Когда я был "манынькый и глупый"
(ну не совсем уж маленький, т.к. был уже слегка знаком с основами электротехники, но о принципах энергоснабжения контактной сети ЖД еще не очень знал) я думал, что переменку 25 кВ вырабатывает на подстанции специальный однофазный генератор, который в свою очередь вращается трехфазным движком подключенным к сети. Потом я конечно узнал, что кроме трансформатора на подстанции больно-то ничего и нету, но мысль про инвертор мне тоже приходила в голову.
Так вот, что я думаю по этому поводу. Идея безусловно здравая, но имеет ряд минусов, из-за которых она будет воплощена в жизнь не раньше, чем высоковольтная постоянка и как минимум не в нашей стране.
1. Жуткое усложнение тяговых подстанций и увеличение стоимости оборудования чуть ли не на два порядка, а может и больше. Ради избавления от перекоса фаз и нейтральных вставок у нас на это не пойдут.
2. Слишком много преобразований энергии (два раза на подстанции и плюс еще на электровозе один или два раза, смотря, какой электровоз), а следовательно снижение общего КПД системы "энергосистема - электровоз."
3. Не факт, что выпрямительно-инверторная система сможет обеспечить симметричную нагрузку на три фазы, т.к. при этом должны выполняться два противоречивых условия: потребление одинакового по величине синусоидального тока ИЗ КАЖДОЙ фазы первичной сети и выдача синусоидального тока, но в ОДНОЙ ФАЗЕ. Понимаете о чем я? входная мощность постоянная, а выходная меняется по синусоиде возведенной в квадрат с частотой 100 Гц. В звене постоянного тока нужен очень мощный накопитель реактивной энергии - дроссель или емкость, но его габариты и вес будут весьма внушительными.
4. От нейтральных вставок избавиться не удастся. Т.к. для этого инверторы должны работать с очень точным совпадением фаз и частот. как обеспечить синхронизацию? Иначе, когда электровоз или электричка замкнет два участка питаемых от разных инверторов получим большой БУХ и пережег контактного провода.
5. Фокус с отечественной элементной базой тоже на мой взгляд не пройдет. Без ШИМ не обойтись, т.к. в КС надо выдавать синусоиду, а не меандр, иначе это будет такой жуткий генератор электромагнитных помех во всем диапазоне частот, что никому мало не покажется.
6. Надежность. чем больше звеньев в цепи, тем больше вероятность ее обрыва. Трансформатор - штука довольно надежная и при правильной эксплуатации почти неубиваемая. А вот устройства силовой электроники еще не факт. как минимум всё придется задублировать, но даже при этом случаи перебоев снабжения участятся. А это недопустимо.
Вот примерно такие мои соображения. Кстати, возможно у буржуев линии 15кВ/16,7Гц запитаны от каких-то преобразователей. Хотя не факт. потому что у них и электростанции такие до сих пор существуют специально ради этого дела, но думаю, не везде.