Napájacia sieť železnice. Napájanie

bez ohľadu na typ trakčnej podstanice by sa mali vyrábať elektrické systémy s cyklickým prepojením najviac zaťažených fáz trakčných rozvodníc do rôznych fáz nadzemných vedení.

Schéma externého napájania elektrifikovanej časti železnice je vypracovaná špecializovanými ústavmi na základe zdrojových údajov o umiestnení trakčných rozvodov a ich výkonu získaných od ruských železníc alebo od projektovej organizácie, ktorá vyvíja elektrifikačný projekt a mala by určiť:

– menovitá hodnota trakčných rozvodov napájacieho napätia;

– typ podstanice (referenčná, stredná, kombinovaná s okresom atď.) a hlavné elektrické obvody na strane dodávky;

– výkon a napätie regionálnych spotrebiteľov za piaty a desiaty rok prevádzky;

– výkonové alebo skratové prúdy na pneumatikách napájacieho napätia trakčných rozvodní;

– požiadavky na roztopenie ľadu na dodávku VL;

– hodnoty nevyváženosti prúdov a napätí generovaných trakčným zaťažením;

– typy reléovej ochrany nadzemných vedení, vysokofrekvenčné komunikačné zariadenia, zariadenia na dispečing a riadenie procesov, ako aj potreba účtovania medzi systémami;

– distribúcia prác medzi energetickými systémami a inými organizáciami pri výstavbe externých energetických zariadení.

10.2. Obvod napájania signalizačných systémov z trakčných a striedavých staníc AC a DC

Automatické blokovanie je hlavným systémom riadenia intervalovej prevádzky železníc. Aby sa zabezpečil minimálny interval vlaku prechádzajúceho pri automatickom blokovaní, rozdelenie medzi stanicami je rozdelené na blokové úseky chránené semafory, ktorých čítania sú od

v závislosti od umiestnenia vlakov. V rámci každého bloku umiestnite elektrické koľajové obvody.

Najjednoduchší typ elektrického obvodu môže byť reprezentovaný ako zdroj elektrickej energie a jeho spotrebiteľ, prepojený vodičmi elektrického prúdu. V elektrickom obvode môže byť ako zdroj elektrickej energie použitá batéria alebo menič striedavého napätia (s frekvenciou 25, 50 alebo 75 Hz) a tónová frekvencia a relé môže byť spotrebiteľom. Obe vlákna koľajnice vždy slúžia ako vodiče elektrickej energie od zdroja po spotrebiteľa.

Okrem rozdelenia typu napájacieho prúdu sa železničné obvody vyznačujú spôsobom napájania, miestom aplikácie a metódou prechodu reverzného trakčného prúdu. Metóda napájania je rozdelené železničné spojité napájacie reťazce, impulz a kód; na mieste aplikácie - nerozvetvené a rozvetvené; metódou prechodu trakčného prúdu pozdĺž koľajníc - jednoduchého a dvojitého závitu (škrtiaca klapka). Pri jednom koľajových obvodoch prechádza trakčný prúd cez jednu závitovú koľajnicu a v reťazcoch s dvoma závitmi cez obidve koľajnice.

V oblastiach bez elektrickej trakcie sa predpokladajú železničné okruhy priameho alebo striedavého prúdu s frekvenciou 50 Hz v oblastiach s jednosmerným prúdom elektrického prúdu - železničných obvodov so striedavým prúdom, zvyčajne s frekvenciou 50 Hz. Na tratiach s elektrickým prúdom striedavého prúdu s frekvenciou 50 Hz sa používajú striedavé obvody s frekvenciou 25 Hz, v niektorých prípadoch sa používajú koľajové obvody s frekvenciou 75 Hz. Existujúce úseky s koaxiálnymi obvodmi s frekvenciou 75 Hz by sa mali prepočítať na 25 Hz.

Ak elektrický prúd priamych a striedavých prúdových obvodov na koľajach a dráhach prijímania a odjazdu vykonáva dvojitý závit. Na hlavných koľajach a priľahlých miestach na prechod prúdu sú inštalované škrtiace transformátory, ktoré sú umiestnené na napájacom a reléových koľajniciach len na hlavných koľajach a na bočných tratiach spravidla len na napájacích trasách. konca traťového obvodu. V krčkoch staníc, ako aj v krátkych úsekoch prijímacích dráh môžu byť koľajové obvody, s výnimkou kódovaných, povolené byť jednovláknové, ale musí byť možné prejsť

trakčný prúd nie menej ako štyri koľajnice na dvojitom koľaji a tri vlákna na jednej trati.

Externý zdroj napájania zahŕňa zdroje napájania (zdroje); pozdĺžne vzduchové a káblové vedenia 6 (10) kV; lineárne transformátory a transformátorové stanice 6 (10) kV; kompletné transformátorové stanice (KTP) a pozdĺžne vedenia napájania 25, 35 kV. Vo veľkých staniciach s veľkou spotrebou elektrických stĺpikov ES sú pre ne položené samostatné podávače.

Systém napájania napája tieto objekty signalizačného systému:

– bod automatického uzamknutia;

– zariadenia na elektrickú centralizáciu medziľahlých staníc;

– zariadenia centralizácia veľkých staníc;

– zariadenia na centralizáciu posunovacích oblastí;

– križovatky a automatické uzávery;

– dispečerská centralizácia.

Signalizačné systémy, ako spotrebitelia prvej kategórie, by mali dostať energiu z dvoch navzájom rezervovaných zdrojov prostredníctvom dvoch navzájom rezervovaných riadkov.

Napájanie signalizačných zariadení sa spravidla uskutočňuje prostredníctvom trojfázových trojvodičových vedení s napätím 6 (10) kV z trojfázových napájacích zdrojov s frekvenciou 50 Hz a izolovanej neutrálnej sústavy.

Hlavné napájanie signalizačného systému sa získa zo špeciálnych automatických blokovacích liniek (signalizačné vedenia nadzemnej linky), záložné napájanie sa dodáva do sekcií elektrifikovaných cez DC systém a neelektrifikovaných oblastí spravidla z trojfázových vedení pozdĺžneho napájania (PE) 6; 10 kV av oblastiach elektrifikovaných systémom striedavého prúdu od vedení "dva drôty - koľajnica" (DPR 27,5 kV). V niektorých prípadoch sa záložný napájací zdroj signalizačných zariadení realizuje z priľahlých vedení s napätím do 1000 V. Zdrojom týchto vedení sú trakčné a špeciálne transformačné rozvodne postavené na napájanie automatických blokovacích vedení a pozdĺžneho napájania a v elektrifikovaných sekciách sa ako záložné zdroje napájania používajú transformačné stanice a na neelektrifikovaných - ako základné.

K dispozícii sú tri napájacie vedenia pre automatické blokovacie linky: jednostranné (konzoly), konzola a dvojstranné (paralelné) 12.

V schéme napájania konzoly sa napätie na samoblokovacie vedenie dodáva z jednej z trakčných rozvodní, napríklad z rozvodne TP1 (obrázok 10.4). V prípade výpadku napätia v stanici TP1 sa napájanie automatického blokovacieho vedenia automaticky prenesie na priľahlú trakčnú stanicu TP2 po zapnutí prepínača Q3 automatickým zapnutím prenosu. Rovnakým spôsobom s napájacím obvodom konzoly sa dodáva aj napätie na potrubie PE 6 (10) kV.

Obr. 10.4. Hlavné a záložné linky pre signalizačné a signalizačné systémy a typické diagramy ich pripojenia k zdrojom energie počas elektrifikácie cez systém

dC 3,3 kV

Aby sa zvýšila spoľahlivosť v prípade poškodenia v rozvodniach alebo na tratiach, musí sa vykonať schéma napájania konzoly tak, aby hlavné a záložné napájacie vedenia signalizačných systémov v každej zbernej zóne prijímali energiu z rôznych rozvodní. Preto je v každej rozvodni iba jedna nadzemná linka napájania pre signalizáciu zberných zón v jednom smere a jeden napájač PE 6 (10) kV - v opačnom smere. Napríklad napájanie signalizačných systémov v zóne napájania medzi rozvodňami TP1 a TP2 je

v súlade s prívodom Q2 nadzemného vedenia trafostanice CCB TP1 a podstanice TP2 podávača Q7 PE 6 (10) kV (pozri obr. 10.4). Okrem podávača Q2 je v podstanici TP1 podávač Q5 normálne zapnutý a na podstanici TP2 okrem podávača Q7 podávač Q4 atď.

Schéma napájania napájacích rozvodov nadzemných vedení signalizačných a signalizačných vedení a pozdĺžnych napájacích vedení je rozšírená a je hlavná pre DC úseky, ktorých dĺžka je ekvivalentná vzdialenosti medzi susednými stanicami a nepresahuje 15-25 km.

V schéme kontrastnej konzoly v strede zóny medzi rozvodmi na nadzemnom vedení signalizačného systému je vytvorená časť a napájanie každého vedenia je zabezpečené z jednej zo susedných rozvodní (obrázok 10.5). V porovnaní s konzolou je táto schéma dokonalejšia, pretože dĺžka plombovaných častí čiar je polovičná. Tým sa zlepšuje napäťový režim v potrubí a v prípade poškodenia je odpojená len polovica segmentu nadzemného vedenia medzi rozvodňami.

Obr. 10.5. Hlavné a záložné vedenia pre signalizačné a signalizačné systémy a typické obvody ich napojenia na napájacie zdroje počas elektrifikácie cez systém striedavého napätia 25 kV

Schéma napätia protikonsole sa rozšírila v oblastiach elektrifikovaných systémom striedavého napätia 25 kV, kde sa vzdialenosti medzi rozvodňami zvýšili na 40 - 50 km. V tejto schéme je na oddeľovacom bode uprostred zóny podávača umiestnený oddiel s prepínačom vybaveným zariadením AVR. V zjednodušenej verzii sa namiesto prepínača môže používať odpojovač s diaľkovým alebo diaľkovým ovládaním. Keď je odpojená akákoľvek napájacia stanica, spínač (odpojovač) oddielového stĺpika sa automaticky zapne z ATS a polovodičné zóny bez napájania sa dodávajú z priľahlej rozvodne. Avšak kvalita napätia na konci zbernej zóny je nižšia.

Pri obojstrannom napájacom okruhu je automatická blokovacia linka napájaná dvoma priľahlými rozvodňami. Teoreticky je najlepšia schéma obojstranného napájania, pretože v tomto prípade sú dosiahnuté najmenšie straty napätia a straty energie v linke a v prípade núdzového odstavenia jednej rozvodne linka naďalej prijíma energiu od druhého bez prerušenia. Avšak v praxi je obtiažne realizovať taký napájací obvod kvôli vzhľadu vyrovnávacích prúdov, ktoré sú určené rozdielom vektorového napätia v napájacích rozvodniach a hodnotami dosahu, pri ktorých je aktivovaná prúdová ochrana VL SFF napájačov alebo pozdĺžne napájanie. Navyše, keď je jedna z rozvodní staníc odpojená alebo v režime, rovnako ako aj núdzová zmena napätia, prídavný prúd cez VL blokovania a PE 6 (10) kV sa prudko zvýši a spôsobí vypnutie ochrany a odpojenie vedení v susediacich rozvodniach. V tejto súvislosti systém dvojstrannej moci nie je v prevádzke rozšírený. Vo všetkých napájacích okruhoch automatických blokovacích vedení, pozdĺžneho napájacieho zdroja a DPR musia byť napájacie body postupne umiestnené medzi sebou a umožňujú obojsmerný výkon po vykonaní opatrení na obmedzenie vyrovnávacích prúdov.

10.3. Sieť pracovných kontaktov v ľadových podmienkach

a spôsoby, ako sa s tým vyrovnať

Glaze značne komplikuje prácu kontaktnej siete a proces zberu prúdu. Ľadové formácie sa zvyčajne pozorujú pri zmene rozmrazenia chladením pri teplotách, ktoré sa mierne líšia od nuly, počas hmly alebo počas dažďov, keď je teplota vzduchu nižšia ako nula. Veľmi veľa

často spolu s tvorbou ľadu sú významné vetry. Intenzita ľadu sa vyznačuje hrúbkou a hustotou kôry. Ľad má hustotu 0,6 až 0,9 g / cm3. Čím väčšia je intenzita ľadu, tým menšia je jej hustota.

Prítomnosť ľadu na kontaktných drôtoch sa zhoršuje a niekedy prerušuje kontakt medzi nimi a bežcami bežných kolektorov, pretože ľadová kôra má veľmi nízku vodivosť. V niektorých prípadoch sa vytvára elektrický oblúk, ktorý poškodzuje kontaktné plochy, spôsobí vydutie kontaktných drôtov a ich rozbitie. Tvorba ľadu zvyšuje zaťaženie drôtov, čo pri čiastočne kompenzovaných vešiakoch vedie k výraznému zvýšeniu napätia nosných káblov a pri kompenzácii spôsobuje veľké prehnutie všetkých drôtov.

Hlavné metódy riešenia ľadu na drôte kontaktného zavesenia sú elektrické, mechanické a chemické 13. Posledné dve metódy sa skúmajú podrobne pri štúdiu disciplíny "Kontaktné siete a elektrické vedenia".

Elektrická metóda je zvyčajne uplatniteľná iba na hlavných cestách, kde je prierez kontaktných vešiakov ľahšie dosiahnuť rovnakú hodnotu. Zahŕňa vytvorenie umelého skratu na určitý čas, pri ktorom tečúci prúd ohrieva drôty, čo vedie k roztaveniu ľadu, ako aj preventívne zahrievanie drôtov kontaktnej siete 14.

Na vytvorenie okruhu vykurovacieho prúdu sú drôty buď spojené s trakčnými koľajničkami pomocou špeciálnych odpojovačov, alebo na dvojkoľajových tratiach, drôty oboch tratí obsahujú slučku. Odporúča sa usporiadať predhrievanie drôtov tak, aby ich teplota stúpla nad nulu a vytváranie ľadu je nemožné. V tomto prípade je prúdová hustota potrebná na ohrev vodičov 2,5 - 3,5 A / mm2. Ak sa na drôtoch už vytvoril ľad, potom na roztavenie je potrebné mať prúdovú hustotu

6,5 - 8 A / mm2.

Podľa schém podľa obr. 10.6 vykonajte tavenie ľadu na striedavých tratiach a podľa schém na obr. 10.7 - na tratiach DC. Prúdová cesta na všetkých obvodoch je označená silnou čiarou a šípkami.

Na tratiach AC nie je možné prerušiť pohyb vlakov počas tavenia, ale uzatvorenie izolačných

kongresy medzi hlavnými cestami. Na tratiach DC je pohyb vlaku dočasne zastavený kvôli nedostatočnému napätiu.

Obr. 10.6. Schémy topenia ľadu na jednokruhových (a) a dvojitých (b) striedavých linkách

Schéma obr. 10.6 a používa sa na jedno-traťové vedenia AC a tavenie ľadu sa vyrába priamo na dvoch zónach medzi rozvodňami. Stredná trakčná rozvodňa B je odpojená a neutrálny vstup umiestnený v jej blízkosti je posunutý, vrátane sekčných odpojovačov 2 a 3. Sekcie sú tiež odpojené od siete a vytvárajú obvod, obsahujú pozdĺžne odpínače 1 a 4. Na trakčnej podstanici A je fáza b) a v podstanici B - fáze b (alebo a), čím sa uzatvárajú rôzne fázy cez kontaktnú sieť medzi rozvodnicami A a B.

Schéma obr. 10.6, b sa používa na dvojlinkových AC linkách. V tomto prípade sú fázy uzatvorené v jednej z trakčných staníc prostredníctvom kontaktných sietí obidvoch spôsobov, ktoré sú spojené náhradnou pneumatikou druhej rozvodne (ako je to znázornené na obrázku), alebo odpojovačom prierezu inštalovaným v druhej rozvodni.

Na vedeniach DC na tavenie ľadu sa používajú obvody, kde cirkulačný prúd pochádza z "+" zbernice do zbernice "-". Na jednokolejných tratiach sa používa schéma s použitím koľajníc (obrázok 10.7, a). Pri dvojitých tratiach sa simultánne topenie ľadu uskutočňuje na závesoch obidvoch dráh (obr. 10.7, b), koľajové obvody nie sú zahrnuté do schémy topenia ľadu. V týchto schémach môže byť spojenie drôtov obidvoch závesov uskutočnené zapnutím príčnych odpojovačov, zavesením uzemňovacích tyčí pri použití koľajníc alebo použitím odpojovača s uzemňovacím nožom.

Obr. 10.7. Schémy topenia ľadu na jednoprúdových (a) a dvojitých (b) vedeníach s jednosmerným prúdom

V oblastiach jednosmerného prúdu v ľadových oblastiach sa preventívne vykurovanie vodičov kontaktných sietí uskutočňuje bez zastavenia pohybu vlakov pomocou špeciálnej vykurovacej jednotky (obr. 10.8). Vykurovacia jednotka 2 je pripojená na jednej strane k zbernici "+" a k zaveseniu na jednej trati a na druhej strane k rezervnej pneumatike a k zaveseniu na druhej trase. Prehrievací prúd prechádza cez zavesenie obidvoch stôp spojených v stĺpiku 3. Na napájanie vlakov sa používa pracovná jednotka 1, ktorá je pripojená iba k zaveseniu jednej dráhy.

prevádzkový prúd vykurovania

rezervný

Obr. 10.8. Schematický diagram preventívneho ohrievania drôtov kontaktnej siete na linkách DC

Na sekundárnych tratiach staníc, na parkovacích cestách a na neutrálnych vložkách nie je možné topenie ľadu vykonať, preto sa na takých miestach používajú mechanické metódy čistenia drôtov z ľadu. Rovnaké metódy v kombinácii s elektrickým môžete použiť na hlavných cestách.

Všeobecné informácie o napájaní železníc.

Elektrifikované železnice v našej krajine dostávajú elektrickú energiu z energetických systémov.

  Napájacia sieť- je súbor veľkých elektrární, zjednotený elektrickými vedeniami a spoločné napájanie spotrebičov s elektrickou a tepelnou energiou. Elektrické systémy spájajú elektrárne rôznych typov: tepelné, ktoré využívajú rôzne organické palivá, hydraulické a jadrové.

Treba poznamenať, že elektrické prítlačné zaťaženie sa vyznačuje vysokou jednotnosťou a prispieva to k stabilnejšej prevádzke energetických systémov. Elektrické diaľnice európskej časti krajiny, Uralov a Sibíri sú napájané z Jednotného energetického systému našej krajiny. Napájanie z výkonných systémov napájania zabezpečuje nepretržitú dodávku elektrickej energie pre spotrebiteľov, vrátane elektrických vozidiel.

Obrázok znázorňuje v trochu zjednodušenej všeobecnej schéme napájania elektrifikovanej železnice zvyčajne z jednej tepelnej elektrárne.

Trojfázový striedavý prúd s napätím 6-10 kV od generátorov elektrární prechádza káblom do krokovacieho transformátora, v závislosti od rôznych podmienok môže byť napätie zvýšené na 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV. Tieto nominálne hodnoty napätia zabezpečujú platné normy v ZSSR.

Potom prúd cez elektrickú šnúru (PTL) prechádza na spotrebičov, v tomto prípade na trakčnú rozvodňu. Ak dôjde k skratu na napájacom vedení alebo sa vyskytne neprijateľné preťaženie, prepínač vysokého napätia ho odpojí od elektrárne. Ten istý spínač slúži na odstránenie napätia z vedenia, napríklad pri jeho kontrole.

Ďalej prúd prechádza cez iný prepínač vysokého napätia na primárne vinutie transformátora trakčnej rozvodne, ktorá znižuje napätie striedavého trojfázového prúdu na hodnotu potrebnú pre normálnu prevádzku elektrického vozového parku (napr.

Konštrukcia a prevádzka trakčných rozvodníc elektrických ciest s konštantným a striedavým prúdom sa výrazne líšia.

Pri trakčnej rozvodni DC, ktorá je znázornená na obrázku, sa striedavý prúd premieňa na jednosmerný prúd. Spočiatku sa na tento účel použili rotačné meniče, ktoré pozostávali z výkonných striedavých motorov namontovaných na rovnakej šachte ako DC generátory. Namiesto ťažkých a objemných strojných konvertorov sa začali používať ortuťové usmerňovače. Následne boli všetky ortuťové usmerňovače nahradené polovodičovými usmerňovačmi.

Opravené napätie prostredníctvom špeciálneho ochranného zariadenia - vysokorýchlostného spínača - a napájacieho vedenia (podávača) sa dodáva do kontaktnej siete. Keď sú trakčné motory lokomotívy zapnuté, prúd zo sekundárneho vinutia transformátora prechádza cez usmerňovač, vysokorýchlostný spínač, podávač, kontaktnú sieť, ovládacie zariadenia a trakčné motory na koľajniciach. Na získanie uzatvoreného elektrického obvodu sú koľajnice pripojené sacím potrubím k nulovému bodu sekundárneho vinutia transformátora.

Vysokorýchlostný vypínač automaticky vypne podávač a tým aj kontaktnú sieť v prípade preťaženia a skratu. Navyše je niekedy potrebné odpojiť kontaktnú sieť (odstrániť z nej napätie) na výrobu akejkoľvek práce, pre ktorú tiež odpojí vysokorýchlostný spínač.

V dôsledku toho trakčné podstanice ciest s priamym prúdom slúžia na zníženie napätia dodávaného elektrickými vedeniami, pričom premeny striedavého prúdu na jednosmerný prúd a rozdeľovanie elektrickej energie jednosmerného prúdu nad úseky kontaktnej siete.

Ak je železnica elektrifikovaná pri striedavom prúde priemyselnej frekvencie, potom trakčná rozvodňa je určená na zníženie napätia dodávaného elektrickými prenosovými vedeniami a distribúciu elektrickej energie cez úseky kontaktnej siete. Na elektrických sieťach napájaných striedavým prúdom je uzatvorená prúdová slučka vytvorená spojením jedného konca primárneho vinutia transformátora umiestneného na elektrickej lokomotíve s kontaktnou sieťou a druhý koniec na koľajnicu a potom cez sací vedenie do rozvodne. Usporiadanie trakčných rozvodov striedavých ciest je oveľa jednoduchšie, pretože opravy napätia pri napájaní trakčných motorov sa vykonávajú v samotnom vozovom parku.

Účinnosť elektrickej trakcie je vyjadrená ako výsledok účinnosti jednotlivých prepojení systému elektrického napájania elektrifikovanej železnice: elektrární, elektrických vedení, trakčnej rozvodne, kontaktnej siete a samotnej elektrickej lokomotívy. Ak energia pochádza z tepelnej elektrárne, ktorej účinnosť je približne 35%, potom celková účinnosť elektrickej trakcie je asi 28%. Elektrifikované železnice, ktoré začali prijímať energiu z jadrových elektrární, pracujú s rovnakou účinnosťou. Vodné elektrárne, ktorých účinnosť dosahuje 85%, zabezpečujú približne jednu pätinu elektrifikovaných železníc; Účinnosť elektrickej trakcie je 60-62%.

Strana 2 z 35

PRIMÁRNE NAPÁJACIE SYSTÉMY. SPOTREBITEĽOV SIEŤOV

1. Schéma elektrického napájania

Elektrické lokomotívy a motorové vozidlá elektrifikovaných železníc nie sú autonómnymi lokomotívami. Sú na linke, spotrebujú elektrickú energiu z verejnej siete.
   Elektrická energia generovaná generátormi elektrárne 1 (obrázok 1) je dodávaná do rozvodne 2 pre stupňovitý transformátor a ďalej pozdĺž vysokonapäťových nadzemných elektrických vedení (VL) 3 sa prenáša do trakčných rozvodníc 4 umiestnených pozdĺž železnice. Pri trakčných rozvodniach sa trojfázový striedavý prúd premieňa na prúd príslušného druhu a napätia na pohon elektrických trakčných zariadení a regionálnych spotrebiteľov. Výkon elektrickej lokomotívy 9 sa uskutočňuje z kontaktnej siete 7 prostredníctvom kolektorov prúdu. Železničný okruh 8 je druhá drôtová trakčná sieť.
   Elektrické stanice, rozvodne a nadzemné vedenia do trakčných staníc sa nazývajú primárna alebo vonkajšia časť napájacieho systému. Trakčná rozvodňa, kontaktná a železničná sieť, ako aj napájacie napätie 5 a sacie 6 potrubia tvoria trakčnú časť tohto systému. V elektrárňach je trojfázový striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz a napätím 6,3; 10,5; 21 kV. Elektrická energia sa dodáva do blízkej transformačnej stanice, kde napätie stúpa na 35, 110, 150, 220, 330, 500 a 750 kV, pričom táto hodnota napätia prenáša elektrickú energiu na dlhé vzdialenosti.

Prenos energie na dlhé vzdialenosti je pri vysokých napätiach hospodárnejší. Predpokladá sa, že je ekonomicky výhodné prenášať 1 kV na 1 km (napríklad 35 kV je výhodné preniesť 35 km, ale nie viac ako 50 km). So zvyšujúcim sa napätím sa prúd znižuje a plocha priečneho prierezu drôtov závisí od toho, a preto sú náklady na kovy pre ne a náklady na linku. S poklesom prúdu sú tiež znížené energetické straty v elektrických sieťach.

Obr. 1. Schéma elektrického napájania elektrifikovanej časti železnice:
   1 - externé napájanie; 2 - trakčný napájací zdroj

Úroveň napätia určuje izoláciu nadzemného vedenia. Ekonomicky výhodné napätie pre prenos v každom jednotlivom prípade sa zisťuje vykonaním príslušného technického a ekonomického výpočtu.
Pre bezproblémové napájanie spotrebičov, lepšie využitie inštalovaných elektrických zariadení v elektrárňach a rozvodniach a lepšia kvalita energie sú elektrárne a rozvodne jedného regiónu prepojené prenosovými vedeniami a tým vytvárajú energetický systém. Všetky elektrifikované cesty ZSSR sú napájané energetickými systémami.
   Na železniciach ZSSR sa používajú dva elektrické trakčné systémy:
   Indikátory kvality elektrickej energie sú v sieťach AC odchýlky a kolísanie frekvencie a napätia, nevyváženosť napätia, nesínusová forma jeho krivky a v sieťach DC - odchýlka napätia a kolísanie a vlnový faktor.
   DC s menovitým napätím v trakčnej sieti 3 kV;
   jednofázový AC 50 Hz s menovitým napätím 25 kV.
   Na cudzích cestách navyše používajte striedavý prúd s redukovanou frekvenciou 16-2 / 3 a 25 Hz.
   Ekonomické a spoľahlivé polovodičové meniče sa používajú ako prevodníky AC-DC v rozvodniach DC. V rozvodniach AC 50 Hz sú prevodníky priemyselnými alebo špeciálnymi transformátormi.
   Trakčné rozvodne sa používajú aj na napájanie priemyselných, poľnohospodárskych a neťažných železníc. Na tento účel sú na rozvádzačoch inštalované ďalšie transformátory. Trakčné rozvodne sú umiestnené pozdĺž železnice cez 15-20 km na cestách DC a 40-60 km na striedavých cestách.
   Kontaktná sieť sa používa na napájanie elektrického vozového parku (napr. P. P.) A môže byť vyrobená vo forme vzduchového pruženia alebo prídavnej koľajnice (na podchodoch). Kontaktné a železničné siete sú napojené vzdušnými alebo káblovými vedeniami na pneumatiky trakčných rozvodov.
   Podstanice sú napájané dvoma nadzemnými vedeniami, z ktorých každý je určený na plný výkon trakčných rozvodní. Hlavné vybavenie trakčných rozvodní (opravné jednotky, transformátory, spínače) je vyhradené. Okrem toho sa predpokladajú mobilné trakčné stanice, ktoré môžu nahradiť stacionárne, keď sú odpojené alebo zlyhané.
Spoľahlivosť kontaktnej siete je zabezpečená zvýšenou bezpečnosťou svojich prvkov a rozdelením, t.j. oddelením kontaktnej siete do izolovaných od seba a bežne spojených pomocou odpojovačov alebo spínačov. Napájanie úsekov sa uskutočňuje z trakčných rozvodov cez nezávislé prívody (podávače).
   Všetci spotrebitelia elektrickej energie Pravidlá pre elektrické inštalácie (PUE) sú rozdelené do troch kategórií. Prvá kategória zahŕňa najdôležitejšie spotrebiteľov, ktorí nemajú elektrický prúd. Napájanie takýchto spotrebičov sa vykonáva z dvoch alebo viacerých zdrojov, záložný zdroj je automaticky zapnutý. Pre spotrebiteľov 2. kategórie (tiež zodpovedných) je možné prerušenie napájania po dobu potrebnú na zapnutie napájania zamestnancami. Kategória 3 zahŕňa všetkých ostatných spotrebiteľov. Pre nich je povolený prerušenie napájania po dobu potrebnú na opravu poškodenia až na jeden deň. V súlade s kategóriou spotrebiteľa prijímajú externé napájacie a primárne spínacie obvody zariadení. Elektrifikované železnice patria spotrebiteľom 1. kategórie.
   V posledných rokoch boli vyvinuté nové systémy napájania. S nárastom dopravy, zvýšením rýchlosti pohybu a hmotnosti vlakov sa čoraz viac odhaľujú nevýhody konštantnej 3 kV a striedavého prúdu 25 kV, ktoré obmedzujú nosnosť a účinnosť tratí.
   To spôsobuje potrebu posilnenia systémov. Nevýhody systému DC sú relatívne nízke napätie (3 kV), veľká prierezová plocha drôtov kontaktnej siete (400-600 mm2), veľké straty napätia a energie v trakčnej sieti, malá vzdialenosť medzi trakčnými rozvodňami (15-20 km), prítomnosť putovania prúdy spôsobujúce elektrokoroziu kovových podzemných konštrukcií. Nevýhodou je tiež veľká strata energie v počiatočných reostatoch e. n. s. počas zrýchlenia vlaku.
Najúčinnejším prostriedkom na zvýšenie tohto systému je zvýšenie napätia v trakčnej sieti na 6 kV pomocou elektrických lokomotív vybavených DC pulznými meničmi. V tomto prípade zostáva kontaktná sieť 3 kV nezmenená, pevnosť jej izolácie stačí na napätie 6 kV. Takýto systém umožňuje znížiť energetické straty v trakčnej sieti o 3-4 krát, aby sa znížilo riziko prehriatia drôtov a búrlivých prúdov; okrem toho, napätie na trakčných motoroch e. n. s. stabilizuje sa kvôli odstráneniu pevného spojenia medzi kontaktnou sieťou a trakčnými motormi a zvyšuje sa kapacita napájacieho zdroja. Z viacerých dôvodov sa však ďalší vývoj systému 6 kV pozastavil a jeho praktické využitie sa nepredpokladá v období jedenásteho päťročného obdobia.
   Čím vyššie je napätie v trakčnej sieti, tým je systém napájania efektívnejší a hospodárnejší. Zvýšenie napätia v trakčnej sieti na vyššiu než 6 kV (napríklad 12 kV) je nepraktické, pretože by to viedlo k vyšším cenám systému napájania (reorganizácia kontaktnej siete, nahradenie konvertorových jednotiek v rozvodniach) a vytvorenie nového drahšieho elektrického napájania. n. s. Spájanie s časťami s rozmermi 3 kV by bolo ťažké (pozri odsek 25).
   Posilnenie DC systému sa uskutočňuje prostredníctvom konštrukcie stredných rozvodní, oddeľovacich stĺpikov a paralelných spojovacích bodov, ako aj zvýšenie prierezu kontaktnej siete.

Systém jednofázového striedavého prúdu 25 kV s frekvenciou 50 Hz sa intenzívne rozvíja v ZSSR aj v zahraničí. Jeho výhody sú spôsobené vysokým napätím v trakčnej sieti, čo má za následok, že kontaktná sieť má malú prierezovú plochu (150 mm2), jednoduché transformačné stanice a veľkú vzdialenosť medzi nimi (50 km) atď.
   Tento systém má však aj nevýhody: nerovnomerné zaťaženie fáz prívodného systému (pozri odsek 12), škodlivé elektromagnetické efekty na komunikačných linkách a priľahlé nadzemné vedenia nízkeho napätia, zhoršenie kvality dodávanej energie spotrebiteľom, možnosť vzniku iskier na podzemných konštrukciách, indukčný účinok na kontaktné závesy susedných ciest.
   Na odstránenie týchto nedostatkov a zlepšenie energetickej výkonnosti bol vyvinutý systém 2x25 kV s autotransformátormi (AT), ktorý umožňuje, aby existujúce zariadenia a elektrina boli uložené v trakčnej sieti 25 kV. n. s. pre napätie 25 kV.

   Obr. 2. Schéma napájacieho systému 2X25 kV

V tomto systéme (obrázok 2) energia k e. n. s. Dodáva sa prostredníctvom kontaktnej siete 25 kV nielen z trakčných rozvodní, ale aj lineárnych stupňovitých autotransformátorov (ATI, AT2 atď.) Inštalovaných pozdĺž železničnej trate 10-15 km medzi trakčnými rozvodňami. Autotransformátor prijíma energiu z trakčných rozvodní skríň prostredníctvom drôtu kontaktného závesu K a prídavného prívodného vodiča P s napätím 50 kV a vo vzťahu k koľajniciam P a zeme tieto drôty majú len 25 kV. Napájací kábel je pozastavený na podporách kontaktnej siete.
   Takýto systém poskytuje prenos energie na e. n. s. na malých vzdialenostiach medzi autotransformátormi 25 kV a vo veľkých vzdialenostiach od rozvodne k autotransformátorom 50 kV, čo vedie k zníženiu napäťových a energetických strát. Okrem toho súčasné e. n. s. vracia sa do podstanice nie pozdĺž koľajníc, ale pozdĺž prívodného drôtu, vďaka čomu je vplyv trakčnej siete na komunikačných linkách znížený a môže byť použitý lacnejší komunikačný kábel.
   Na trakčnej podstanici sú inštalované jednofázové transformátory TP1 a TP2, ktoré majú dve sekundárne vinutia s napätím 27,5 kV, zapojené do série. Ich spoločný bod je pripojený k železnici. Výstup jedného vinutia je pripojený k kontaktnej sieti a druhý k napájaciemu káblu. Primárne vinutia sú pripojené k rôznym fázam napájania VL podľa otvoreného trojuholníka. Jednofázové transformátory umožňujú vykonávanie fázovo-fázovej regulácie napätia pri zaťažení a vytvárajú nezávislosť napätia každého dodávacieho ramena od zaťaženia druhého, čo zvyšuje účinnosť systému.
   Na rozvodne sú inštalované tri jednofázové trakčné transformátory: dva pracovníci a jeden záložný, ktorý môže nahradiť každý pracovník. Dodávať regionálnym spotrebiteľom v inštalácii rozvodne trojfázové transformátory. Spotrebitelia s malým zaťažením môžu dostať energiu z trakčných transformátorov podľa systému DPR (pozri odsek 3).
   Systém 2 x 25 kV umožňuje zvýšiť vzdialenosť medzi rozvodňami na 100 km. Náklady na dodatočné zariadenia v systéme s autotransformátormi sú pokryté znížením nákladov na rozvodne.
   Počas prevádzky sa zistilo, že na cestách elektrifikovaných podľa systému 2 x 25 kV sa elektromagnetický účinok na obvody komunikačného kábla zníži o 7 - 11 krát a nebezpečné indukované napätie - osemnásobne oproti 25 kV systému. Tento systém sa používa na moskovských a bieloruských cestách a bude sa používať na BAM a iných železniciach krajiny.
Zvýšenie napätia na 50 kV v systéme 25 kV by si vyžadovalo posilnenie izolácie kontaktnej siete, používanie nového napájacieho a spínacieho zariadenia na trakčných rozvodniach a trakčnej sieti, nahradenie celej e. n. s.