дома нескучно
Как весело и с пользой пережить самоизоляцию

Электрические железнодорожные системы электроснабжения: Текущая ситуация

9 November 2019

В настоящее время железнодорожная электрификация переживает очень важный процесс трансформации. Необходимость увеличения ее мощностей, свидетельствует о недостатках традиционных систем, позволяющих справляться с потребляемой более высокой мощностью при сохранении разумных затрат. Кроме того, нынешняя тенденция перехода электроэнергетических систем, на более интеллектуальные сети, требует тщательного изучения путей развития этих систем. Однако различный технический прогресс во время электрификации железных дорог, а также особые исторические и экономические характеристики стран, привели к появлению больших вариантов их решения.

В качестве основной цели данной статьи рассматривается классификация и описание основных существующих систем электроснабжения железных дорог, а также наиболее важные предложения по их совершенствованию.

Основная цель - провести сравнение всех представленных систем на основе экономических и технических критериев, способных оценить их пригодность и прогноз на будущее.

В настоящее время, транспортная система, является неустойчивой с экологической, социальной и экономической точек зрения.

Среди наземных транспортных средств, электрические железные дороги являются, пожалуй, наиболее эффективными, чистыми и безопасными из всех. Эти особенности делают его одним из ключевых элементов будущих транспортных систем.

Развитие систем электроснабжения железных дорог (СЭЖД), всегда было во многом связано с технологическим прогрессом, который был доступен в настоящий момент. На заре железнодорожной электрификации, коммунальные сети были меньше и слабее, чем сегодня, а использование крупных двигателей на промышленной частоте доставляло массу неудобств. Все это привело к разработке систем постоянного тока и однофазных систем переменного тока низкой частоты в качестве наилучших возможных решений.

С дальнейшим развитием коммунальной сети и технологических разработок, достигнутых в области электродвигателей, стало возможным использование железнодорожных систем переменного тока, питаемых непосредственно от силовых трансформаторов.

Неуклонное увеличение интенсивности и скорости движения на железнодорожных линиях, свидетельствует о недостатках традиционных СЭЖД, которые заключаются в том, что они справляются с возросшим спросом на электроэнергию, при сохранении хороших показателей качества электроэнергии. Кроме того, сегодня возрос интерес к надежному и экономичному способу активного регулирования энергопотока, между коммунальной сетью, железнодорожной сетью и возможными системами хранения с учетом экономических и технических ограничений.

В этой ситуации инженеры-электрики сталкиваются со сложной задачей разработки СЭЖД. Важность общего направления эволюции очень высока, поскольку она благоприятствует стандартизации, которая является ключевым моментом для достижения экономии масштаба и улучшения функциональной совместимости. К счастью, выдающееся развитие силовой электроники в последние годы, и начавшаяся эволюция электрических систем в сторону интеллектуальных сетей, смягчили эту ситуацию, показав путь.

Железнодорожная система, может иметь две основные топологии:

  • Централизованную;
  • децентрализованную.

В централизованных системах, контактная сеть подключается к промежуточной железнодорожной сети, питаемой от специализированных железнодорожных электростанций или коммунальных сетей, в то время как в децентрализованных системах, контактная сеть напрямую подключается к коммунальной сети.

Централизованные системы, возникли в начале процесса электрификации железных дорог, в связи с необходимостью специализированной генерации электроэнергии на пониженных частотах. Однако с последующим развитием преобразователей энергии децентрализованные системы стали доминирующей топологией сегодня, за исключением Германии, Австрии и Швейцарии, где централизованная топология была широко использована в прежние времена. Важно подчеркнуть, что децентрализованные системы, могут также иметь возможность включать железнодорожную сеть, параллельно с контактным лицом, и иметь системы генерации, хранения данных, прямо или косвенно связанные с контактным лицом.

Транспортная система состоит из поездов, потребляющих или подающих энергию в зависимости от движения, а система управления отвечает за обеспечение надежной, эффективной и экономичной работы электрической и транспортной систем.