ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Элехтроподвижной состав и энергоснабжение Общие понятия о работе электрифицированных железных дорог из "Подвижной состав и основы тяги поездов " Идея использования электрической энергии для целей тяги впервые в мире была практически применена в России. [c.7] В 1837 г. в Петербурге на р. Неве впервые испытано небольшое судно, оборудованное электрическим двигателем постоянного тока, созданным акад. Б. С. Якоби. Двигатель судна питался от батареи гальванических элементов. Дальнейшее развитие электротехники позволило перейти к передаче электрической энергии на дальние расстояния. В 1874 г. инж. Ф. А. Пироцкий впервые осуществил такую передачу для питания электрического двигателя, установленного на движущемся экипаже. Предложенный им способ питания двигателей с использованием рельсовой цепи, дополненной контактным проводом, был положен в основу устройства электрических железных дорог. [c.7] В развитии электрической тяги выдающаяся роль принадлежит отечественным ученым А. В. Вульфу, Г. М. Кржижановскому, Г. О. Графтио, А. Б. Лебедеву, Б. А. Шевалину, которые разработали основные принципы энергоснабжения железных дорог, методику тяговых расчетов при электрической тяге, методы расчета контактной сети, тяговых подстанций, отдельных элементов электрического подвижного состава (э.п.с.) и основы его эксплуатации. [c.7] До Великой Октябрьской социалистической революции, несмотря на ряд предложений и проектов, созданных русскими инженерами, почти никаких работ по переводу железных дорог на электрическую тягу в России не велось. [c.7] В первые же годы Советской власти в плане ГОЭЛРО, разработанном по нни[шативе В. И. Ленина и названном им второй программой партии, была предусмотрена широкая программа электрификации железных дорог на важнейших направлениях. В качестве основной сначала была принята система постоянного тока. Электрификация линий в нашей стране, начиная с участка Баку—Сабунчи (1926 год), проводилась на постоянном токе напряжением 1500, а затем 3000 В. [c.7] В дальнейшем работы ученых показали, что более перспективной для магистральных железных дорог является система однофазного тока промышленной частоты. В конце 1959 г. на переменном токе электрифицирован первый участок Чернореченская—Клюквенная грузонапряженной Транссибирской магистрали, положивший начало широкому внедрению этой прогрессивной системы. [c.7] Система тягового энергоснабжения состоит из тяговых подстанций и тяговой сети, устройство которых зависит от применяемой системы электрической тяги. [c.8] Система энергоснабжения электрифицированных дорог должна обеспечивать бесперебойное питание электроэнергией электроподвижного состава. Чтобы не вызывать остановки электровозов и электропоездов на перегоне и нарушений графика движения в случае перерыва электроснабжения, предусматривается резервирование отдельных элементов системы. Качество подаваемой системой энергоснабжения электрической энергии оценивают уровнем напряжения, а на участках переменного тока, кроме того, синусоидальностью напряжения и тока и частотой. Низкое качество энергии приводит к нарушению нормальной работы электроподвижного состава (э.п.с.), т. е. снижаются скорость движения и масса поезда, происходят боксование, броски тока, перегрев обмоток и пробой изоляции обмоток электрических машин и др. [c.8] Качество токосъема при движении поездов на высоких скоростях имеет решающее значение. Поэтому конструкции контактной подвески и токоприемников с учетом взаимодействия э.п.с. и пути должны обеспечивать надежную работу в любых климатических условиях. [c.8] Системы электрической тяги. Выбор системы электрической тяги зависит от уровня развития науки и техники, промышленности и в первую очередь электротехнической, способной обеспечить электрификацию необходимыми материалами, оборудованием и электроподвижным составом. Наибольшее распространение при электрификации железных дорог получили три системы электрической тяги постоянного тока, однофазного переменного тока пониженной частоты 16 % и 25 Гц и однофазного тока промышленной частоты 50 и 60 Гц. На железных дорогах Советского Союза применяют две системы постоянного тока напряжением 3000 В и однофазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц напряжением 25 000 В. На 1 января 1975 г. протяженность электрифицированных железных дорог в СССР достигла почти 38 тыс. км, что составляет около 27% всей железнодорожной сети страны. Более 14 тыс. км электрифицировано на переменном токе. [c.8] Система постоянного тока получила распространение во многих странах мира. Основным достоинством ее является использование на подвижном составе электрических тяговых двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, характеристика которых в большей мере отвечает требованиям тяги. К недостаткам системы постоянного тока относится сравнительно низкое напряжение в тяговой сети (3 кВ), которое лимитируется максимально допустимым напряжением, подаваемым непосредственно из сети на тяговые двигатели, и без промежуточного преобразования его на локомотиве. [c.8] Кроме того, при этой системе сильно подвергаются электрокоррозии подземные металлические сооружения. Электрокоррозия вызывается протекающими в земле блуждающими токами, и требуются специальные защитные устройства для ее уменьшения. [c.9] Система однофазного тока промышленной частоты значительно проще и экономичнее. Более высокое напряжение в тяговой сети позволяет в 2,5—3 раза уменьшить сечение проводов контактной сети в медном эквиваленте на один путь. Тяговые подстанции в конструктивном отношении превращаются в обычные трансформаторные. Однако питание нагрузки однофазного тока промышленной частоты от системы внешнего энергоснабжения трехфазного тока вызывает неравномерность загрузки ее фаз. Эта несимметрия нагрузки ведет к недоиспользованию мощности генераторов электростанций из-за перегрева более нагруженных фаз. Ухудшается качество энергии, отпускаемой потребителям, что снижает допустимые нагрузки асинхронных двигателей в системе электропривода. [c.9] Кроме того, однофазная нагрузка тяги оказывает электрическое и магнитное влияние на линии связи и другие идущие вдоль полотна железной дороги металлические коммуникации. В них индуктируются значительные продольные э. д. с., опасные для изоляции устройств и обслуживающего персонала. В линиях связи создаются помехи, мешающие нормальной работе. Последнее вызывает необходимость кабли-рования линий связи в целях надежной защиты их от помех. [c.9] Схемы энергоснабжения электрифицированных железных дорог. Электрифицированные дороги относятся к самым ответственным потребителям электроэнергии (первой категории). Поэтому они, как правило, должны иметь питание не менее чем от двух независимых источников. В случае невозможности выполнения указанного требования допускается питание по двум одноцепным линиям передачи на разных опорах от одного источника питания, что также повышает надежность системы тягового энергоснабжения. Схемы питания тяговых подстанций выбирают с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одной из электростанций (трансформаторной подстанции) или линии электропередачи на участке длиной 150— 200 км перерыв в подаче электроэнергии распространялся не более чем на одну тяговую подстанцию. [c.9] Вернуться к основной статье