Тяговые подстанции

Тяговая подстанция — электроэнергетическое сооружение, предназначенное для обеспечения электроснабжения и управления электротягой в системе железнодорожного транспорта. Играет ключевую роль в электрификации железнодорожных путей, трамваев и метро и троллейбусов.

Тяговые подстанции выполняют следующие функции:

• Преобразование высокого напряжения электроэнергии, поступающей от центральной электростанции или подстанции, в напряжение, пригодное для питания электрического транспорта.
• Обеспечение надежной и стабильной поставки электричества для работы электропоездов и других видов электрического транспорта.
• Управление и контроль над нагрузкой, чтобы оптимизировать использование электроэнергии и обеспечить безопасную эксплуатацию системы электротяги.
• Обеспечение аварийной защиты и регулирование напряжения и частоты в системе электротяги.
• Тяговые подстанции разрабатываются и строятся с учетом особенностей конкретной транспортной системы и требований к электропитанию транспорта. 

Принципиальная схема тяговой подстанции
Устройство подстанции может варьироваться в зависимости от конкретных требований и характеристик системы, для электропитания которой она построена. Типовая схема включает следующие основные компоненты:

• Высоковольтный источник электроэнергии напряжением переменного тока (например, 110 кВ или 220 кВ);
• Трансформаторы — напряжение сначала проходит через трансформаторы, которые понижают его до уровня, подходящего для использования в системе электротяги (обычно 25 кВ или 15 кВ переменного тока).
• Выпрямитель — после трансформации напряжение выпрямляется, преобразуя переменный ток в постоянный ток. Для этой цели часто используются выпрямительные устройства, мосты, диодные и тиристорные модули, другие виды силовой электроники.
• Коммутационное оборудование, которое управляет распределением электроэнергии на разные участки железнодорожных путей и контролирует подачу энергии на электропоезда и другие транспортные средства. Это, реле контроля фаз, дифференциальные автоматические выключатели и другие устройства.
• Система управления — контролирует работу всех компонентов и обеспечивает оптимальное распределение электроэнергии для обеспечения надежной и эффективной работы системы электротяги. Включает микроконтроллеры, средства мониторинга и диагностики для обнаружения и устранения неисправностей.
• Защитные и аварийные системы, которые реагируют на нештатные ситуации, как короткие замыкания и перегрузки, чтобы предотвратить повреждение оборудования и обеспечить безопасность.

На выходе из тяговой подстанции устанавливаются распределительные трансформаторы, которые преобразуют напряжение до уровня, необходимого для питания электропоездов на железнодорожных и трамвайных путях. Общая схема тяговой подстанции постоянно модернизируется за счет использования средств микроэлектроники и компьютерной техники. Конкретные детали и характеристики могут различаться в зависимости от местоположения, мощности, типа электрификации и других факторов.