Общие сведения о тяговом электроснабжении.

Схемы тягового электроснабжения.

Подразделение на систему постоянного и систему переменного тока определяется видом тока в контактной сети.

Напряжение по двухпроводной трехфазной системе подается от ЛЭП на опорную тяговую подстанцию и от нее без изменения величины напряжение подается на промежуточные тяговые подстанции. Количество промежуточных тяговых подстанций между опорными тяговыми подстанциями определяется величиной напряжения в ЛЭП. Например, при напряжении 110 кВ количество промежуточных тяговых подстанций не более трех, при напряжении 220 кВ – не более пяти при системе переменного и постоянного тока.

Система постоянного тока.

Схемы тягового электроснабжения на постоянном токе:

Воздушный промежуток служит для разделения подачи напряжения через фидеры тяговой подстанции или от тяговых подстанций.

На тяговой подстанции постоянного тока напряжение понижается с помощью трансформатора до 3 кВ. Может проводиться двойная трансформация напряжения (с помощью двух трансформаторов) для того, чтобы меньшее оборудование изолировать на высокое напряжение. Затем напряжение преобразуется в постоянное по направлению с помощью выпрямителей и в постоянное по величине с помощью реакторов. И напряжение 3 кВ подается в контактную сеть. Величина напряжения ограничена величиной номинального напряжения тяговых электродвигателей (1500÷1600 В). На большее напряжение тяговые электродвигатели не выполняются из-за стесненности габаритов. На высоких позициях тяговые электродвигатели включаются в параллельные ветви и в каждой ветви по два электродвигателя соединяются последовательно. В качестве тяговых электродвигателей используют электродвигатели постоянного тока, так как они легко начинают работать под нагрузкой и имеют простой способ регулирования частоты вращения якоря, а, следовательно, и скорости движения путем включения последовательно с электродвигателем реостата. При изменении величины сопротивления реостата изменяется и частота вращения якоря, а значит, и скорость движения электровоза.

При системе постоянного тока сравнительно низкое напряжение 3,0 кВ в контактной сети вынуждает работать с большими токами в контактном проводе (Р=U×I), а отсюда:

а) необходимо увеличить сечение контактного провода (используются два параллельно-проходящих провода, при этом увеличивается поверхность охлаждения);

б) увеличивается расход цветного метала;

в) необходимо увеличивать жесткость опор;

г) увеличиваются потери напряжения в тяговой сети, что компенсируется постановкой тяговых подстанций через 15÷20 км;

Тяговые подстанции сложнее по оснащенности оборудованием.

При системе постоянного тока затруднено электроснабжение не тяговых потребителей.

Преимуществами системы постоянного тока можно считать:

а) более простая конструкция электровоза;

б) не требуется усиленная изоляция.

Система переменного тока.

Схемы тягового электроснабжения на переменном токе:

При наличии нейтральной вставки исключается замыкание двух фаз трехфазной системы.

При система переменного тока напряжение в контактной сети 25 кВ, в результате чего меньшая величина тока в контактной сети (P=U×I), отсюда:

а) меньшее сечение контактного провода;

б) меньший расход цветного металла;

в) меньшая жесткость опор;

г) меньшие потери напряжения в контактной сети, поэтому тяговые подстанции устанавливаются через 50÷100 км.

Расстояние между тяговыми подстанциями определяют в зависимости от профиля пути и от грузонапряженности на данном направлении железной дороги.

Тяговые подстанции проще по оснащенности оборудованием.

При системе переменного тока возможно электроснабжение не тяговых потребителей.

Недостатками системы переменного тока можно считать:

а) более сложная конструкция электровоза;

б) требуется более усиленная изоляция;

в) создаются помехи для линий связи.

Общие сведения о контактной сети.