Система энергоснабжения дорог

Внедрение электрической тяги позволяет резко увеличить про­пускную и провозную способность железных дорог и улучшить ус­ловия эксплуатационной работы на железнодорожном транспорте. Учитывая огромное значение для народного хозяйства перевода же­лезных дорог на электрическую тягу, в десятом пятилетии преду­смотрено перевести на электрическую тягу 4,5 тыс. км.

Система энергоснабжения должна обеспечить непрерывное и на­дежное питание энергией электрифицированных железных дорог.

В СССР для электрификации железных дорог приняты две сис­темы тока: постоянный напряжением в контактной сети 3 кВ и переменный однофазный промышленной частоты напряжением 25 кВ.

Проходит экспериментальную проверку и внедряется более экономичная система энергоснабжения 2X25 кВ. Система перемен­ного тока напряжением 2X25 принята для электрификации Запад­ного участка Байкало-Амурской магистрали.

Электроэнергия, поступающая от энергоснабжающих систем, преобразуется тяговыми подстанциями в энергию соответствующе­го рода тока и напряжения, принятых для данного участка дороги.

Система электроснабжения состоит из двух частей: первич­ной — внешнее электроснабжение (электрические станции, район­ные трансформаторные подстанции, высоковольтные линии элек­тропередачи) и тяговой (тяговые подстанции, контактная сеть, рельсовые цепи, питающие и отсасывающие фидеры, посты секцио­нирования) .

Внешнее энергоснабжение электрифицированной железной доро­ги должно обеспечить бесперебойное питание тяговых подстанций, а следовательно, и контактной сети не только в условиях нормаль­ной эксплуатации с учетом неравномерности движения поездов, но и в случае выхода из строя отдельных электрических станций, районных подстанций или линий электропередачи. Бесперебойное энергоснабжение осуществляется по схемам, в которых каждая тя­говая подстанция получает ток не менее чем от двух районных подстанций или же от одной районной подстанции, но по двум ли­ниям электропередачи (рис. 117).

Схема питания контактной сети разделена на электрически независимые секции секционными изоляторами. Это необходимо для обеспечения питания отдельных групп путей и участков в слу­чае повреждения контактной сети, а также отключения их для ремонта и осмотра.

Рельсовая цепь выполняет роль электрического провода, соеди­няемого с шинами тяговой подстанции. Для уменьшения электри­ческого сопротивления рельсовой цепи звеньев рельсов в стыках соединяют стыковыми соединителями, выполненными из гиб­ких медных проводов, привариваемых к рельсам, а на по­верхности контакта стыковых накладок и рельсов наносят графи­товую смазку.

Часть контактной сети, присоединенная к одним и том же пи­тающим линиям, называется фидерной зоной.

Питающие линии от тяговой подстанции к контактной сети со­единяют с шинами тяговой подстанции быстродействующими вы­ключателями (на участках постоянного тока) или секционными (воздушными или масляными) выключателями (на участках переменного тока); выключатели находятся на тяговой под­станции.

К контактной сети питающие линии присоединяют через разъе­динитель, монтируемый на опоре контактной сети. Разъединителя­ми можно отключить любую секцию контактной сети для ремонта или осмотра.

Для защиты от перегрузок служат быстродействующие автома­тические выключатели, а от перенапряжений — разрядники и мол­ниеотводы.

Мощность трансформаторов и выпрямителей тяговых подстан­ций, сечения проводов контактной сети рассчитывают при заданном напряжении по величине потребляемого тока, которая зависит от грузооборота и продольного профиля электрифицируемого уча­стка.

В настоящее время в СССР и за рубежом преимущественно распространена система переменного тока частотой 50 Гц. Система переменного тока благодаря повышению напряжения в контактной сети до 25 кВ (что трудно осуществить в системе постоянного тока) позволяет значительно снизить стоимость устройств энергоснабже­ния: резко сокращается расстояние между тяговыми подстан­циями, уменьшаются их количество и стоимость, уменьшаются сече­ния проводов контактной сети, снижается ее стоимость и расход меди.

Общая стоимость устройств энергоснабжения при системе пере­менного тока снижается по сравнению с системой постоянного тока.

При электрификации железных дорог по системе переменного тока возникает необходимость в замене расположенных вдоль же­лезной дороги воздушных линий связи МПС и Министерства свя­зи кабельными линиями, так как вследствие наличия переменно­го тока контактной сети в линиях связи наводятся дополнительные токи, нарушающие нормальную эксплуатацию телефонно-телеграф­ных устройств. Поэтому общая стоимость работ, связанных с пе­реводом железных дорог на электрическую тягу (по системе пере­менного тока), уменьшается несколько меньше, что при больших объемах электрификации железных дорог дает также значитель­ную экономию средств.

Система переменного тока имеет ряд преимуществ в условиях эксплуатации — снижается стоимость содержания тяговых подстан­ций, повышается мощность электровозов переменного тока, не воз­никает электрокоррозия опор контактной сети, шпал, мостов и др.

После 1975 г. постоянный ток применяется только на участках, примыкающих к ранее электрифицированным по этой системе.