Системы электроснабжения электрического транспорта на постоянном токе


В.И. СОПОВ, Н.И. ЩУРОВ




СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

Допущено УМО вузов России по образованию в области энергетики и электротехники в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 140400 - «Электроэнергетика и электротехника» модуль «Электротехника»








НОВОСИБИРСК
2013

УДК 621.331 (075.8) С 645



Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. В.П. Горелое, д-р техн. наук, доц. В.Н Аносов, канд. техн. наук, доц. В.В. Бирюков




      Сопов В.И.
С 645 Системы электроснабжения электрического транспорта на постоянном токе : учебник / В.И. Сопов, Н.И. Щуров. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2013.-728 с. - (Серия «Учебники НГТУ»).
         ISBN 978-5-7782-2068-3
         Изложены научные основы систем тягового электроснабжения на постоянном токе. Приведены краткие сведения о развитии знаний об электричестве и электрической тяге, устройствах генерации и транспорта электроэнергии. Показаны принципы устройства систем тягового электроснабжения, рассмотрены устройство, схемы, параметры внешней системы, подстанций и тяговых сетей. Приведены описания организации движения поездов, тяговых нагрузок, режимов напряжения и надежности системы. Подробно рассмотрены методы электрических расчетов и выбора параметров элементов системы. Даны сведения по защите тяговых сетей от сверхтоков и подземных сооружений от блуждающих токов. Рассмотрены вопросы энергосбережения, электромагнитной совместимости, электробезопасности, защиты от перенапряжений, организации эксплуатации. Математической основой учебника является теория вероятностей, сведения о которой обобщены в отдельной главе.
         Адресован студентам (бакалаврам и магистрам), специализирующимся в области электрического транспорта, а также будет полезен инженерно-техническим работникам систем электроснабжения.



УДК 621.331 (075.8)


ISBN 978-5-7782-2068-3

                        © Сопов В.И., Щуров Н.И., 2012, 2013
                        © Новосибирский государственный

технический университет, 2012, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ


Предисловие..............................................................11
Сокращения, обозначения, терминология и понятия, принятые в учебнике.....14

Глава 1. РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ.................19
    1.1. Развитие электрических наук, электротехники и электроэнергетики.19
    1.2. Развитие электрической тяги.....................................26
    1.3. Развитие систем тягового электроснабжения постоянного тока...39
    Вопросы для самопроверки.............................................46


Глава 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНЕРГОСИСТЕМ............47

    2.1. Понятие энергосистем.............................................47
    2.2. Принципы устройства и характеристики электростанций..............49
    2.3. Линии электропередачи - электрические сети.......................60
    2.4. Энергетические ресурсы и их краткая характеристика...............63
    Вопросы для самопроверки..............................................69


Глава 3. ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА..................................71
    3.1. Структурные и функциональные схемы электрической тяги....71
    3.2. Термины и определения тяговой электрики...................77
    3.3. Требования к системе и схемы тяговых сетей...............84
    3.4. Принципы выполнения систем тягового электроснабжения на постоянном токе......................................................88

    3.5. Системы электроснабжения на переменном токе....................103

    Вопросы для самопроверки...........................................119

Глава 4. УСТРОЙСТВА, СХЕМЫ, ПАРАМЕТРЫ И РАСЧЕТЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ..............................................121
    4.1. Устройство линий электропередач.............................121
    4.2. Схемы питания тяговых подстанций............................124
    4.3. Параметры электрических сетей...............................128
    4.4. Электрические параметры силовых трансформаторов.............131
    4.5. Электрические расчеты ЛЭП...................................132
    4.6. Потери мощности и электроэнергии в питающих сетях и силовых трансформаторах..................................................138
    Вопросы для самопроверки.........................................144

Глава 5. УСТРОЙСТВА, СХЕМЫ И ПАРАМЕТРЫ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ.... 145
    5.1. Схемы тяговых подстанций....................................145
    5.2. Коммутационное и защитное электрооборудование подстанций....152
    5.3. Преобразователи тяговых подстанций постоянного тока.........177
    5.4. Параметры тяговых подстанций постоянного тока...............208
    Вопросы для самопроверки.........................................210


Глава 6. УСТРОЙСТВА, СХЕМЫ И ПАРАМЕТРЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ.....211

    6.1. Устройства и схемы подключения питающих линий тяговой сети....211
    6.2. Рельсовые сети систем отсоса тягового тока....................217
    6.3. Контактная сеть...............................................219
    6.4. Линейные устройства...........................................243
    6.5. Схемы питания и секционирования тяговой сети..................247
    6.6. Параметры тяговой сети........................................254
    6.7. Выбор схем тяговых сетей с использованием метода эквивалентных сопротивлений.....................................................260
    Вопросы для самопроверки...........................................270


Глава 7. КРАТКИЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ ЯВЛЕНИЙ В СИСТЕМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.............................271

    7.1. Краткая характеристика случайных явлений на электрическом транс
        порте

271

Оглавление

7

    7.2. Основные понятия и определения теории вероятностей..........273
    7.3. Теоремы сложения и умножения вероятностей событий и модели ЭТС на их основе.....................................................275
    7.4. Случайные величины..........................................280
    7.5. Системы случайных величин...................................294
    7.6. Некоторые понятия теории случайных процессов................306
    7.7. Краткие сведения о потоках событий и их свойствах...........313
    7.8. Обобщение распределений вероятностей СВ.....................319
    Вопросы для самопроверки.........................................324

Глава 8. ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ И ЧИСЛА ПОЕЗДОВ НА УЧАСТКАХ...............325
    8.1. Организация движения поездов................................325
    8.2. Характеристики количества поездов на участках...............326
    8.3. Описание движения поездов как случайного явления............329
    8.4. Моделирование движения поездов на линиях трамвая и троллейбуса.341
    Вопросы для самопроверки.........................................349


/ласа 9. ТЯГОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ................351

    9.1. Расходы электрической энергии на движение поездов..............351
    9.2. Тяговые нагрузки фидеров и подстанций и методы их описаний.....365
    9.3. Универсальная выравнивающая функция для распределений вероятностей тяговых нагрузок...............................................373
    Вопросы для самопроверки............................................406

/1ки;а 10. РЕЖИМЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ

      ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.............................407

    10.1. Режимы напряжения в системах электроснабжения...........407
    10.2. Вопросы надежности систем электроснабжения..............414
    10.3. Вынужденные режимы......................................417
    Вопросы для самопроверки......................................418

Глава 11. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ...........419
    11.1. Краткие замечания по истории развития методов электрических расчетов тяговых сетей...........................................419

11.2. Классификация и точность методов электрических расчетов......421
    11.3. Методы расчетов электрических величин по графику движения поездов ...............................................................424
    11.4. Расчет электрических величин в мгновенных схемах..............432
    11.5. Методы расчетов электрических величин по средним размерам движения .............................................................436
    11.6. Аналитический метод расчета электрических величин............442
    11.7. Расчет максимальных нагрузок фидеров и подстанций............449
    11.8. Краткая характеристика компьютерного моделирования электрических расчетов......................................................454
    Вопросы для самопроверки...........................................457


Глава 12. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ...........................................459
    12.1. Методы технико-экономической оценки параметров.............459
    12.2. Расчеты приведенных затрат и потерь электроэнергии в варианте системы ...........................................................461
    12.3. Выбор вариантов размещения подстанций, схем питания и секционирования тяговой сети............................................467
    12.4. Расчеты трансформаторной и вентильной мощности подстанции..470
    12.5. Расчет сечений контактной сети и питающих линий...........488
    12.6. Расчеты пропускной способности тяговой сети...............491
    Вопросы для самопроверки........................................500


Глава 13. КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ И ЗАЩИТА УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТ СВЕРХТОКОВ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ...........................501
    13.1. Характеристика коротких замыканий в тяговых сетях........501
    13.2. Расчеты токов коротких замыканий.........................502
    13.3. Защита тяговой сети от токов короткого замыкания.........512
    13.4. Релейная защита оборудования ТП...........................522
    13.5. Защитные устройства контактных сетей и ЛЭП...............535
    Вопросы для самопроверки........................................543

Оглавление

9

Гл<2ва 14. БЛУЖДАЮЩИЕ ТОКИ РЕЛЬСОВОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА...........................................................545
    14.1. Расчеты потенциалов рельсовой сети и подземных сооружений..545
    14.2. Защита подземных сооружений от коррозии блуждающими токами.552
    14.3. Защита от электрокоррозии конструкций железнодорожного транспорта .......................................................556
    14.4. Мероприятия по снижению блуждающих токов и уменьшению потенциалов ходовых рельсов метрополитенов........................561
    Вопросы для самопроверки.....................................568


Глава 15. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ...........................569
    15.1. Общая характеристика электромагнитных влияний............569
    15.2. Защита устройств от опасных влияний........................571
    15.3. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций с выпрямителями..577
    15.4. Качество электрической энергии на электрическом транспорте.582
    Вопросы для самопроверки.........................................586

Глава 16. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.........................................587
    16.1. Общая характеристика мероприятий по повышению энергоэффективности электрического транспорта................................587
    16.2. Эффективность использования энергии электрических торможений подвижного состава............................................599
    16.3. Энергосберегающие режимы работы выпрямительных агрегатов подстанций электрического транспорта.............................630
    Вопросы для самопроверки.........................................640


Глава 17. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ..........641
    17.1. Автоматизация управления системой электроснабжения железных дорог.........................................................641
    17.2. Спутниковые технологии в электроснабжении и на транспорте.658
    17.3. Автоматизированные системы учета электроэнергии...........667
    Вопросы для самопроверки........................................686

/лшш 18. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕК
      ТРОСНАБЖЕНИЯ ................................687

    18.1. Общая характеристика организации эксплуатации тяговой сети и подстанций ..........................................................
    18.2. Вагон-лаборатория для испытаний контактной сети..............
    18.3. Встроенные диагностические устройства контактных сетей и ЛЭП.
    18.4. Содержание контактной сети...................................
         18.4.1. Общая характеристика систем содержания КС.............
         18.4.2. Нормы устройства и содержания контактных подвесок.....
         18.4.3. Токосъём, параметры и износы контактных проводов......
         18.4.4. Техническая эксплуатация КС...........................
         18.4.5. Содержание технических обслуживаний и ремонтов........
    Вопросы для самопроверки...........................................
Библиографический список...............................................

687
692
700
704
704
706
710
713
715
719
720

                ПРЕДИСЛОВИЕ





        лектрическая тяга - это электротехнический комплекс, включающий в себя электроподвижной состав (ЭПС) и систему тягового электроснабжения (СТЭ). В современном виде этот комплекс рассматривается как прикладная наука, производственный процесс, опирающиеся в своих расчетах и суждениях на физику, математику, экономику.
    Электрическая тяга как наука рассматривает вопросы о затратах электрической энергии на перемещение грузов с помощью ЭПС, о превращении электрической энергии в механическую работу и обратно, о взаимодействии с элементами пути, системой электроснабжения и окружающей средой.
    Как производственный процесс электрическая тяга - это процесс превращения электроэнергии в перемещение грузов. Эффективность этого процесса оценивается экономическим сравнением проделанной ЭПС механической работой и понесенными при этом потерями.
    Система тягового электроснабжения как часть преобразования параметров электроэнергии от источника до токоприемника ЭПС может рассматриваться и как наука, и как производственный процесс. СТЭ - наука о преобразованиях

параметров электрической энергии, электрических режимах в системе при функционировании ЭПС, параметрах элементов, взаимодействии с окружающей средой, энергетической системой, ЭПС, другими техническими системами, затратах на преобразование и транспорт энергии.
    СТЭ как производственный процесс представлен преобразователями параметров электроэнергии, ее коммутациями и транспортом от источника до токоприемников ЭПС.
    СТЭ - это специфическая электроэнергетическая система, имеющая особенности в формировании электрических нагрузок и напряжений, выборе параметров элементов, различного рода взаимодействиях.
    В развитии методов и способов получения научного знания можно выделить следующие подходы: электротехнический, электроэнергетический, электрический.
    Электротехнический подход опирается на классические законы электричества: Ома, Кирхгофа, Джоуля-Ленца, Ампера, Фарадея, Максвелла, представления Ньютона, Максвелла-Лоренца. В СТЭ методы электротехники широко используются при расчетах электрических режимов на основе тяговых расчетов и графиков движения поездов. Основным расчетным объектом здесь является мгновенная схема размещения электрических нагрузок поездов на секции тяговой сети. Расчеты режимов выполняются по классическим законам электротехники. Этот детерминистский метод применяется с момента зарождения электрической тяги. Аналогичный подход осуществлялся и в системах электроснабжения промышленных предприятий и получил название «век электротехники» (первая научная картина мира).
    Электроэнергетический подход имеет дело с системами и процессами. Господствующее мировоззрение - вероятностные представления, реализуемые в теориях сложных систем надежности, массового обслуживания. Все основывается на теории вероятности и математической статистике. Решение любой задачи определяется параметрами распределения.
    Методы теории вероятности нашли широкое применение в СТЭ. В развитие вероятностных методов исследований и расчетов существенный вклад внесли такие ученые, как В.Е. Розенфельд, Р.И. Мирошниченко, К.Г. Марквардт, Г.Г. Марквардт и другие. Современное состояние науки в СТЭ можно характеризовать как «век электроэнергетики» (вторая научная картина мира).
    Электрический подход связан со структурами ценозов и отборов. Электрическое хозяйство представляется множеством изделий, мало связанных между собой и слабо взаимодействующих, адекватно не описываемое системой показателей. Математический аппарат этого метода - гиперболические

Предисловие

13

//-распределения. Методы электрики более приемлемы в электрических системах промышленных предприятий с большим количеством разнообразных электроприемников. К СТЭ, как тяговому электрическому хозяйству, применим термин «тяговая электрика» (третья научная картина мира).
    Система тяговой электрики постоянного тока для различных транспортных систем выполняется на общих принципах и имеет одинаковые особенности устройства функционирования и набор технических средств. Прием и преобразование электроэнергии осуществляется на тяговых подстанциях, а распределение и подвод к ЭПС тяговой сетью.
    Сходными между собой являются режимы функционирования электрифицированных транспортных систем. Движение поездов характеризуется постоянной сменой режима - пуск, установившееся движение, торможение, изменяющийся профиль пути. Это приводит к постоянным колебаниям в СТЭ токов, напряжений. К этому добавляются неравномерность количества поездов на участках, колебания режимов в первичной системе. Различия в СТЭ трамвая, троллейбуса, метрополитена, железной дороги состоят в параметрах отдельных элементов.
    Развитие СТЭ, как предмет научного знания и производственного процесса, связано с появлением новых технических средств преобразования и коммутаций электроэнергии, а также ее транспорта к ЭПС. Новые решения будут необходимы в связи с изменениями транспортных процессов. На железных дорогах - это высокоскоростное (более 200 км/ч) движение пассажирских поездов, повышение весовых норм грузовых поездов до 6000.. .10 000 т. Для городского транспорта перспективными являются гибридные транспортные средства, использующие для привода два независимых источника энергии. Получит развитие скоростной легкорельсовый транспорт, интегрированный для работы в рельсовых транспортных системах. Это потребует пересмотра ряда установившихся положений, развития методов и средств энергосбережения, в частности, более полного использования энергии электрических торможений ЭПС.
    В настоящей работе авторы в краткой форме изложили научные основы СТЭ на постоянном токе. Материал учебника в значительной части основан на исследованиях, выполненных на кафедре электротехнических комплексов НГТУ. В подготовке учебника кроме авторов приняли участие: к.т.н. С.А. Евдокимов (разд. 5.4), к.т.н. А.А. Штанг и Е.А. Спиридонов (разд. 14.3), к.т.н. С.М. Кузнецов (разд. 13.4). В оформлении материалов учебника участвовали студенты Н. Бегченкова, И. Аюшеева, А. Неволина, Т. Сысолятина, А. Кузнецов, Л. Журавель и др.

                СОКРАЩЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, ТЕРМИНОЛОГИЯ И ПОНЯТИЯ, ПРИНЯТЫЕ В УЧЕБНИКЕ




    Настоящий учебник охватывает широкий круг вопросов. В целях краткости изложения и четкого понимания приведенного материала авторы нашли целесообразным дать принятые обозначения, терминологию и понятия.


            Сокращенные обозначения объектов


    ЭЖД - электрическая (электрифицированная) железная дорога
    ЭТ(С) - электрическая тяга (электрический транспорт), электрифицированная транспортная система
    МП - метрополитен
    ГЭТ - городской (наземный) электрический транспорт (трамвай, троллейбус)
    ЭПС - электрический подвижной состав
    СТЭ - система тягового электроснабжения
    СЭС - система электроснабжения
    ЭС - электрические станции
    ТЭС, ГЭС, АЭС - тепловые, гидравлические, атомные, электрические станции
    ЛЭП - линия электропередач
    ВЛ - воздушная линия электропередачи
    КЛ - кабельная линия электропередачи
    КС - контактная сеть
    ТП - тяговая (трансформаторная) подстанция
    ПС - пост секционирования
    ППС - пункт параллельного соединения
    СИ - секционный изолятор
    ВП - воздушный промежуток (изолированное сопряжение)
    СР - секционный разъединитель

Сокращения, обозначения, терминология и понятия, принятые в учебнике

15

    ВИКС - вагон-измеритель контактной сети
    ПА (ВА) - преобразовательный (выпрямительный) агрегат ПТ (ТТ) - преобразовательный (тяговый) трансформатор РУ - распределительное устройство
    БВ - быстродействующий выключатель



            Сокращенные обозначения документов



    ПУЭ - Правила устройства электроустановок
    ПЭЭП - Правила эксплуатации электроустановок потребителей
    ПТЭ - Правила технической эксплуатации
    КОРТЭС - Комплекс расчетов тягового электроснабжения ПТБ - Правила техники безопасности.



            Обозначения электрических величин



    Приняты в соответствии с ГОСТ 1494-77 [100] (I - ток; U - напряжение; Р - активная мощность; Q - реактивная мощность; W - электрическая энергия и т. д.). При обозначении величин одной и той же буквой применены следующие группы индексов, различающие эти величины.
    1. По участкам электрической цепи:
    а) без индекса - выходные зажимы подстанции;
    б) d - выходные зажимы выпрямителя;
    в) 1- зажимы сетевой обмотки преобразовательного трансформатора;
    г) 2- зажимы вентильной обмотки трансформатора;
    д)     т, в - величина относится соответственно к трансформатору и выпрямителю;
    е) ф, л - выходные зажимы фидера (постоянного тока).
    2. По значениям:
    а) без индекса - текущие;
    6) 0- средние;
    в) ном - номинальные;
    г) max, min - максимальные, минимальные;
    д) э - эффективные;
    е) ф - фазные, линейные без индекса.
    Прописные буквы обозначают либо полное значение величины (для постоянного тока), либо действующее (для переменного тока). Строчные буквы обозначают мгновенные значения. Относительные значения обознача-

ются также строчными буквами, но при этом обязательно применяется индекс «*»;
    ж)     Л - употребляется для указания на часть и проставляется слева от основного обозначения.
    3. По времени:
    a) 1, 11,12 - моменты времени;
    б) 1₁₋₂ - отрезок времени от момента 1₁ до 1₂;
    в)     7’ явно обозначенный период времени (без индекса - безотносительно ко времени);
    г) ч, сут., г. - час, сутки, год.
    Все указанные индексы, кроме А, проставляются справа внизу в приведенной последовательности у символа основного обозначения величины.


            Примеры обозначений


    Idₒ₁ (₁₋₂) - среднее значение тока выпрямителя за период времени от 1₁ до 1₂;
    11ном - действующее номинальное значение линейного тока сети, потребляемого преобразовательным трансформатором;
    W:ут - суточный расход электроэнергии на выходных зажимах подстанции;
    Iог - средний ток на выходных зажимах подстанции за год.
    В литературе по теории вероятностей, широко используемой в настоящей работе, нет единых обозначений тех или иных понятий и категорий. В связи с этим ниже приведены часто употребляемые обозначения и соотношения, принятые в основном по книге: Е.С. Вентцель. Теория вероятностей [58]. В качестве случайной величины в работе рассмотрена токовая нагрузка на выходных зажимах фидеров (линий) подстанции. В этом случае основные понятия и категории теории вероятностей будут иметь следующие обозначения:
    ф(I), f (I), F(I) - дифференциальная и интегральная функции распределения вероятностей;
    D(I), о(I) - дисперсия и среднее квадратическое отклонение;
    а₃(I), а₄(I), ап(I) - начальные моменты третьего, четвертого, п-го порядков;
    p₃(I), p₄(I), рп (I) - центральные моменты третьего, четвертого, п-го порядков;
    М- знак математического ожидания;
    Р(I > Iₖ) или Р(I < Iₖ) - вероятности того, что I > Iₖ или I < Iₖ.

Сокращения, обозначения, терминология и понятия, принятые в учебнике

17

    Если при написании функций распределения вероятностей имеется указание на случайную величину, то у числовых характеристик она не обозначается.
    В целях обобщения ряд величин в учебнике приводится в относительных значениях. Это, прежде всего, токи на выходных зажимах фидеров и подстанции.
    Далее для абсолютных и относительных значений токовой нагрузки подстанции приведены важнейшие соотношения, вытекающие из теории вероятностей.
                 м (I) 1₀,      ц₀ -1, м (z;) I ;                   (0.1)

                 Кэ - 1Э/1₀ - z;₀, а₂(I) - 1Э², а₂(z;) - Кэ²,       (0.2)

где Кэ - коэффициент эффективности тока подстанции (коэффициент формы графика);
                 D (I) -о²( I) - 1Э² -10², о( I) -10 у К² -1;       (0.3)

D (z;) - Кэ² -1,   о( z;) - К К-² -1,           (0.4)

                             F(I) - J ф(I)dL;                       (0.5)
-^

р п (I) ^^.                                (0.6)
о п (I)

    Для обозначения коэффициентов различного назначения применена в основном буква «К» с добавлением индекса в виде строчных букв русского алфавита от слов, обозначающих главные понятия. Функциональная зависимость двух величин обозначается без промежуточных символов (например, вместо U=j(I) записывается U(I) и др.)
    Для преобразовательных агрегатов использованы в основном термины и обозначения, предусмотренные в ГОСТ-2329-70.Так как указанный ГОСТ относится только к агрегатам с ртутными вентилями и слова «преобразовательный», «преобразователь» употребляются в широком смысле (выпрямление, инвертирование, преобразование частоты), а в работе рассматривается лишь режим выпрямления, то наряду с этим будут использованы также термины «выпрямительный», «выпрямитель». При необходимости указания типа

вентиля к соответствующим терминам добавляются слова «полупроводниковый», «кремниевый», «ртутный».
    Названия схем выпрямления приняты в соответствии с ГОСТ-2329-70. В работе рассматриваются лишь преобразовательные подстанции для электрифицированных транспортных систем. Для выделения этого положения использован термин «тяговая» (тяговая подстанция, тяговая нагрузка и т. д.).
    Под термином «тяговая нагрузка» следует понимать величину тока I, протекающую в тяговую сеть через выходные зажимы подстанции или фидера. Было бы более правильным под термином «тяговая нагрузка» понимать мощность на выходе подстанции. Однако в этом случае описание значительно усложняется. Это связано с тем, что ток и напряжение связаны функциональной зависимостью, выражающей внешнюю характеристику, а последняя стабильна только для данных условий.
    Однако колебания напряжения на выходе подстанций сравнительно невелики и, к примеру для ЭЖД, заключены в пределах 3,3.. .3,8 кВ. По многочисленным наблюдениям, проведенным автором с использованием вольт-часов на Западно-Сибирской железной дороге, для абсолютного большинства подстанций средняя величина напряжения за сутки составляет 3,5 кВ. Этот уровень и принят за постоянную величину. При этом допущении незначительная (до 6 %) ошибка в определении средних токов по расходам электроэнергии будет иметь место лишь для малых (до одного часа) периодов максимальных или минимальных нагрузок.