Электрифицированные железные дороги постоянного и переменного тока

В России магистральные электрические железные дороги работают на постоянном (3 кВ) и переменном однофазном токе промышленной частоты (50 Гц, 25 кВ).

При существующих схемах выпрямления ("звезда–две обратные звезды с уравнительным реактором", мостовая схема) в контактной сети дорог постоянного тока появляются гармоники с частотой f =50 mк, где m – количество фаз выпрямителя тяговой подстанции, к – порядковый номер гармоники (1, 2, 3 и т. д.). В настоящее время большинство тяговых подстанций имеют 6-ти фазные выпрямители, которые обусловливают появление гармоник, кратных 300 (300, 600, 900, 1200,…Гц). Амплитуды этих гармоник относительно невелики, поэтому достаточно применить на тяговых подстанциях недорогостоящие сглаживающие реакторы и фильтрустройства, чтобы влияния, оказываемые этими гармониками, не превышали допустимых норм.

В последнее время стали применять 12-ти фазные выпрямители, которые уменьшают пульсацию выпрямленного напряжения, увеличивают коэффициент мощности тяговых подстанций, сокращают количество гармоник и уменьшают их амплитуды. В соответствие с вышеуказанной формулой при наличии 12-ти фазных выпрямителей в контактной сети появляются гармоники частотой f = 600, 1200, 1800,... Гц.

При увеличении числа фаз выпрямителя уменьшается влияние электрических железных дорог постоянного тока на смежные сооружения.

Выше сказанное справедливо, если к выпрямителям подводится симметричное напряжение питающей системы, если же симметрия нарушается, то в контактной сети постоянного тока дополнительно появляются гармоники, кратные 100.

На дорогах переменного тока на электровозах применяют однофазную двухполупериодную с нулевым выводом или мостовую схему выпрямления, при которых в контактной сети появляются гармоники с частотой 50, 150, 250, 350... Гц. На дорогах постоянного тока постоянная составляющая выпрямленного тока при нормальных режимах не оказывает влияние на смежные сооружения, а на дорогах переменного тока все составляющие тока контактной сети наводят ЭДС в смежных сооружениях.