Энергетическое хозяйство электрического транспорта

Основные элементы системы электроснабжения

В нашей стране практически весь электрический транспорт использует систему централизованного электроснабжения с контактным токосъемом. Трамвай применяет систему верхнего токосъема с однопроводной контактной сетью, троллейбус — с двухпроводной контактной сетью, метрополитен — систему нижнего токосъема. Контактные сети питаются от стационарных тяговых подстанций. В такой системе каждая подвижная единица имеет индивидуальный тяговый привод. В последнее время развиваются системы комбинированного электроснабжения, когда на участках, не имеющих контактной сети, подвижной состав (ПС) движется от источника запасенной энергии (аккумулятор, маховик и т. п.) или автономного двигателя (контактно-дизельные троллейбусы), а также системы автономного электроснабжения (электробусы).

Фуникулеры и канатные дороги используют систему централизованного привода подвижных единиц от тяговой станции.

В системе электроснабжения электротранспорта различают системы внешнего и внутреннего электроснабжения. К системе внешнего электроснабжения относятся источники генерации электроэнергии (различные электростанции), линии электропередачи, от которых к тяговым подстанциям подходят линии 6−10 кВ. В систему внутреннего электроснабжения входят тяговые подстанции, кабельные линии, которые обеспечивают питание контактной сети, контактная и рельсовая сети.

Случайный характер возникновения и величины нагрузки на систему от подвижного состава, который может находиться в состоянии разгона, торможения, остановки и т. п., вызывает значительные колебания потребления электроэнергии, на что должны реагировать все элементы системы, так как существенное падение напряжения питания может привести к снижению тяговых характеристик ПС или даже к авариям. Схемы питания тяговой сети электротранспорта определяются системой внешнего электроснабжения, тяговыми нагрузками и требованиями к надежности. Для обеспечения необходимой надежности питания тяговую сеть делят на независимые участки, разделяемые изоляционными промежутками. Каждый участок связан с тяговой подстанцией отдельной линией питания. Протяженность участка зависит от схемы питания (с одной или двух сторон, или в средней части) и допустимого уровня падения напряжения на токосъемниках ПС.

Система внутреннего электроснабжения может быть выполнена по централизованной или децентрализованной схеме. При централизованной схеме от одной подстанции могут запитываться несколько расположенных поблизости участков контактной сети. При децентрализованной каждый участок получает электропитание от двух подстанций. Для возможности резервирования подстанция в этой схеме должна иметь резерв мощности.

Перспективными направлениями совершенствования системы электроснабжения являются повышение величины напряжения и переход на питание ПС переменным током, полная автоматизация процессов управления системой электроснабжения.