Підвищення ефективності високошвидкісного залізничного транспорту шляхом використання системи постійного струму підвищеної напруги

Abstract

UA: Застосування в контактній мережі залізниць України постійного струму при напрузі 3 кВ не є оптимальним ані для обладнання електропостачання, ані для електрорухомого складу. Це був вимушений компроміс, що зумовлено вартістю втрат енергії в такій системі й вартістю її обладнання. Підвищення ж напруги в контактній мережі постійного струму в кілька разів дасть можливість застосувати системи імпульсного перетворення енергії, що усувають безпосередній зв'язок між напругами контактної мережі й тягових двигунів. Це суттєво поліпшить техніко-економічні показники системи тяги постійного струму та сприятиме розвитку високошвидкісного залізничного рухомого складу на постійному струмі.

EN: The majority of CIS railways are electrified on DC with a voltage in the contact network of 3 kV. However, such a voltage is not optimal either for power supply devices or for electric rolling stock. It is a compromise solution, determined by the cost of energy losses in such a system and the cost of its devices. An increase in the voltage in the contact network of a direct current, for example, up to 6 or 12 kV or more, in order to reduce the energy losses in the system under the existing principles of regulating the operating conditions of the emitter. p.s. leads to a significant increase in the cost of electrical equipment and traction engines. It is characteristic that the noted shortcomings of the DC traction system of 3 kV are due to the fact that there is a direct electrical connection between the voltage of the contact network and the voltage of the traction electrical equipment. If this connection is eliminated and it is possible to regulate voltages on traction engines within wide limits, it will be possible to increase the voltage in the contact network several times to significantly improve the technical and economic performance of the DC traction system. New possibilities in this respect are opened by the use of pulsed energy conversion systems, which eliminate the direct connection between the voltages of the contact network and traction motor. The use of thyristor control of the operating modes of traction motors allows smoothly adjusting in a wide range the voltage applied to the traction motors, regardless of the voltage in the contact network. Perspective are systems in which brushless motors are used as traction motors - asynchronous or synchronous (gate valves). If the DC link traction system raises the voltage in the contact network by 2-3 times, then when using the thyristor control of the traction engine operation, in addition to saving energy during start-up, reducing the number of control equipment, the cost of construction and operation of the power supply system will decrease.