Haritada demiryolunun kilometreleri. Demiryolu taşımacılığına ilişkin notlar: SSCB'de demiryolu elektrifikasyonu ve temas ağlarındaki akım türleri hakkında - yelkz

Rusya Federasyonu'nun demiryolu ağı oldukça geniştir. JSC Rus Demiryolları'na ait çeşitli otoyol bölümlerinden oluşur. Aynı zamanda, tüm bölgesel yollar resmi olarak Rus Demiryollarının şubeleridir, şirketin kendisi Rusya'da tekelci olarak hareket eder:

Yol, Irkutsk ve Chita bölgelerinin topraklarından ve Buryatia ve Saha-Yakutia cumhuriyetlerinden geçiyor. Otoyolun uzunluğu 3848 km'dir.

Yol iki paralel enlem yönü boyunca uzanıyor: Moskova - Nizhny Novgorod - Kirov ve Moskova - Kazan - Yekaterinburg, kayalıklarla birbirine bağlı. Yol, Rusya'nın Orta, Kuzeybatı ve Kuzey bölgelerini Volga bölgesi, Urallar ve Sibirya ile birbirine bağlar. Gorki yolu demiryollarında sınır komşusudur: Moskova (st. Petushki ve Cherusti), Sverdlovsk (st. Cheptsa, Druzhinino), Kuzey (st. Novki, Susolovka, Svecha), Kuibyshev (st. Krasny Uzel, Tsilna). Yolun toplam konuşlandırılmış uzunluğu 12.066 km'dir. Ana demiryolu hatlarının uzunluğu 7987 km'dir.

Demiryolu, Rusya Federasyonu'nun beş kurucu kuruluşunun topraklarından geçer - Primorsky ve Habarovsk Bölgeleri, Amur ve Yahudi Özerk Bölgeleri ve Saha Cumhuriyeti (Yakutya). Hizmet alanı ayrıca Magadan, Sahalin, Kamçatka bölgeleri ve Chukotka'yı da içeriyor - Rusya topraklarının %40'ından fazlası. Operasyonel uzunluk - 5986 km.

Trans-Baykal Demiryolu, Rusya'nın güneydoğusunda, Trans-Baykal Bölgesi ve Amur Bölgesi topraklarında geçiyor, ÇHC sınırına yakın bir yerde bulunuyor ve Zabaikalsk istasyonu üzerinden Rusya'da tek doğrudan kara sınır demiryolu geçişine sahip. Operasyonel uzunluk - 3370 km.

Batı Sibirya Demiryolu, Omsk, Novosibirsk, Kemerovo, Tomsk bölgeleri, Altay Bölgesi ve kısmen Kazakistan Cumhuriyeti topraklarından geçer. Karayolunun ana hatlarının konuşlandırılmış uzunluğu 8986 km, işletme uzunluğu 5602 km'dir.

Yol, özel jeopolitik koşullarda çalışır. Rusya'nın merkezinden Batı Avrupa ülkelerine en kısa yol Kaliningrad'dan geçiyor. Yolun Rus demiryolları ile ortak sınırı yoktur. Karayolunun konuşlandırılmış uzunluğu 1100 km, ana hatların uzunluğu 900 kilometrenin üzerindedir.

Karayolu, Trans-Sibirya ve Güney Sibirya Demiryollarını birbirine bağlayan Kemerovo Bölgesi, Khakassia, Irkutsk Bölgesi ve Krasnoyarsk Bölgesi olmak üzere dört büyük bölgeden geçiyor. Mecazi olarak konuşursak, bu Rusya'nın Avrupa kısmı, Uzak Doğu ve Asya arasında bir köprüdür. Krasnoyarsk yolunun işletme uzunluğu 3160 km'dir. Toplam uzunluk 4544 kilometredir.


Demiryolu, Moskova bölgesinden Ural eteklerine kadar uzanıyor ve Rusya Federasyonu'nun merkezini ve batısını Urallar, Sibirya, Kazakistan ve Orta Asya'nın geniş sosyo-ekonomik bölgeleriyle birleştiriyor. Yol, Batı'dan Doğu'ya uzanan neredeyse paralel iki hattan oluşuyor: Chishma istasyonunda birbirine bağlanan ve Ural Dağları'nın mahmuzlarında biten çift hatlı bir hat oluşturan Kustarevka - Inza - Ulyanovsk ve Ryazhsk - Samara. Ruzaevka - Penza - Rtishchevo ve Ulyanovsk - Syzran - Saratov yolunun diğer iki hattı kuzeyden güneye doğru ilerliyor.

Mevcut sınırlar içinde, Moskova demiryolu 1959'da altı yolun tamamen ve kısmen birleşmesi sonucunda düzenlendi: Moskova-Ryazan, Moskova-Kursk-Donbass, Moskova-Okruzhnaya, Moskova-Kiev, Kalinin ve Severnaya. Konuşlandırılan uzunluk 13000 km, operasyonel uzunluk 8800 km'dir.

Oktyabrskaya karayolu, Rusya Federasyonu'nun on bir konusunun topraklarından geçmektedir - Leningrad, Pskov, Novgorod, Vologda, Murmansk, Tver, Moskova, Yaroslavl bölgeleri, Moskova ve St. Petersburg şehirleri ve Karelya Cumhuriyeti. Operasyonel uzunluk - 10143 km.

Volga (Ryazan-Ural) demiryolu, Rusya'nın Avrupa kısmının güneydoğusunda, Aşağı Volga bölgesinde ve Don'un orta kesimlerinde bulunur ve Saratov, Volgograd ve Astrakhan bölgelerinin yanı sıra çeşitli bölgeleri kapsar. Rostov, Samara bölgeleri ve Kazakistan'da bulunan istasyonlar. Yolun uzunluğu 4191 km'dir.

Otoyol, Rusya'nın Avrupa ve Asya bölgelerini birbirine bağlar, batıdan doğuya bir buçuk bin kilometre boyunca uzanır ve Kuzey Kutup Dairesi'ni kuzey yönünde geçer. Nizhny Tagil, Perm, Yekaterinburg, Surgut, Tyumen'den geçer. Aynı zamanda Khanty-Mansiysk ve Yamalo-Nenets Otonom Okruglarına da hizmet vermektedir. Operasyonel uzunluk - 7154 km. Dağıtılan uzunluk 13.853 km'dir.

Otoyol, Rusya'nın merkezinden çıkıyor ve ülkenin kuzeyine kadar uzanıyor. Kuzey Demiryolunun çoğu, Uzak Kuzey ve Kuzey Kutbu'nun zorlu koşullarında işletilmektedir. Konuşlandırılan uzunluk 8500 kilometredir.


Yolun hizmet alanında Güney Federal Bölgesi Rusya Federasyonu'nun 11 konusu var, doğrudan Ukrayna, Gürcistan ve Azerbaycan ile sınır komşusu. Otoyolun işletme uzunluğu 6358 km'dir.

Güneydoğu Demiryolu, demiryolu ağında merkezi bir konuma sahiptir ve doğu bölgelerini ve Uralları Merkez ile ve ayrıca Kuzey, Kuzey-Batı ve Merkez bölgelerini Kuzey Kafkasya, Ukrayna ve Transkafkasya eyaletleriyle birbirine bağlar. . Güneydoğu karayolu, Ukrayna'nın Moskova, Kuibyshev, Kuzey Kafkasya, Güney demiryolları ile sınır komşusudur. Operasyonel uzunluk - 4189 km.

Güney Ural Demiryolu, dünyanın iki bölgesinde bulunur - Avrupa ve Asya'nın birleştiği yerde. Chelyabinsk, Kurgan, Orenburg ve Kartalinsky şubelerini içerir. Ana hattın birkaç demiryolu hattı Kazakistan topraklarından geçmektedir. Güneydoğu karayolu, Ukrayna'nın Moskova, Kuibyshev, Kuzey Kafkasya, Güney demiryolları ile sınır komşusudur. Operasyonel uzunluk - 4189 km. Dağıtılan uzunluk 8000 km'nin üzerindedir.

Demiryolu elektrifikasyonu

Demiryolu elektrifikasyonu- Demiryolu bölümünde elektrikli vagonların kullanılabilmesi için gerçekleştirilen bir dizi önlem: elektrikli lokomotifler , elektrik bölümleri veya elektrikli trenler.

Elektrikli lokomotifler, demiryollarının elektrikli bölümlerinde trenlerin çekişi için kullanılır. Banliyö taşımacılığı olarak elektrikli bölümler veya elektrikli trenler kullanılmaktadır.

elektrifikasyon sistemleri

Elektrifikasyon sistemleri sınıflandırılabilir:

  • görünüşte iletkenler :
    • temas süspansiyonlu
    • temas raylı
  • voltaj ile
  • akım türüne göre:

Genellikle doğrudan (=) veya tek fazlı alternatif (~) akım kullanın. Bu durumda, demiryolu hattı iletkenlerden biri olarak işlev görür.

Üç fazlı akımın kullanılması, hiçbir koşulda (bir troleybüs gibi) temas etmemesi gereken en az iki kontak telinin askıya alınmasını gerektirir, bu nedenle, öncelikle yüksek hızlarda akım toplamanın zorluğu nedeniyle bu sistem kök salmadı. .

Doğru akım kullanıldığında, şebekedeki voltaj, elektrik motorlarını doğrudan çalıştıracak kadar düşük yapılır. Alternatif akım kullanılırken, çok daha yüksek bir voltaj seçilir, çünkü bir elektrikli lokomotifte voltaj, kullanılarak kolayca düşürülebilir. transformatör.

DC sistemi

Bu sistemde DC cer motorları doğrudan kontak ağından beslenir. Regülasyon, dirençlerin bağlanması, motorların yeniden düzenlenmesi ve uyarımın zayıflatılmasıyla gerçekleştirilir. Son yıllarda darbe regülasyonu yaygınlaştı ve bu da dirençlerdeki enerji kayıplarını önlemeyi mümkün kıldı.

Yardımcı elektrik motorları (kompresör sürücüsü, fanlar vb.) genellikle doğrudan kontak ağından beslenir, bu nedenle çok büyük ve ağır oldukları ortaya çıkar. Bazı durumlarda, onlara güç sağlamak için döner veya statik dönüştürücüler kullanılır (örneğin, elektrikli trenlerde ER2T , ED4M , ET2M 3000 V'luk bir doğru akımı üç fazlı 220 V 50 Hz'e dönüştüren bir motor jeneratörü kullanılır).

Üzerinde Rusya Demiryolları ve eski Sovyetler Birliği ülkeleri boyunca elektrikli bölümler DC sistemi, şimdi esas olarak voltajı = 3000 V kullanıyorlar (eski bölümlerde - = 1500 V). 70'lerin başında SSCBüzerinde Transkafkasya demiryolu= 6000 V voltaj ile doğru akımda elektriklendirme olasılığı ile pratik çalışmalar yapıldı, ancak gelecekte tüm yeni bölümler daha yüksek voltajlı alternatif akımla elektriklendirildi.

Lokomotif üzerindeki elektrikli ekipmanların basitliği, düşük özgül ağırlık ve yüksek verim, elektrifikasyonun erken döneminde bu sistemin yaygın olarak kullanılmasına neden olmuştur.

Bu sistemin dezavantajı, kontak ağının nispeten düşük voltajıdır, bu nedenle aynı gücü iletmek için daha yüksek voltajlı sistemlere kıyasla daha fazla akım gerekir. Bu kuvvetler:

  • daha büyük bir toplam temas telleri ve besleme kabloları kesiti kullanın;
  • ile temas alanını artırmak pantograf kontak ağının süspansiyonundaki tel sayısını 2 hatta 3'e (örneğin asansörlerde) artırarak elektrikli lokomotif;
  • tellerdeki akım kayıplarını en aza indirmek için çekiş trafo merkezleri arasındaki mesafeleri azaltın, bu da ek olarak elektrifikasyonun maliyetinde ve sistemin bakımında bir artışa yol açar (trafo merkezleri otomatik olsa da bakım gerektirir). Meşgul bölgelerde, özellikle zorlu dağlık koşullarda trafo merkezleri arasındaki mesafe sadece birkaç kilometre olabilir.

Tramvaylar, troleybüsler DC voltaj = 550 (600) V, metro = 750 (825) V kullanır.

Düşük frekanslı AC sistemi

Bir dizi Avrupa ülkesinde (Almanya, İsviçre, vb.) 15 kV 16⅔ Hz'lik tek fazlı alternatif akım sistemi ve ABD'de eski hatlarda 11 kV 25 Hz'lik bir alternatif akım sistemi kullanılmaktadır. Azaltılmış frekans, AC kollektör motorlarının kullanımına izin verir. Motorlar, herhangi bir dönüştürücü olmaksızın transformatörün sekonder sargısından beslenir. Yardımcı elektrik motorları (kompresör, fanlar vb. için) de genellikle ayrı bir transformatör sargısı ile çalışan kollektördür.

Sistemin dezavantajı, trafo merkezlerinde akımın frekansını dönüştürme ihtiyacı veya demiryolları için ayrı enerji santralleri inşa edilmesidir.

Güç frekansı AC sistemi

Endüstriyel frekans akımının kullanımı en ekonomik olanıdır, ancak uygulanması birçok zorlukla karşılaşmıştır. İlk başta, motor jeneratörlerini (tek fazlı bir senkron motor artı DC çekiş motorlarının çalıştığı bir DC çekiş jeneratörü), dönen frekans dönüştürücülerini (asenkron çekiş motorlarına akım veren) dönüştüren kollektör AC motorları kullanıldı. Endüstriyel frekans akımındaki toplayıcı elektrik motorları iyi çalışmadı ve döner dönüştürücüler çok ağır ve ekonomik değildi.

Endüstriyel frekansın (25 kV 50 Hz) tek fazlı akım sistemi, ancak yaratılmasından sonra yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Fransa 1950'lerde, statik cıva doğrultuculu elektrikli lokomotifler ( ateşleyiciler; daha sonra bunların yerini daha modern silikon doğrultucular aldı - çevresel ve ekonomik nedenlerle); sonra bu sistem diğer birçok ülkeye (SSCB dahil) yayıldı.

Tek fazlı bir akımı doğrultarken, sonuç doğru akım değil, zonklama bu nedenle, özel darbeli akım motorları kullanılır ve devre, akım dalgalanmalarını azaltan yumuşatma reaktörleri (jikle) ve motorların uyarma sargılarına paralel olarak bağlanan ve titreşimli akımın alternatif bileşenini geçen sabit uyarma zayıflama dirençleri içerir, bu sadece sargının gereksiz ısınmasına neden olur.

Yardımcı makineleri sürmek için, ya bir doğrultucu aracılığıyla ayrı bir transformatör sargısı (yardımcı sargı) ile çalışan darbeli akım motorları veya bir faz ayırıcı tarafından desteklenen endüstriyel asenkron elektrik motorları kullanılır (bu şema Fransız ve Amerikan elektrikli lokomotiflerinde yaygındı ve bunlar Sovyet'e aktarıldı ) veya faz kaydırmalı kapasitörler (özellikle Rus elektrikli lokomotiflerinde kullanılır) VL65 , EP1 , 2ES5K).

Sistemin dezavantajları, iletişim hatları için önemli elektromanyetik parazitlerin yanı sıra harici güç sisteminin fazlarının eşit olmayan yüklenmesidir. İletişim ağındaki fazların yükünün tekdüzeliğini artırmak için, farklı fazlara sahip bölümler dönüşümlü olarak; nötr uçlar aralarında düzenlenmiştir - kısa, birkaç yüz metre uzunluğunda, temas ağının, vagonların motorlar kapalıyken, atalet ile geçtiği bölümleri. Telden tele geçiş anında yüksek lineer (fazlar arası) voltaj altında pantografın bölümler arasındaki boşluğu kapatmaması için yapılırlar. Nötr uçta dururken, kurs boyunca kontak ağının ileri bölümünden ona voltaj sağlamak mümkündür.

Rusya Demiryolları ve eski Sovyetler Birliği ülkeleri, elektrikle AC sistemi kullanmak voltaj ~25 kV(yani ~25000 V) frekans 50 Hz.

Güç kaynağı sistemlerinin yerleştirilmesi

Yerleştirme istasyonunda farklı akım sistemlerinin elektrikli lokomotifleri

İki sistemli elektrikli lokomotif VL82M

Çeşitli güç kaynağı sistemleri, yerleştirme noktalarının ortaya çıkmasına neden oldu (akım, voltaj, akım frekansı sistemleri). Aynı zamanda, trafiği bu noktalardan organize etme sorununu çözmek için çeşitli seçenekler ortaya çıktı. Üç ana alan belirlendi.


Rusya'da demiryolu taşımacılığının özelliklerinden biri, elektrikli yolların yüksek oranıdır. 2014 yılı sonunda elektrikli otoyolların uzunluğu açısından, Rusya dünyada ilk sırada - 43.4 bin km (Çin 2. - 38,5 bin km) - halka açık yolların yaklaşık yarısında bir yerde. Eh, birçok otoyolun elektrikli olması genel olarak kimse için bir sır değil, ancak kontak ağlarında çeşitli türlerde akımların kullanılması birçok kişi için şaşırtıcı. Bununla birlikte, gerçek şu ki, temas ağlarında ya 3 kV anma gerilimine sahip bir doğru elektrik akımı ya da 25 kV anma gerilimi ile 50 Hz endüstriyel frekanslı alternatif tek fazlı akım kullanılmaktadır. Bunu uzun süre kendim düşünmedim - üçüncü elektrik güvenlik grubunu aldığımda öğrendim (Rus Demiryolları ile ilişkili bir ofiste çalışmak bir şekilde beni araştırmaya ve anlamaya zorladı). Genel olarak, uzun bir süre bu gerçeği ("sabit bir 3 kV var, 25 kV / 50 Hz'lik bir değişiklik var") - "tarihsel olarak kabul edildiği için" kabul ettim. Ve bir süredir hala soruyu araştırmak ve bir şekilde anlamak istedim - neden böyle?

Hemen bir rezervasyon yapmak istiyorum - güç kaynağının fiziğine çok fazla dalmayacağım, kendimi bazı genel ifadelerle sınırlandırmayacağım ve bir yerde bilerek abartmayacağım. Bazen basitleştirdiğim söyleniyor - ancak uzmanlar orada "her şeyin yanlış olduğunu" okuyor ve anlıyor. Bunun farkındayım, ancak uzmanlar ne hakkında yazdığımı zaten biliyorlar - ve kendileri için yeni bir şey öğrenmeleri pek mümkün değil.

Bu nedenle, aslında, 1879'da Berlin'deki bir endüstriyel sergide, bir elektrikli demiryolu modelinin sunulduğu, tren çekişi için bir enerji kaynağı olarak elektriğin kullanımının ilk kez sergilendiği gerçeğiyle başlamalıyız. 2,2 kW'lık bir lokomotif ve her biri 6 yolcu alabilen üç vagondan oluşan bir tren, 300 m'den daha kısa bir bölümde 7 km/s hızla ilerliyordu. Yeni bir çekiş türünün yaratıcıları, ünlü Alman bilim adamı, mucit ve sanayici Ernst Werner von Siemens (Werner von Siemens, 1816-1892) ve mühendis Halske idi. 20. yüzyılın başlarında, elektrik çekişinin etkinliği konusunda hiçbir şüphe yoktu. Kısa sürede çeşitli ülkelerde demiryolu elektrifikasyon projeleri hayata geçirildi. İlk aşamada, dağlık alanlarda, ağır profilli hatlarda, çok sayıda tünelin yanı sıra banliyö bölgelerinde, yani. elektrikli çekişin avantajlarının açık olduğu alanlarda.


SSCB'deki ilk elektrikli demiryolu, 6 Temmuz 1926'da Bakü-Sabunçi-Surakhani bölümünde açıldı.

Buna göre, elektrifikasyonun iki ana uygulama alanı vardır: banliyö iletişimi ve dağ yolları. Banliyö iletişimi (elektrikli trenlerin özü) hakkında ayrı ayrı konuşmak istiyorum, ancak şimdilik sadece, elektrifikasyon açısından sadece banliyö demiryolu iletişiminin SSCB'de bir öncelik olduğuna dikkat edilmelidir (Rus İmparatorluğu'nda başaramadılar). bu projeyi akla getirin - Birinci Dünya Savaşı ve devrim müdahale etti), SSCB'de büyük ölçekte ele aldılar (GOELRO planı elbette burada çok yardımcı oldu) - elektrikli trenler buharla çalışan banliyölerin yerini almaya başladı trenler.

Güç kaynağı sistemi olarak 1500 V nominal gerilimli bir DC sistemi benimsenmiştir.DC sistemi, tek fazlı AC ile üzerlerine transformatör takma ihtiyacı nedeniyle daha ağır ve daha pahalı motorlu arabalar gerekeceğinden seçilmiştir. Ayrıca DC cer motorları, diğer şeyler eşit olmak üzere, tek fazlı akım motorlarına kıyasla daha yüksek torka sahiptir ve yol verme için daha uygundur. Bu, özellikle kalkış sırasında yüksek hızlanmanın gerekli olduğu çok sayıda durma noktasına sahip banliyö bölgelerinde çalışan motorlu araçlar için önemlidir. 1500 V'luk voltaj, kontak ağı için 600-800 V sistemine (tramvay ve troleybüslerin elektrifikasyonu için kullanılan) kıyasla çok daha az bakır gerektiğinden seçilmiştir. Aynı zamanda, o sırada 3000 V'luk bir voltajda beklenmeyen bir motorlu araba için güvenilir elektrikli ekipman oluşturmak mümkün hale geldi (3000 V'luk bir doğru akımla elektriklenen ilk banliyö hatları sadece 1937'de ortaya çıktı, ancak daha sonra zaten inşa edilmiş tüm hatlar böyle bir voltaja aktarıldı) .


Elektrikli trenler C - 1929'dan beri üretilen ilk Sovyet trenleri ailesi

1932-1933'te banliyö iletişiminin gelişmesine paralel olarak. Ağır Suram geçidinde Khashuri-Zestaponi ana demiryolunda (63 km) elektrikli çekiş tanıtıldı. Burada, Moskova ve Bakü'den farklı olarak, yük ve yolcu taşımacılığı için elektrikli çekiş kullanıldı. İlk kez, elektrikli lokomotifler SSCB'nin demiryolu hatlarında çalışmaya başladı (aslında, uygulama yerinde "Surami elektrikli lokomotifler" veya "veya Surami tipi elektrikli lokomotifler" olarak adlandırılmaya başlandı):


elektrikli lokomotif C (Surami) - Amerikalılar General Electric tarafından SSCB için inşa edilen Suram elektrikli lokomotifler grubunun atası

Surami tipi tüm elektrikli lokomotiflerin ana özelliği, o sırada var olan standartlara göre, CME'de çalışmak üzere elektrikli ekipmanlı tüm elektrikli lokomotifler için zorunlu olan, gövdenin uçlarında geçiş platformlarının bulunmasıydı. Lokomotifin mürettebat kısmı iki mafsallı üç dingilli bojiden oluşur (eksenel formül 0-3 0-0 + 0-3 0-0). Taşıyıcı ana çerçeveye sahip vagon tipi gövde. Yaylı süspansiyon esas olarak yaprak yaylar üzerinde yapılır. Çekiş motorunun süspansiyonu - eksenel destek.


elektrikli lokomotif С С (Sovyet Suramsky) - SSCB'de GE lisansı altında inşa edilen ilk DC elektrikli lokomotif

Ve burada önemli bir açıklama yapmalıyız. Motoru bir buhar motoru olan buharlı lokomotiflerin aksine, gelecek nesillerin demiryolu taşımacılığı elektrik motorları tarafından desteklenmeye başlandı: sözde TED'ler (çekiş motorları) - bu arada, birçokları için bu açık değil TED'lerin hem elektrikli lokomotiflerde/elektrikli trenlerde hem de dizel lokomotiflerde kullanıldığını (ikincisi TED'leri lokomotife yerleştirilmiş bir dizel jeneratörle besler). Bu nedenle, demiryolu elektrifikasyonunun şafağında, yalnızca doğru akım TED'ler kullanıldı. Bunun nedeni, tasarım özellikleri, oldukça basit yollarla geniş bir aralıkta hız ve torku düzenleme yeteneği, aşırı yük ile çalışma yeteneği vb. Teknik olarak konuşursak, DC motorların elektromekanik özellikleri, çekiş amaçları için idealdir. AC motorlar (asenkron, senkron) öyle özelliklere sahiptir ki, özel düzenleme araçları olmadan elektrik çekişi için kullanımları imkansız hale gelir. Elektrifikasyonun ilk aşamasında böyle bir düzenleme aracı yoktu ve bu nedenle, çekiş güç kaynağı sistemlerinde doğal olarak doğru akım kullanıldı. Amacı, besleme ağının alternatif voltajını gerekli değere düşürmek ve düzeltmek olan çekiş trafo merkezleri inşa edildi, yani. sabite dönüştürme.


VL19 - tasarımı Sovyetler Birliği'nde yaratılan ilk seri üretilen elektrikli lokomotif

Ancak, bir doğru akım kontak ağının kullanılması başka bir sorun yarattı - kontak ağında büyük bir bakır tüketimi (alternatif akıma kıyasla), çünkü yüksek gücü (güç, akım ve voltajın ürününe eşittir) iletmek için sabit voltaj voltajı, büyük bir akım gücü sağlamak gerekir, yani daha fazla kabloya ve daha büyük bir kesite ihtiyacınız var (voltaj değişmez - direnci düşürmeniz gerekir).


VL22M - ilk Sovyet büyük ölçekli elektrikli lokomotif ve Surami lokomotiflerinin son temsilcisi

1920'lerin sonlarında, Suramsky Geçidi'ni henüz elektriklendirmeye başladıklarında, birçok uzman, gelecekte 3 kV'luk bir nominal voltajla doğru akımda elektrik çekişinin, taşıma kapasitesini artırma sorununu rasyonel olarak çözmeyeceğinin farkındaydı. trenlerin ağırlığını ve hızlarını artırarak hatlar. En basit hesaplamalar, 50 km / s hızda 10 ‰ artışla 10.000 ton ağırlığındaki bir treni sürerken, elektrikli lokomotiflerin çekiş akımının 6000 A'dan fazla olacağını gösterdi. Bu, kesitinde bir artış gerektirecektir. kontak tellerinin yanı sıra çekiş trafo merkezlerinin daha sık bir yeri. Akım türü ve voltaj değerlerinin kombinasyonları için yaklaşık iki yüz seçeneği karşılaştırdıktan sonra, en iyi seçeneğin 20 kV voltajlı doğru veya alternatif (50 Hz) akımda elektrifikasyon olduğuna karar verildi. O zamanlar ilk sistem dünyanın hiçbir yerinde test edilmedi ve ikincisi çok az olmasına rağmen çalışıldı. Bu nedenle, Demiryollarının Elektrifikasyonuna İlişkin ilk All-Union Konferansında, alternatif akımda (50 Hz) 20 kV voltajla elektriklenen deneysel bir bölüm inşa edilmesine karar verildi. Normal çalışmada AC elektrikli lokomotiflerin avantajlarını ve dezavantajlarını ortaya çıkaracak test için bir elektrikli lokomotif oluşturulması gerekiyordu.


OR22 elektrikli lokomotif - SSCB'deki ilk AC elektrikli lokomotif

1938'de OR22 elektrikli lokomotif oluşturuldu (cıva doğrultuculu tek fazlı, 22 - raylardaki tekerlek setlerinden ton cinsinden yük). Elektrikli bir lokomotifin (trafo-doğrultucu-TED, yani düşük tarafta voltaj regülasyonu ile) devre şeması o kadar başarılı oldu ki, Sovyet AC elektrikli lokomotiflerinin büyük çoğunluğunun tasarımında kullanıldı. Bu model üzerinde başka birçok fikir test edildi ve daha sonraki projelerde somutlaştırıldı, ancak ne yazık ki savaş daha fazla müdahale etti. Deney makinesi sökülmüş, doğrultucu bir DC çekiş trafo merkezinde kullanılmıştır. Ve AC elektrikli lokomotif fikirlerine yalnızca 1954'te Novocherkassk Elektrikli Lokomotif Fabrikasında zaten bir dizi NO (veya VL61) ile geri döndüler.


VL61 (Ocak 1963'e kadar - N-O - Novocherkassk Tek Fazlı) - ilk Sovyet seri AC elektrikli lokomotif

Ozherelye - Mikhailov - Pavelets deney sahası, 1955-1956'da alternatif akımla (20 kV voltaj) elektriklendirilen ilk tesis oldu. Testten sonra voltajın 25 kV'a çıkarılmasına karar verildi. Alternatif akım Özherelye - Moskova Demiryolu Pavelets üzerinde elektrik çekişinin deneysel bölümünün çalışmasının sonuçları, bu alternatif akım sisteminin SSCB demiryollarında yaygın olarak uygulanması için tavsiye edilmesini mümkün kılmıştır (SSCB Bakanlar Kurulu Kararı). No. 1106, 3 Ekim 1958). 1959'dan itibaren, 25 kV AC, elektrifikasyonun gerekli olduğu uzun alanlarda kullanılmaya başlandı, ancak yakınlarda DC aralıkları yoktu.


Elektrikli lokomotif F - SSCB'nin emriyle Fransa'da inşa edilen AC elektrikli lokomotif

1950-1955'te. elektrifikasyon aralığının ilk, hala temkinli genişlemesi başladı. Tüm banliyö düğümlerinde 1500 V'den 3000 V'a geçiş başladı, banliyö düğümlerinin daha da geliştirilmesi, yolcu ve yük trenleri için elektrikli lokomotif çekişinin tanıtılmasıyla elektrikli hatların komşu bölgesel merkezlere uzatılması. Elektrifikasyonun "adaları" Riga'da, Kuibyshev'de, Batı Sibirya, Kiev'de ortaya çıktı. 1956'dan beri (ki) SSCB demiryollarının yeni bir toplu elektrifikasyon aşaması başladı ve bu, elektrikli çekiş ve dizel çekişi 1955'te ulaşımdaki %15'lik bir paydan 1965'te %85'lik bir paya hızla getirdi. Kütle elektrifikasyonu, esas olarak 3000 V'luk bir voltajla zaten iyi kurulmuş doğru akımda ilerledi, ancak bir yerde 50 Hz frekanslı ve 25 kV voltajlı bir alternatif akım zaten tanıtılmıştı. AC hat ağının geliştirilmesine paralel olarak, AC vagonlarının geliştirilmesi gerçekleştirildi. Böylece, ilk AC elektrikli trenler ER7 ve ER9 1962'de çalışmaya başladı ve 1959'da Krasnoyarsk Demiryolu için, Sovyet AC elektrikli lokomotiflerinin (VL60 ve VL80) üretimi ertelendiği için F tipi Fransız elektrikli lokomotifleri satın alındı.


VL60 (Ocak 1963'e kadar - N6O, - Novocherkassk 6 akslı Tek fazlı) - büyük ölçekli üretime sunulan ilk Sovyet ana AC elektrikli lokomotifi.

Genel olarak, daha önce işletmeye alınan hatlar doğru akımla elektriklendirildi - daha sonra hatlar alternatif akımla elektriklendi. Ayrıca 90'larda/2000'lerde, doğru akımdan alternatif akıma bir dizi hattın büyük ölçekli transferi gerçekleşti. Sistemlerin faydaları hakkındaki tartışmalar şimdiye kadar durmadı. Alternatif akımın ortaya çıkışının başlangıcında, bu güç kaynağı sisteminin daha ekonomik olduğuna inanılıyordu, ancak şimdi kesin bir çözüm yok:
- DC vagonları bir buçuk kat daha ucuz
- Ülkemizin çoğu için tipik olan tepelik bir profilde EPS'nin özgül tüketimi %30 daha düşüktür.
Öyle ya da böyle, yeni elektrifikasyon hatları artık sadece alternatif akım üzerine inşa ediliyor ve ayrıca bazı eski hatlar da doğrudan alternatif akıma dönüştürülmektedir. Sovyet ve Rus demiryollarının elektrifikasyon tarihinde bir bölümün alternatif akımdan doğru akıma geçtiği tek durum 1989'da Moskova Demiryolunun Paveletsky yönünde meydana geldi. Rybnoye - Uzunovo kesiminin doğru akımla elektrifikasyonundan sonra, Özherelye - Uzunovo kesimi (tarihsel olarak aynı ilk alternatif akım şebekesi) alternatif akımdan doğru akıma çevrildi:


ikiz kardeşler: lokomotif VL10 (DC) ve VL80 (AC)

Bu arada, şimdi daha güvenilir ve ekonomik asenkron TED'lerin tanıtımına yönelik bir eğilim var (yeni nesil lokomotifler EP20, ES10, 2TE25A üzerine kurulular). Dolayısıyla çok uzak bir gelecekte, bu tür TED'lere geçiş nedeniyle, doğru akım tamamen terk edilebilir. Şimdiye kadar, her iki akım türü de mükemmel bir şekilde kullanılmaktadır:


4ES5K "Ermak" (alternatif akım) ve 3ES4K "Donchak" (doğru akım)

Son soruyu netleştirmek için kalır. Çeşitli güç kaynağı sistemleri, yerleştirme noktalarının ortaya çıkmasına neden oldu (akım, voltaj, akım frekansı sistemleri). Aynı zamanda, trafiği bu noktalardan organize etme sorununu çözmek için çeşitli seçenekler ortaya çıktı. Üç ana alan ortaya çıktı:
1) Bağlantı istasyonunun, kontak ağının belirli bölümlerine bir veya başka bir akım tipinin sağlanmasına izin veren anahtarlarla donatılması. Örneğin, bir tren DC elektrikli lokomotifle gelir, daha sonra bu elektrikli lokomotif ayrılır ve bir geri dönüşüm deposuna veya lokomotiflerin oturması için bir çıkmaz sokağa gider. Bu hat üzerindeki kontak ağı alternatif akıma çevrilir, alternatif akımlı bir elektrikli lokomotif burayı tahrik eder ve treni daha da ileri götürür. Bu yöntemin dezavantajı, elektrifikasyon maliyetindeki artış ve güç kaynağı cihazlarının bakımıdır ve ayrıca lokomotifin ve ilgili ek malzeme, organizasyon ve zaman maliyetlerinin değiştirilmesini gerektirir. Aynı zamanda, frenlerin test edilmesi çok zaman alan elektrikli lokomotif değişikliği değildir.


Uzunovo yerleştirme istasyonunda EP2K (DC) ve EP1M (AC) arkasında

2) 2. Çok sistemli bir vagon kullanımı (bu durumda, iki sistemli bir araç - örneğin Avrupa'da dört sistemli lokomotifler olmasına rağmen). Bu durumda, iletişim ağı üzerinden yerleştirme, istasyon dışında yapılabilir. Bu yöntem, yanaşma noktalarını durmadan geçmenize izin verir (kural olarak, kıyıda da olsa). İki sistemli elektrikli yolcu lokomotiflerinin kullanılması, yolcu trenlerinin süresini kısaltır ve lokomotifin değiştirilmesini gerektirmez. Ancak bu tür elektrikli lokomotiflerin maliyeti daha yüksektir. Bu tür elektrikli lokomotifler de operasyonda daha pahalıdır. Ek olarak, çok sistemli elektrikli lokomotiflerin ağırlığı daha fazladır (bununla birlikte, yapışma ağırlığını artırmak için lokomotiflerin ek olarak balastlanmasının nadir olmadığı demiryolunda çok az önemi vardır).


Uzunovo istasyonunun geri dönüşüm deposunda AC (EP1M) ve DC (ChS7) lokomotifleri

3) Dizel lokomotif eklentisinin kullanılması - farklı güç kaynağı sistemlerine sahip bölümler arasında dizel lokomotifler tarafından hizmet verilen küçük bir çekiş kolunun bırakılması. Uygulamada, 126 km uzunluğunda Kostroma - Galich bölümünde kullanılır: Kostroma'da doğru akım (= 3 kV), Galich'te - alternatif akım (~ 25 kV). Moskova-Habarovsk ve Moskova-Sharya trenlerinin yanı sıra Samara-Kinel-Orenburg da transit olarak çalışıyor (dizel lokomotif Samara'daki yolcu trenlerine ve Kinel'deki yük trenlerine bağlı). Samara ve Kinel'de, doğru akım (=3 kV), Orenburg'da - alternatif akım (~25 kV), Orsk, Alma-Ata, Bişkek'e giden trenler transit geçer. Bu “yerleştirme” yöntemiyle, hattın çalışma koşulları önemli ölçüde kötüleşir: trenlerin park etme süresi iki katına çıkar, dizel lokomotiflerin bakımı ve hızının düşürülmesi nedeniyle elektrifikasyonun verimliliği azalır.


Sovyet iki sistemli yük elektrikli lokomotif VL82 M

Uygulamada, esas olarak ilk yöntemle tanışıyoruz - itme türleri için yerleştirme istasyonları. Diyelim ki Saratov'dan Moskova'ya gidiyorsam, böyle bir istasyon Uzunovo olacak, eğer St. Petersburg - Ryazan-2, Samara - Syzran-1, ancak Sochi veya Adler'de ise - Goryachiy Klyuch Sochi hala kullanıyor doğru akım, tüm Kuzey Kafkasya demiryolları kesintiye uğrasa da - ama orada bir mola için tünelleri bir yere genişletmek gerektiğini söylüyorlar, genellikle sorunlar var).


En yeni Rus iki sistemli yolcu elektrikli lokomotifi EP20

not Küçük açıklama. Gönderide, kendi fotoğraflarıma (renkli) ek olarak Wikipedia'dan materyaller de kullanıldı!