Выводы. 
Системы электроснабжения электрического транспорта на постоянном токе

Системы тягового электроснабжения (СТЭ) метрополитена, трамвая и троллейбуса за время своего существования не претерпели принципиальных изменений. Системы с трехпроводными тяговыми сетями в них не получили широкого применения, так же как и системы 1200 В не вышли за пределы экспериментальных исследований.

Единственным достижением в структурах СТЭ этих видов транспорта является переход от централизованных к децентрализованным схемам питания тяговой сет и.

Наиболее активно развивались СТЭ на железнодорожном транспорте. Повсеместно осуществлен переход на напряжение 3 кВ постоянного тока, испытана система 6 кВ, хотя она и не получила широкого применения. Для модернизации СТЭ постоянного тока применяются системы двойного напряжения с преобразовательными пунктами и вольтодобавочными устройствами. Это позволяет перейти к системам распределенною питания на постоянном токе.

Наиболее интенсивно развивались СТЭ на переменном токе. От систем с трехфазными трансформаторами и централизованной структуры питания осуществлен переход к однофазным трансформаторам, автотрансформаторным системам 2×25 кЕЗ распределенного типа питания. За рубежом получили применение системы на основе трансформаторов, соединенных по схеме Скопа и схеме Вубреджа. Для снижения электромагнитных влияний получили применение СТЭ переменного тока с отсасывающими трансформаторами и экранирующими и усиливающими проводами (ЭУ11). Наиболее эффективной представляется СТЭ 94 кВ.

В ряде исследований о перспективных системах электрической тяги XXI века достаточно аргументированно показаны преимущества систем постоянного тока 6…24 кВ, но сравнению с переменным. При этом говорится, что система переменного тока не имеет декларированных преимуществ: снижение расходов электроэнергии и капитальных вложений, расхода меди. Фактически расходы электроэнергии оказались на 5−6% выше из-за меньших КПД электровозов, работающих на переменном токе. СТЭ переменного тока на 12−15% дешевле, но электровозы в 1,5 раза дороже. Расход меди на контактную сеть в СТЭ постоянного тока в два раза больше, но в электровозе, работающем на переменном токе, на 5,5 т больше, чем на постоянном токе.

СТЭ постоянного тока требуют усиления, что обусловлено растущими объемами перевозок. Отсюда вытекает предложение перехода на напряжение 6 и 12 кВ. При этом электровозы постоянного тока модернизируются на два напряжения (3,0/12 кВ), что возможно с учетом достижений в силовой полупроводниковой технике.

Актуальной является также проблема обеспечения энергобезопасности перевозочной работы для обеспечения непрерывности транспортного процесса [68]. В регионах, где отсутствует внешнее электроснабжение или оно потенциально неустойчиво, имеет смысл создать собственные (ОАО «РЖД») энергогенерирующие мощности для электроснабжения тяги и потребителей. На Свердловской железной дороге уже строят электростанцию мощностью 12 МВт на газовых турбинах.

Чтобы исключить зависимость от энергосетевых компаний целесообразно построить СТЭ по принципу 94 кВ переменною тока. В районах крупных энергосистем сооружаются базовые опорные подстанции на расстоянии друг от друга 300…350 км, а питание промежуточных подстанций осуществляется от двухпроводных ЛЭП 60…70…110 кВ, проложенных по опорам контактной сети.

Вопросы для самопроверки

• 1. Какие типы привода и системы преобразования электроэнергии применяют на ЭНС?
• 2. Приведите уровневые структуры СТЭ постоянного и переменного тока.
• 3. Приведите определения понятий: «электрика», «система электроснабжения», «тяговая подстанция», «тяговая сеть», «контактная сеть», «преобразователь».
• 4. Как классифицируют и каким требованиям должны отвечать СТЭ?
• 5. Какие схемы КС выполняют в межподстанционной зоне?
• 6. Как выполняются СТЭ с трехпроводной тяговой сетью?
• 7. Как выполняются СТЭ с преобразовательными пунктами?
• 8. Что представляют собой СТЭ с ПДУ?
• 9. Охарактеризуйте СТЭ повышенного напряжения?
• 10. Приведите схемы СТЭ 2×25 кВ.
• 11. Как выполняются СТЭ переменного тока с отсасывающими трансформаторами, экранирующими и отсасывающими проводами?
• 12. Как выполняются СТЭ переменною тока 94 кВ?