Система электрификации железных дорог обеспечивает электрической энергией железнодорожные локомотивы и чтобы они могли работать без бортового двигателя. В мире используется несколько различных систем электрификации. Электрификация имеет множество преимуществ, но требует значительных капитальных затрат на установку.
Основным преимуществом электрической тяги является более высокое соотношение мощности и веса, чем у таких видов тяги, как дизельная или паровая, которые вырабатывают энергию на борту. Электричество позволяет быстрее ускорение и большее тяговое усилие на крутых уклонах. На локомотивах, оснащенных рекуперативными тормозами, спуск с уклона требует минимального использования воздушных тормозов, поскольку тяговые электродвигатели локомотива становятся генераторами, передающими ток обратно в сеть и/или бортовые резисторы, которые преобразуют избыточную энергию в тепло.
Другие преимущества включают отсутствие выхлопных газов в месте использования, меньший шум и меньшие требования к техническому обслуживанию тяговых агрегатов.
Полностью электрифицированная железная дорога не нуждается в переключении между видами тяги, что что делает работу более эффективной. Две страны, которые приближаются к этому идеалу, - Швейцария и Гонконг, но в обеих используется более одной системы, поэтому, если не используются локомотивы с несколькими системами или другого подвижного состава, все равно может потребоваться переключение метода тяги. Основными недостатками являются капитальные затраты на оборудование для электрификации, наиболее значительны для линий большой протяженности, на которых не происходит интенсивного движения.
Шесть наиболее часто используемых напряжений были отобраны для европейской и международной стандартизации. Они не зависят от используемой контактной системы, например, напряжение 750 В постоянного тока может использоваться как с третьим рельсом, так и с воздушной линией (последняя обычно с трамваями). Существует множество других систем напряжения, используемых в системах электрификации железных дорог по всему миру. Допустимый диапазон напряжений для стандартизированных напряжений указан в стандартах BS EN 50163 и IEC 60850. При этом учитывается количество поездов потребляющих ток, и их удаленность от подстанции.
Постоянный ток
В ранних электрических системах использовался низковольтный постоянный ток. Электродвигатели питались непосредственно от тягового напряжения и управлялись с помощью комбинации резисторов и реле, которые соединявших двигатели параллельно или последовательно.
Наиболее распространенные напряжения постоянного тока - 600 В и 750 В для трамваев и метрополитенов, 1500 В, 650/750 В для третьего рельса в Южном регионе Великобритании и 3 кВ для воздушных линий. Более низкие напряжения часто используются в системах третьего или четвертого рельса, в то время как напряжения выше 1 кВ обычно ограничивается воздушной проводкой по соображениям безопасности. Пригородные поезда (SBahn) в Гамбурге (Германия) работают по третьему рельсу с напряжением 1200 В, а во Франции SNCF Culoz-Modane в Альпах использовали напряжение 1500 В и третий рельс стал использоваться для передачи напряжения.
В Великобритании, к югу от Лондона, используется третий рельс напряжением 750 В. а во внутреннем Лондоне - 650 В, чтобы обеспечить взаимодействие с метрополитеном где используется система четвертого рельса 650 В, но четвертый (центральный) рельс соединен с ходовыми рельсами в зонах пересадок. В середине XX века роторные преобразователи или ртутно-дуговые выпрямители использовались для преобразования переменного тока в постоянный на фидерных станциях. Сегодня это обычно делается полупроводниковыми выпрямителями после понижения напряжения в сети. коммунальной сети.
Система постоянного тока довольно проста, но требует толстых кабелей и небольших расстояний между фидерными станциями из-за высоких токов. Кроме того, существуют значительные потери. В Великобритании максимальный ток, который может потреблять поезд, составляет 6800 А при напряжении 750 В. Фидерные станции требуют постоянного контроля, а во многих системах на каждом участке разрешено движение только одного поезда или локомотива. Расстояние между двумя фидерными станциями при напряжении 750 В в системах третьего пути составляет около 2,5 км. Расстояние между двумя фидерными станциями на 3 кВ составляет около 25 км…………..
Продолжение следует….
Поддержите канал – поставьте лайк.