!-- Архив -->






 
Станция Белгород - Расписание поездов » Железные дороги » Электроснабжение железных дорог » Системы тока и напряжения в контактной сети
 
 
Системы тока и напряжения в контактной сети
12346 просмотров   

 (голосов: 3)
 
Протяженность электрифицированных железных дорог СССР составляет более 43 тыс. км. Уровень напряжения на токоприемнике элект­роподвижного состава должен быть не менее 21 кВ при переменном то­ке, 2,7 кВ при постоянном токе и не более 29 кВ при переменном токе и 4 кВ при постоянном токе.
Тяговые подстанции на электрифицированных дорогах постоянного тока выполняют две основные функции — понижают напряжение под­водимого трехфазного тока и преобразуют его в постоянный ток. Для этой цели имеются трансформаторы, выпрямители и другое оборудова­ние. Широко применяют полупроводниковые выпрямители, которые обладают высокой надежностью работы, простотой устройства, обслу-живания и управления, компактностью и т. д. Все оборудование пере­менного тока размещают на открытых площадках тяговых подстан­ций, а выпрямители и вспомогательные агрегаты — в закрытых поме­щениях. От тяговых подстанций электроэнергию по питающим лини­ям подают в контактную сеть. Относительно низкое напряжение (3 кВ) является основным недостатком системы постоянного тока, вследствие чего по контактной сети к электроподвижному составу подводится мощность (равна произведению напряжения на ток) с большим тяговым током. Для поддержания нужного уровня напряжения на токо­приемниках локомотивов тяговые подстанции размещают близко друг от друга (20—25 км), а для передачи больших токов провода кон­тактной сети имеют значительное сечение.
Примерно 2/3 электрифицированных железнодорожных линий ра­ботают на постоянном токе. На этих линиях при росте грузооборота строят дополнительные тяговые подстанции, увеличивают сечение кон­тактной сети (подвешивают усиливающие провода и др.), чтобы повы­шение числа и массы поездов не вызывало резкого падения напряже­ния. При этом .происходит удорожание устройств электроснабжения и увеличение расхода материалов, особенно меди. Увеличение мощ­ности в контактной сети за счет значительного повышения напряже­ния постоянного тока требует изготовления и эксплуатации тяговых двигателей, рассчитанных на более высокое напряжение, что связано с большими трудностями (сильно усложняется изоляция электричес­кого оборудования, возникает опасность пробоя ионизированного слоя воздуха и др.).
Система однофазного тока с номинальным напряжением 25 кВ ши­роко применяется для тяги поездов на железных дорогах СССР. Пере­менный ток дает возможность значительно повысить технико-эконо­мические показатели электрической тяги благодаря тому, что по кон­тактной сети передается мощность при меньших токах по сравнению с системой постоянного тока, и обеспечивает движение тяжелых поездов с установленными скоростями при самой высокой грузонапряженности линий.
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 кВ. Поскольку на этих подстан­циях переменный ток не преобразуют в постоянный, то они не имеют выпрямительных агрегатов и связанного с ними вспомогательного обо­рудования. Их устройство и обслуживание значительно проще и де­шевле тяговых подстанций постоянного тока. Все оборудование таких подстанций размещено на открытых площадках.
Применение однофазного переменного тока высокого напряжения позволяет иметь контактную сеть примерно в 2 раза меньшего сече­ния, чем при постоянном токе, и размещать тяговые подстанции на расстоянии 40—60 км друг от друга. Это значительно снижает мате­риальные и денежные затраты на электрификацию железных дорог.
Повышение напряжения позволило бы уменьшить потери напряже­ния и электроэнергии и увеличить расстояние между тяговыми под­станциями, однако оно связано с большими затратами на усиление изоляции, замену электроподвижного состава и др. Для улучшения по­казателей электрификации на переменном токе разработана система 2х25 кВ с промежуточными автотрансформаторами, размещаемыми на расстоянии 8—15 км. От тяговых подстанций к автотрансформаторам электроэнергия подводится напряжением 50 кВ по контактной подвес­ке и дополнительному питающему проводу. Далее от автотрансформаторов к электроподвижному составу энергия подается напряжением 25 кВ. По такой системе предполагается электрификация западного участка БАМа. Важным преимуществом системы 2x25 кВ является снижение потерь напряжения и энергии, а также уменьшение влияния тяговой сети на линии связи, поскольку ток на тяговые подстанции возвращается не по рельсам, а по питающему проводу.
На участках переменного тока работают локомотивы со статичес­кими преобразователями и двигателями пульсирующего тока. Так же построены опытные образцы мощных электровозов с бесколлекторными двигателями — асинхронными и вентильными.
Переменный ток оказывает электромагнитное влияние на метал­лические сооружения и коммуникации, расположенные вдоль желез-подорожных путей. В результате на них наводится опасное напряже­ние, а в линиях связи и автоматики возникают помехи. Поэтому при­меняют особые меры защиты сооружений, а воздушные линии связи заменяют на кабельные или радиорелейные и реконструируют ав-томатику. На это расходуется около 20—25% общей стоимости элект­рификации.
Скорость движения поездов при электротяге находится в прямой зависимости от уровня напряжения в контактной сети. Имеются уст­ройства для автоматического регулирования напряжения и счетно-решающие машины для оптимизации режимов работы, что способст­вует повышению скоростей движения поездов и экономии электро­энергии.
Стыкование линий, электрифицированных на постоянном и пере­менном токе, осуществляют по контактной сети на специально обору-дованных железнодорожных станциях стыкования или используют электровозы двойного питания, которые работают и на постоянном, и на переменном токе.


Другие новости по теме:

  • Эксплуатация устройств электроснабжения
  • Электроснабжение железных дорог - схема электроснабжения
  • Линии СЦБ и связи
  • Особенности устройства электровозов переменного тока
  • Электропоезда