больших весах поездов.

4. Возможна рекуперация электрической энергии (двигатель работает в генераторном режиме).

5. Электрические локомотивы дешевле и надежнее постоянного сравнению с тепловозами (электрический локомотив в отличии от автономных локомотивов не имеет собственных генераторов энергии).

6. На электрическом локомотиве нет частей, работающих при высоких температурах и с возвратно – поступательным движением (как на паровозе, тепловозе), что определяет уменьшение расходов на ремонт электрического локомотива.

Преимущества электрической тяги, создаваемые централизованным электроснабжением, для своей реализации требуют сооружение специальной системы электроснабжения, затраты на которую, как правило, значительно превышают затраты на электроподвижной состав.

Надежность работы электрифицированных дорог зависит от надежности работы системы электроснабжения. Поэтому вопросы надежности и экономичности работы системы электроснабжения существенно влияют на надежность и экономичность всей электрической железной дороги в целом.