Введение. 
Электроснабжение электрического транспорта

Электрический транспорт (ЭТ) включает в себя трамвай, троллейбус, метрополитен, электрические железные дороги (ЭЖД). Первые три вида ЭТ относятся к городскому массовому пассажирскому транспорту. Доля ЭТ в общей транспортной системе и перевозочном процессе достаточно значительна. Так, в крупных городах ЭТ выполняет до 45% всех перевозок пассажиров, а на ЭЖД приходится более 60% всех перевозок, выполняемых железнодорожным транспортом.

ЭТ относится к числу сложных технических систем, состоит из ряда подсистем, функционирует в условиях воздействия большого числа случайных факторов. Устойчивое функционирование системы обеспечивается централизацией управления, подчиненностью всех подсистем общим задачам работы транспорта.

Одной из подсистем ЭТ является система электроснабжения (СЭС). Транспортные средства ЭТ являются неавтономными, т. е. требуется внешний источник питания. В связи с этим элементами СЭС являются первичные источники энергии, тяговые подстанции, питающие линии, контактные и рельсовые сети. Основной заданной функцией СЭС является преобразование параметров электрической энергии и ее подвод к токоприемникам транспортных средств.

Объекты СЭС требуют заметных капитальных вложений. Бесперебойность подвода и качество электрической энергии существенно влияют на работу всей транспортной системы. Надежность функционирования СЭС обеспечивается при проектировании обоснованным выбором схем электроснабжения и параметров элементов. При эксплуатации системы устойчивость работы зависит от обоснованности выбора системы ремонтов и технических обслуживании, а также своевременной модернизации элементов системы.

Решение задачи обеспечения необходимой надежности СЭС существенно зависит от достоверности оценок электрических величин, определяемых в электрических расчетах или в статистических наблюдениях при их эксплуатации. Сложность оценок режимов заключается в функционировании СЭС в условиях воздействия случайных факторов, колебаний поездных токов и числа поездов на участках. Отсюда вытекает необходимость применения вероятностных методов расчетов, основанных на установленных статистических закономерностях. Для современного этапа развития характерно применение средств микропроцессорной и вычислительной техники на всех этапах создания, эксплуатации и модернизации СЭС. Это позволяет принимать более обоснованные решения, снижать затраты.

Специалисту в области ЭТ для успешной деятельности необходимо знание СЭС. Решению этой задачи и посвящено настоящее учебное пособие. Оно состоит из девяти разделов, охватывающих основные теоретические вопросы тягового электроснабжения. Здесь рассматривается СЭС постоянного тока, а системы переменного тока лишь упомянуты в ознакомительном порядке.

Освоив материалы учебного пособия, студент должен:

знать

• • требования к качеству электроэнергии на токоприемниках и методы их обеспечения;
• • режимы электрических нагрузок, напряжений и методы их математического описания и расчетов;
• • методы выбора параметров элементов системы тягового электроснабжения (СТЭ);
• • способы защиты тяговых сетей от сверхтоков;
• • гальванические и электромагнитные влияния на смежные технические системы;
• • способы электроснабжения транспортных средств;
• • производство и распределение электрической энергии;
• • характеристики энергетических ресурсов;

уметь

• • обоснованно выбирать вариант СТЭ;
• • определять энергетические характеристики электроподвижного состава (ЭПС) и выполнять электрические расчеты СТЭ;

б.

• • выбирать состав и параметры элементов СТЭ;
• • оценивать технологические расходы электроэнергии, разрабатывать методы рационального и экономного ее использования;
• • оценивать и разрабатывать мероприятия по снижению гальванических влияний и защите подземных сооружений;

владеть навыками

• • выбора энергосберегающих режимов работы СТЭ;
• • определения установок защиты тяговой сети и выбора защитных коммутационных аппаратов;
• • разработки схем питания и секционирования тяговой сети.