- •Часть 1
- •Часть 1
- •1.1. Структура электроснабжения железной дороги
- •1.2. Системы тягового электроснабжения железных дорог
- •1.2.1. Система тягового электроснабжения постоянного тока напряжением 3 кВ
- •1.2.2. Система тягового электроснабжения однофазного переменного тока напряжением 25 кВ, частотой 50 Гц
- •1.2.3. Схема внешнего электроснабжения тяговых подстанций для систем электрической тяги постоянного и переменного тока
- •1.2.4. Схемы присоединения тяговых подстанций к линиям
- •1.2.5. Особенности схем питания тяговой сети однофазного тока
- •1.2.6. Схемы подключения группы тяговых подстанций к линии электропередач
- •1.2.7. Трехпроводная система тягового электроснабжения
- •1.2.8. Схемы питания контактной сети
- •Стыкование участков с различным напряжением в тяговой сети или с различными системами тока
- •1.4. Зарубежные системы тягового электроснабжения
- •1.5. Системы электроснабжения метрополитена и других видов электрического транспорта
- •1.5.1. Система электроснабжения метрополитена
- •1.5.2. Система электроснабжения наземного электрического транспорта
- •1.5.3. Системы электроснабжения монорельсового транспорта
- •1.6. Электроснабжение нетяговых потребителей
- •Часть 1
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
Стыкование участков с различным напряжением в тяговой сети или с различными системами тока
Для стыкования участков с различным напряжением и разным родом тока возможно
использование автономного локомотива (тепловоза);
применение электровоза с двумя системами тока (электровоз двойного питания);
снабжение электрической энергией электровозов разных систем тока посредством подвески двух контактных проводов для каждого приемоотправочного пути стыковой станции (один провод над осью пути, а другой – сбоку, в междупутье);
сооружение станций стыкования с секциями, переключаемыми на разное напряжение.
На отечественных железных дорогах, как правило, используются станции стыкования. При этом способе контактная сеть приемоотправочных путей грузовых и пассажирских поездов и соответствующих горловин делится на секции посредством секционных изоляторов. Каждую секцию при помощи двух разъединителей можно подключить к питающим линиям постоянного или переменного тока. Секция может быть также отключена от обеих систем и находиться без напряжения. Разъединители контактной сети блокируются с соответствующими стрелками и сигналами стыковой станции. С установкой стрелочного маршрута переключаются и разъединители.
1.4. Зарубежные системы тягового электроснабжения
К числу основных систем электроснабжения электрических железных дорог зарубежных стран следует отнести системы электроснабжения постоянного тока напряжением 1,5 и 3 кВ; переменного тока напряжением 25 и 50 кВ, частотой 50 и 60 Гц; переменного тока напряжением 11–15 кВ, частотой 16 2/3 и 25 Гц.
Система электроснабжения постоянного тока напряжением 1,5 кВ применяется в Германии, Франции, Англии, Голландии, Японии и в других странах, напряжением 3 кВ – в Польше, Италии, Чехии, Словакии, Румынии, Болгарии и др. По системе постоянного тока напряжением 1,5 и 3 кВ электрифицировано около 100 тыс. км, или 47 % от общей протяженности электрических железных дорог.
Система электроснабжения переменного тока напряжением 25 кВ, частотой 50–60 Гц применяется в Англии, Венгрии, Румынии, Чехии, Словакии и других странах, а напряжением 50 кВ – в ЮАР, США, Канаде. По системе переменного тока напряжением 25 и 50 кВ, частотой 50 и 60 Гц электрифицировано около 80 тыс. км, или 36 % от общей протяженности электрических железных дорог.
Система электроснабжения переменного тока напряжением 11–15 кВ, частотой 16 2/3 Гц применяется в Германии, Франции, Швеции, Австралии, Швейцарии и в других странах, а частотой 25 Гц – в США. По системе переменного тока напряжением 11–15 кВ, частотой 16 2/3 и 25 Гц электрифицировано около 34 тыс. км, или 16 % от общей протяженности электрических железных дорог.
Система электроснабжения переменного тока привлекательна тем, что имеется возможность использования в качестве тягового двигателя коллекторного двигателя переменного тока, имеющего тяговые характеристики, близкие к характеристикам двигателей постоянного тока. Регулирование напряжения, подводимого к тяговому двигателю, осуществляется изменением коэффициента трансформации трансформатора, установленного на подвижном составе.
Достоинства такой системы по сравнению с системой постоянного тока такие же, как и у системы однофазного тока промышленной частоты:
возможность иметь более высокое напряжение в контактной сети;
увеличивается расстояние между тяговыми подстанциями (до 40 – 60 км) при одновременном уменьшении сечения проводов контактной подвески.
Однако этой системе присущи следующие недостатки:
низкий коэффициент мощности коллекторного электродвигателя (0,80 – 0,88), а при трогании с места – (0,3 – 0,4);
значительное влияние тягового сети на смежные устройства;
трудности питания электрической энергией нетяговых потребителей;
сложность применения рекуперативного торможения.
Остальные железные дороги электрифицированы по другим системам (около 1%).
В настоящее время электрические железные дороги имеются на всех континентах. При общей протяженности железных дорог в мире почти 1,5 млн км электрифицировано примерно 220 тыс. км, т. е. 13 %.
Все данные приведены без учета электрических железных дорог России и других стран СНГ.
Более подробно с этим материалом можно ознакомиться в работах [5,6].