5.1. Загальні відомості про електропостачання залізниць

5.1.1. Структура управління електропостачанням і енергетичним господарством залізниць

Залізничний транспорт споживає до 5% електроенергії всієї країни. Значна частина цієї енергії йде на тягу поїздів, частина — на живлення не-тягових споживачів (станцій, депо, заводів, майстерень). Пристрої елект­ропостачання, згідно з ПТЕ мають забезпечувати безперебійний і безпеч­ний рух поїздів з установленими швидкостями і за графіком, надійне жив­лення пристроїв СЦБ і зв'язку, інших об'єктів залізничного транспорту. Для реалізації електрозабезпечення залізниці мають відповідні технічні засоби і енергетичне господарство.

Управління електропостачанням і енергогосподарством на залізнич­ному транспорті України здійснюється за схемою, зображеною на рис. 5.1.

Основним лінійним підприємством в електропостачанні та енергетич­ному господарстві залізниці є дистанція електропостачання (ЕЧ). Дис­танція обслуговує тягові підстанції і контактну мережу на лініях про­тяжністю від 200 до 300 км. Для виконання своїх функцій і завдань дис­танції мають майстерні, ремонтно-ревізійну дільницю, спеціальний рухо­мий склад, складське господарство тощо.

5.1.2. Поняття про зовнішню систему електропостачання

Система електропостачання електрифікованих залізниць складається з двох частин:

• зовнішньої системи електропостачання (електростанції, районні трансформаторні підстанції, мережа і лінії електропередачі);

• внутрішньої системи або тягової мережі, яка починається з тягової підстанції залізниці, що підключається до районної трансформаторної підстанції зовнішньої системи.

Промислова електроенергія виробляється на теплоелектростанціях, гідроелектростанціях і атомних електростанціях. Ведуться роботи над створенням сонячних, вітряних та інших електростанцій. Окремі зразки таких новітніх електроустановок використовуються для побутових по­треб і не входять до енергосистеми країни.

Теплова електростанція (ТЕС) виробляє електроенергію при спалю­ванні вугілля, торфу, мазуту або природного газу шляхом перетворення теплової енергії в електричну за допомогою парових або газових турбін. Великі теплові електростанції, які виробляють електроенергію по­тужністю більше 1 гВт, називають державними районними електрос­танціями (ДРЕС). Менш потужні теплоелектроцентралі (ТЕЦ), крім еле­ктроенергії, відпускають також теплову енергію.

Гідроелектростанція (ГЕС) виробляє електроенергію за допомогою гідротурбін, використовуючи кінетичну енергію водяного потоку (напри­клад, води, задержаної греблею, або водопаду в гірській місцевості).

Атомна електростанція (АЕС) використовує внутрішню силу ядер хімічних елементів при їх розщепленні і перетворює її на електричну. Роз­щеплення ядер ізотопів урану 235 або 238 — це ланцюгова реакція, яка управляється за допомогою графітових стержнів. Вона відбувається під впливом відповідно повільних або швидких нейтронів в ядерному реак­торі. Одержане при цьому тепло за допомогою паротурбін перетворюється в електроенергію, аналогічно як це відбувається на ТЕС.

Всі ці електростанції входять до енергетичних систем і зв'язуються між собою лініями електропередач (ЛЕП), які можуть передавати електрое­нергію на великі відстані. Окремі енергосистеми міжсистемними лініями

ЛЕП об'єднуються в єдину енергетичну систему країни.

На рис. 5.2 показані зов­нішні енергосистеми / і //, які з'єднуються між собою ЛЕП міжсистемного зв'язку 2. В се­редині кожної енергосистеми є електростанції 1, які з'єдну­ються між собою ЛЕП внутрішньосистемного зв'язку З. Такі ж лінії прокладені від еле­ктростанцій до районних трансформаторних підстанцій 4 (РТП). Від РТП живляться тягові підстанції внутрішньої системи електропостачання залізниць, які залежно від способу підключення бувають опорні 5, проміжні прохідні 6, проміжні відпайні 7, тупикові 8.

Рис. 52. Зовнішня система електропостачання:

7 — електростанції: ТЕС, АЕС, ГЕС;

2,3- лінії електропередачі (ЛЕП);

4 — районні трансформаторні підстанції -(РТП);

5, 6,7,8 — тягові підстанції залізниць,

Для більшої надійності зовнішнього електропостачання застосовують міжсистемні дволанцюгові ЛЕП, кожна з яких кріпиться на окремих опо­рах. ЛЕП внутрішньосистемного зв'язку, від яких живляться РТП, можуть бути одно- і дволанцюгові. Виробництво, передача і розподіл еле­ктроенергії здійснюється переважно на трифазному змінному струмі частотою 50 Гц. ЛЕП, які підводять енергію до тягових підстанцій елект­рифікованих залізниць, мають номінальну напругу 220 або 110 кВ, в рідкісних випадках 35 кВ.