Схематично система электроснабжения электрифицированного транспорта, в зависимости от способа питания, рода тока и других влияющих факторов, приведена на рис. 2.12.1. Как видно из рисунка, электрифицированный транспорт подразделяется на электрифицированную железную дорогу и безрельсовый электротранспорт. Последний нашел широкое распространение в виде троллейбусов.
Электрифицированная железная дорога включает поезда дальнего следования (пассажирские и грузовые), электропоезда (электрички), метрополитен и трамваи. Последние два вида электротранспорта работают при напряжении до 750 В, электрички и поезда дальнего следования – при постоянном токе с напряжение до 3 кВ и при переменном токе от 15 до 27,5 кВ.
Система электроснабжения троллейбусов, трамваев и метрополитена включает в себя линии переменного тока 6 или 10 кВ (в основном кабельного исполнения), трансформаторы 6/0,5 или 10/0,5 кВ, соответствующие выпрямительные установки и фильтры.
Более сложную структуру имеет система электроснабжения электрифицированной железной дороги (рис. 2.12.2).
По линиям 110 – 220 кВ (в редких случаях от собственных электростанций) электроэнергия поступает в энергохозяйство (подстанции глубокого ввода 110 – 220 кВ) электрифицированной железной дороги.
Далее электроэнергия к объектам электрифицированной железной дороги поступает различными путями в зависимости от рода тока. Если тяга на постоянном токе, то на тяговой выпрямительной подстанции напряжение воздушных линий 110 – 220 кВ снижается приблизительно до 2,5 кВ, выпрямляется, сглаживается и при постоянном напряжении 3,0 (3,3) кВ
передается по контактной сети, откуда питается подвижной состав. При этом вторым полюсом системы электроснабжения являются рельсы.
Если тяга на переменном токе, то имеют место три способа электропитания подвижного состава:
- при напряжении 27,5 кВ (25 кВ) переменного тока частотой 50 Гц;
- при напряжении 2х25 кВ переменного тока (с отсасывающими автотрансформаторами) частотой 50 Гц;
- при напряжении 15 кВ переменного тока частотой 162/3 Гц или 25Гц.
Рис 2.12.1 Классификация электрифицированного транспорта
Далее внутри электроподвижного состава напряжение 15,25 (27,5) кВ переменного тока снижается примерно до 2,5 кВ, выпрямляется и передается к тяговым электродвигателям.
Для получения 15 – 25 кВ напряжение энергосистем на тяговых подстанциях снижается с помощью соответствующих трансформаторов, имеющих неординарные системы вторичных обмоток, обеспечивающих симметрию в сети.
И, наконец, для нетяговых объектов (сигнальные устройства, трансформаторы собственных нужд, депо, ремонтные заводы, поселки и др.) применяются различные системы от 220 В до 35 кВ.
В заключение отметим, что тяговые подстанции на постоянном токе обслуживают участок дороги с протяженностью до 18-20 км, переменном токе 27,5 кВ до 40-50 км, переменном токе 2х25 кВ – до 80-100 км.
Рис.2.12.2. Блок-схема системы электроснабжения электрифицированных железных дорог
Лекция 2.13. Методы расчёта электрических нагрузок