«Выбор вентилей для силового выпрямителя»

К настоящему времени успешно завершена электрификация примерно третьей части всей сети железных дорог (более 50 тыс. км). Электрифицированы, в первую очередь, наиболее грузонапряженные и трудные по профилю участки дорог и целые направления. Электрической тягой ежегодно осуществляется около 60% общих по сети грузовых перевозок, около 60% пассажирских в дальнем и местном и около 80% в пригородном движении.

До 1955 г. электрификация железных дорог велась на постоянном токе напряже-нием 1,65 и 3,3 кВ, с 1955 г. — на переменном токе 27,5 кВ и постоянном 3,3 кВ. С 1980 г. на ряде участков электрификация осуществляется на переменном токе по сис-теме 2 Х 25 кВ.

Энергию на тягу поездов получают от энергосистем через их высоковольтные ли-нии и районные подстанции и, непременно, через специальные тяговые подстанции, являющиеся элементами системы электроснабжения электрифицированных желез-ных дорог.

Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим соору-жением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансфор-маторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи кон-денсаторов), коммутационной (выключатели переменного и постоянного тока, разъе-динители, короткозамыкатели) и вспомогательной аппаратурой. Большая часть, кото-рой работает в режиме автотелеуправления. Насыщенность тяговых подстанций разнообразной по назначению аппаратурой существенно выше, чем равных по мощности и классу первичного питающего напряжения подстанций энергосистем. Это объясняется многофункциональностью тяговых подстанций — от них получают пи-тание не только электрические поезда, но также районные и нетяговые потребители железных дорог.

К схемам и конструкциям тяговых подстанций предъявляют определенные техни-ческие требования. Так, установленная мощность их трансформаторов и преобразо-вателей должна соответствовать спросу потребителей электроэнергии (электрических поездов, районных и нетяговых железнодорожных потребителей), коммутационная и вспомогательная аппаратура обеспечивать бесперебойное питание потребителей электроэнергии на требуемом уровне надежности. Очень важно также, чтобы качест-во электрической энергии соответствовало установленным нормам.

Оборудование тяговых подстанций непрерывно совершенствуется. Так, за по-следние 35 лет на тяговых подстанциях постоянного тока сменилось три поколения преобразователей, осуществляющих выпрямление переменного тока в постоянный. От машинных преобразователей незначительной мощности перешли к ртутным, а за-тем игнитронным выпрямителям средней мощности, в последние 10 лет — к мощным полупроводниковым выпрямителям и инверторам. В перспективе просматривается переход к полностью управляемым (тиристорным) двенадцатифазным выпрямителям и инверторам.

Появились мощные быстродействующие дуговые электромагнитные выключатели постоянного тока и разрядные устройства, облегчающие отключение этими вы-ключателями токов аварийного режима короткого замыкания (к.з.). Вместо ненадежных, имеющих ограниченные отключающую способность и ресурс масляных вы-ключателей, начинают применять высоконадежные, с большим ресурсом, электрога-зовые и вакуумные выключатели. В ближайшей перспективе ожидается появление бездуговых тиристорных и вакуумных выключателей постоянного тока, а в более да-лекой — бесконтактных тиристорных и контактно-тиристорных выключателей пере-менного тока на напряжение 10—35 кВ.

Широко используют пока еще несовершенные (из-за невысокого качества кон-денсаторов и коммутационной аппаратуры для отключения емкостных токов) уст-ройства поперечной и продольной компенсации, улучшающие качество электроэнер-гии, поставляемой тяговой подстанцией. Реальные достижения в конденсаторе и ап-паратостроении позволяют надеяться, что в ближайшее время надежные устройства компенсации появятся на подстанциях как переменного, так и постоянного тока.

Качественное изменение аппаратуры тяговых подстанций и схемных решений ее узлов произойдет в результате ожидаемого широкого использования в народном хо-зяйстве микроЭВМ и микропроцессоров. Грамотно эксплуатировать оборудование тяговой подстанции, уметь наблюдать и анализировать происходящие в нем процес-сы, при необходимости наметить пути усовершенствования отдельных узлов также, чтобы качество электрической энергии соответствовало установленным нормам.

Оборудование тяговых подстанций непрерывно совершенствуется. В перспективе просматривается переход к полностью управляемым (тиристорным) двенадцатифаз-ным выпрямителям и инверторам.

Появились мощные быстродействующие дуговые электромагнитные выключатели постоянного тока и разрядные устройства, облегчающие отключение этими вы-ключателями токов аварийного режима короткого замыкания. Вместо ненадежных, имеющих ограниченные отключающую способность и ресурс масляных выключате-лей, начинают применять высоконадежные, с большим ресурсом, электрогазовые и вакуумные выключатели. В ближайшей перспективе ожидается появление бездуго-вых тиристорных и вакуумных выключателей постоянного тока, а в более далекой — бесконтактных тиристорных и контактно - тиристорных выключателей переменного тока на напряжение 10—35 кВ.

7. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирония./ И.К.Давыдов, Б.И. Попов, В.М. Эрлих. – М.: Транспорт, 1978.

8. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник/О.Г. Чебовский, Л.Г. Моисеев, Р.П. Недошивин. – М.: Энергоатомиздат, 1985.