На электростанциях вырабатывается трехфазный ток промышленной частоты (50 Гц) напряжением 6-10 кВ. К электроподвижному составу требуется подвести либо постоянный ток напряжением 3 кВ при электрификации на системе постоянного тока, либо переменный однофазный напряжением 25- 27 кВ при электрификации на системе переменного тока.
Для бесперебойного обеспечения электроэнергией электроподвижного состава, находящегося на линии, вдоль железнодорожной дороги на определенном расстоянии друг от друга располагаются тяговые электроподстанции, к которым подводится электрическая энергия от электростанции по линии электропередач (ЛЭП). Чтобы снизить потери электроэнергии в ЛЭП необходимо повысить напряжение передаваемого тока до 100-500 кВ.
Для этой цепи напряжение, полученное в генераторах электростанции тока, повышается в специальных повышающих трансформаторах. По линиям электропередачи электрическая энергия подводится к тяговым подстанциям для раздачи потребителям (промышленным предприятиям и тяговым средствам).
Если участок железной дороги электрифицирован по системе постоянного тока, то на тяговой подстанции напряжение понижается до 3 кВ и переменный ток в выпрямительных установках преобразуется в постоянный. По питающей линии электрическая энергия подается в контактную сеть и далее к электровозу через токоприемник, аппаратную камеру и на тяговые электродвигатели. Совершив в тяговых двигателях электровоза работу, ток через заземляющие шины, колесные пары направляется по рельсам и отсасывающим линиям к тяговым подстанциям, замыкая электрическую цепь.
Этапы передачи и преобразования электрической энергии от электростанции к электровозу показаны на рис. 3.2
Если же участок электрифицирован по системе переменного тока, то на тяговых подстанциях подведенное напряжение снижается до 25-27 кВ и одной фазой подается через питающие линии в контактную сеть и далее к электровозу переменного тока. На электровозе ток после токоприемника попадает в тяговый трансформатор, где напряжение его снижается с 27 кВ до 3 кВ и далее поступает в выпрямительную установку, пройдя которую ток становится постоянным (пульсирующим).
Поступая в двигатели постоянного тока, и совершив работу по вращению вала двигателя, ток через заземляющие шины, колеса, рельсы, отсасывающие линии замыкает цепь на тяговой подстанции.
