Kilometer kereta api pada peta. Nota mengenai pengangkutan kereta api: mengenai elektrifikasi kereta api di USSR dan jenis arus dalam rangkaian hubungan - yelkz

Rangkaian kereta api Persekutuan Rusia agak luas. Ia terdiri daripada beberapa bahagian lebuh raya, yang dimiliki oleh Russian Railways OJSC. Selain itu, semua jalan serantau secara rasminya merupakan cawangan JSC Russian Railways, manakala syarikat itu sendiri bertindak sebagai monopoli di Rusia:

Jalan itu melalui wilayah wilayah Irkutsk dan Chita serta republik Buryatia dan Sakha-Yakutia. Panjang lebuh raya ialah 3848 km.

Jalan itu berjalan di sepanjang dua arah latitudin selari: Moscow - Nizhny Novgorod - Kirov dan Moscow - Kazan - Yekaterinburg, yang dihubungkan dengan jalan raya. Jalan itu menghubungkan wilayah Tengah, Utara-Barat dan Utara Rusia dengan wilayah Volga, Ural dan Siberia. Jalan Gorky bersempadan dengan kereta api berikut: Moscow (stesen Petushki dan Cherusti), Sverdlovsk (stesen Cheptsa, Druzhinino), Utara (Stesen Novki, Susolovka, Svecha), Kuibyshevskaya (Stesen Krasny Uzel, Tsilna). Jumlah panjang jalan raya yang dibangunkan ialah 12066 km. Panjang landasan kereta api utama ialah 7987 km.

Kereta api itu melalui wilayah lima entiti konstituen Persekutuan Rusia - wilayah Primorsky dan Khabarovsk, Amur dan Wilayah Autonomi Yahudi, dan Republik Sakha (Yakutia). Kawasan perkhidmatannya juga termasuk wilayah Magadan, Sakhalin, Kamchatka dan Chukotka - lebih 40% daripada wilayah Rusia. Panjang operasi - 5986 km.

Kereta Api Trans-Baikal berjalan di tenggara Rusia, melalui wilayah Wilayah Trans-Baikal dan Wilayah Amur, terletak di sebelah sempadan Republik Rakyat China dan mempunyai satu-satunya lintasan kereta api sempadan darat terus di Rusia melalui stesen Zabaikalsk. Panjang operasi - 3370 km.

Kereta Api Siberia Barat melalui wilayah Omsk, Novosibirsk, Kemerovo, wilayah Tomsk, Wilayah Altai dan sebahagiannya Republik Kazakhstan. Panjang landasan utama lebuh raya yang dibangunkan ialah 8986 km, panjang operasi ialah 5602 km.

Jalan itu beroperasi dalam keadaan geopolitik khas. Laluan terpendek dari pusat Rusia ke negara-negara Eropah Barat melalui Kaliningrad. Jalan itu tidak mempunyai sempadan yang sama dengan Keretapi Rusia. Jumlah panjang lebuh raya adalah 1,100 km, panjang laluan utama adalah lebih 900 kilometer.

Lebuh raya itu melalui empat wilayah besar - wilayah Kemerovo, Khakassia, wilayah Irkutsk dan wilayah Krasnoyarsk, menghubungkan lebuh raya Trans-Siberia dan Siberia Selatan. Secara kiasan, ia adalah jambatan antara bahagian Eropah di Rusia, Timur Jauh dan Asia. Panjang operasi jalan Krasnoyarsk ialah 3160 km. Jumlah panjang ialah 4544 kilometer.


Kereta api membentang dari rantau Moscow ke kaki bukit Ural, menghubungkan pusat dan barat Persekutuan Rusia dengan kawasan sosio-ekonomi yang besar di Ural, Siberia, Kazakhstan dan Asia Tengah. Jalan itu terdiri daripada dua garisan hampir selari dari Barat ke Timur: Kustarevka - Inza - Ulyanovsk dan Ryazhsk - Samara, yang bersambung di stesen Chishmy, membentuk garisan dua landasan yang berakhir di taji Pergunungan Ural. Dua lagi laluan jalan Ruzaevka - Penza - Rtishchevo dan Ulyanovsk - Syzran - Saratov berjalan dari Utara ke Selatan.

Dalam sempadan semasa, Keretapi Moscow telah dianjurkan pada tahun 1959 sebagai hasil daripada penyatuan penuh dan sebahagian daripada enam jalan: Moscow-Ryazan, Moscow-Kursk-Donbass, Moscow-Okruzhnaya, Moscow-Kiev, Kalinin dan Utara. Panjang yang digunakan ialah 13,000 km, panjang operasi ialah 8,800 km.

Talian Utama Oktyabrskaya melalui wilayah sebelas entiti konstituen Persekutuan Rusia - Leningrad, Pskov, Novgorod, Vologda, Murmansk, Tver, Moscow, wilayah Yaroslavl, bandar-bandar Moscow dan St. Petersburg dan Republik Karelia. Panjang operasi - 10143 km.

Kereta api Volga (Ryazan-Ural) terletak di tenggara bahagian Eropah Rusia di wilayah Volga Bawah dan bahagian tengah Don dan meliputi wilayah Saratov, Volgograd dan Astrakhan, serta beberapa stesen yang terletak di dalam wilayah Rostov, Samara dan Kazakhstan. Panjang jalan ialah 4191 km.

Lebuh raya itu menghubungkan bahagian Eropah dan Asia di Rusia, membentang dari barat ke timur sejauh satu setengah ribu kilometer dan melintasi Bulatan Artik ke arah utara. Melepasi Nizhny Tagil, Perm, Yekaterinburg, Surgut, Tyumen. Ia juga melayani Okrug Autonomi Khanty-Mansi dan Yamalo-Nenets. Panjang operasi - 7154 km. Panjang yang digunakan ialah 13,853 km.

Lebuh raya itu berasal dari pusat Rusia dan memanjang jauh ke utara negara itu. Kebanyakan Talian Utama Utara dikendalikan dalam keadaan yang teruk di Utara Jauh dan Artik. Panjang terbentang ialah 8500 kilometer.


Kawasan perkhidmatan jalan itu termasuk 11 entiti konstituen Persekutuan Rusia Daerah Persekutuan Selatan; ia bersempadan terus dengan Ukraine, Georgia dan Azerbaijan. Panjang operasi lebuh raya itu ialah 6358 km.

Kereta Api Tenggara menduduki kedudukan tengah dalam rangkaian kereta api dan menghubungkan wilayah timur dan Ural dengan Pusat, serta wilayah Utara, Barat Laut dan Tengah dengan Caucasus Utara, Ukraine dan negeri Transcaucasian. Jalan Selatan-Timur bersempadan dengan Moscow, Kuibyshev, Caucasus Utara, dan Keretapi Selatan Ukraine. Panjang operasi - 4189 km.

Kereta Api Ural Selatan terletak di dua bahagian dunia - di persimpangan Eropah dan Asia. Ia termasuk cawangan Chelyabinsk, Kurgan, Orenburg dan Kartalinsk. Beberapa laluan kereta api utama melalui wilayah Kazakhstan. Jalan Selatan-Timur bersempadan dengan Moscow, Kuibyshev, Caucasus Utara, dan Keretapi Selatan Ukraine. Panjang operasi - 4189 km. Panjang yang dibangunkan adalah lebih dari 8000 km.

Elektrifikasi kereta api

Elektrifikasi kereta api- satu set langkah-langkah yang dijalankan di bahagian kereta api untuk membolehkan penggunaan rolling elektrik di atasnya: lokomotif elektrik , bahagian elektrik atau kereta api elektrik.

Lokomotif elektrik digunakan untuk menarik kereta api di bahagian kereta api yang menggunakan elektrik. Bahagian elektrik atau kereta api elektrik digunakan sebagai pengangkutan komuter.

Sistem elektrifikasi

Sistem elektrifikasi boleh dikelaskan:

  • dengan penampilan konduktor :
    • dengan katenari
    • dengan rel sesentuh
  • dengan voltan
  • mengikut jenis arus:

Biasanya, arus terus (=) atau satu fasa berselang-seli (~) digunakan. Dalam kes ini, landasan kereta api bertindak sebagai salah satu konduktor.

Penggunaan arus tiga fasa memerlukan penggantungan sekurang-kurangnya dua wayar kenalan, yang tidak boleh menyentuh dalam apa jua keadaan (seperti bas troli), jadi sistem ini tidak berakar umbi, terutamanya disebabkan oleh kerumitan pengumpulan semasa pada kelajuan tinggi.

Apabila menggunakan arus terus, voltan dalam rangkaian dikekalkan cukup rendah untuk menghidupkan motor elektrik secara langsung. Apabila menggunakan arus ulang alik, voltan yang lebih tinggi dipilih, kerana pada lokomotif elektrik voltan boleh dikurangkan dengan mudah dengan menggunakan pengubah.

sistem DC

Dalam sistem ini, motor daya tarikan DC dikuasakan terus daripada rangkaian kenalan. Peraturan dijalankan dengan menyambungkan perintang, menyusun semula motor dan melemahkan pengujaan. Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, peraturan nadi telah meluas, membolehkan untuk mengelakkan kehilangan tenaga dalam perintang.

Motor elektrik tambahan (pemacu pemampat, kipas, dsb.) biasanya juga dikuasakan terus dari rangkaian kenalan, jadi ia sangat besar dan berat. Dalam sesetengah kes, penukar berputar atau statik digunakan untuk menghidupkannya (contohnya, pada kereta api elektrik ER2T , ED4M , ET2M penjana motor digunakan yang menukarkan arus terus 3000 V kepada tiga fasa 220 V 50 Hz).

hidup Kereta api Rusia dan negara-negara bekas Kesatuan Soviet, bahagian elektrik mengikut sistem DC, kini mereka terutamanya menggunakan voltan = 3000 V (dalam bahagian lama - = 1500 V). Pada awal 70-an USSR pada Kereta api Transcaucasian Kajian praktikal telah dijalankan dengan kemungkinan elektrifikasi menggunakan arus terus dengan voltan = 6000 V, tetapi seterusnya semua kawasan baru telah dielektrik dengan arus ulang alik voltan yang lebih tinggi.

Kesederhanaan peralatan elektrik pada lokomotif, graviti tentu yang rendah dan kecekapan tinggi menyebabkan penggunaan sistem ini secara meluas pada tempoh awal elektrifikasi.

Kelemahan sistem ini ialah voltan rangkaian hubungan yang agak rendah, jadi lebih banyak arus diperlukan untuk menghantar kuasa yang sama berbanding dengan sistem voltan yang lebih tinggi. Ini memaksa:

  • gunakan jumlah keratan rentas wayar kenalan dan kabel bekalan yang lebih besar;
  • meningkatkan kawasan sentuhan dengan pantograf lokomotif elektrik dengan menambah bilangan wayar dalam rangkaian hubungan atas kepala kepada 2 atau bahkan 3 (contohnya, pada condong);
  • mengurangkan jarak antara pencawang daya tarikan untuk meminimumkan kehilangan semasa dalam wayar, yang juga membawa kepada peningkatan dalam kos elektrifikasi itu sendiri dan penyelenggaraan sistem (walaupun pencawang automatik, ia memerlukan penyelenggaraan). Jarak antara pencawang di kawasan bermuatan berat, terutamanya dalam keadaan gunung yang sukar, boleh hanya beberapa kilometer.

Trem dan bas troli menggunakan voltan malar = 550 (600) V, metro = 750 (825) V.

Sistem AC Frekuensi Dikurangkan

Di beberapa negara Eropah (Jerman, Switzerland, dll.) sistem arus ulang-alik fasa tunggal 15 kV 16⅔ Hz digunakan, dan di Amerika Syarikat pada talian lama 11 kV 25 Hz. Kekerapan yang dikurangkan membolehkan penggunaan motor berus AC. Motor dikuasakan daripada belitan sekunder pengubah tanpa sebarang penukar. Motor elektrik tambahan (untuk pemampat, kipas, dsb.) juga biasanya motor komutator, dikuasakan daripada belitan berasingan pengubah.

Kelemahan sistem ini ialah keperluan untuk menukar frekuensi semasa di pencawang atau membina loji kuasa berasingan untuk kereta api.

Sistem AC Frekuensi Kuasa

Penggunaan arus frekuensi industri adalah yang paling menjimatkan, tetapi pelaksanaannya telah menghadapi banyak kesukaran. Pada mulanya, mereka menggunakan motor AC komutator, menukar penjana motor (motor elektrik segerak fasa tunggal ditambah penjana daya tarikan DC, dari mana motor daya tarikan DC dikendalikan), dan penukar frekuensi berputar (menyediakan arus untuk motor tarikan tak segerak). Motor elektrik komutator beroperasi dengan lemah pada arus frekuensi industri, dan penukar berputar terlalu berat dan tidak ekonomik.

Sistem arus frekuensi kuasa fasa tunggal (25 kV 50 Hz) mula digunakan secara meluas hanya selepas penciptaan Perancis pada tahun 1950-an, lokomotif elektrik dengan penerus merkuri statik ( penyalaan; kemudian mereka digantikan oleh penerus silikon yang lebih moden - atas sebab alam sekitar dan ekonomi); maka sistem ini merebak ke banyak negara lain (termasuk USSR).

Apabila membetulkan arus satu fasa, hasilnya bukan arus terus, tetapi berdebar-debar, oleh itu, motor arus berdenyut khas digunakan, dan litar mengandungi reaktor pelicin (tercekik), yang mengurangkan riak arus, dan perintang pengecilan pengujaan berterusan disambungkan selari dengan belitan pengujaan motor dan melepasi komponen ulang alik arus berdenyut, yang hanya menyebabkan pemanasan belitan yang tidak perlu.

Untuk memacu mesin tambahan, sama ada motor arus berdenyut digunakan, dikuasakan daripada belitan berasingan pengubah (belitan sendiri) melalui penerus, atau motor elektrik tak segerak industri, dikuasakan daripada pembahagi fasa (skim ini biasa berlaku pada lokomotif elektrik Perancis dan Amerika. , dan daripada mereka telah dipindahkan ke Soviet ) atau kapasitor peralihan fasa (digunakan, khususnya, pada lokomotif elektrik Rusia VL65 , EP1 , 2ES5K).

Kelemahan sistem adalah gangguan elektromagnet yang ketara untuk saluran komunikasi, serta beban tidak sekata pada fasa sistem kuasa luaran. Untuk meningkatkan keseragaman beban fasa dalam rangkaian kenalan, bahagian dengan fasa yang berbeza silih berganti; Di antara mereka, sisipan neutral disusun - pendek, beberapa ratus meter panjang, bahagian rangkaian hubungan, yang dilalui oleh rolling stock dengan enjin dimatikan, oleh inersia. Ia dibuat supaya pantograf tidak merapatkan jurang antara bahagian di bawah voltan linear tinggi (fasa ke fasa) pada saat peralihan dari wayar ke wayar. Apabila berhenti pada sisipan neutral, voltan boleh dibekalkan kepadanya dari bahagian hadapan rangkaian kenalan.

Keretapi Rusia dan negara bekas Kesatuan Soviet, dielektrik oleh sistem AC guna voltan ~25 kV(iaitu ~25000 V) kekerapan 50 Hz.

Sambungan sistem bekalan kuasa

Lokomotif elektrik sistem arus yang berbeza di stesen dok

Lokomotif elektrik dwi sistem VL82M

Kepelbagaian sistem bekalan kuasa telah menyebabkan kemunculan titik sambungan (sistem semasa, sistem voltan, sistem frekuensi semasa). Pada masa yang sama, beberapa pilihan timbul untuk menyelesaikan isu mengatur lalu lintas melalui titik tersebut. 3 arah utama telah muncul.


Salah satu ciri pengangkutan kereta api di Rusia ialah bahagian jalan raya elektrik yang tinggi. Dari segi panjang lebuh raya elektrik pada akhir tahun 2014, Rusia menduduki tempat pertama di dunia - 43.4 ribu km (tempat ke-2 China - 38.5 ribu km) - di sekitar separuh daripada jalan awam. Hakikat bahawa banyak lebuh raya dibekalkan elektrik secara amnya bukanlah rahsia kepada sesiapa, tetapi ramai orang terkejut apabila mengetahui bahawa rangkaian kenalan menggunakan pelbagai jenis arus. Walau bagaimanapun, ia adalah fakta: rangkaian sesentuh menggunakan sama ada arus elektrik terus dengan voltan terkadar 3 kV atau arus seli satu fasa dengan frekuensi industri 50 Hz dan voltan terkadar 25 kV. Saya sendiri tidak memikirkan perkara ini untuk masa yang lama - saya mendapat tahu apabila saya menerima kumpulan keselamatan elektrik ketiga (bekerja di pejabat yang berkaitan dengan Keretapi Rusia entah bagaimana mewajibkan saya untuk menyelidikinya dan memikirkannya). Nah, secara umum, untuk masa yang lama saya mengambil fakta ini ("terdapat pemalar 3 kV, terdapat pembolehubah 25 kV / 50 Hz") untuk diberikan - "kerana inilah yang telah diterima secara sejarah." Tetapi untuk beberapa lama saya masih mahu menyelidiki soalan itu dan entah bagaimana memikirkan mengapa ia begitu.

Saya ingin membuat tempahan dengan segera - Saya tidak akan mendalami fizik bekalan kuasa, mengehadkan diri saya kepada beberapa frasa umum dan di tempat yang secara khusus membesar-besarkan. Kadang-kadang orang memberitahu saya bahawa saya memudahkan, tetapi pakar membaca dan memahami bahawa "semuanya salah." Saya sedar perkara ini, tetapi pakar sudah tahu apa yang saya tulis dan fikirkan - dan mereka tidak mungkin mempelajari sesuatu yang baru untuk diri mereka sendiri.

Jadi, sebenarnya, kita harus bermula dengan fakta bahawa buat pertama kalinya penggunaan elektrik sebagai sumber tenaga untuk daya tarikan kereta api telah ditunjukkan pada pameran perindustrian di Berlin pada tahun 1879, di mana model kereta api elektrik dibentangkan. Sebuah kereta api yang terdiri daripada lokomotif 2.2 kW dan tiga gerabak, setiap satunya boleh memuatkan sehingga 6 penumpang, bergerak di sepanjang bahagian kurang daripada 300 m panjang pada kelajuan 7 km/j. Pencipta jenis daya tarikan baharu ialah saintis, pencipta dan industrialis Jerman terkenal Ernst Werner von Siemens (Werner von Siemens, 1816-1892) dan jurutera Halske. Menjelang awal abad ke-20, tidak ada keraguan tentang keberkesanan daya tarikan elektrik. Dalam tempoh yang singkat, beberapa projek elektrifikasi kereta api telah dilaksanakan di pelbagai negara. Pada peringkat pertama, elektrifikasi digunakan di kawasan pergunungan pada garisan dengan profil berat, dengan sejumlah besar terowong, serta di kawasan pinggir bandar, i.e. di kawasan yang kelebihan daya tarikan elektrik adalah jelas.


Kereta api elektrik pertama di USSR dibuka pada 6 Julai 1926 di bahagian Baku - Sabunchi - Surakhani

Sehubungan itu, terdapat dua bidang utama penggunaan elektrifikasi: lalu lintas pinggir bandar dan lebuh raya gunung. Saya ingin bercakap tentang lalu lintas pinggir bandar (intipati kereta api elektrik) secara berasingan, tetapi kini hanya perlu diperhatikan bahawa perkhidmatan kereta api pinggir bandar dari segi elektrifikasi menjadi keutamaan di USSR (di Empayar Rusia mereka tidak melakukannya. mempunyai masa untuk melaksanakan projek ini - Perang Dunia Pertama dan revolusi mengganggu), di USSR mereka mengambil ini secara besar-besaran (di sini rancangan GOELRO, sudah tentu, sangat menyumbang) - kereta api elektrik mula menggantikan kuasa wap kereta api komuter.

Sistem bekalan kuasa ialah sistem arus terus dengan voltan nominal 1500 V. Sistem arus terus dipilih kerana arus ulang alik fasa tunggal memerlukan kereta bermotor yang lebih berat dan lebih mahal kerana keperluan untuk memasang transformer padanya. Di samping itu, motor daya tarikan DC, perkara lain adalah sama, mempunyai tork yang lebih tinggi dan lebih sesuai untuk dimulakan berbanding dengan motor fasa tunggal. Ini amat penting untuk kereta bermotor yang beroperasi di kawasan pinggir bandar dengan bilangan titik perhentian yang banyak, di mana pecutan tinggi diperlukan apabila bermula dari perhentian. Voltan 1500 V dipilih kerana fakta bahawa kuprum yang jauh lebih sedikit diperlukan untuk rangkaian hubungan berbanding sistem 600-800 V (digunakan untuk elektrifikasi bas trem-troli). Pada masa yang sama, menjadi mungkin untuk mencipta peralatan elektrik yang boleh dipercayai untuk kereta motor, yang pada masa itu tidak dapat dikira pada voltan 3000 V (talian komuter pertama yang dielektrik dengan arus terus 3000 V hanya muncul pada tahun 1937. , tetapi kemudian semua talian yang telah dibina telah dipindahkan ke voltan ini) .


Kereta api elektrik S - keluarga pertama kereta api Soviet, dihasilkan sejak 1929

Selari dengan perkembangan lalu lintas pinggir bandar pada tahun 1932-1933. daya tarikan elektrik diperkenalkan di landasan kereta api utama Khashuri-Zestafoni (63 km) di laluan Suram yang sukar. Di sini, tidak seperti Moscow dan Baku, daya tarikan elektrik digunakan untuk pengangkutan barang dan penumpang. Buat pertama kalinya, lokomotif elektrik mula beroperasi di landasan kereta api USSR (sebenarnya, mengikut tempat permohonan, mereka mula dipanggil "lokomotif elektrik Suram" atau "atau lokomotif elektrik jenis Suram"):


lokomotif elektrik S (Suramsky) - pengasas kumpulan lokomotif elektrik Suram yang dibina oleh General Electric Amerika untuk USSR

Ciri utama semua lokomotif elektrik jenis Suram ialah kehadiran platform peralihan di hujung badan, yang, mengikut piawaian yang wujud pada masa itu, adalah wajib untuk semua lokomotif elektrik dengan peralatan elektrik untuk bekerja di bawah CME. Bahagian kru lokomotif terdiri daripada dua bogi tiga gandar yang diartikulasikan (formula paksi 0- 3 0 -0 + 0-3 0 -0). Badan kereta dengan rangka utama penyokong. Suspensi spring dijalankan terutamanya pada spring daun. Penggantungan motor elektrik daya tarikan adalah paksi sokongan.


lokomotif elektrik S S (Suramsky Soviet) - lokomotif elektrik arus terus pertama yang dibina di USSR di bawah lesen dari GE

Dan di sini kita perlu membuat nota penting. Berbeza dengan lokomotif stim, enjinnya adalah enjin stim, pengangkutan kereta api generasi akan datang mula digerakkan oleh motor elektrik: apa yang dipanggil TED (motor elektrik daya tarikan) - bagi kebanyakan orang, ia tidak jelas bahawa TED digunakan dalam kedua-dua lokomotif elektrik/kereta api elektrik dan dalam lokomotif diesel (yang terakhir ini hanya memberi kuasa kepada TED dengan penjana diesel yang terletak di lokomotif). Jadi, pada permulaan elektrifikasi kereta api, TED digunakan secara eksklusif dengan arus terus. Ini disebabkan oleh ciri reka bentuk mereka, keupayaan untuk mengawal kelajuan dan tork dalam julat yang luas menggunakan cara yang agak mudah, keupayaan untuk bekerja dengan beban berlebihan, dsb. Secara teknikalnya, ciri elektromekanikal motor DC adalah sesuai untuk tujuan daya tarikan. Motor AC (tak segerak, segerak) mempunyai ciri-ciri sedemikian sehingga tanpa kaedah pengawalan khas penggunaannya untuk daya tarikan elektrik menjadi mustahil. Tiada kaedah peraturan sedemikian pada peringkat awal elektrifikasi dan oleh itu, secara semula jadi, arus terus digunakan dalam sistem bekalan kuasa cengkaman. Pencawang daya tarikan telah dibina, tujuannya adalah untuk mengurangkan voltan berselang-seli rangkaian bekalan kepada nilai yang diperlukan dan meluruskannya, i.e. penukaran kepada kekal.


VL19 ialah lokomotif elektrik bersiri pertama, reka bentuk yang dicipta di Kesatuan Soviet

Tetapi penggunaan rangkaian hubungan arus terus menimbulkan masalah lain - penggunaan tembaga yang tinggi dalam rangkaian hubungan (berbanding dengan arus ulang-alik), kerana untuk menghantar kuasa tinggi (kuasa adalah sama dengan produk arus dan voltan) pada voltan malar, adalah perlu untuk menyediakan kekuatan arus yang besar, iaitu, anda memerlukan lebih banyak wayar dan keratan rentas yang lebih besar (voltan adalah malar - anda perlu menurunkan rintangan).


VL22 M - lokomotif elektrik berskala besar Soviet pertama dan wakil terakhir lokomotif Surami

Pada penghujung tahun 1920-an, ketika mereka baru mula membekalkan Pas Suram, ramai pakar sedar bahawa pada masa hadapan, daya tarikan elektrik arus terus dengan voltan nominal 3 kV tidak akan membenarkan penyelesaian yang rasional kepada isu peningkatan daya tampung talian dengan menambah berat kereta api dan kelajuannya.pergerakan. Pengiraan paling mudah menunjukkan bahawa apabila memandu kereta api seberat 10,000 tan pada kenaikan 10 ‰ pada kelajuan 50 km/j, arus daya tarikan lokomotif elektrik akan menjadi lebih daripada 6000 A. Ini memerlukan peningkatan keratan rentas. wayar kenalan, serta lokasi pencawang daya tarikan yang lebih kerap. Selepas membandingkan kira-kira dua ratus pilihan untuk gabungan jenis nilai arus dan voltan, telah diputuskan bahawa pilihan terbaik ialah elektrifikasi dengan arus terus atau berselang-seli (50 Hz) dengan voltan 20 kV. Sistem pertama belum diuji di mana-mana di dunia pada masa itu, dan yang kedua, walaupun sangat sedikit, dipelajari. Oleh itu, pada Persidangan All-Union yang pertama mengenai Elektrifikasi Keretapi, keputusan telah dibuat untuk membina bahagian perintis yang dielektrik menggunakan arus ulang alik (50 Hz) dengan voltan 20 kV. Ia adalah perlu untuk mencipta lokomotif elektrik untuk ujian yang akan mendedahkan kelebihan dan keburukan lokomotif elektrik AC di bawah keadaan operasi biasa.


Lokomotif elektrik OR22 - lokomotif elektrik AC pertama di USSR

Pada tahun 1938, lokomotif elektrik OR22 telah dicipta (fasa tunggal dengan penerus merkuri, 22 - beban dari set roda pada rel, dalam tan). Gambarajah skematik lokomotif elektrik (transformer-rectifier-TED, iaitu, dengan peraturan voltan di bahagian bawah) ternyata sangat berjaya sehingga ia mula digunakan dalam reka bentuk sebahagian besar lokomotif elektrik AC Soviet. Banyak idea lain telah diuji pada model ini, yang kemudiannya terkandung dalam projek kemudian, tetapi malangnya perang campur tangan. Mesin eksperimen telah dibongkar, penerusnya digunakan di pencawang daya tarikan DC. Dan mereka kembali kepada idea lokomotif elektrik AC hanya pada tahun 1954 dengan siri NO (atau VL61), sudah ada di Loji Lokomotif Elektrik Novocherkassk.


VL61 (sehingga Januari 1963 - N-O - Novocherkassk Single-phase) - lokomotif elektrik AC bersiri Soviet yang pertama

Bahagian eksperimen pertama Ozherelye - Mikhailov - Pavelets telah dielektrik menggunakan arus ulang alik (voltan 20 kV) pada 1955-1956. Selepas ujian, ia telah memutuskan untuk meningkatkan voltan kepada 25 kV. Keputusan operasi bahagian eksperimen daya tarikan elektrik pada arus ulang-alik Ozherelye - Pavelets Keretapi Moscow memungkinkan untuk mengesyorkan sistem arus ulang-alik ini untuk pelaksanaan yang meluas di landasan kereta api USSR (Resolusi Majlis Menteri-menteri USSR No. 1106 pada 3 Oktober 1958). Dari tahun 1959, arus ulang-alik 25 kV mula diperkenalkan pada regangan panjang di mana elektrifikasi diperlukan, tetapi tiada tapak ujian arus terus berdekatan.


Lokomotif elektrik F - Lokomotif elektrik AC, dibina di Perancis atas perintah USSR

Pada tahun 1950-1955 Pembesaran pertama, masih berhati-hati tapak elektrifikasi bermula. Peralihan dari voltan 1500 V ke 3000 V bermula di semua nod pinggir bandar, pembangunan lanjut nod pinggir bandar, lanjutan talian elektrik ke pusat wilayah jiran dengan pengenalan daya tarikan lokomotif elektrik untuk kereta api penumpang dan barang. "Pulau" elektrifikasi muncul di Riga, Kuibyshev, Siberia Barat, dan Kyiv. Sejak tahun 1956 (yang) memulakan tahap baru elektrifikasi besar-besaran kereta api USSR, yang dengan cepat membawa daya tarikan elektrik dan diesel daripada bahagian 15% dalam pengangkutan pada tahun 1955 kepada bahagian 85% pada tahun 1965. Elektrifikasi jisim dijalankan terutamanya pada arus terus yang telah terbukti dengan voltan 3000 V, walaupun di suatu tempat arus ulang alik dengan frekuensi 50 Hz dan voltan 25 kV sudah mula diperkenalkan. Selari dengan pembangunan rangkaian talian AC, pembangunan rolling stock AC telah dijalankan. Oleh itu, kereta api elektrik AC pertama ER7 dan ER9 mula beroperasi pada tahun 1962, dan untuk Keretapi Krasnoyarsk pada tahun 1959, lokomotif elektrik jenis F Perancis telah dibeli, kerana pengeluaran lokomotif elektrik AC Soviet (VL60 dan VL80) telah ditangguhkan.


VL60 (sebelum Januari 1963 - N6O, - Novocherkassk 6-gandar Satu fasa) - lokomotif elektrik AC talian utama Soviet yang pertama dilancarkan ke dalam pengeluaran berskala besar.

Secara amnya, talian yang telah mula beroperasi telah dielektrik dengan arus terus; talian kemudiannya dielektrik dengan arus ulang alik. Juga pada tahun 90an/2000an, terdapat pemindahan berskala besar beberapa talian daripada arus terus kepada arus ulang alik. Perdebatan tentang kelebihan sistem tidak berhenti hingga ke hari ini. Pada awal pengenalan arus ulang-alik, dipercayai bahawa sistem bekalan kuasa ini lebih menjimatkan, tetapi kini tidak ada penyelesaian yang jelas:
- Stok rolling DC adalah satu setengah kali lebih murah
- penggunaan khusus EPS pada profil berbukit, tipikal untuk kebanyakan negara kita, adalah 30% lebih rendah.
Satu cara atau yang lain, talian elektrifikasi baru kini dibina hanya pada arus ulang-alik, dan beberapa yang lama juga sedang ditukar daripada arus terus kepada arus ulang-alik. Satu-satunya kes dalam sejarah elektrifikasi kereta api Soviet dan Rusia apabila bahagian dipindahkan dari arus ulang alik ke arus terus berlaku pada tahun 1989 di arah Paveletsky Kereta Api Moscow. Selepas elektrifikasi arus terus bahagian Rybnoye - Uzunovo, bahagian Ozherelye - Uzunovo (secara sejarahnya talian utama arus ulang-alik pertama) dipindahkan daripada arus ulang-alik ke arus terus:


saudara kembar: lokomotif VL10 (DC) dan VL80 (AC)

Dengan cara ini, kini terdapat kecenderungan ke arah pengenalan motor daya tarikan tak segerak yang lebih dipercayai dan menjimatkan (ia dipasang pada lokomotif generasi baru EP20, ES10, 2TE25A). Jadi pada masa hadapan yang sangat jauh, disebabkan peralihan kepada TED sedemikian, adalah mungkin untuk meninggalkan arus terus sepenuhnya. Setakat ini, kedua-dua jenis arus digunakan dengan sempurna:


4ES5K "Ermak" (arus ulang alik) dan 3ES4K "Donchak" (arus terus)

Ia masih untuk menjelaskan soalan terakhir. Kepelbagaian sistem bekalan kuasa telah menyebabkan kemunculan titik sambungan (sistem semasa, sistem voltan, sistem frekuensi semasa). Pada masa yang sama, beberapa pilihan timbul untuk menyelesaikan isu mengatur lalu lintas melalui titik tersebut. Tiga arah utama muncul:
1) Melengkapkan stesen dok dengan suis yang membenarkan satu atau satu lagi jenis arus dibekalkan ke bahagian individu rangkaian kenalan. Sebagai contoh, kereta api tiba dengan lokomotif elektrik DC, kemudian lokomotif elektrik ini tidak bergandingan dan pergi ke depoh pusing balik atau jalan buntu untuk penyimpanan lokomotif. Rangkaian sesentuh pada trek ini ditukar kepada arus ulang alik, lokomotif elektrik arus ulang alik datang ke sini dan memacu kereta api lebih jauh. Kelemahan kaedah ini ialah elektrifikasi dan penyelenggaraan peranti bekalan kuasa menjadi lebih mahal, dan ia juga memerlukan perubahan lokomotif dan bahan tambahan yang berkaitan, kos organisasi dan masa. Pada masa yang sama, ia mengambil masa yang agak lama untuk menukar lokomotif elektrik tetapi untuk menguji brek.


EP2K (arus terus) dan di belakang EP1M (arus ulang alik) di stesen dok Uzunovo

2) 2. Penggunaan rolling stock berbilang sistem (dalam kes ini, dua sistem - walaupun di Eropah, sebagai contoh, terdapat juga lokomotif empat sistem). Dalam kes ini, penyambungan melalui rangkaian kenalan boleh dilakukan di luar stesen. Kaedah ini membolehkan anda melepasi titik dok tanpa henti (walaupun, sebagai peraturan, di pantai). Penggunaan lokomotif elektrik penumpang dwi sistem mengurangkan masa perjalanan kereta api penumpang dan tidak memerlukan penukaran lokomotif. Tetapi kos lokomotif elektrik sedemikian lebih tinggi. Lokomotif elektrik sedemikian juga lebih mahal untuk dikendalikan. Di samping itu, lokomotif elektrik berbilang sistem mempunyai lebih berat (yang, bagaimanapun, adalah sedikit kaitan pada kereta api, di mana pemberat tambahan lokomotif untuk meningkatkan berat lekatan bukanlah sesuatu yang luar biasa).


Lokomotif arus ulang alik (EP1M) dan terus (ChS7) di depoh pulangan stesen Uzunovo

3) Penggunaan sisipan lokomotif diesel - meninggalkan antara kawasan dengan sistem bekalan kuasa yang berbeza lengan daya tarikan kecil, diservis oleh lokomotif diesel. Dalam amalan, ia digunakan pada bahagian Kostroma - Galich dengan panjang 126 km: dalam arus terus Kostroma (=3 kV), di Galich - arus ulang alik (~25 kV). Kereta api Moscow-Khabarovsk dan Moscow-Sharya, serta kereta api Samara-Kinel-Orenburg berjalan dalam transit (lokomotif diesel digandingkan dengan kereta api penumpang di Samara, dan kereta api barang di Kinel). Di Samara dan Kinel terdapat arus terus (=3 kV), di Orenburg - arus ulang alik (~25 kV), kereta api melalui transit ke Orsk, Alma-Ata, Bishkek. Dengan kaedah "berlabuh" ini, keadaan operasi talian bertambah buruk dengan ketara: masa letak kereta api meningkat dua kali ganda, dan kecekapan elektrifikasi dikurangkan disebabkan oleh penyelenggaraan dan pengurangan kelajuan lokomotif diesel.


Lokomotif elektrik pengangkutan dwi sistem Soviet VL82 M

Dalam amalan, kami terutamanya menemui kaedah pertama - dengan stesen dok untuk jenis daya tarikan. Katakan, jika saya dalam perjalanan dari Saratov ke Moscow, stesen sedemikian akan menjadi Uzunovo, jika ke St. Petersburg - Ryazan-2, jika ke Samara - Syzran-1, tetapi jika ke Sochi atau Adler - Goryachiy Klyuch (oleh cara, saya sentiasa terkejut dengan fakta bahawa di Sochi masih menggunakan arus terus, walaupun semua kereta api Caucasus Utara sedang berehat - tetapi mereka mengatakan di sana adalah perlu untuk mengembangkan terowong di suatu tempat untuk beralih ke rehat, terdapat umumnya masalah).


Lokomotif elektrik penumpang dua sistem Rusia terbaru EP20

P.S. Penjelasan kecil. Selain gambar (warna) saya sendiri, siaran itu juga menggunakan bahan daripada Wikipedia!