По дисциплине «электрифицированный транспорт» 6 страница

Рисунок 22 - Рама тележки

Конструкция тележки обеспечи­вает возможность монтажа и демон­тажа тягового двигателя вместе с ко­лесной парой, снятия кожуха зубча­той передачи без подъема кузова и смены тормозных колодок без смот­ровой канавы. Основными узлами тележки являются: рама 1, колесные пары 2, рессорное подвешивание 3, тормозная система 4, подвешивание тягового электродвигателя 5, буксы 6, люлечное подвешивание 7, зубча­тая передача 8 и шаровая связь 9.

Рама тележки (рисунок 22) предназна­чена для передачи и распределения вертикальной нагрузки между от­дельными колесными парами (с по­мощью рессорного подвешивания), восприятия и передачи на раму кузо­ва тягового усилия, тормозной силы, а также боковых горизонтальных и вертикальных сил от колесных пар при проходе ими неровностей пути. Она является, связующим, несущим элементом всех узлов тележки и представляет собой цельносварную конструкцию прямоугольной формы, сваренную из двух боковин 3, связан­ных между собой шкворневым 10 и двумя концевыми брусьями 2; боко­вины 3 и концевые брусья 2 коробча­того типа выполнены сваркой из че­тырех листов прокатной стали М16С. К нижнему листу боковины привари­вают малые 14 и большие 13 буксовые кронштейны, выполненные отливкой из стали 20Л (ГОСТ 977 — 88).

На верхний лист боковины для ее усиления приварены накладки 4. К накладке и наружной стороне боко­вины приварены кронштейны 5 лю-лечного подвешивания. С внутренней стороны боковины имеются кронш­тейны 12 для подвесок тормозной си­стемы, а с наружной — кронштейны 8 под гидравлические амортизаторы. На концевых брусьях приварены кронштейны 15 для подвесок тормозной системы и имеется накладка / под ролик противоразгрузочного уст­ройства.

Шкворневый брус 10 коробчатого сечения с усиливающими ребрами со­стоит из собственно шкворневого бруса, отлитого из стали 12ГТЛ-1, бруса шаровой связи 9, отлитого из той же стали и приваренного к шквор­невому брусу в нижней части. В сред­ней части шкворневого бруса имеется овальное с коническим переходом по высоте углубление, через которое проходит шкворень. С двух сторон к шкворневому брусу приварены крон­штейны 6 и 11 для подвески рычагов ручного тормоза. На нижней стороне шкворневого бруса имеются площад­ки для приварки кронштейнов 7 под крепление тормозных цилиндров. В брусе шаровой связи находятся про­ушины для подвески тяговых элект­родвигателей. Внутренняя полость бруса служит для размещения в ней деталей шаровой связи.

Колесная пара направляет элект­ровоз по рельсовому пути, передает силу тяги, развиваемую электрово­зом, и тормозную силу при торможе­нии, воспринимает статические и ди­намические нагрузки, возникающие между рельсом и колесом, и преобра­зовывает вращающий момент тягово­го электродвигателя в поступатель­ное движение электровоза.

Техниче­ские данные колесной пары:

Диаметр колеса по кругу ка­тания, м	1250 (+10; -2)
Расстояние между внутрен­ними торцами бандажей, мм	1440 (+1; -3)
Ширина бандажа, мм	140 (+2; -1)
Толщина нового бандажа по кругу катания, мм	90 (+3)
Масса, кг

Колесная пара (рисунок 23) состоит из оси 5, колесных центров 4, бандажей 2, бандажных колец 1, зубчатых колес 3.

Рисунок 23 - Колесная пара

Ось колесной пары — ко­ваная, из специальной осевой стали, состоит из средней части 1, шеек мо-торно-осевых подшипников 2, подсту-пичных частей 3, предиодступичных частей 4, буксовых шеек 5. На буксо­вых шейках имеется резьба М170ХЗ — 6g для гаек, закрепляющих пристав­ные кольца роликовых подшипников. На торцах оси нарезано по два отвер­стия М16-7Н для крепления планок, предохраняющих гайки от отворачи­вания.

После окончательной механиче­ской обработки ось проверяют дефек­тоскопом.

Колесные центры коробчатого се­чения из стали 25Л-П1. Каждый ко­лесный центр подвергнут статиче­ской балансировке путем приварки накладок. На удлиненные ступицы центров напрессованы горячим спо­собом зубчатые колеса 3. При этом натяг в холодном состоянии выдержан в пределах 0,25 — 0,33 мм. Бандаж 2 изготовлен из специальной стали. Размеры его выполнены по ГОСТ 3225 — 80, профиль бандажа — по ГОСТ 11018 — 87". Правильность профиля проверяют специальным шаблоном. На обод колесного центра бандаж посажен в горячем состоянии при температуре 250 — 320 °С. Пе­ред посадкой бандаж проверяют маг­нитным дефектоскопом на отсутст­вие трещин. Для предупреждения сползания с колесного центра бан­даж застопорен кольцом 1 из ста­ли специального профиля по ГОСТ 5267.10 — 78.

Собранное колесо с колесным центром, бандажом, зубчатым коле­сом и бандажным кольцом напрессовано на ось усилием 1079 — 1471 кН. Формирование колесных пар произ­водится в соответствии с инструкцией ЦТ № 2306.

5.2 Уравнение тяги

Движение тела с некоторой скоростью или изменение этой скорости согласно законам физики возможно только под действием внешней силы. На рассматриваемых нами типах подвижного состава, у которых происходит передача вращающих или тормозных моментов от тяговых электродвигателей или тормозных устройств на колеса, образование движущей силы тяги или тормозной силы как внешних сил происходит через сцепление колес с поверхнос­тью дороги. При этом возникают силы сцепления.

Рассмотрим, как возникают силы сцепления колес в режиме тяги на примере отдельного колеса. Примем, что точка А (рисунок 24) является опорой колеса на поверхности дороги. Пусть к колесу приложен момент сил Мк. Обозначим через Gк силу нормального давления (сила нажатия) колеса на поверхность дороги.

Рисунок 24 - Схема реализации силы тяги:

А — опорная точка колеса; О — центр колеса; R — радиус колеса; GK — сила нормального давления колеса на поверхность дороги; v — скорость движения; Мк — вращающий момент, приложенный к колесу; Fк, F'к — пара сил, прило­женных в точке А и в центре колеса (по его оси) в режиме тяги; Fсц — сила сцепления в точке контакта колеса с дорогой в режиме тяги.

Представим момент Мк в виде пары сил F'к = Fк с плечом R. Сила Fк от колеса вдоль поверхности пути действует в точке А и направлена против движения. Она стремится повернуть колесо вок­руг его оси О и создать скольжение опорной точки колеса относи­тельно поверхности дороги в сторону, противоположную движе­нию. Этому препятствует возникающая под действием давления колеса на дорогу в опорной точке А сила сцепления Fсц, направ­ленная по касательной к окружности колеса. Сила Fсц является реактивной, внешней по отношению к колесу, так как она приложена от поверхности дороги к колесу и, согласно третьему закону Ньютона, равна по ве­личине и противоположна по знаку силе Fк, т.е. - Fсц = Fк.

Как будет показано далее, сила сцепления Fсц имеет некоторый предел. Если сила FK не превосходит это предельное значение, то точка соприкосновения колеса и поверхности дороги окажется неподвижной в каждое мгновение, т.е. опорная точка колеса яв­ляется мгновенным центром и вокруг нее под действием вращаю­щего момента начнут поворачиваться все остальные точки колеса. Распределение поступательных скоростей точек колеса при его повороте вокруг мгновенного центра и траектория точки колеса, являющейся в момент, изображенный на рисунке, мгновенным центром вращения, показаны на рисунке 25.

Рисунок 25 - Распределение поступательных скоростей точек колеса при его повороте вокруг мгновенного центра:

О — геометрический центр колеса; R — радиус колеса; А — опорная точка; v — скорость движения поезда; vA — скорость в точке А

Скорость точки А равна нулю; скорость центра колеса равна ско­рости оси, т. е. скорости v движения поезда; скорость точки, проти­воположной точке А на окружности, равна 2v. При вращении колеса в соприкосновении с поверхностью дороги во все последующие мо­менты находятся новые точки окружности колеса, т.е. при движении каждая из них становится мгновенным центром его вращения.

Таким образом, в результате возникновения в опорной точке А колеса на поверхности дороги внешней силы Рсц, на­правленной по касательной к окружности колеса, мгновенный центр его вращения непрерывно перемещается вдоль пути, а геометричес­кий центр О, т.е. ось колеса, получает поступательную скорость v. Следовательно, внешняя по отношению к колесу сила сцепления Fсц, направленная по движению, является силой тяги. Она численно равна силе Fк, действующей в точке А и обусловленной вращающим моментом тягового двигателя. Можно представить, что за счет сцеп­ления колеса и поверхности дороги возникает необходимый упор, отталкиваясь от которого, колесо начинает движение. Поскольку в точке А колесо из-за действия сил сцепления не проворачивается, оно под действием силы F'к, приложенной в точке О, начинает по­ворачиваться относительно точки А. Так как мгновенный центр вращения при этом перемещается по поверхности дороги слева напра­во, то и ось колеса (точка О) поступательно движется в том же направлении, как показано на рисунке 23, со скоростью v. Сила F'к через подшипники колеса передается на раму тележки и на кузов, она направлена параллельно пути по ходу движения поезда и равна FK

Рассмотренные процессы для отдельного колеса можно распространить на колесную пару. При этом сила Fсц, действующая на 1 оба колеса колесной пары, является касательной силой тяги движущей колесной пары. Суммарную силу Fл всех движущих колесных пар называют касательной силой тяги подвижного состава или просто силой тяги поезда (локомотива).

При отсутствии трения в подшипниках и передаче и при вращении колеса с постоянной угловой скоростью

где F= (Mдм)/R — сила тяги двигателя; Mд — момент, развиваемый 1 тяговым двигателем на валу; Zм. — передаточное число движущего механизма; R — радиус колеса. Иными словами, сила тяги равна силе F, определяемой моментом тягового двигателя. Тогда Fл = FzM, где zМ — число тяговых двигателей.

5.3 Тормозные усилия в подвижном составе

При движении поезда возникают силы трения в его элементах, между колесами поезда и рельсами или путем, между наружными поверх­ностями подвижного состава и окружающим воздухом. При дви­жении на подъеме или уклоне особое значение приобретает со­ставляющая силы тяжести.

Все эти силы представляют собой силы сопротивления движе­нию поезда. Результирующая сил сопротивления движению дей­ствует против направления движения поезда. На крутых спусках она может принимать отрицательное значение, т.е. совпадать с направлением движения.

На преодоление сил сопротивления затрачивается работа, со­вершаемая тяговыми двигателями. Силы сопротивления приложе­ны в разных точках подвижного состава, зависят от скорости и месторасположения поезда, от его конструкции и верхнего строе­ния пути, профиля и плана пути, от внешних условий.

Под полным сопротивлением движению понима­ют эквивалентную силу, приведенную к ободу колес, на преодоле­ние которой затрачивается такая же работа, как и на преодоление всех сил, противодействующих движению.

Энергия, которая затрачивается на преодоление сил сопротив­ления, связанных с разными видами трения, невозвратима, так как тратится на истирание пути и деталей подвижного состава, превращается в теплоту, рассеиваемую в окружающей среде. Энер­гия, которая затрачивается на преодоление подъемов, может быть возвращена, так как поезд в этом случае накапливает потенциаль­ную энергию, которую можно использовать на последующих уча­стках пути или при движении в обратную сторону.

Полное сопротивление движению поезда делят на следующие составляющие:

1) основное сопротивление движению Wo, которое обусловле­но внутренним трением в подвижном составе, сопротивлением от взаимодействия подвижного состава и пути на прямом и горизон­тальном участках и сопротивлением от взаимодействия подвиж­ного состава и воздуха (при отсутствии ветра);

2)сопротивление движению от уклонов Wi;

3)сопротивление движению поезда на кривых участках пути Wкр;

4)дополнительное сопротивление Wд.

Таким образом, полное сопротивление движению W, Н, пред­ставляют в виде следующей суммы:

Если поезд содержит несколько подвижных единиц, то при рас­четах полное сопротивление движению представляют в виде сум­мы сопротивления движению моторных вагонов E W_m и сопротив­ления движению прицепных вагонов E Wв:

Такое разделение является условным, так как силы сопротивле­ния движению физически неразделимы и присущи поезду в це­лом. Для удобства выполнения тяговых расчетов сопротивление движению выражают в удельных единицах, отнесенных к единице веса поезда:

где w — удельное сопротивление движению, Н/кН; mg — сила тяжести (вес) поезда, кН; т — масса поезда, т; g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с².

Основное сопротивление движению зависит от многих факто­ров, поэтому теоретическим путем определить значение основно­го сопротивления движению очень сложно. Оно включает в себя составляющую, обусловленную трением в подшипниках подвиж­ного состава, трением от качения колес по рельсам или дороге, трением от скольжения колес по рельсам, деформацией пути и сопротивлением воздушной среды при отсутствии ветра.

Сопротивление от трения в подшипниках зависит от момента сил трения, развивающихся в подшипниках подвижного состава. Момент силы трения в подшипниках определяется коэффициен­том трения, зависимость которого от скорости движения установ­лена на основании положений гидродинамической теории смаз­ки. Согласно этой теории при неподвижном колесе в подшипнике имеет место сухое трение, поэтому коэффициент трения ф_п оказы­вается наибольшим. Затем, когда шейка оси приходит во враще­ние, она захватывает смазку, образуется масляный клин, и коэф­фициент трения резко уменьшается. В дальнейшем, по мере уве­личения скорости, масло становится более жидким, и коэффици­ент трения почти линейно возрастает с ростом скорости. Так про­исходит в подшипниках скольжения. Для подшипников качения коэффициент трения значительно меньше. При расчетах увеличе­нием коэффициента трения при v = О пренебрегают, так как под­вижной состав оборудуется, в основном, подшипниками качения.

При качении колеса вдоль рельса или дороги под действием силы давления колеса на рельс происходит упругая деформация бандажа и рельса или колеса и поверхности дороги. В области соприкосновения форма колеса и рельса непрерывно меняется и снова восстанавливается. Сопротивление от трения качения коле­са зависит от силы давления колеса на рельс или дорогу, радиуса круга качения колеса, а также площади опорной поверхности ко­леса. При этом, чем больше опорная площадь колеса, тем выше потери энергии и, следовательно, значение сопротивления движе­нию. Для рельсового транспорта площадь опорной поверхности определяется твердостью материала, из которого изготовлены бан­дажи колес и рельсы, профилем бандажа и головки рельса. Для безрельсового электрического транспорта с эластичными колеса­ми (пневматическими баллонами) площадь опорной поверхности колеса зависит от давления в баллонах, формы и состояния повер­хности колес, а также от материала покрытия дороги.

В процессе движения подвижного состава одновременно с ка­чением неизбежно и проскальзывание колес относительно рель­сов. Это трение обусловлено различием диаметров кругов качения колес, закрепленных жестко на одной оси, конусностью банда­жей, а также неровностью пути. Поэтому колесная пара при своем движении проскальзывает как вдоль, так и поперек рельса. На без­рельсовом транспорте также происходит проскальзывание колес относительно пути. На преодоление сил трения при проскальзы­вании затрачивается энергия, которая и определяет составляющую сопротивления движению от скольжения.

Так как строение пути неоднородно и обладает переменной упругостью, при движении подвижного состава имеют место его деформация и просадка. В свою очередь эти неровности пути вы­зывают колебания в отдельных элементах подвижного состава, которые усиливают деформацию пути. Сопротивление движению от неровностей пути для рельсового транспорта при сварных сты­ках и хорошем состоянии пути незначительно. При плохом состо­янии и содержании пути величина этой составляющей сопротив­ления движению значительно увеличивается. На безрельсовом транспорте это сопротивление зависит от неровностей пути по траектории качения колеса и от скорости движения.

При движении поезд испытывает сопротивление воздушной среды. При этом, с одной стороны, происходит непосредственное трение воздуха о наружные поверхности подвижного состава. С дру­гой стороны, воздушные массы получают ускорение от лобовой и хвостовой поверхностей поезда, а также от неровностей его боко­вых поверхностей.

Аэродинамическими исследованиями движения тела неизменя­емой формы в воздухе установлено, что составляющая основного сопротивления приблизительно пропорциональна произведению квадрата скорости на площадь поперечного сечения поезда и на коэффициент обтекаемости, который определяется, как правило, опытным путем.

Как показали проведенные исследования, от формы движуще­гося тела при одной и той же площади его поперечного сечения существенно зависит сопротивление воздушной среды. Путем из­менения формы кузова можно в значительной степени снизить величину коэффициента обтекаемости, при этом уменьшается со­противление движению, а следовательно, и расход электрической энергии.

Следует отметить, что эта составляющая при относительно низ­ких скоростях движения (до 40... 50 км/ч) мала. Поэтому обтекае­мые формы (с хорошей аэродинамикой) придают только скорост­ному подвижному составу.

Для подземных линий метрополитена условия взаимодействия подвижного состава и воздушной среды отличаются от условий для наземного транспорта. Двигаясь в тоннеле, поезд выталкивает воздух подобно поршню в насосе. При этом давление воздуха пе­ред поездом возрастает, а позади него образуется разрежение. Од­новременно воздух за счет этого перепада давлений перемещается навстречу движению поезда по зазору между ним и стенками тон­неля, что создает относительно большое сопротивление движению, даже при низких скоростях движения.

Для подземных линий метрополитена сопротивление от взаи­модействия поезда и воздушной среды в тоннеле является состав­ляющей основного сопротивления движению. Для наземного транс­порта сопротивление воздуха в тоннеле относится к дополнитель­ному сопротивлению движения.

Определение основного сопротивления движению аналитичес­ким путем очень сложно и весьма неточно. Поэтому пользуются эмпирическими формулами, полученными по результатам экспе­риментальных исследований. В результате таких исследований ус­тановлено, что определяющее влияние на основное сопротивле­ние движению транспорта оказывают два фактора: скорость дви­жения и сила нажатия колеса на поверхность дороги. Например, с увеличением скорости основное удельное сопротивление движе­нию растет.

Для практических расчетов основного удельного сопротивле­ния движению, Н/кН, применяют эмпирические формулы вида

где а, Ь, с — постоянные числовые коэффициенты, получаемые опытным путем и отражающие влияние различных факторов на величину основного сопротивления дви­жению; v — скорость движения, км/ч.

Коэффициенты а и b характеризуют силы трения, определяемые конструкцией подвижного состава, коэффициент с — со­противление воздушной среды. Каждому типу подвижного состава соответствуют свои значения коэффи­циентов а, b и с.

Для моторных вагонов рассматривают зависимости удельного ос­новного сопротивления движению в режиме тяги или электрическо­го торможения, т. е. движения, когда тяговые двигатели обтекаются током (режим движения под током) и в режиме выбега.

Величина сопротивления движению поезда оказывает существен­ное влияние на расход электрической энергии и скорость движе­ния. Следовательно, вопрос о снижении сопротивления движе­нию имеет большое практическое значение. Все способы умень­шения сопротивления движению можно разделить на две основ­ные группы: конструкционные и эксплуатационные. К конст­рукционным мерам относятся уменьшение массы тары под­вижного состава; увеличение радиуса кривых; создание бесстыко­вых («бархатных») путей; широкое применение роликовых под­шипников; создание обтекаемой формы подвижного состава. К эксплуатационным мерам относятся надлежащее содер­жание верхнего строения путей; систематическое регулирование тормозов, устраняющее трение колодок о бандажи при отпущен­ных тормозах; уход за смазкой подшипников, применение каче­ственной смазки, тщательный подбор по сезонам оптимальных сортов смазочных материалов для уменьшения потери энергии в редукторах и буксовых подшипниках; смазка реборд рельсов на кривых участках пути; поддержание необходимого давления в пнев­матических колесах; регулирование развала и схождения колес для троллейбуса; сокращение времени стоянок с целью облегчения ус­ловий трогания поездов, особенно в зимнее время.

Торможение применяется для остановки поезда и ограничения его скорости на спусках, перед кривыми участками и соответству­ющими путевыми знаками. По характеру использования тормоз­ной силы различают служебное торможение и экстренное. Слу­жебное торможение применяется в нормальных условиях рабо­ты, экстренное — для предупреждения несчастных случаев и аварий. Экстренное торможение обеспечивает максимальное за­медление и минимальный тормозной путь, поэтому машинист дол­жен использовать максимальную тормозную силу.

Процесс торможения определяется тормозными характеристи­ками, т. е. зависимостями тормозной силы поезда от его скорости В=f(v) или b(v). По способу создания тормозной силы различают системы механического и электрического торможения.

При механическом торможении тормозная сила со­здается в результате сил трения между соприкасающимися, взаим­но скользящими поверхностями. Наиболее распространен колесно-колодочный тормоз. В этом тормозе тормозная сила создается за счет трения, возникающего при нажатии тормозной колодки на бандаж вращающегося колеса.

Обозначим силу нажатия тормозной колодки через К, кН, а Коэффициент трения между колесом и колодкой — ф_к. Тогда тор­мозная сила поезда В, Н, в целом равна суммарному нажатию Σ К, кН, всех тормозных колодок с уче­том коэффициента трения ф_к последних:

Коэффициент трения ф„ зависящий от материала трущихся поверхностей, в общем случае уменьшается с увеличением скорости v движения. Поэтому при постоянном на­жатии тормозных колодок тормозная характеристика B(v) механи­ческого тормоза имеет вид падающей кривой (рисунок 26). Такой режим благоприятен для остановочного торможения.

Рисунко 26 - Тормозная характеристика при механическом торможении: В - тормозная сила, v - скорость поезда

При электрическом торможении тяговые двигатели переводятся в генераторный режим. Момент, который требуется для вращения генератора, реализуется на ободе движущего колеса в виде тормозной силы. Различают электрическое рекуперативное и реостатное торможение.

При рекуперативном торможении тяговые двигатели обраща­ются в генераторы, при этом вырабатываемая ими энергия воз­вращается в тяговую сеть. Эта энергия может быть использована подвижным составом, находящимся на линии, или возвращена в первичную сеть. При установке накопителя эта энергия рекупе­рации может быть передана накопителю и в дальнейшем исполь­зована для тяги. Рекуперативное торможение применяется как для торможения на спусках, так и для остановки подвижного со­става.

Для осуществления рекуперативного торможения при контакторно-реостатном управлении двигателями необходимо, чтобы сум­ма ЭДС тяговых двигателей в генераторном режиме при последо­вательном их соединении была выше напряжения U_кс. в контакт­ной сети, т. е.

Ток и скорость поезда при рекуперации соответственно равны

Тормозная сила равна

где АВ — составляющая тормозной силы, зависящая от механичес­ких и магнитных потерь в двигателе и передаче:

Для электрической устойчивости системы необходимо, чтобы внешняя характеристика рекуперирующей машины (сФ) _гv - I_рr =f(I_р) была падающей. Поэтому генератор последовательного воз­буждения, у которого ЭДС растет с увеличением тока намного быстрее, чем падение напряжения I_рr, является электричес­ки неустойчивым. По этой же причине электрически неус­тойчива в генераторном режиме машина согласно-смешанного возбуждения.

Двигатель согласно-смешанного возбуждения при рекуператив­ном торможении превращается в генератор встречно-смешанного возбуждения. Машина встречно-смешанного возбуждения может устойчиво работать в режиме рекуперативного торможения, так как обладает падающей внешней характеристикой. На рисунок 27 приведены зависимости ЭДС (сФ) _гv = f(I_р) и (С_кс + I_pr) = f(I_P).

Рисунок 27 - Зависимости ЭДС и напряжения контактной сети от тока рекуперации:

(сФ)_гv — ЭДС двигателя при рекуперации; U_kc. — напряжение контактной сети; I_рr— падение напряжения; L(dI_p/dt) ~- ЭДС самоиндукции («+» — увеличение, «-» — уменьшение); I_р — ток рекуперации; ΔI_р — колебания тока рекуперации («+» — увеличение, «-» — уменьшение); a₁ — точка электрического равновесия

Точка a₁ пересечения этих зависимостей соответствует элект­рическому равновесию, характеризующему электричес­кую устойчивость. Например, если ток увеличится на +ΔI_Р, то ЭДС машины становится меньше величины (U_кс + I_рr), что, в свою очередь, приведет к уменьшению тока, т. е. система возвра­тится в точку a₁ электрического равновесия. В случае уменьшения тока на величину -ΔI_р ЭДС самоиндукции увеличивается L(dI_p/dt) > 0 и ток начинает возрастать, т.е. система стремится к точке а₁ электрического равновесия.

6 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Контактный электрический транспорт получает электрическую энергию от контактного провода, для этого создается специальная система тягового электроснабжения, включающая в себя тяговые сети, тяговые подстанции и системы их управления. Система электроснабжения электрического транспорта получает электроэнергию от энергетической системы. Энергетической системой называют совокупность электрических станций, подстанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью производства, передачи, распределения электрической и тепловой энергии. Электрическая часть энергосистемы состоит из генераторов электростанций, магистральных линий электропередачи, электрических подстанций и распределительных электрических сетей с присоединенными к ним приемниками электрической энергии. При объединении отдельных электростанций и линий электропередачи в энергосистемы достигаются укрупнение генерирующих мощностей и за счет этого уменьшение потерь электрической энергии, снижение расходов на производство электроэнергии, уменьшение величины резервируемых электрических мощностей и в целом повышение экономичности работы энергосистемы. На рисунке 28 в качестве примера приведена структурная схема электрической части энергосистемы.

Рисунок 28 - Структурная схема электрической части энергосистемы:

1 - электростанции (ГЭС, КЭС, ТЭЦ, АЭС); 2 - распределительные подстанции;

3- синхронный компенсатор; 4 - фидеры (линии электропередачи) нагрузки;

5 - фидеры собственных нужд электростанций

Поскольку генераторы электростанций вырабатывают электроэнергию с напряжением не выше 21 кВ, при котором ее передача по линиям электропередач неэффективна из-за больших потерь, обычно рядом с электростанциями располагаются электрические подстанции, повышающие напряжение до 35, 110, 220 кВ для дальнейшей передачи энергии. Кроме того, подстанции через местные распределительные сети обеспечивают снабжение местных потребителей. Распределительные трансформаторные подстанции, присоединенные к линиям электропередачи 110, 220 кВ, обеспечивают понижение напряжения до необходимого уровня и через распределительные сети передают энергию приемникам. При необходимости передачи электроэнергии на большие расстояния соответствующие подстанции обеспечивают уровень напряжения 330, 500, 750 кВ и выше, а в ряде случаев и преобразование в постоянный ток для уменьшения потерь.