Тяговые подстанции: назначение, характеристики, схемы

Тяговая подстанция представляет собой аппарат, предназначенный для преобразования и подачи электроэнергии в сеть электротранспорта. Это специализированное оборудование, применяемое железной дорогой, трамвайными, троллейбусными системами. Также оно устанавливается на все подстанции метрополитена. Тяговая подстанция может понижать напряжение до приемлемого уровня или преобразовывать переменный в постоянный ток.

Область применения

Тяговая подстанция имеет ряд особенностей. На ее устройство влияет область эксплуатации и назначение. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса, поездов метро и РЖД могут значительно отличаться.

Для электрифицированных железных дорог характерна установка ТП через каждые 25-50 км. Проектирование сети выполняется в соответствии с рядом требований. Технологические карты расстановки зависят от профиля железной дороги, ее размеров и особенностей транспорта.

По факторам назначения оборудование тяговых подстанций относят к одной из трех групп. К первой категории относятся тяговые подстанции метрополитена. Во вторую группу входит оборудование для железной дороги. К третьей категории относятся установки для наземного городского транспорта.

Разновидности

Существуют тяговые подстанции постоянного и переменного тока. Каждая группа имеет свои особые технические характеристики. Подстанции постоянного тока рассчитаны на нагрузку 6-220 кВ. Электрические коммуникации подводятся к ним по воздуху или при помощи кабеля.

Если транспорт работает от напряжения менее 110 кВ, в конструкции предусматривается понижающая аппаратура. Поступая в прибор, ток сначала уменьшается, а затем выпрямляется и поступает в коммуникационные сети. Проектирование тяговых подстанций переменного тока выполняется без участия преобразующего узла. В этом случае конструкция будет проще.

Чтобы иметь возможность выпрямлять напряжение в сети в параллельных подстанциях при подсоединении одной и той же фазы применяются специальные схемы. Они позволяют симметрировать присоединение трансформаторов. Самой известной из них является схема двойного винта. Ее применение позволяет равномернее загружать фазы, избегая потерь напряжения потребителей.

Встречаются передвижные и стационарные подстанции. Чаще применяется второй вариант. Передвижные устройства играют роль аккумуляторных батарей. Их проектирование обладает определенными сложностями. Поэтому их применяют достаточно редко.

Трамваи и троллейбусы

Так же, как и метро, в контактную сеть наземного городского электротранспорта подается постоянный ток.

Номинальное напряжение контактной сети

Тяговые подстанции питаются от городской электросети напряжением 6 или 10 кВ. Они выпрямляют переменный ток и выдают напряжение 550 вольт.

Организационная структура контактной сети

Она строится так же, как и у метрополитена – маршрут разбивается на равные участки и к ним подключаются автономные тяговые подстанции. При этом в конструкции силовых установок отсутствуют низковольтные выводы, поскольку вся дорожная инфраструктура запитывается от городской электросети.

Конструкция контактной сети

У троллейбусов она воздушная и двухпроводная, поскольку прямого контакта с землей обеспечить невозможно. Токоприемники у них выполнены в виде графитовых щеток на длинных штангах, что увеличивает маневренность машины – она может отклоняться от линии проводов на расстояние до 4,5 метра.

Контактная сеть трамвайных линий аналогична железнодорожному транспорту – фазный провод вверху, нулевой – рельс. Токоприемник выполнен по схеме раздвижного пантографа, рамка которого скользит по проводу. Чтобы уменьшить ее износ, контактный провод подвешивают зигзагом – не более четырех изгибов на один пролет между столбами.

Контактные сети и тяговые подстанции, обеспечивающие их питанием, по своему устройству и организационной структуре остаются практически теми же, что и сто лет назад. Изменения касаются лишь элементной базы, в результате чего все конструкции становятся более компактными. Исчезнуть они могут лишь в случае технологического прорыва, аналогичному тому, что случился в начале XX века, когда электричество стало применяться широко и повсеместно.

Классификация в зависимости от назначения

В соответствии с условиями работы тяговая подстанция может быть отнесена к одной из следующих групп. Для железнодорожного транспорта применяются опорные, тупиковые, промежуточные разновидности. В первом случае установка может использоваться для питания прочих объектов. Тупиковые аппараты обеспечиваются электротоком от соседних подстанций, а промежуточные – от двух соседних установок.

Для троллейбусов и трамваев применяются особые разновидности. Первая группа приборов нуждается в участии обслуживающего персонала. Вторая категория полностью автоматизирована. К третьей категории относится телеуправляемая техника. В управлении такими станциями не требуется участие персонала.

Для метрополитена используют понизительные, тяговые и тягово-понизительные приборы. В первом варианте система питается от оборудования городских электросетей. Второй тип понижает напряжение до 400-220 В. Ее энергию применяют для питания осветительных и силовых приборов.

Виды тяговых подстанций

Тяговая подстанция в первую очередь подразделяется на две группы:

Постоянного тока.
Переменного тока.

Первый из названных вариантов включает оборудование, рассчитанное на 6-220 кВ. При этом питание осуществляется по ЛЭП воздушного и кабельного типа. В случае когда напряжение ниже порога 110 кВ, требуется понижение, соответственно, электроэнергия сначала проходит этап понижения значения электрических параметров при участии трансформатора.

В прочих ситуациях энергия направляется сразу в распред. устройство. Тяговая разнотипная подстанция переменного тока по большому счету сходна с оборудованием этого рода, функционирующим на постоянном токе, за единственным исключением, которое состоит в отсутствии преобразующего узла для выпрямления электрических характеристик.

Для чего нужна тяговая подстанция.

Тяговая разнотипная подстанция встречается и в других исполнениях, разделение при этом осуществляется по целевому назначению транспорта:

Оборудование для железной дороги. Встречается в следующих вариантах:

Опорная – может выступать в качестве источника питания для других установок;
Тупиковая – получает электроэнергию от рядом стоящей подстанции;
Промежуточная – питается от двух ближайших установок.

Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. Оборудование данного вида также существует в нескольких исполнениях:

С необходимостью участия обслуживающего персонала;
Полностью автоматизированные;
ТП для трамвая и троллейбуса, которые не требуют участия в работе оборудования персонала и представляют телеуправляемую технику.

Установки для метрополитена. Различают следующие виды подобной техники:

Тяговая;
Понизительная;
Тягово-понизительная.

Будет интересно➡ Необходимые условия для выполнения параллельной работы трансформаторов

В первом случае представлена тяговая распределительная подстанция, питание которой осуществляется посредством городских электросетей. Второй из названных вариантов предполагает получение тока больших значений от тяговой установки, который в дальнейшем понижается до уровня 400-230 В, чего достаточно для силовых и осветительных приборов.

Трансформаторная подстанция.

Технические характеристики

Тяговые подстанции трамвая, метро и троллейбуса и железнодорожного транспорта имеют ряд параметров, по которым подбирается требуемый вариант. Кстати, если сравнивать их с таким оборудованием, как столбовые подстанции СТП, которые питаются переменным током и представлены исключительно лишь тупиковым вариантом конструкции, то ассортимент будет весьма широк, что несколько затрудняет выбор.

Для ориентации в большом количестве исполнений нужно четко представлять, какие нагрузки будут оказываться на технику данного вида, в соответствии с чем определяются параметры оборудования:

величина сопротивления и напряжения на шинах, куда подается уже выпрямленный ток;
тяговая подстанция метро, железной дороги и прочего электротранспорта характеризуется внутренним сопротивлением, а также сопротивлением отсасывающего фидера и сглаживающего узла, посредством данных величин можно получить значение сопротивления всей установки, суммировав их;
тяговые подстанции метро и РЖД отличаются по количеству используемых в конструкции трансформаторов и распред. устройств;
напряжение всей установки является расчетной величиной и определяется из формул;
мощность короткого замыкания.

Для сравнения, определяющими параметрами для такого оборудования, как столбовые трансформаторные подстанции, являются: общая мощность, а также значения высшего и низшего напряжения.

Тяговая подстанция большой мощности.

Структура

Описание типовых схем представленных аппаратов достаточно сложное. Однако можно выделить общие черты. Подключение в системе производится в соответствии с особенностями транспорта, для которого применяется агрегат.

Распределитель состоит из трех блоков. В первом находится устройство, принимающее высокое напряжение, во втором отсеке – трансформатор, а в третьем – выход для электроэнергии с заданными характеристиками. Предусмотрен всего один выключатель. На вводе присутствует разъединитель.

Соединение первичных обмоток выполняется по схеме звезда. Нулевая фаза обязательно заземляется. Вторичные обмотки соединяются в виде треугольника. Одну из фаз заземляют и подводят к рельсу. В метрополитене для этого предусмотрено наличие особого контактора. Этот рельс предназначен исключительно для снятия напряжения электровозом.

Другие фазы подают ток в два воздушных кабеля. Их иногда применяют для снабжения электроэнергией других потребителей, но в основном по воздушным проводам тяговые подстанции обеспечивают питание троллейбусов. Для трамвая этот процесс предполагает задействовать один воздушный провод и один наземный рельс. В большинстве стран мира напряжение для такой сети составляет 550 В.

Питание подстанции

Тяговая подстанция должна обеспечивать бесперебойную подачу электричества для передвижения транспорта. Поэтому многие из подобных агрегатов запитываются сразу от двух автономных сетей. При этом может применяться однолинейная схема тяговой подстанции или при помощи двух резервных линий к другому источнику питания. Также возможен вариант запитки перемычками между отдельными подстанциями.

Если применяется вариант из двух отдельных линий, каждая из них должна быть рассчитана на максимальную нагрузку агрегата. Резервные коммуникации должны выдерживать общую нагрузку соединенных станций.

Раньше для запитки сетей метрополитена применяли радиальную схему. Она сложна и затратна. При ее применении требуется слишком много кабеля. От нее отказались. Сегодня применяются только приведенные выше схемы. Линии и перемычки позволяют объединять аппаратуру в отдельные группы. Если внутри нее вышел из строя один прибор, его функции берут на себя другие агрегаты.

Также при выполнении мероприятий по текущему обслуживанию агрегатов проведение всех операций будет проще, не вызывая остановки системы. В этом случае существует возможность обесточить только один агрегат. Другие устройства при этом будут обеспечивать работу линии. Такой подход к текущему ремонту значительно упрощает работу персонала, делая обслуживание менее затратным.

Использование тяговых подстанций

Предназначение тяговой подстанции следующее: преобразовывать и распределять электрический ток в целях обслуживания электротранспорта. Подстанции подразделяются по виду выдаваемого в контактную сеть электрического тока – постоянного и переменного – от того, какой именно вид использует электротранспорт: электровозы наземных железных дорог, метрополитена, трамваи или троллейбусы. Тяговая подстанция может обеспечивать электротоком и других потребителей, не только железную дорогу.

Тяговая подстанция может быть стационарной или передвижной. Передвижные используются достаточно редко. Расстояние между тяговыми подстанциями с постоянным током в контактной сети, их возводят с шагом в десять-пятнадцать километров. Дистанция меняется от требуемой мощности, которая находится в зависимости от напряженности в движении составов, рельефа местности.

Тяговая подстанция запитывается от линий электропередач, проложенных по воздуху на опорах, или же через кабельной сети. Внешнее напряжение снижает трансформатор и передает его к выпрямителю, с него электрический ток подается к контактной сети. В настоящее время на электровозах и на других видах электротранспорта широко применяется рекуперация энергии. При торможении электровозы, троллейбусы, трамваи – потребители электротока, превращаются в его источник. Электродвигатели становятся генераторами и передают электрический ток контактной сети, поглощая тем самым кинетическую энергию движения, и обеспечивают торможение электротранспорта.

Контактная сеть подстанции.

Для обратного перетекания тока в электросеть служит инвертор. Они в автоматическом режиме отключает выпрямители, как только тормозящий в режиме рекуперации транспорт начинает выдавать ток. На железной дороге номинальным уровнем напряжения принято считать 3300 Вольт, в метрополитенах 825 Вольт, в контактной сети троллейбусов и трамваев 600 Вольт.

Подстанции переменного тока отличаются от аналогичных постоянного тока отсутствием выпрямителя, понижающий трансформатор подает ток непосредственно в контактную сеть.

Расстояние между тяговыми подстанциями, на которых используется переменный ток, выше, чем для станций с использованием постоянного тока – до пятидесяти километров. А напряжение, которое снимает электротранспорт – 27,5 килоВольт. Запитка от внешней сети для них составляет от 110-ти, до 220-ти килоВольт. Схема соединения первичных обмоток понижающего трансформатора таких станций – «звезда» с заземленной нулевой фазой. Вторичные обмотки соединены по схеме «треугольник».

Одна из фаз заземлена и соединена с рельсом, который и служит одним из контактных проводов для электровоза. В метрополитене – это отдельный контактный рельс, который служит исключительно для снятия с него напряжения электровозом подземки. Две другие фазы подают ток в два воздушных провода на разных путях, а также их используют для снабжения других потребителей электроэнергии.

Последних возле железных дорог достаточно много. Это и автоматика управляющая передвижением составов, сигнальные приспособления, связь, освещение платформ и станционных зданий, их обогрев и многое другое. Традиционно во многих местностях система электроснабжения железных дорог является единственной возможностью подвести напряжение к населенным пунктам. Поэтому тяговая подстанция не только используется для электротранспорта, но и снабжает электроэнергией населенные пункты, других потребителей, обеспечивая их потребности.

ЛЭП.

Тяговая подстанция, их группы осуществляют обслуживание наземного, преимущественно, городского, электротранспорта – троллейбусы и трамваи. Они преобразуют ток от внешних сетей в постоянный и передают его на контактные провода или рельсы. Для троллейбусов – это два контактных воздушных провода, для трамваев – один воздушный и рельс. Используемое напряжение в большинстве стран 550 Вольт.

Будет интересно➡ Что такое разделительные трансформаторы

Тяговая подстанция может быть дистанционно управляемой, полностью автоматизированной, или же иметь персонал обслуги. Чаще всего персонал присутствует на небольших станциях в некрупных городах. Там, где создание автоматических систем управления экономически нецелесообразно.

Или же, наоборот, на крупных тяговых подстанциях, чье значение слишком велико, чтобы иметь риск их отключения. Нередко персонал присутствует лишь на одной из тяговых подстанций, откуда осуществляется дистанционное управление другими станциями, входящими в общую систему. Наличие персонала не исключает автоматического управления. В таком случае человеку отводится роль наблюдателя-контролера, который может вмешиваться в работу подстанции в экстренных случаях, требующих принятия решения, и в аварийных ситуациях.

Как работает тяговая подстанция.

Целиком автоматизированные станции используют там, где невелика интенсивность прохождения составов, и остановка не должна повлечь далеко идущих последствий в смысле безопасности. Наиболее надежная и экономичная система управления – дистанционная. Тяговая подстанция может быть одноагрегатной и многоагрегатной. Одноагрегатные используются там, где не требуется централизованное снабжение электричеством, на ответвлениях. Они достаточно редки, поскольку не обеспечивают надежного снабжения электричеством. В случае выхода агрегата из строя обесточивается вся сеть, обслуживаемая подстанцией. Поэтому наиболее часто применяются двухагрегатные подстанции. Существуют и трехагрегатные, и четырехагрегатные.

Наличие нескольких агрегатов значительно повышает надежность в работе. При выходе одного агрегатов из строя, включается второй, что обеспечивает бесперебойность. Также наличие более, чем одного агрегата, придает работе гибкость в моменты максимальных нагрузок. Объединение нескольких подстанций в единую управляемую из одного центра группу дает возможность делать их взаимозаменяемыми, удешевляет возведение и эксплуатационные издержки.

Интересно почитать: Как паять алюминий своими руками.

Поскольку главное условие работы тяговой подстанции – бесперебойность, то все они запитываются одновременно от двух различных внешних сетей. Запитка может осуществляться по отдельным линиям, или же от одного с использованием основных и резервных линией к другой подстанции, возможен вариант соединения перемычками кабелем между подстанциями.

При использовании двух отдельных линий, и та и другая должны рассчитываться на максимальную нагрузку подстанции. Резервное соединение должно выдерживать одновременно нагрузку соединенных станций, соединение кабельной перемычкой – одной. Схема номер два наиболее часто применяется в метрополитене, так как, она достаточно надежна, экономична и удобна в управлении.

Ранее, когда только начиналось строительство метрополитена в стране, для запитки подстанций от городских сетей применяли радиальную схему линий. Однако, такая схема достаточно сложная, она предусматривает много кабелей, ячеек. Поэтому от нее вскоре отказались. Теперь запитка производится, используя линии и перемычки. Это обеспечивает объединение подстанций в отдельные группы. Если выходит из строя один из понижающих трансформаторов в группе, другие перераспределяют на себя его нагрузку.

Количество агрегатов

На узлах подачи электроэнергии наземному и подземному транспорту применяются установки с различным количеством аппаратов. Встречаются как одноагрегатные, так и многоагрегатные сооружения. Первая разновидность применяется на ответвлениях, где не нужно обеспечивать централизованного снабжения. Обоснование их применения сомнительно, так как они не обеспечивают высокую надежность питания. Если агрегат выйдет из строя или потребуется произвести его техобслуживание, будет обесточена вся линия. Поэтому такие установки применяют достаточно редко.

Гораздо чаще можно встретить двухагрегатные питающие установки. Существуют подстанции с тремя, четырьмя трансформаторами. Это значительно повышает надежность линии. Они обеспечивают бесперебойную подачу тока даже при выходе из строя или обслуживании одного агрегата.

В моменты повышения нагрузки до максимума многоаппаратные схемы отличаются высокой гибкостью. Такой подход позволяет удешевить строительство и эксплуатацию оборудования.

Рассмотрев особенности и разновидности тяговых подстанций, можно оценить важность их правильного выбора и эксплуатации в сетях городского и государственного транспорта.

Электростанции

В Советском Союзе применяются в настоящее время две системы электрической тяги — постоянного тока с напряжением тяговой сети 3 кВ и переменного однофазного тока с напряжением тяговой сети 25 кВ (напряжения на шинах тяговых подстанций для этих систем см. в табл. 1). В последнее время получает распространение модификация системы 25 кВ — система 2X25 кВ, которая при том же подвижном составе дает значительное улучшение характеристик тягового электроснабжения. Ниже будут приведены основные отличия этой системы. В связи с широкой электрификацией железных дорог в настоящее время определились характерные решения, по которым выполняют схемы питания тяговых подстанций. Эти решения зафиксированы специальным указанием МПС и МЭЭ, в котором приведены рекомендации по подключению тяговых подстанций к ВЛ 110 или 220 кВ, проходящим вдоль трассы электрифицируемой железной дороги. К таким ВЛ тяговые подстанции подключают по упрощенной схеме без силовых выключателей или с минимальным количеством их (как правило, с одним). Через каждые 100—120 км для В Л 110 кВ и 130—170 км для В Л 220 кВ должны быть сооружены так называемые опорные подстанции с выключателями на каждой питающей линии. Желательно на такой подстанции иметь дополнительный ввод от питающего центра энергосистемы, чтобы поддерживать напряжение в ВЛ, снабжающих энергией тяговые подстанции. Там, где тяговые подстанции постоянного тока расположены вблизи районных подстанций энергосистемы, можно применять питание тяговых подстанций на напряжении 35, 10 или 6 кВ. При этом связь между тяговой и районной подстанциями должна быть выполнена несколькими линиями, чтобы при выходе из строя вследствие аварии одной из них остальные могли обеспечить максимальную нагрузку тяговой подстанции. При размещении тяговых подстанций на застроенной территории допускается BJI 10 и 6 кВ делать кабельными. В связи с большой мощностью тяговых подстанций переменного тока напряжения ниже 110 кВ для их питания не применяют. Поэтому при размещении такой подстанции вблизи районной рекомендуется совмещать их на одной площадке. На рис. 7 показана примерная схема внешнего энергоснабжения, электрифицированной железнодорожной линии. Система тягового энергоснабжения включает в себя следующие элементы: тяговые подстанции, питающие и отсасывающие линии, тяговую сеть и вспомогательные устройства (посты секционирования, пункты группировки переключателей на станциях стыкования, пункты параллельного соединения, отсасывающие трансформаторы). Конструкции этих устройств очень разнообразны и зависят от принятой системы тока, объема перевозочной работы железной дороги и ее технического вооружения. Схематически элементы системы тягового энергоснабжения изображают обычно на схеме питания и секционирования контактной сети электрифицированного участка. Участок контактной сети между двумя тяговыми подстанциями носит название зоны двустороннего питания. Если участок питается только одной тяговой подстанцией, он называется зоной консольного питания. При наличии на двух путном участке пунктов параллельного соединения (ППС), по одному между подстанцией и постом секционирования, схема питания называется параллельной, а при отсутствии ППС — узловой. Тяговые подстанции. Тяговые подстанции питают тяговую сеть (контактную сеть и ходовые рельсы) и преобразуют трехфазный переменный ток питающих ВЛ в постоянный ток напряжением 3300 В (при электротяге постоянного тока) или в однофазный переменный ток напряжением 27 500 В (при электротяге переменного тока). Питающие и отсасывающие линии. Питающие линии предназначены для передачи тягового тока от подстанций в контактную сеть, -г отсасывающие — для возвращения тока из ходовых рельсов железнодорожного пути на тяговую подстанцию. Питающие линии для железных дорог выполняют, как правило, воздушными на металлических или железобетонных опорах. Конструкция таких линий подобна конструкции трехфазных BJI, однако опоры применяют более мощные, так как на них подвешивают значительное число проводов — две-три линии, каждая из которых может состоять из трех — пяти проводов. При системе переменного тока в некоторых случаях возможно применять для питающих линий типовые опорные конструкции ВЛ 35 кВ. Сортамент проводов и изоляторов используют такой же, как и для ВЛ общего назначения. Для ВЛ 27,5 кВ берут то же число изоляторов, что и для В Л 35 кВ. Питание контактных подвесок отдельных путей осуществляется самостоятельными питающими линиями (фидерами). Подвеска каждого пути вправо и влево от тяговой подстанции также питается отдельным фидером. Если на станции, где расположена тяговая подстанция, менее пяти путей, контактная сеть ее питается от перегонных фидеров; если же путей более пяти, для питания контактной сети станции на тяговой подстанции обычно сооружают специальный «станционный» фидер. На крупных станциях часто применяют отдельные фидеры, питающие сеть крупных парков. Питание пунктов группировки станций стыкования выполняют, как правило, отдельными фидерами, соединенными в кольцо. Отсасывающие линии также большей частью выполняют , воздушными, однако,, если тяговая подстанция расположена вблизи путей на застроенной территории, при системе постоянного тока можно использовать и кабельные линии. Для системы переменного тока 27,5 кВ во многих случаях в качестве отсасывающих проводов дополнительно используют рельсы подъездного пути тяговой подстанции. Отсасывающие провода присоединяют не непосредственно к ходовым рельсам, а к нулевой точке путевых дросселей автоблокировки. Это обеспечивает нормальную работу устройств автоблокировки и централизации (СЦБ) железной дороги. Отсасывающие провода присоединяют, как правило, к ближайшим по отношению к тяговой подстанции путям. На станциях стыкования для отсоса рельсы подъездного пути, как правило, не используются. Тяговая сеть. Контактная сеть вместе с ходовыми рельсами образует тяговую сеть, предназначенную для передачи тока от подстанции к локомотиву, движущемуся по железнодорожному пути (электровоз, моторный вагон), и отвода тока обратно на подстанцию. Ходовой рельс используют в качестве обратного провода. Контактная сеть имеет сложную конструкцию, обеспечивающую передачу тока с провода на токоприемник локомотива при больших скоростях движения последнего; достаточную механическую устойчивость положения провода относительно оси пути при атмосферных изменениях (температура, ветер, гололед); механическую прочность проводов, истираемых быстродвижугцимися токоприемниками; сохранение вертикальных габаритов между проводами и рельсами; безопасность для населения, пассажиров и обслуживающего персонала. Контактная сеть состоит из контактной подвески, опорных и поддерживающих конструкций. Контактные подвески применяют различных типов в зависимости от условий движения поездов (профиля и плана линии, скоростей движения). Наибольшее распространение на железных дорогах нашли так называемые цепные подвески, состоящие из несущего троса и контактного провода 2, соединенных струнами 3. Если ток одного локомотива может превысить 1200—1400А, к несущему тросу подвешивают два контактных провода, по которым токоприемник скользит одновременно. Для компенсации больших потерь напряжения или уменьшения нагрева проводов цепную подвеску часто дополняют усиливающими проводами, подвешиваемыми отдельно на тех же опорах. Несущий трос, контактные и усиливающие провода электрически представляют собой единый токопровод. Чтобы выдержать необходимый вертикальный габарит контактного провода, в каждом участке подвески (так называемом анкерном участке) создают натяжение специальными грузами 5, подвешиваемыми к проводам в конце участка. Если грузы подвешивают только к контактным проводам, подвеску называют полукомпенсированной, если же и к проводам, и к несущему тросу, подвеску называют полностью компенсированной. Грузы компенсируют изменение длины провода под влиянием изменения температуры окружающей среды. Опорными конструкциями являются опоры и их фундаменты 7. В настоящее время большинство опор выполняют из железобетона. В некоторых случаях применяют металлические, а еще реже деревянные опоры. Опоры классифицируют по несущей способности, определяемой изгибающим моментом в месте заделки опоры в грунт или присоединения к фундаменту. Кроме того, железобетонные опоры разделяют на цельные, заделываемые в грунт частью своего ствола (иногда с использованием поперечин, увеличивающих сопротивление грунта)| и раздельные, укрепляемые в так называемых стаканных фундаментах. Применяемые на станциях металлические решетчатые опоры всегда устанавливают на фундаменты. Фундаменты всех опор изготовляют из железобетонных элементов. Поддерживающие конструкции включают в себя консоли, кронштейны, гибкие и жесткие поперечины и некоторые другие элементы. Консоли 9 служат для подвески проводов к опорам над осью пути, по которому двигаются локомотивы. Вид и величина консолей зависят от их назначения, габарита установки опор и наличия кривых участков пути. Фиксаторные кронштейны, также имеющие несколько разновидностей, предназначены для четкой фиксации контактных проводов над осью пути 6 с помощью специальных элементов (фиксаторов) 8. Кроме того, их используют для создания так называемых зигзагов проводов, т. е. смещения проводов от оси пути. Зигзаги проводов необходимы для обеспечения равномерного истирания всей поверхности токоприемника локомотива, а не одной какой-то его узкой полосы. Гибкие поперечины, состоящие из; проводов, прикрепленных к опорам поперек пути, служат для подвески контактной сети над многими путями сразу, например на станциях, где имеется более восьми путей. Жесткие поперечины 4 (металлические фермы) предназначены для той же цели при подвеске сети над двумя — восемью путями. Ходовые рельсы, используемые для возврата тягового тока от локомотива на тяговую подстанцию при электрической тяге, снабжают рельсовыми соединениями, которые устанавливают между отдельными звеньями рельсов для уменьшения сопротивления в стыках. На станциях устраивают соединения и между рельсами отдельных путей. Секционирование контактной сети. Обычно предусматривают секционирование контактной сети зоны питания, т. е. разделение ее специальными разъединителями на участки, каждый из которых можно отключить (обесточить), не лишая напряжения остальные участки. Секционные разъединители служат также для подачи резервного питания на отдельные участки. Секционирование контактной сети должно обеспечить питание от одного фидера двух путей или двух направлений одного пути с помощью продольных и поперечных нормально отключенных разъединителей на фидерных линиях подстанций и постов секционирования; отделение контактной сети станции от контактной сети перегонов с установкой дополнительного поперечного разъединителя, используемого для резервирования; выделение контактной сети групп путей на станциях с большим путевым развитием. При этом на очень крупных станциях иногда устанавливают специальный пост секционирования, от которого отдельные парки, депо и экипировочные устройства получают питание по своим линиям через силовые выключатели. Питание такого поста от подстанции обычно осуществляется специальной фидерной линией. Значительная часть секционных разъединителей оборудуется телеуправлением. При переменном токе надо специально изолировать контактные сети, питающиеся от различных фидеров тяговой подстанции. Для этого применяют так называемые нейтральные вставки и секционные изоляторы, схематически показанные на рисунке. На станциях, где происходит стыкование линий, электрифицированных на двух разных родах тока, осуществляют более сложную схему секционирования, которая обеспечивает автоматическую зависимость между переключателями, подающими питание на отдельные секции сети и маршрутными устройствами электрической централизации стрелок. Каждая секция на такой станции имеет специальный фидер, питающий ее от пункта переключения. Если стыкование выполняется с помощью электровоза двойного питания, то не требуется такой сложной схемы секционирования и она выполняется обычной, как для системы переменного тока. Вспомогательные устройства. Вспомогательные устройства системы электроснабжения предназначены для улучшения условий работы основных тяговых устройств. Посты секционирования позволяют при коротком замыкании электрически разделить участок тяговой сети между двумя подстанциями на независимые участки и этим улучшить условия защиты от токов коротких замыканий в контактной сети. Пункты параллельного соединения служат для электрического соединения контактных сетей разных путей двух путных и многопутных участков. Такое соединение уменьшает потери напряжения и энергии в сети, одновременно позволяя разделить ее при аварии в контактной сети одного из путей. Пункты группировки переключателей устанавливают на тех станциях, где происходит стыкование двух систем тяги — постоянного тока 3300 В и переменного тока 27,5 кВ. Для смены локомотивов на таких станциях на каждую группу путей при необходимости можно подавать то одно, то другое напряжение. Смена напряжений производится дежурным по станции с поста электрической централизации путем дистанционного управления переключателем или автоматически в зависимости от создаваемого маршрута. Переключатели сгруппированы по 6—9 шт. На каждой такой станции устанавливают по нескольку пунктов группировки переключателей. На пунктах группировки монтируют также блок защиты от попадания одного напряжения в сеть другого напряжения, так называемый блок ЗСС (защита станции стыкования). Отсасывающие трансформаторы применяют на некоторых участках, электрифицированных по системе переменного тока 2/,5 кВ, чтобы уменьшить влияние токов контактной сети на линии связи и электрические линии других напряжений. Кроме того, эти трансформаторы уменьшают блуждающие токи и ценообразование от них в металлических трубопроводах или других сооружениях, проложенных в земле. Возвращающийся от локомотива на подстанцию ток вследствие относительно большого сопротивления рельсов и плохой их изоляции от земли течет в значительной части по земле. Если в земле лежат металлические предметы, он течет по ним, и в местах плохих контактов происходит искрение, что может вызвать аварию (например, на нефтепроводах или газопроводах). Отсасывающие трансформаторы должны создать такую разность потенциалов между рельсами и землей, которая существенно (на практике на 85—90%) уменьшила бы токи, протекающие в земле. Для увеличения проводимости рельсовой цепи при отсасывающих трансформаторах часто применяют обратный провод, который подвешивают на опорах контактной сети. Так как отсасывающие трансформаторы сильно уменьшают разницу между током в контактной сети и обратным током (в рельсах или в рельсах и обратном проводе), то и индуктивное влияние такой системы проводников на линии связи и другие электрические коммуникации значительно меньше, чем при отсутствии таких трансформаторов.