Передвижение поездов по железным дорогам производится при помощи подвижного тягового состава. Сюда принято относить локомотивы, а также подвижной моторвагонный состав. До середины 1950-х годов главным средством тяги в нашем государстве считался паровоз, где основной составляющей являлась паровая машина. В процессе сжигания топлива в топке — жидкого (мазут или нефть) или твердого (уголь) — в котле питательная вода преобразовывалась в пар, подаваемый в машину, где осуществлялось преобразование энергии тепла в механическую. Одним из основных недостатков паровоза считается пониженный КПД, находящийся в пределах 6-8%.

На сегодняшний день в качестве локомотивов используются тепловозы, оснащенные дизелями (ДВС), а также электровозы. Что касается моделей с карбюраторными двигателями малой мощности, то их принято называть мотовозами, а устройств с газотурбинными системами — газотурбовозами.Тепловозы, паровозы, а также газотурбовозы считаются автономными локомотивами, поскольку механическая энергия, гарантирующая передвижение поезда, появляется в итоге сгорания топлива непосредственно на локомотиве.

Следует заметить, что развитие транспортных агрегатов спровоцировало создание моторных вагонов и неавтономных локомотивов. В сравнении с тяговым автономным подвижным составом электрическая (первичная) энергия подводится от разнообразных внешних источников. В моторном вагоне или локомотиве производится только превращение электрической в механическую энергию перемещения поезда. Тяговый неавтономный подвижной состав «питается» от электростанций посредством тяговых подстанций, а также контактной сети. Как показывает практика, КПД подвижного тягового состава определяет уровень эксплуатации энергоносителя для обеспечения оптимального функционирования, тем выше, чем лучше энергетическая первичная установка.

Коэффициент полезного действия подвижного состава может изменяться в пределах от двадцати пяти до тридцати двух процентов, что зависит от разновидности электростанций (атомные, тепловые, гидравлические), которые поставляют электрическую энергию.Коэффициент полезного действия инновационных моторных вагонов и автономных локомотивов, в зависимости от вида тепловозного двигателя, способен достигать отметки в тридцать два процента.

Особенности обеспечения электроснабжения подвижных составов

Надежное электроснабжение поезда, а также безопасность сотрудников, которые занимаются обслуживанием контактной сети, достигается, в большинстве случаев, ее секционированием (разделение на определенные участки) при помощи специализированных воздушных промежутков, врезных и секционных изоляторов, а также нейтральных вставок. Используемые нейтральные вставки являются группой воздушных последовательно включенных промежутков, которые исключают электрическое кратковременное соединение близлежащих секций сети во время процесса передвижения состава. Эксплуатация подобных вставок считается обязательной на всей территории, характеризующейся наличием трехфазного переменного тока.

Промежуточные станции и перегоны иногда выделяются в секции. Разъединение или объединение секций производится за счет разъединителей, находящихся на опорах контактных сетей. С целью их максимальной защиты от короткого замыкания устанавливаются дополнительные посты секционирования, оснащенные инновационными автоматическими выключателями. Помимо этого, для максимальной гарантии безопасности персонала и прочих лиц, а также защиты телемеханики и систем автоматики от короткого замыкания каждая металлическая конструкция, взаимодействующая с деталями контактной сети, заземляется или оборудуется устройствами выключения. Также для защиты металлических подземных строений от нарушения блуждающими токами создается их изоляция от земли.

Снабжение электрической энергией железнодорожных линейных потребителей производится посредством применения инновационной трехфазной линии, характеризующейся уровнем напряжения в 10 кВ. Её подвешивают на опоры контактной сети.

На железных электрифицированных дорогах по рельсам «движется» тяговый ток. Для уменьшения потерь электрической энергии и гарантии нормального функционирования устройств телемеханики и автоматики на подобных линиях предусматривают такие особенности конструкции верхнего строения:

• рельсы от шпал изолируются посредством резиновых прокладок в ситуации с использованием железобетонных шпал;
• с наружной стороны к головкам рельсов привариваются стыковые медные соединители;
• применение щебеночного балласта, славящегося отличными диэлектрическими свойствами.