Kilometers van de spoorlijn op de kaart. Opmerkingen over spoorvervoer: over spoorwegelektrificatie in de USSR en soorten stromen in contactnetwerken - yelkz

Het spoorwegnet van de Russische Federatie is vrij uitgebreid. Het bestaat uit verschillende delen van snelwegen die eigendom zijn van JSC Russian Railways. Tegelijkertijd zijn alle regionale wegen formeel filialen van de Russische Spoorwegen, terwijl het bedrijf zelf als monopolist optreedt in Rusland:

De weg loopt door het grondgebied van de regio's Irkoetsk en Tsjita en de republieken Boerjatië en Sakha-Jakoetië. De lengte van de snelweg is 3848 km.

De weg loopt langs twee parallelle breedterichtingen: Moskou - Nizhny Novgorod - Kirov en Moskou - Kazan - Yekaterinburg, die met elkaar verbonden zijn door rotspartijen. De weg verbindt de centrale, noordwestelijke en noordelijke regio's van Rusland met de Wolga-regio, de Oeral en Siberië. De Gorky-weg grenst aan de spoorwegen: Moskou (st. Petushki en Cherusti), Sverdlovsk (st. Cheptsa, Druzhinino), Noord (st. Novki, Susolovka, Svecha), Kuibyshev (st. Krasny Uzel, Tsilna). De totale ingezette lengte van de weg is 12.066 km. De lengte van de hoofdspoorlijnen is 7987 km.

De spoorlijn loopt door het grondgebied van vijf samenstellende entiteiten van de Russische Federatie - Primorsky en Khabarovsk Territories, Amoer en Joodse Autonome Regio's, en de Republiek Sakha (Yakutia). Het verzorgingsgebied omvat ook de regio's Magadan, Sakhalin, Kamchatka en Chukotka - meer dan 40% van het grondgebied van Rusland. Operationele lengte - 5986 km.

De Trans-Baikal-spoorlijn loopt in het zuidoosten van Rusland, over het grondgebied van het Trans-Baikal-gebied en de Amoer-regio, ligt nabij de grens van de VRC en heeft de enige directe landgrensovergang in Rusland via het Zabaikalsk-station. Operationele lengte - 3370 km.

De West-Siberische spoorlijn loopt door het grondgebied van de regio's Omsk, Novosibirsk, Kemerovo, Tomsk, het Altai-gebied en gedeeltelijk de Republiek Kazachstan. De ingezette lengte van de hoofdlijnen van de snelweg is 8986 km, de operationele lengte is 5602 km.

De weg werkt in bijzondere geopolitieke omstandigheden. De kortste weg van het centrum van Rusland naar de landen van West-Europa loopt door Kaliningrad. De weg heeft geen gemeenschappelijke grenzen met de Russische spoorwegen. De ingezette lengte van de snelweg is 1100 km, de lengte van de hoofdlijnen is ruim 900 kilometer.

De snelweg loopt door vier grote regio's - de regio Kemerovo, Khakassia, de regio Irkoetsk en het Krasnoyarsk-gebied, en verbindt de Trans-Siberische en Zuid-Siberische spoorwegen. Figuurlijk gesproken is dit een brug tussen het Europese deel van Rusland, het Verre Oosten en Azië. De operationele lengte van de Krasnoyarsk-weg is 3160 km. De totale lengte is 4544 kilometer.

De spoorlijn strekt zich uit van de regio Moskou tot de uitlopers van de Oeral en verbindt het centrum en westen van de Russische Federatie met grote sociaaleconomische regio's van de Oeral, Siberië, Kazachstan en Centraal-Azië. De weg bestaat uit twee bijna evenwijdige lijnen die van west naar oost lopen: Kustarevka - Inza - Ulyanovsk en Ryazhsk - Samara, die zijn verbonden bij het Chishma-station en een dubbelsporige lijn vormen die eindigt bij de uitlopers van het Oeralgebergte. Twee andere lijnen van de weg Ruzaevka - Penza - Rtishchevo en Ulyanovsk - Syzran - Saratov lopen van noord naar zuid.

Binnen de huidige grenzen werd de Moskouse Spoorweg in 1959 georganiseerd als resultaat van de volledige en gedeeltelijke eenwording van zes wegen: Moskou-Ryazan, Moskou-Koersk-Donbass, Moskou-Okruzhnaya, Moskou-Kiev, Kalinin en Noord. De ingezette lengte is 13000 km, de operationele lengte is 8800 km.

De Oktyabrskaya-snelweg loopt door het grondgebied van elf onderdanen van de Russische Federatie - Leningrad, Pskov, Novgorod, Vologda, Moermansk, Tver, Moskou, Yaroslavl-regio's, de steden Moskou en St. Petersburg en de Republiek Karelië. Operationele lengte - 10143 km.

De spoorlijn Volga (Ryazan-Oeral) bevindt zich in het zuidoosten van het Europese deel van Rusland in de regio van de Beneden-Wolga en de middenloop van de Don en bestrijkt het grondgebied van de regio's Saratov, Volgograd en Astrachan, evenals verschillende stations in de regio's Rostov, Samara en Kazachstan. De lengte van de weg is 4191 km.

De snelweg verbindt het Europese en Aziatische deel van Rusland, strekt zich van west naar oost uit over anderhalve duizend kilometer en doorkruist de poolcirkel in noordelijke richting. Gaat door Nizhny Tagil, Perm, Yekaterinburg, Surgut, Tyumen. Het bedient ook de Khanty-Mansiysk en Yamalo-Nenets Autonomous Okrugs. Operationele lengte - 7154 km. De ingezette lengte is 13.853 km.

De snelweg vindt zijn oorsprong in het centrum van Rusland en strekt zich uit tot ver in het noorden van het land. Het grootste deel van de Northern Railway wordt geëxploiteerd in de barre omstandigheden van het Verre Noorden en het Noordpoolgebied. De ingezette lengte is 8500 kilometer.

In het verzorgingsgebied van de weg zijn er 11 onderwerpen van de Russische Federatie van het Zuidelijk Federaal District, het grenst direct aan Oekraïne, Georgië en Azerbeidzjan. De operationele lengte van de snelweg is 6358 km.

De South-Eastern Railway neemt een centrale positie in in het spoorwegnet en verbindt de oostelijke regio's en de Oeral met het centrum, evenals de regio's van het noorden, noordwesten en centrum met de noordelijke Kaukasus, Oekraïne en de staten Transkaukasië . De zuidoostelijke weg grenst aan de Moskou, Kuibyshev, Noord-Kaukasische, zuidelijke spoorwegen van Oekraïne. Operationele lengte - 4189 km.

De South Ural Railway bevindt zich in twee delen van de wereld - op de kruising van Europa en Azië. Het omvat de takken Tsjeljabinsk, Koergan, Orenburg en Kartalinsky. Verschillende spoorlijnen van de hoofdlijn lopen door het grondgebied van Kazachstan. De zuidoostelijke weg grenst aan de Moskou, Kuibyshev, Noord-Kaukasische, zuidelijke spoorwegen van Oekraïne. Operationele lengte - 4189 km. De ingezette lengte is meer dan 8000 km.

Spoorwegelektrificatie

Spoorwegelektrificatie- een pakket van maatregelen uitgevoerd op het spoorgedeelte om daarop elektrisch materieel te kunnen gebruiken: elektrische locomotieven , elektrische secties of elektrische treinen.

Elektrische locomotieven worden gebruikt voor de tractie van treinen op geëlektrificeerde delen van spoorwegen. Elektrische secties of elektrische treinen worden gebruikt als voorstedelijk vervoer.

elektrificatiesystemen

Elektrificatiesystemen kunnen worden ingedeeld:

• qua uiterlijk geleiders :
  • met contactophanging
  • met contactrail
• door spanning
• op type stroom:
  • wisselstroom
    • huidige frequentie
    • aantal fasen

Gebruik meestal gelijkstroom (=) of enkelfasige wisselstroom (~). In dit geval fungeert het spoor als een van de conducteurs.

Het gebruik van driefasige stroom vereist de ophanging van ten minste twee rijdraden, die onder geen enkele omstandigheid elkaar mogen raken (zoals een trolleybus), dus dit systeem heeft geen wortel geschoten, voornamelijk vanwege de moeilijkheid om stroom te verzamelen bij hoge snelheden .

Bij gebruik van gelijkstroom wordt de spanning in het netwerk laag genoeg gemaakt om de elektromotoren direct aan te zetten. Bij gebruik van wisselstroom wordt gekozen voor een veel hogere spanning, aangezien bij een elektrische locomotief de spanning eenvoudig verlaagd kan worden met behulp van transformator.

DC-systeem

In dit systeem worden DC-tractiemotoren rechtstreeks vanuit het contactnetwerk gevoed. De regeling wordt uitgevoerd door weerstanden aan te sluiten, de motoren te herschikken en de bekrachtiging te verzwakken. In de afgelopen decennia is pulsregeling wijdverbreid geworden, waardoor energieverliezen in weerstanden kunnen worden voorkomen.

Hulp-elektromotoren (compressoraandrijving, ventilatoren, enz.) worden meestal ook rechtstreeks vanuit het contactnetwerk gevoed, dus ze blijken erg groot en zwaar te zijn. In sommige gevallen worden roterende of statische omvormers gebruikt om ze van stroom te voorzien (bijvoorbeeld op elektrische treinen) ER2T , ED4M , ET2M er wordt een motorgenerator gebruikt die een gelijkstroom van 3000 V omzet in een driefasige 220 V 50 Hz).

Op de Spoorwegen van Rusland en de landen van de voormalige Sovjet-Unie hebben geëlektrificeerde secties langs DC-systeem, nu gebruiken ze vooral de spanning = 3000 V (in de oude secties - = 1500 V). In de vroege jaren 70 de USSR op de Transkaukasische spoorweg er werden praktijkstudies uitgevoerd met de mogelijkheid van elektrificatie op gelijkstroom met een spanning van = 6000 V, maar in de toekomst werden alle nieuwe secties geëlektrificeerd met wisselstroom van een hogere spanning.

De eenvoud van de elektrische uitrusting van de locomotief, het lage soortelijk gewicht en het hoge rendement leidden tot het wijdverbreide gebruik van dit systeem in de vroege periode van elektrificatie.

Het nadeel van dit systeem is de relatief lage spanning van het contactnetwerk, daarom is er voor het verzenden van hetzelfde vermogen meer stroom nodig in vergelijking met systemen met een hogere spanning. Dit dwingt:

• gebruik een grotere totale doorsnede van rijdraden en voedingskabels;
• vergroot het contactgebied met pantograaf elektrische locomotief door het aantal draden in de ophanging van het contactnetwerk te vergroten tot 2 of zelfs 3 (bijvoorbeeld op liften);
• verklein de afstanden tussen tractieonderstations om stroomverliezen in de draden te minimaliseren, wat bovendien leidt tot een verhoging van de kosten van de elektrificatie zelf en het onderhoud van het systeem (hoewel de onderstations geautomatiseerd zijn, hebben ze onderhoud nodig). De afstand tussen onderstations in drukke gebieden, vooral in moeilijke bergachtige omstandigheden, kan slechts enkele kilometers bedragen.

Trams, trolleybussen gebruiken gelijkspanning = 550 (600) V, metro = 750 (825) V.

AC-systeem met verlaagde frequentie

In een aantal Europese landen (Duitsland, Zwitserland, enz.) wordt een enkelfasig wisselstroomsysteem van 15 kV 16⅔ Hz gebruikt, en in de VS op oude lijnen 11 kV 25 Hz. De verminderde frequentie maakt het gebruik van AC-collectormotoren mogelijk. De motoren worden gevoed vanuit de secundaire wikkeling van de transformator zonder omvormers. Elektrische hulpmotoren (voor de compressor, ventilatoren, enz.) zijn meestal ook collectoren, aangedreven door een afzonderlijke transformatorwikkeling.

Het nadeel van het systeem is de noodzaak om de frequentie van de stroom op onderstations om te zetten of de aanleg van aparte elektriciteitscentrales voor het spoor.

Netfrequentie AC-systeem:

Het gebruik van industriële frequentiestroom is het meest economisch, maar de implementatie ervan stuitte op veel moeilijkheden. Aanvankelijk werden wisselstroommotoren met collector gebruikt, die motorgeneratoren converteerden (een enkelfasige synchrone motor plus een DC-tractiegenerator, van waaruit DC-tractiemotoren werkten), roterende frequentieomvormers (die stroom geven aan asynchrone tractiemotoren). Collector-elektromotoren bij industriële frequentiestroom werkten niet goed en roterende omvormers waren te zwaar en oneconomisch.

Het systeem van eenfasige stroom van industriële frequentie (25 kV 50 Hz) begon pas op grote schaal te worden gebruikt na de oprichting van Frankrijk in de jaren 50, elektrische locomotieven met statische kwikgelijkrichters ( ontstekers; later werden ze vervangen door modernere siliciumgelijkrichters - om ecologische en economische redenen); toen verspreidde dit systeem zich naar veel andere landen (inclusief de USSR).

Bij het gelijkrichten van een eenfasige stroom is het resultaat geen gelijkstroom, maar kloppen daarom worden speciale pulserende stroommotoren gebruikt en bevat het circuit afvlakkingsreactoren (smoorspoel), die stroomrimpels verminderen, en constante bekradie parallel zijn geschakeld met de bekrachtigingswikkelingen van de motoren en de wisselstroomcomponent van de pulserende stroom passeren, wat alleen maar zorgt voor onnodige verwarming van de wikkeling.

Om hulpmachines aan te drijven, worden ofwel pulserende stroommotoren gebruikt, aangedreven door een afzonderlijke transformatorwikkeling (hulpwikkeling) via een gelijkrichter, of industriële asynchrone elektromotoren aangedreven door een fasesplitser (dit schema was gebruikelijk op Franse en Amerikaanse elektrische locomotieven, en van ze werden overgebracht naar Sovjet) of faseverschuivende condensatoren (met name gebruikt op Russische elektrische locomotieven) VL65 , EP1 , 2ES5K).

De nadelen van het systeem zijn aanzienlijke elektromagnetische interferentie voor communicatielijnen, evenals ongelijkmatige belasting van de fasen van het externe voedingssysteem. Om de uniformiteit van de belasting van de fasen in het contactnetwerk te vergroten, wisselen secties met verschillende fasen elkaar af; Daartussen zijn neutrale inzetstukken aangebracht - korte, honderden meters lange, delen van het contactnetwerk die het rollend materieel passeert met uitgeschakelde motoren, door traagheid. Ze zijn zo gemaakt dat de stroomafnemer de opening tussen de secties onder hoge lineaire (interfase) spanning niet overbrugt op het moment van overgang van draad naar draad. Wanneer u stopt bij het neutrale inzetstuk, is het mogelijk om er spanning aan te leveren vanaf het voorste gedeelte van het contactnetwerk langs de baan.

Spoorwegen van Rusland en landen van de voormalige Sovjet-Unie, geëlektrificeerd door AC-systeem gebruik spanning ~25 kV(d.w.z. ~25000 V) frequentie 50 Hz.

Docking van voedingssystemen

Elektrische locomotieven van verschillende stroomsystemen bij het dockingstation

Twee-systeem elektrische locomotief VL82M

Een verscheidenheid aan voedingssystemen veroorzaakte de opkomst van dockingpunten (systemen van stroom, spanning, stroomfrequentie). Tegelijkertijd ontstonden er verschillende opties om het probleem van het organiseren van verkeer via dergelijke punten op te lossen. Er zijn drie hoofdgebieden geïdentificeerd.

Een van de kenmerken van het spoorvervoer in Rusland is het hoge aandeel geëlektrificeerde wegen. Wat betreft de lengte van geëlektrificeerde snelwegen aan het einde van 2014, staat Rusland op de eerste plaats ter wereld - 43,4 duizend km (China 2e - 38,5 duizend km) - ongeveer de helft van de openbare wegen. Welnu, het feit dat veel snelwegen geëlektrificeerd zijn, is over het algemeen voor niemand een geheim, maar het feit dat verschillende soorten stromen worden gebruikt in contactnetwerken is voor velen verrassend. Niettemin is het een feit dat in contactnetwerken ofwel een gelijkstroom met een nominale spanning van 3 kV of een wisselstroom met een industriële frequentie van 50 Hz met een nominale spanning van 25 kV wordt gebruikt. Ik heb hier zelf lange tijd niet over nagedacht - ik kwam erachter toen ik de derde elektrische veiligheidsgroep ontving (werk in een kantoor verbonden aan de Russische Spoorwegen verplichtte me op de een of andere manier om me erin te verdiepen en te begrijpen). Welnu, in het algemeen heb ik dit feit lange tijd als vanzelfsprekend beschouwd ("er is een constante 3 kV, er is een verandering van 25 kV / 50 Hz") - "omdat het historisch geaccepteerd is." En al een tijdje wilde ik me nog steeds verdiepen in de vraag en er op de een of andere manier achter komen - waarom is het eigenlijk zo.

Ik wil meteen een reservering maken - ik zal niet heel diep in de fysica van stroomvoorziening graven, mezelf beperken tot enkele algemene zinnen en ergens met opzet overdrijven. Er wordt mij wel eens verteld dat ik aan het vereenvoudigen ben - maar experts lezen en begrijpen dat daar "alles verkeerd is". Ik ben me hiervan bewust, maar experts weten al waar ik over schrijf - en het is onwaarschijnlijk dat ze zelf iets nieuws zullen leren.

Dus eigenlijk moeten we beginnen met het feit dat voor het eerst het gebruik van elektriciteit als energiebron voor treintractie werd gedemonstreerd op een industriële tentoonstelling in Berlijn in 1879, waar een model van een elektrische spoorweg werd gepresenteerd. Een trein bestaande uit een locomotief van 2,2 kW en drie wagons, die elk plaats bieden aan maximaal 6 passagiers, reed met een snelheid van 7 km/u over een traject van minder dan 300 m lang. De makers van een nieuw type tractie waren de beroemde Duitse wetenschapper, uitvinder en industrieel Ernst Werner von Siemens (Werner von Siemens, 1816-1892) en ingenieur Halske. Aan het begin van de 20e eeuw bestond er geen twijfel over de effectiviteit van elektrische tractie. In korte tijd zijn er in verschillende landen meerdere spoorelektrificatieprojecten gerealiseerd. In de eerste fase werd elektrificatie gebruikt in bergachtige gebieden op lijnen met een zwaar profiel, met een groot aantal tunnels, evenals in voorstedelijke gebieden, d.w.z. in die gebieden waar de voordelen van elektrische tractie duidelijk waren.

De eerste geëlektrificeerde spoorlijn in de USSR werd op 6 juli 1926 geopend op de sectie Baku-Sabunchi-Surakhani.

Dienovereenkomstig zijn er twee belangrijke toepassingsgebieden van elektrificatie: voorstedelijke communicatie en bergsnelwegen. Ik zou graag apart willen praten over de voorstedelijke communicatie (de essentie van elektrische treinen), maar voor nu moet alleen worden opgemerkt dat alleen de voorstedelijke spoorwegcommunicatie in termen van elektrificatie een prioriteit was in de USSR (in het Russische rijk slaagden ze er niet in om denk aan dit project - de Eerste Wereldoorlog en de revolutie bemoeiden zich ermee), in de USSR namen ze het op grote schaal op (het GOELRO-plan heeft hier natuurlijk veel geholpen) - elektrische treinen begonnen de door stoom aangedreven forens te vervangen treinen.

Als voedingssysteem werd gekozen voor een gelijkstroomsysteem met een nominale spanning van 1500 V. Er werd voor het gelijkstroomsysteem gekozen omdat bij enkelfasige wisselstroom zwaardere en duurdere auto's nodig zouden zijn vanwege de noodzaak om er transformatoren op te installeren. Bovendien hebben gelijkstroom-tractiemotoren, onder gelijke omstandigheden, een hoger koppel en zijn ze beter geschikt om te starten in vergelijking met enkelfasige stroommotoren. Dit is vooral belangrijk voor auto's die in voorstedelijke gebieden rijden met een groot aantal stopplaatsen, waar een hoge acceleratie vereist is bij het wegrijden. De spanning van 1500 V is gekozen vanwege het feit dat er veel minder koper nodig is voor het contactnetwerk in vergelijking met het 600-800 V systeem (gebruikt voor de elektrificatie van trams en trolleybussen). Tegelijkertijd werd het mogelijk om betrouwbare elektrische apparatuur voor een auto te maken, die op dat moment niet kon worden verwacht bij een spanning van 3000 V (de eerste voorstedelijke lijnen die werden geëlektrificeerd met een gelijkstroom van 3000 V verschenen pas in 1937, maar later werden alle reeds gebouwde lijnen overgezet op een dergelijke spanning).

Elektrische treinen C - de eerste familie van Sovjet-treinen, geproduceerd sinds 1929

Parallel aan de ontwikkeling van de communicatie in de voorsteden in 1932-1933. elektrische tractie werd geïntroduceerd op de hoofdspoorweg van Khashuri-Zestaponi (63 km) bij de zware Suram-pas. Hier werd, in tegenstelling tot Moskou en Bakoe, elektrische tractie gebruikt voor vracht- en passagiersvervoer. Voor het eerst begonnen elektrische locomotieven te werken op de spoorlijnen van de USSR (eigenlijk werden ze op de plaats van toepassing "Surami elektrische locomotieven" of "of Surami-type elektrische locomotieven" genoemd):

elektrische locomotief C (Surami) - de voorouder van de groep Suram elektrische locomotieven gebouwd door de Amerikanen General Electric voor de USSR

Het belangrijkste kenmerk van alle elektrische locomotieven van het Surami-type was de aanwezigheid van overgangsplatforms aan de uiteinden van de carrosserie, die volgens de destijds geldende normen verplicht waren voor alle elektrische locomotieven met elektrische uitrusting voor gebruik op CME. Het bemanningsdeel van de locomotief bestaat uit twee gelede drie-assige draaistellen (axiale formule 0-3 0-0 + 0-3 0-0). Wagenopbouw met dragend hoofdframe. Veerophanging wordt voornamelijk gemaakt op bladveren. Ophanging van de tractiemotor - steun-axiaal.

elektrische locomotief С С (Sovjet Suramsky) - de eerste elektrische gelijkstroomlocomotief gebouwd in de USSR onder licentie van GE

En hier moeten we een belangrijke opmerking maken. In tegenstelling tot stoomlocomotieven, waarvan de motor een stoommachine is, begon het spoorvervoer van de volgende generaties te worden aangedreven door elektromotoren: de zogenaamde TED's (tractiemotoren) - voor velen is het trouwens niet vanzelfsprekend dat TED's zowel in elektrische locomotieven/elektrische treinen als in diesellocomotieven worden gebruikt (de laatste voedt de TED's eenvoudig met een in de locomotief geplaatste dieselgenerator). Dus aan het begin van de elektrificatie van de spoorwegen werden alleen gelijkstroom-TED's gebruikt. Dit komt door hun ontwerpkenmerken, het vermogen om de snelheid en het koppel over een breed bereik te regelen met vrij eenvoudige middelen, het vermogen om met overbelasting te werken, enz. Technisch gezien zijn de elektromechanische eigenschappen van DC-motoren ideaal voor tractiedoeleinden. Wisselstroommotoren (asynchroon, synchroon) hebben zulke eigenschappen dat het gebruik ervan voor elektrische tractie zonder speciale regelingen onmogelijk wordt. In de beginfase van de elektrificatie bestonden dergelijke regelingen niet en daarom werd gelijkstroom natuurlijk gebruikt in tractievoedingssystemen. Er werden tractieonderstations gebouwd die tot doel hebben de wisselspanning van het voedingsnet tot de gewenste waarde te verlagen en te corrigeren, d.w.z. conversie naar constant.

VL19 - de eerste in massa geproduceerde elektrische locomotief, waarvan het ontwerp is gemaakt in de Sovjet-Unie

Maar het gebruik van een gelijkstroomcontactnetwerk creëerde een ander probleem - een groot koperverbruik in het contactnetwerk (vergeleken met wisselstroom), omdat om een ​​hoog vermogen (vermogen is gelijk aan het product van stroom en spanning) bij een constante spanningsspanning, het is noodzakelijk om een ​​grote stroomsterkte te bieden, dat wil zeggen dat je meer draad en een grotere doorsnede nodig hebt (de spanning is ongewijzigd - je moet de weerstand verlagen).

VL22M - de eerste Sovjet grootschalige elektrische locomotief en de laatste vertegenwoordiger van Surami-locomotieven

Aan het eind van de jaren twintig, toen ze net begonnen met het elektrificeren van de Suramsky-pas, waren veel experts zich er terdege van bewust dat elektrische tractie op gelijkstroom met een nominale spanning van 3 kV in de toekomst geen rationele oplossing zou zijn voor het probleem van het vergroten van het laadvermogen van lijnen door het gewicht van treinen en hun snelheid te verhogen. De eenvoudigste berekeningen toonden aan dat bij het besturen van een trein met een gewicht van 10.000 ton op een stijging van 10 ‰ met een snelheid van 50 km / u, de trekstroom van elektrische locomotieven meer dan 6000 A zou zijn. Dit zou een toename van de dwarsdoorsnede van rijdraden, evenals een frequentere locatie van tractieonderstations. Na een vergelijking van ongeveer tweehonderd opties voor combinaties van het type stroom- en spanningswaarden, werd besloten dat elektrificatie op gelijk- of wisselstroom (50 Hz) met een spanning van 20 kV de beste optie is. Het eerste systeem werd destijds nergens ter wereld getest en het tweede, hoewel zeer weinig, werd bestudeerd. Daarom werd op de eerste All-Union-conferentie over de elektrificatie van spoorwegen besloten om een ​​experimenteel gedeelte te bouwen dat geëlektrificeerd is op wisselstroom (50 Hz) met een spanning van 20 kV. Het was nodig om een ​​elektrische locomotief te maken om te testen, die de voor- en nadelen van elektrische wisselstroomlocomotieven bij normaal bedrijf zou onthullen.

OR22 elektrische locomotief - de eerste AC elektrische locomotief in de USSR

In 1938 werd de elektrische locomotief OR22 gemaakt (eenfasig met een kwikgelijkrichter, 22 - de belasting van de wielstellen op de rails, in tonnen). Het schakelschema van een elektrische locomotief (transformator-gelijkrichter-TED, dat wil zeggen met spanningsregeling aan de lage kant) bleek zo succesvol dat het werd gebruikt bij het ontwerp van de overgrote meerderheid van de Sovjet-wisselstroom elektrische locomotieven. Veel andere ideeën werden op dit model getest, die vervolgens werden belichaamd in latere projecten, maar helaas greep de oorlog verder in. De experimentele machine werd ontmanteld, de gelijkrichter werd gebruikt in een DC-tractieonderstation. En ze keerden pas in 1954 terug naar de ideeën van elektrische wisselstroomlocomotieven met een serie NO (of VL61) al in de elektrische locomotieffabriek in Novocherkassk.

VL61 (tot januari 1963 - N-O - Novocherkassk eenfase) - de eerste Sovjet seriële elektrische AC-locomotief

De experimentele site Ozherelye - Mikhailov - Pavelets was de eerste die in 1955-1956 op wisselstroom (spanning 20 kV) werd geëlektrificeerd. Na testen werd besloten om de spanning te verhogen naar 25 kV. De resultaten van de werking van het experimentele gedeelte van elektrische tractie op wisselstroom Ozherelye - Pavelets van de Moskouse spoorweg maakten het mogelijk om dit wisselstroomsysteem aan te bevelen voor wijdverbreide implementatie op de spoorwegen van de USSR (Decreet van de Raad van Ministers van de USSR nr. 1106 van 3 oktober 1958). Vanaf 1959 werd 25 kV wisselstroom geïntroduceerd op lange trajecten waar elektrificatie nodig was, maar er waren geen gelijkstroombereiken in de buurt.

Elektrische locomotief F - AC elektrische locomotief, gebouwd in Frankrijk in opdracht van de USSR

In 1950-1955. de eerste, nog voorzichtige, uitbreiding van het elektrificatiegamma begon. De overgang van 1500 V naar 3000 V op alle voorstedelijke knooppunten begon, verdere ontwikkeling van voorstedelijke knooppunten, verlenging van geëlektrificeerde lijnen naar aangrenzende regionale centra met de introductie van elektrische locomotieftractie voor passagiers- en goederentreinen. "Eilanden" van elektrificatie verschenen in Riga, in Kuibyshev, in West-Siberië, Kiev. Sinds 1956 (die) een nieuwe fase van massale elektrificatie van de spoorwegen van de USSR begon, die snel elektrische tractie en dieseltractie bracht van een aandeel van 15% in het transport in 1955 tot een aandeel van 85% in 1965. Massale elektrificatie vond vooral plaats op de reeds gevestigde gelijkstroom met een spanning van 3000 V, hoewel ergens al wisselstroom met een frequentie van 50 Hz en een spanning van 25 kV werd ingevoerd. Parallel aan de ontwikkeling van het netwerk van AC-lijnen, werd de ontwikkeling van AC-rollend materieel uitgevoerd. Zo werden de eerste elektrische AC-treinen ER7 en ER9 in 1962 in gebruik genomen en voor de Krasnoyarsk-spoorlijn in 1959 werden Franse elektrische locomotieven van het type F gekocht, omdat de productie van de Sovjet-AC-elektrische locomotieven (VL60 en VL80) vertraging opliep.

VL60 (tot januari 1963 - N6O, - Novocherkassk 6-assige eenfasig) - de eerste Sovjet-hoofd-ac-elektrische locomotief die op grote schaal in productie werd genomen.

Over het algemeen werden eerder in gebruik genomen lijnen geëlektrificeerd met gelijkstroom - latere lijnen werden al geëlektrificeerd met wisselstroom. Ook in de jaren 90/2000 vond een grootschalige omschakeling plaats van een aantal lijnen van gelijkstroom naar wisselstroom. De discussie over de voordelen van systemen is tot nu toe niet gestopt. Aan het begin van de introductie van wisselstroom dacht men dat dit voedingssysteem zuiniger was, maar nu is er geen eenduidige oplossing:
- Rollend gelijkstroommaterieel is anderhalf keer goedkoper
- het specifieke verbruik van EPS op een heuvelachtig profiel, typisch voor het grootste deel van ons land, ligt 30% lager.
Op de een of andere manier worden nieuwe elektrificatielijnen nu alleen op wisselstroom gebouwd en ook enkele oude worden omgebouwd van gelijkstroom naar wisselstroom. Het enige geval in de geschiedenis van de elektrificatie van de Sovjet- en Russische spoorwegen waarbij een sectie werd overgeschakeld van wisselstroom naar gelijkstroom, vond plaats in 1989 in de Paveletsky-richting van de Moskouse spoorweg. Na gelijkstroomelektrificatie van de sectie Rybnoe - Uzunovo, werd de sectie Ozherelye - Uzunovo (dezelfde historisch eerste AC-hoofdstroom) overgeschakeld van wisselstroom naar gelijkstroom:

tweelingbroers: locomotief VL10 (DC) en VL80 (AC)

Overigens is er nu een trend naar de introductie van betrouwbaardere en economischere asynchrone TED's (ze zijn geïnstalleerd op de nieuwe generatie locomotieven EP20, ES10, 2TE25A). Dus in de zeer verre toekomst, door de overgang naar dergelijke TED's, kan gelijkstroom volledig worden verlaten. Tot nu toe worden beide soorten stroom perfect gebruikt:

4ES5K "Ermak" (wisselstroom) en 3ES4K "Donchak" (gelijkstroom)

Het blijft om de laatste vraag te verduidelijken. Een verscheidenheid aan voedingssystemen veroorzaakte de opkomst van dockingpunten (systemen van stroom, spanning, stroomfrequentie). Tegelijkertijd ontstonden er verschillende opties om het probleem van het organiseren van verkeer via dergelijke punten op te lossen. Er zijn drie hoofdgebieden ontstaan:
1) Uitrusting van het dockingstation met schakelaars waarmee een of ander type stroom kan worden geleverd aan bepaalde delen van het contactnetwerk. Komt er bijvoorbeeld een trein aan met een elektrische gelijkstroomlocomotief, dan wordt deze elektrische locomotief afgekoppeld en vertrekt naar een recyclingdepot of een doodlopende weg voor locomotieven om zich te vestigen. Het contactnet op dit spoor wordt op wisselstroom geschakeld, een elektrische wisselstroomlocomotief rijdt hier en rijdt de trein verder. Het nadeel van deze methode is de stijging van de kosten van elektrificatie en het onderhoud van stroomvoorzieningsapparatuur, en vereist ook een verandering van de locomotief en de bijbehorende extra materiaal-, organisatie- en tijdkosten. Tegelijkertijd kost het wisselen van de elektrische locomotief niet zozeer veel tijd als wel het testen van de remmen.

EP2K (DC) en achter EP1M (AC) bij Uzunovo dockingstation

2) 2. Het gebruik van multisysteem-rollend materieel (in dit geval een tweesysteem - hoewel er in Europa bijvoorbeeld ook locomotieven met vier systemen zijn). In dit geval kan docking via het contactnetwerk buiten het station plaatsvinden. Met deze methode kunt u de aanlegplaatsen passeren zonder te stoppen (hoewel in de regel aan de kust). Het gebruik van elektrische passagierslocomotieven met twee systemen verkort de tijd van passagierstreinen en vereist geen verandering van locomotief. Maar de kosten van dergelijke elektrische locomotieven zijn hoger. Dergelijke elektrische locomotieven zijn ook duurder in gebruik. Bovendien hebben elektrische locomotieven met meerdere systemen meer gewicht (wat echter van weinig belang is op het spoor, waar het niet ongebruikelijk is dat locomotieven extra worden geballast om het adhesiegewicht te vergroten).

AC (EP1M) en DC (ChS7) locomotieven in het recyclingdepot van Uzunovo station

3) Het gebruik van een diesellocomotief-inzetstuk - laat een kleine trekarm achter die bediend wordt door diesellocomotieven tussen secties met verschillende voedingssystemen. In de praktijk wordt het gebruikt op het traject Kostroma - Galich met een lengte van 126 km: in Kostroma gelijkstroom (= 3 kV), in Galich - wisselstroom (~ 25 kV). De treinen Moskou-Khabarovsk en Moskou-Sharya, evenals Samara-Kinel-Orenburg, rijden in transit (de diesellocomotief is gekoppeld aan passagierstreinen in Samara en goederentreinen in Kinel). In Samara en Kinel, gelijkstroom (=3 kV), in Orenburg - wisselstroom (~25 kV), treinen naar Orsk, Alma-Ata, Bishkek passeren onderweg. Met deze methode van "docking" worden de bedrijfsomstandigheden van de lijn aanzienlijk verslechterd: de parkeertijd van treinen wordt verdubbeld, de efficiëntie van elektrificatie wordt verminderd door het onderhoud en de verminderde snelheid van diesellocomotieven.

Sovjet twee-systeem vracht elektrische locomotief VL82 M

In de praktijk ontmoeten we vooral de eerste methode - met stations voor het aanmeren van soorten stuwkracht. Laten we zeggen dat als ik van Saratov naar Moskou ga, zo'n station Uzunovo is, of naar St. Petersburg - Ryazan-2, of naar Samara - Syzran-1, maar als in Sochi of Adler - Goryachiy Klyuch Sochi nog steeds gebruikt gelijkstroom, hoewel alle Noord-Kaukasische spoorwegen een pauze hebben - maar ze zeggen dat het daar nodig is om de tunnels ergens uit te breiden voor een pauze, er zijn over het algemeen problemen).

De nieuwste Russische twee-systeem elektrische passagierslocomotief EP20

PS Kleine verduidelijking. In de post is naast mijn eigen foto's (in kleur) ook materiaal van Wikipedia gebruikt!