Jernbanekort i god kvalitet. Noter om jernbanetransport: om jernbaneelektrificering i USSR og typer af strømme i kontaktnetværk - yelkz

Den Russiske Føderations jernbanenet er ret omfattende. Den består af flere sektioner af motorveje, der ejes af JSC Russian Railways. Samtidig er alle regionale veje formelt filialer af russiske jernbaner, mens virksomheden selv fungerer som monopolist i Rusland:

Vejen løber gennem Irkutsk- og Chita-regionernes territorium og republikkerne Buryatia og Sakha-Yakutia. Motorvejens længde er 3848 km.

Vejen løber langs to parallelle bredderetninger: Moskva - Nizhny Novgorod - Kirov og Moskva - Kazan - Jekaterinburg, som er forbundet af stenader. Vejen forbinder de centrale, nordvestlige og nordlige regioner i Rusland med Volga-regionen, Ural og Sibirien. Gorky-vejen grænser op til jernbanerne: Moskva (st.Petushki og Cherusti), Sverdlovsk (st. Cheptsa, Druzhinino), Northern (st. Novki, Susolovka, Svecha), Kuibyshevskaya (st. Krasny Uzel, Tsilna). Den samlede indsatte længde af vejen er 12.066 km. Længden af ​​de vigtigste jernbanelinjer er 7987 km.

Jernbanen passerer gennem territoriet af fem konstituerende enheder i Den Russiske Føderation - Primorsky og Khabarovsk territorier, Amur og jødiske autonome regioner og Republikken Sakha (Yakutia). Dets serviceområde omfatter også Magadan, Sakhalin, Kamchatka-regionerne og Chukotka - over 40% af Ruslands territorium. Driftslængde - 5986 km.

Trans-Baikal Railway løber i den sydøstlige del af Rusland, på tværs af territoriet i Trans-Baikal-territoriet og Amur-regionen, er beliggende nær grænsen til Kina og har den eneste direkte landgrænse-jernbaneovergang i Rusland gennem Zabaikalsk-stationen. Driftslængde - 3370 km.

Den vestsibiriske jernbane passerer gennem områderne Omsk, Novosibirsk, Kemerovo, Tomsk, Altai-territoriet og delvist Kasakhstan. Den indsatte længde af motorvejens hovedlinjer er 8986 km, den operationelle længde er 5602 km.

Vejen fungerer under særlige geopolitiske forhold. Den korteste vej fra centrum af Rusland til landene i Vesteuropa går gennem Kaliningrad. Vejen har ingen fælles grænser med russiske jernbaner. Den indsatte længde af motorvejen er 1100 km, længden af ​​hovedlinjerne er over 900 kilometer.

Motorvejen passerer gennem fire store regioner - Kemerovo-regionen, Khakassia, Irkutsk-regionen og Krasnoyarsk-territoriet, der forbinder de transsibiriske og sydsibiriske jernbaner. Billedligt talt er dette en bro mellem den europæiske del af Rusland, dets Fjernøsten og Asien. Den operationelle længde af Krasnoyarsk-vejen er 3160 km. Den samlede længde er 4544 kilometer.

Jernbanen strækker sig fra Moskva-regionen til Ural-foden og forbinder centrum og vest for Den Russiske Føderation med store socioøkonomiske regioner i Ural, Sibirien, Kasakhstan og Centralasien. Vejen består af to næsten parallelle linjer, der løber fra vest til øst: Kustarevka - Inza - Ulyanovsk og Ryazhsk - Samara, som er forbundet ved Chishma-stationen og danner en dobbeltsporet linje, der ender ved Uralbjergenes udløbere. To andre linjer af vejen Ruzaevka - Penza - Rtishchevo og Ulyanovsk - Syzran - Saratov løber fra nord til syd.

Inden for de nuværende grænser blev Moskva-jernbanen organiseret i 1959 som et resultat af den fuldstændige og delvise sammenlægning af seks veje: Moskva-Ryazan, Moskva-Kursk-Donbass, Moskva-Okruzhnaya, Moskva-Kyiv, Kalinin og Severnaya. Den indsatte længde er 13000 km, den operationelle længde er 8800 km.

Oktyabrskaya-motorvejen passerer gennem territoriet af elleve undersåtter i Den Russiske Føderation - Leningrad, Pskov, Novgorod, Vologda, Murmansk, Tver, Moskva, Yaroslavl-regionerne, byerne Moskva og Skt. Petersborg og Republikken Karelen. Driftslængde - 10143 km.

Volga (Ryazan-Ural) jernbanen er beliggende i den sydøstlige del af den europæiske del af Rusland i regionen Nedre Volga og midten af ​​Don og dækker områderne Saratov, Volgograd og Astrakhan, samt flere stationer beliggende i Rostov, Samara-regionerne og Kasakhstan. Vejens længde er 4191 km.

Motorvejen forbinder de europæiske og asiatiske dele af Rusland, strækker sig fra vest til øst i halvandet tusinde kilometer og krydser polarcirklen i nordlig retning. Passerer gennem Nizhny Tagil, Perm, Jekaterinburg, Surgut, Tyumen. Det betjener også Khanty-Mansiysk og Yamalo-Nenets Autonome Okrugs. Driftslængde - 7154 km. Den indsatte længde er 13.853 km.

Motorvejen har sit udspring i Ruslands centrum og strækker sig langt mod den nordlige del af landet. Det meste af Northern Railway drives under de barske forhold i det fjerne nord og i Arktis. Den indsatte længde er 8500 kilometer.

I vejens serviceområde er der 11 emner i Den Russiske Føderation i det sydlige føderale distrikt, det grænser direkte op til Ukraine, Georgien og Aserbajdsjan. Motorvejens operationelle længde er 6358 km.

Den sydøstlige jernbane indtager en central position i jernbanenettet og forbinder de østlige regioner og Ural med centrum samt regionerne i Nord, Nordvest og Midt med Nordkaukasus, Ukraine og staterne Transkaukasien . Den sydøstlige vej grænser op til Moskva, Kuibyshev, nordkaukasiske, sydlige jernbaner i Ukraine. Driftslængde - 4189 km.

South Ural Railway er placeret i to dele af verden - i krydset mellem Europa og Asien. Det omfatter filialerne Chelyabinsk, Kurgan, Orenburg og Kartalinsky. Flere jernbanelinjer på hovedlinjen passerer gennem Kasakhstans territorium. Den sydøstlige vej grænser op til Moskva, Kuibyshev, nordkaukasiske, sydlige jernbaner i Ukraine. Driftslængde - 4189 km. Den indsatte længde er over 8000 km.

Et af kendetegnene ved jernbanetransport i Rusland er den høje andel af elektrificerede veje. Med hensyn til længden af ​​elektrificerede motorveje i slutningen af ​​2014 rangerer Rusland først i verden - 43,4 tusinde km (Kina 2. - 38,5 tusinde km) - et sted omkring halvdelen af ​​offentlige veje. Nå, det faktum, at mange motorveje er elektrificerede, er generelt ikke nogen hemmelighed for nogen, men det faktum, at der bruges forskellige slags strømme i kontaktnetværk, er overraskende for mange. Ikke desto mindre er faktum, at der i kontaktnetværk anvendes enten en jævnstrøm med en nominel spænding på 3 kV eller en vekslende enfasestrøm med industriel frekvens på 50 Hz med en nominel spænding på 25 kV. Jeg tænkte ikke over dette selv i lang tid - jeg fandt ud af det, da jeg modtog den tredje elektriske sikkerhedsgruppe (arbejde på et kontor forbundet med russiske jernbaner forpligtede mig på en eller anden måde til at dykke ned i og forstå). Nå, generelt tog jeg i lang tid denne kendsgerning ("der er en konstant 3 kV, der er en ændring på 25 kV / 50 Hz") for givet - "fordi det er historisk accepteret." Og i nogen tid havde jeg stadig lyst til at dykke ned i spørgsmålet og på en eller anden måde finde ud af det - hvorfor er det egentlig sådan.

Jeg vil gerne tage en reservation med det samme - jeg vil ikke grave meget dybt i strømforsyningens fysik, begrænse mig til nogle generelle sætninger og overdrive et eller andet sted med vilje. Jeg får nogle gange at vide, at jeg simplificerer - men eksperter læser og forstår, at "alt er galt" dér. Det er jeg klar over, men eksperter ved allerede, hvad jeg skriver om – og de lærer næppe noget nyt for sig selv.

Så faktisk bør vi starte med, at brugen af ​​elektricitet som energikilde til togtrækkraft for første gang blev demonstreret på en industriudstilling i Berlin i 1879, hvor en model af en elektrisk jernbane blev præsenteret. Et tog bestående af et 2,2 kW lokomotiv og tre vogne, som hver kunne rumme op til 6 passagerer, kørte langs en strækning på mindre end 300 m med en hastighed på 7 km/t. Skaberne af en ny type trækkraft var den berømte tyske videnskabsmand, opfinder og industrimand Ernst Werner von Siemens (Werner von Siemens, 1816-1892) og ingeniør Halske. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede var der ingen tvivl om effektiviteten af ​​elektrisk trækkraft. På kort tid blev flere jgennemført i forskellige lande. I første etape blev der brugt elektrificering i bjergområder på strækninger med en tung profil, med et stort antal tunneler, samt i forstadsområder, dvs. i de områder, hvor fordelene ved elektrisk trækkraft var åbenlyse.

Den første elektrificerede jernbane i USSR blev åbnet den 6. juli 1926 på Baku-Sabunchi-Surakhani-sektionen.

Følgelig er der to hovedområder for anvendelse af elektrificering: forstadskommunikation og bjergmotorveje. Jeg vil gerne tale om forstadskommunikation (essensen af ​​elektriske tog) separat, men indtil videre skal det kun bemærkes, at netop forstadsjernbanekommunikation med hensyn til elektrificering var en prioritet i USSR (i det russiske imperium formåede de ikke at kom i tankerne om dette projekt - den første verdenskrig og revolutionen blandede sig), i USSR tog de det op i stor skala (GOELRO-planen hjalp selvfølgelig meget her) - elektriske tog begyndte at erstatte dampdrevne pendlere tog.

Et DC-system med en nominel spænding på 1500 V blev vedtaget som strømforsyningssystem DC-systemet blev valgt, fordi der med enfaset AC ville være påkrævet tungere og dyrere biler på grund af behovet for at installere transformere på dem. Derudover har DC-traktionsmotorer alt andet lige et højere drejningsmoment og er mere startegnede sammenlignet med enfasede strømmotorer. Dette er især vigtigt for biler, der kører i forstadsområder med et stort antal stoppunkter, hvor der kræves høj acceleration ved start. Spændingen på 1500 V blev valgt på grund af det faktum, at der kræves meget mindre kobber til kontaktnettet sammenlignet med 600-800 V-systemet (bruges til elektrificering af sporvogne og trolleybusser). Samtidig blev det muligt at skabe pålideligt elektrisk udstyr til en bil, som ikke kunne forventes på det tidspunkt ved en spænding på 3000 V (de første forstadslinjer elektrificeret med en jævnstrøm på 3000 V dukkede først op i 1937, men senere blev alle allerede byggede ledninger overført til en sådan spænding) .

Elektriske tog C - den første familie af sovjetiske tog, produceret siden 1929

Sideløbende med udviklingen af ​​forstadskommunikation i 1932-1933. elektrisk trækkraft blev introduceret på Khashuri-Zestaponi hovedjernbanen (63 km) ved det tunge Suram-pas. Her, i modsætning til i Moskva og Baku, blev elektrisk trækkraft brugt til gods- og passagertransport. For første gang begyndte elektriske lokomotiver at køre på jernbanelinjerne i USSR (faktisk, på anvendelsesstedet, begyndte de at blive kaldt "Surami elektriske lokomotiver" eller "eller Surami-type elektriske lokomotiver"):

elektrisk lokomotiv C (Surami) - forfaderen til gruppen af ​​Suram elektriske lokomotiver bygget af amerikanerne General Electric til USSR

Hovedtræk ved alle elektriske lokomotiver af Surami-typen var tilstedeværelsen af ​​overgangsplatforme i enderne af kroppen, som ifølge de standarder, der eksisterede på det tidspunkt, var obligatoriske for alle elektriske lokomotiver med elektrisk udstyr til drift på CME. Besætningsdelen af ​​lokomotivet består af to leddelte tre-akslede bogier (aksial formel 0-3 0-0 + 0-3 0-0). Karosseri af vogntype med bærende hovedramme. Fjederophæng er hovedsageligt lavet på bladfjedre. Ophæng af trækmotoren - støtte-aksial.

elektrisk lokomotiv С С (sovjetiske Suramsky) - det første DC elektriske lokomotiv bygget i USSR under licens fra GE

Og her skal vi komme med en vigtig bemærkning. I modsætning til damplokomotiver, hvis motor er en dampmaskine, begyndte jernbanetransport af de næste generationer at blive drevet af elektriske motorer: de såkaldte TED'er (traktionsmotorer) - for mange er det i øvrigt ikke indlysende at TED'er bruges både i elektriske lokomotiver / el-tog og i diesellokomotiver (sidstnævnte fodrer blot TED'erne med en dieselgenerator placeret i lokomotivet). Så ved begyndelsen af ​​jernbaneelektrificeringen blev der kun brugt jævnstrøms TED'er. Dette skyldes deres designfunktioner, evnen til at regulere hastigheden og drejningsmomentet over et bredt område med ret enkle midler, evnen til at arbejde med overbelastning mv. Teknisk set er de elektromekaniske egenskaber ved DC-motorer ideelle til trækkraftformål. AC-motorer (asynkrone, synkrone) har sådanne egenskaber, at deres anvendelse til elektrisk trækkraft uden særlige reguleringsmidler bliver umulig. Der var ingen sådanne reguleringsmidler i den indledende fase af elektrificeringen, og derfor blev jævnstrøm naturligvis brugt i trækkraftforsyningssystemer. Der blev bygget traktionsstationer, hvis formål er at sænke forsyningsnettets vekselspænding til den nødvendige værdi, og at rette op på den, dvs. konvertering til konstant.

VL19 - det første masseproducerede elektriske lokomotiv, hvis design blev skabt i Sovjetunionen

Men brugen af ​​et jævnstrømskontaktnetværk skabte et andet problem - et stort forbrug af kobber i kontaktnettet (sammenlignet med vekselstrøm), fordi for at transmittere høj effekt (effekt er lig med produktet af strøm og spænding) ved en konstant spændingsspænding, det er nødvendigt at give en stor strømstyrke, ja, det vil sige, at du har brug for mere ledning og et større tværsnit (spændingen er uændret - du skal sænke modstanden).

VL22M - det første sovjetiske storskala elektriske lokomotiv og den sidste repræsentant for Surami-lokomotiver

Tilbage i slutningen af ​​1920'erne, da de lige var begyndt at elektrificere Suramsky-passet, var mange eksperter godt klar over, at elektrisk trækkraft ved jævnstrøm med en nominel spænding på 3 kV ikke rationelt ville løse problemet med at øge bæreevnen af linjer ved at øge vægten af ​​tog og deres hastighed. De simpleste beregninger viste, at når man kører et tog, der vejer 10.000 tons i en stigning på 10 ‰ med en hastighed på 50 km/t, ville trækstrømmen for elektriske lokomotiver være mere end 6000 A. Dette ville kræve en forøgelse af tværsnittet af kontaktledninger, samt en hyppigere placering af traktionsstationer. Efter at have sammenlignet omkring to hundrede muligheder for kombinationer af typen af ​​strøm og spændingsværdier, blev det besluttet, at den bedste mulighed er elektrificering ved jævn- eller vekselstrøm (50 Hz) med en spænding på 20 kV. Det første system på det tidspunkt blev ikke testet nogen steder i verden, og det andet, selvom det var meget lidt, blev undersøgt. Derfor blev det ved den første All-Union-konference om elektrificering af jernbaner besluttet at bygge en forsøgssektion elektrificeret ved vekselstrøm (50 Hz) med en spænding på 20 kV. Det var påkrævet at skabe et elektrisk lokomotiv til test, som ville afsløre fordele og ulemper ved AC elektriske lokomotiver i normal drift.

OR22 elektrisk lokomotiv - det første AC elektriske lokomotiv i USSR

I 1938 blev det elektriske lokomotiv OR22 skabt (enfaset med en kviksølvensretter, 22 - belastningen fra hjulsættene på skinnerne, i tons). Kredsløbsdiagrammet for et elektrisk lokomotiv (transformer-ensretter-TED, det vil sige med spændingsregulering på den lave side) viste sig at være så vellykket, at det blev brugt i designet af langt de fleste sovjetiske AC-elektriske lokomotiver. Mange andre ideer blev testet på denne model, som så blev udmøntet i senere projekter, men desværre greb krigen yderligere ind. Forsøgsmaskinen blev demonteret, dens ensretter blev brugt på en DC-traktionsstation. Og de vendte tilbage til ideerne om AC elektriske lokomotiver først i 1954 med en serie NO (eller VL61) allerede på Novocherkassk Electric Lokomotiv Plant.

VL61 (indtil januar 1963 - N-O - Novocherkassk Single-Phase) - det første sovjetiske seriel AC elektrisk lokomotiv

Forsøgsstedet Ozherelye - Mikhailov - Pavelets var det første, der blev elektrificeret på vekselstrøm (spænding 20 kV) i 1955-1956. Efter test blev det besluttet at øge spændingen til 25 kV. Resultaterne af driften af ​​den eksperimentelle sektion af elektrisk trækkraft på vekselstrøm Ozherelye - Pavelets of the Moscow Railway gjorde det muligt at anbefale dette vekselstrømsystem til udbredt implementering på USSR's jernbaner (dekret fra USSR's ministerråd nr. 1106 af 3. oktober 1958). Fra 1959 begyndte man at indføre 25 kV AC i lange strækninger, hvor elektrificering var påkrævet, men der var ingen DC-områder i nærheden.

Elektrisk lokomotiv F - AC elektrisk lokomotiv, bygget i Frankrig efter ordre fra USSR

I 1950-1955. den første, stadig forsigtige, udvidelse af elektrificeringsområdet begyndte. Overgangen fra 1500 V til 3000 V ved alle forstadsknuder begyndte, videreudvikling af forstadsknuder, forlængelse af elektrificerede linjer til naboregionscentre med indførelse af elektrisk lokomotivtrækkraft til passager- og godstog. "Øer" af elektrificering dukkede op i Riga, i Kuibyshev, i det vestlige Sibirien, Kiev. Siden 1956 (hvilket) begyndte en ny fase af masseelektrificering af jernbanerne i USSR, som hurtigt bragte elektrisk trækkraft og dieseltrækkraft fra en andel på 15% i transport i 1955 til en andel på 85% i 1965. Masseelektrificeringen foregik hovedsageligt på den allerede veletablerede jævnstrøm med en spænding på 3000 V, selvom et eller andet sted allerede var indført vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz og en spænding på 25 kV. Sideløbende med udviklingen af ​​netværket af AC-strækninger, blev udviklingen af ​​AC-materiel gennemført. Således begyndte de første AC-elektriske tog ER7 og ER9 driften i 1962, og til Krasnoyarsk Railway i 1959 blev der købt franske elektriske lokomotiver af type F, da produktionen af ​​sovjetiske AC-elektriske lokomotiver (VL60 og VL80) blev forsinket.

VL60 (indtil januar 1963 - N6O, - Novocherkassk 6-akslet enfaset) - det første sovjetiske hoved AC elektrisk lokomotiv, lanceret i storskala produktion.

Generelt var ledninger, der blev sat i drift tidligere, elektrificeret med jævnstrøm - senere ledninger var allerede elektrificeret med vekselstrøm. Også i 90'erne/2000'erne skete en storstilet overførsel af en række ledninger fra jævnstrøm til vekselstrøm. Debatten om fordelene ved systemer er ikke stoppet før nu. Ved begyndelsen af ​​​​introduktionen af ​​vekselstrøm blev det antaget, at dette strømforsyningssystem var mere økonomisk, men nu er der ingen entydig løsning:
- DC-materiel er halvanden gang billigere
- det specifikke forbrug af EPS på en kuperet profil, typisk for det meste af vores land, er 30 % lavere.
På den ene eller anden måde bygges der nu kun nye elektrificeringsledninger på vekselstrøm, og også nogle gamle konverteres fra jævnstrøm til vekselstrøm. Det eneste tilfælde i historien om elektrificeringen af ​​sovjetiske og russiske jernbaner, da en sektion blev skiftet fra vekselstrøm til jævnstrøm, fandt sted i 1989 i Paveletsky-retningen af ​​Moskva-jernbanen. Efter jævnstrømselektrificering af Rybnoye - Uzunovo sektionen blev Ozherelye - Uzunovo sektionen (den samme historisk første AC hovedstrøm) skiftet fra vekselstrøm til jævnstrøm:

tvillingebrødre: lokomotiv VL10 (DC) og VL80 (AC)

Forresten, nu er der en tendens til introduktion af mere pålidelige og økonomiske asynkrone TED'er (de er installeret på den nye generation af lokomotiver EP20, ES10, 2TE25A). Så i en meget fjern fremtid, på grund af overgangen til sådanne TED'er, kan jævnstrøm helt opgives. Indtil videre er begge typer strøm perfekt brugt:

4ES5K "Ermak" (vekselstrøm) og 3ES4K "Donchak" (jævnstrøm)

Det er tilbage at afklare det sidste spørgsmål. En række strømforsyningssystemer forårsagede fremkomsten af ​​dockingpunkter (strømsystemer, spænding, strømfrekvens). Samtidig opstod der flere muligheder for at løse problemet med at organisere trafikken gennem sådanne punkter. Tre hovedområder er dukket op:
1) Dockingstationens udstyr med kontakter, der gør det muligt at levere en eller anden type strøm til bestemte dele af kontaktnettet. For eksempel ankommer et tog med et DC elektrisk lokomotiv, så kobles dette elektriske lokomotiv fra og afgår til et genbrugsdepot eller en blindgyde, hvor lokomotiverne kan slå sig ned. Kontaktnettet på dette spor omstilles til vekselstrøm, et vekselstrøms-ellokomotiv kører her og driver toget videre. Ulempen ved denne metode er stigningen i omkostningerne til elektrificering og vedligeholdelse af strømforsyningsenheder og kræver også en ændring af lokomotivet og de tilhørende ekstra materiale-, organisations- og tidsomkostninger. Samtidig er det ikke så meget skiftet af det elektriske lokomotiv, der tager meget tid, som test af bremserne.

EP2K (DC) og bag EP1M (AC) ved Uzunovo dockingstation

2) 2. Brugen af ​​et rullende materiel med flere systemer (i dette tilfælde et to-system - selvom der i f.eks. Europa også er fire-system lokomotiver). I dette tilfælde kan docking over kontaktnetværket udføres uden for stationen. Denne metode giver dig mulighed for at passere dockingpunkterne uden at stoppe (selvom som regel på kysten). Brugen af ​​to-systems passager-ellokomotiver reducerer passagertoges tid og kræver ikke lokomotivskift. Men prisen på sådanne elektriske lokomotiver er højere. Sådanne elektriske lokomotiver er også dyrere i drift. Desuden har multisystem-ellokomotiver mere vægt (hvilket dog er lidt relevant på jernbanen, hvor det ikke er ualmindeligt, at lokomotiver ekstra ballast for at øge grebsvægten).

AC (EP1M) og DC (ChS7) lokomotiver i genbrugsdepotet på Uzunovo station

3) Brug af en diesellokomotivindsats - mellem sektioner med forskellige strømforsyningssystemer efterlades en lille trækarm, der betjenes af diesellokomotiver. I praksis bruges den på strækningen Kostroma - Galich med en længde på 126 km: i Kostroma jævnstrøm (= 3 kV), i Galich - vekselstrøm (~ 25 kV). Moskva-Khabarovsk og Moskva-Sharya-togene samt Samara-Kinel-Orenburg kører i transit (diesellokomotivet er knyttet til passagertog i Samara og til godstog i Kinel). I Samara og Kinel, jævnstrøm (= 3 kV), i Orenburg - vekselstrøm (~ 25 kV), tog til Orsk, Alma-Ata, Bishkek passerer i transit. Med denne metode til "docking" forværres linjens driftsbetingelser betydeligt: ​​togs parkeringstid fordobles, effektiviteten af ​​elektrificering reduceres på grund af vedligeholdelse og reduceret hastighed af diesellokomotiver.

Sovjetisk to-system fragt elektrisk lokomotiv VL82 M

I praksis møder vi hovedsageligt den første metode - med stationer til docking af tryktyper. Lad os sige, at hvis jeg skal fra Saratov til Moskva, vil en sådan station være Uzunovo, hvis til Skt. Petersborg - Ryazan-2, hvis til Samara - Syzran-1, men hvis jeg er i Sochi eller Adler - bruger Goryachiy Klyuch Sochi stadig jævnstrøm, selvom alle de nordkaukasiske jernbaner er i pause - men de siger, at der er det nødvendigt at udvide tunnelerne et sted for en pause, der er generelt problemer).

Det nyeste russiske to-system elektriske passagerlokomotiv EP20

P.S. Lille afklaring. I indlægget blev der udover mine egne fotografier (i farver) også brugt materiale fra Wikipedia!

Jernbaneelektrificering

Jernbaneelektrificering- et sæt foranstaltninger udført på jernbanestrækningen for at kunne anvende elektrisk rullende materiel på den: elektriske lokomotiver, elektriske sektioner eller elektriske tog.

Elektriske lokomotiver bruges til trækkraft af tog på elektrificerede strækninger af jernbaner. Elektriske sektioner eller elektriske tog bruges som forstadstransport.

elektrificeringssystemer

Elektrificeringssystemer kan klassificeres:

• type ledere:
  • med kontaktophæng
  • med kontaktskinne
• ved spænding
• efter strømtype:
  • vekselstrøm
    • aktuelle frekvens
    • antal faser

Brug normalt jævn (=) eller enfaset vekselstrøm (~). I dette tilfælde fungerer jernbanesporet som en af ​​konduktørerne.

Brugen af ​​trefaset strøm kræver ophængning af mindst to kontaktledninger, som ikke bør røre under nogen omstændigheder (som en trolleybus), så dette system slog ikke rod, primært på grund af vanskeligheden med strømopsamling ved høje hastigheder .

Ved brug af jævnstrøm gøres spændingen i netværket lav nok til at tænde for elmotorerne direkte. Ved brug af vekselstrøm vælges en meget højere spænding, da spændingen på et elektrisk lokomotiv nemt kan sænkes ved hjælp af en transformer.

DC system

I dette system forsynes DC-traktionsmotorer direkte fra kontaktnettet. Reguleringen udføres ved at forbinde modstande, omarrangere motorerne og svække excitationen. I de seneste årtier er pulsregulering blevet udbredt, hvilket gør det muligt at undgå energitab i modstande.

El-hjælpemotorer (kompressordrev, ventilatorer osv.) får som regel også strøm direkte fra kontaktnettet, så de viser sig at være meget store og tunge. I nogle tilfælde bruges roterende eller statiske omformere til at drive dem (for eksempel på elektriske tog ER2T, ED4M, ET2M bruges en motorgenerator, der konverterer jævnstrøm 3000 V til trefaset 220 V 50 Hz).

På den Jernbaner i Rusland og landene i det tidligere Sovjetunionen elektrificerede sektioner langs DC system, nu bruger de hovedsageligt spændingen = 3000 V (i de gamle sektioner - = 1500 V). I begyndelsen af ​​70'erne blev der udført praktiske undersøgelser i USSR på den transkaukasiske jernbane med mulighed for elektrificering ved jævnstrøm med en spænding på = 6000 V, men senere blev alle nye sektioner elektrificeret med vekselstrøm med en højere spænding.

Enkelheden af ​​elektrisk udstyr på lokomotivet, lav vægtfylde og høj effektivitet førte til den udbredte brug af dette system i den tidlige periode med elektrificering.

Ulempen ved dette system er den relativt lave spænding i kontaktnetværket, derfor kræves der mere strøm for at overføre den samme effekt sammenlignet med højere spændingssystemer. Dette tvinger:

• brug et større samlet tværsnit af kontaktledninger og forsyningskabler;
• at øge kontaktområdet med strømaftageren på det elektriske lokomotiv ved at øge antallet af ledninger i suspensionen af ​​kontaktnetværket op til 2 eller endda 3 (for eksempel på elevatorer);
• reducere afstandene mellem traktionsstationer for at minimere strømtab i ledningerne, hvilket yderligere fører til en stigning i omkostningerne til selve elektrificeringen og vedligeholdelsen af ​​systemet (selvom transformatorstationerne er automatiserede, kræver de vedligeholdelse). Afstanden mellem understationer i travle områder, især under vanskelige bjergforhold, kan kun være nogle få kilometer.

Sporvogne, trolleybusser bruger jævnspænding = 550 (600) V, metro = 750 (825) V.

AC-system med reduceret frekvens

I en række europæiske lande (Tyskland, Schweiz osv.) anvendes et enfaset vekselstrømsystem på 15 kV 16⅔ Hz, og i USA på gamle linjer 11 kV 25 Hz. Den reducerede frekvens tillader brug af AC-kollektormotorer. Motorerne tilføres fra transformatorens sekundære vikling uden nogen omformere. Hjælpeelektriske motorer (til kompressoren, ventilatorer osv.) er også normalt kollektorer, drevet af en separat transformervikling.

Ulempen ved systemet er behovet for at konvertere frekvensen af ​​strømmen ved transformerstationer eller opførelsen af ​​separate kraftværker til jernbaner.

Strømfrekvens AC-system

Brugen af ​​industriel frekvensstrøm er den mest økonomiske, men dens implementering har mødt mange vanskeligheder. Til at begynde med blev der brugt kollektor AC-motorer, der konverterede motorgeneratorer (en enfaset synkronmotor plus en DC-traktionsgenerator, hvorfra DC-traktionsmotorer arbejdede), roterende frekvensomformere (giver strøm til asynkrone drivmotorer). Samlerelektriske motorer ved industriel frekvensstrøm fungerede ikke godt, og roterende omformere var for tunge og uøkonomiske.

Systemet med enfaset strøm af industriel frekvens (25 kV 50 Hz) begyndte først at blive brugt i vid udstrækning efter oprettelsen i Frankrig i 1950'erne af elektriske lokomotiver med statiske kviksølvensrettere (tændere; senere blev de erstattet af mere moderne siliciumensrettere - af miljømæssige og økonomiske årsager); så spredte dette system sig til mange andre lande (inklusive USSR).

Ved ensretning af en enfaset strøm viser det sig ikke en jævnstrøm, men en pulserende, derfor bruges specielle pulserende strømmotorer, og kredsløbet har udjævningsreaktorer (choke), hvilket reducerer strømbølger og konstante excitationsdæmpningsmodstande forbundet parallelt med motorernes excitationsviklinger og passerer vekselkomponenten af ​​den pulserende strøm , hvilket kun forårsager unødvendig opvarmning af viklingen.

Til at drive hjælpemaskiner bruges enten pulserende strømmotorer, drevet af en separat transformervikling (hjælpevikling) gennem en ensretter, eller industrielle asynkrone elektriske motorer drevet af en fasedeler (denne ordning var almindelig på franske og amerikanske elektriske lokomotiver, og fra dem blev overført til sovjetiske ) eller faseskiftende kondensatorer (bruges især på russiske elektriske lokomotiver VL65, EP1, 2ES5K).

Ulemperne ved systemet er betydelig elektromagnetisk interferens for kommunikationslinjer samt ujævn belastning af faserne i det eksterne strømsystem. For at øge ensartetheden af ​​belastningen af ​​faserne i kontaktnettet veksler sektioner med forskellige faser; neutrale indsatser er arrangeret mellem dem - korte, flere hundrede meter lange, sektioner af kontaktnetværket, som det rullende materiel passerer med motorerne slukkede, ved inerti. De er lavet således, at strømaftageren ikke bygger bro mellem sektionerne under høj lineær (interfase) spænding i overgangsøjeblikket fra ledning til ledning. Ved standsning ved neutralindsatsen kan den forsynes med spænding forfra langs sektionen af ​​kontaktnettet.

Jernbaner i Rusland og lande i det tidligere Sovjetunionen, elektrificeret af AC system brug spænding ~25 kV(dvs. ~25000 V) frekvens 50 Hz.

Docking af strømforsyningssystemer

Elektriske lokomotiver af forskellige strømsystemer ved dockingstationen

To-system elektrisk lokomotiv VL82M

En række strømforsyningssystemer forårsagede fremkomsten af ​​dockingpunkter (strømsystemer, spænding, strømfrekvens). Samtidig opstod der flere muligheder for at løse problemet med at organisere trafikken gennem sådanne punkter. Der er identificeret tre hovedområder.