Уравнительные токи, протекающие по тяговой сети переменного тока электрических железных дорог, вызывают возврат электрической энергии из системы тягового в систему внешнего электроснабжения. Кроме того, возврат электрической энергии обусловлен избыточной энергией рекуперации электрического подвижного состава. Энергия, возвращаемая в сети внешнего электроснабжения, при расчетах за потребленную электроэнергию на части дорог не учитывается, таким образом, железные дороги несут значительные убытки. Выполнен анализ причин, по которым в настоящее время питающие энергосистемы отказываются применять сальдированный учет электроэнергии. Проведен сравнительный анализ коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения и величины токов нагрузки в режиме тяги и возврата электрической энергии.
Рассмотрены вопросы применения кросс-трансформаторных технологий в многоуровневых электрических сетях, питающих тяговые подстанции железных дорог переменного тока. Кросс-трансформаторы представляют собой фазосдвигающие устройства с фиксированным угловым сдвигом, выполненные на основе автотрансформатора с соединением обмоток в зигзаг. На основе решетчатых схем замещения из RLC-элементов предложены модели кросс-трансформаторов в фазных координатах. Модели реализованы в комплексе программ Fazonord. Для оценки эффективности кросс-трансформаторных технологий проведено моделирование перспективной схемы электроснабжения одной из железных дорог Восточной Сибири, предполагающей ввод в действие воздушной линии электропередачи 500 кВ параллельно двухцепной ЛЭП 220 кВ. В схеме с кросс-трансформатором линия 220 кВ заметно разгружается как по потоку активной мощности с 55 % до 31 % от суммарного потока, так и по току, который в схеме с кросс-трансформатором снижается на 29 %. Суммарные потери в а...