Энергоснабжение электрических железных дорог

Энергоснабжение электрических железных дорог, преобразование и передача электрической энергии электрическому подвижному составу (ЭПС). Э. э. ж. д. осуществляется спец. системой, состоящей из тяговых подстанций (ТП), контактной сети (КС) и соединяющих их линий (см. рис.). В СССР система Э. э. ж. д. тесно связана с общей энергосистемой и используется для электроснабжения районных и нетяговых ж.-д. потребителей. На ТП электрическая энергия поступает по трёхфазным высоковольтным линиям электропередачи (ЛЭП) и после необходимого преобразования передаётся через питающие и отсасывающие линии в КС и далее ЭПС. ТП присоединяются к ЛЭП так, чтобы повреждение их не вызывало отключения более чем одной подстанции. В зависимости от устройства ЭПС электроснабжение осуществляется по системам постоянного тока, однофазного тока промышленной частоты (в СССР 50 гц), однофазного тока пониженной частоты (16 ²/₃, 25 гц). Существовавшие ранее за рубежом небольшие участки с трёхфазной системой электроснабжения ЭПС не получили развития и переоборудованы на однопроводные. В СССР применяются системы постоянного тока с номинальным напряжением 3 кв и системы переменного тока частотой 50 гц с номинальным напряжением 25 кв. (Дальнейшая электрификация железных дорог, как правило, будет осуществляться по системе переменного тока 25 кв). Э. э. ж. д. переменным током будет производиться также по системе 2х25 кв, при которой в КС даётся напряжение 25 кв от автотрансформаторов, расположенных между ТП и получающих энергию от них по линии 50 кв, включающей специальный питающий провод и рельсы.

К особенностям Э. э. ж. д. относятся резкая неравномерность нагрузок устройств, трудность защиты от токов короткого замыкания, несинусоидальность и несимметрия токов (в системах переменного тока), влияние на линии связи, возврат энергии при рекуперативном торможении локомотивов. Для уменьшения колебаний подводимого к ЭПС напряжения и улучшения энергетических показателей системы используются трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой, компенсирующие и другие устройства. Снижение влияния системы Э. э. ж. д. переменного тока на линии связи достигается путём замены воздушных линий связи кабельными и, в необходимых случаях, установкой т. н. отсасывающих трансформаторов, обеспечивающих протекание всего тока по рельсам (без утечки в землю) или по спец. обратному проводу. При питании КС постоянным током на ТП устанавливаются сглаживающие устройства, уменьшающие пульсацию выпрямленного напряжения. При использовании рекуперативного торможения локомотивов в системе постоянного тока предусматриваются спец. приёмники энергии рекуперации. Электроснабжение районных и нетяговых ж.-д. потребителей осуществляется по ЛЭП с напряжениями 10 и 35 кв, расположенным на специальных опорах или опорах КС. Кроме того, широко используются также специальные линии, состоящие из двух проводов, подвешенных на опорах КС, и рельсов в качестве третьего провода трёхфазной системы.

Бесперебойное движение поездов обеспечивается высокой надёжностью устройств энергоснабжения, стационарными и передвижными резервными агрегатами ТП. Для повышения экономичности на железных дорогах СССР применяется двустороннее питание КС от двух соседних ТП. Совокупность устройств Э. э. ж. д. СССР - высокоавтоматизированная система. Оперативное управление осуществляется энергодиспетчерами, выполняющими необходимые переключения и контроль за состоянием устройств средствами телемеханики или при помощи обслуживающего персонала. Для обслуживания и совершенствования устройств электроснабжения организуются дорожные электротехнической лаборатории и вагоны-лаборатории КС. Методы выбора параметров устройств Э. э. ж. д. (мощности трансформаторов и выпрямителей, сечения проводов КС, мощности компенсирующих устройств, установок защиты и системы автоматического регулирования напряжения) существенно отличаются от применяемых в системах электроснабжения других объектов. Для расчёта параметров, обеспечивающих необходимую надёжность и экономическую эффективность Э. э. ж. д., применяются методы теории вероятностей и имитационного моделирования системы на ЭВМ.

Лит.: Марквардт К. Г., Энергоснабжение электрических железных дорог, 3 изд., М., 1965; Пронтарский А. Ф., Системы и устройства электроснабжения, 2 изд., М., 1974; 50 лет электрификации железных дорог СССР, М., 1976.
? Г. Г. Марквардт.