Zvaigžņu ziņas
Spriegums kontakttīklā rzhd. Dzelzceļa elektrifikācijas vēsture
2. Elektroapgādes sistēmas dzelzceļi, dzelzceļa transporta uzņēmumi un to darba veidi.
2.1 Dzelzceļa elektrifikācijas vēsture un pašreizējais stāvoklis.
2.1.1. Elektriskās vilces vēsture.
Pirmo EZhD 1879. gadā demonstrēja Siemens Berlīnē rūpniecības izstādē. Elektriskā lokomotīve ar jaudu 2,2 kW pārvadāja trīs vagonus ar 18 pasažieriem. 1880. gadā Sanktpēterburgā tika veikti eksperimentālie braucieni 40-vietīgai karietei ar 3 kW elektromotoru. 1881. gadā Berlīnē sāka darboties pirmā tramvaja līnija. Krievijā pirmais tramvajs tika nodots ekspluatācijā 1892. gadā. Pirmais dzelzceļa posms ar elektrolokomotīvju satiksmi tika atklāts ASV 1895. gadā.
2.1.2. Krievijas dzelzceļu elektrifikācijas galvenie posmi. elektrifikācijas plāni.
Krievijas dzelzceļu elektrifikācija tika plānota Valsts elektrifikācijas plānā (GOELRO) 1920. gadā. Pirmais līdzstrāvas elektriskais dzelzceļš ar spriegumu 3 kV Baku - Sabunči tika palaists 1926. gadā. 1932. gadā pirmās elektriskās lokomotīves devās cauri Suramas pārejai Kaukāzā. Līdz 1941. gadam bija elektrificēti 1865 km. Lielā Tēvijas kara gados no 1941. līdz 1945. gadam turpinājās dzelzceļu elektrifikācija: posmi Čeļabinska - Zlatoust, Perma - Čusovskaja uc Elektrificētais posms Murmanska - Kandalakša darbojās stabili frontes zonā.
PSRS dzelzceļu elektrifikācijas ģenerālplāns tika pieņemts 1956. gadā. Kopš šī gada būtiski pieaudzis elektriskās vilces ieviešanas temps.
Elektrifikācijas tempi PSRS bija:
|
Kilometri |
|
1991. gada sākumā bija elektrificēti 55,2 tūkstoši km. No PSRS 147 500 km dzelzceļa tas veidoja 37,4%. Pārvadājumu apjoms pa elektriskajiem dzelzceļiem bija 65%. Tādējādi 1/3 dzelzceļu ir elektrificēti, un pa tiem tiek pārvadātas 2/3 kravu. Kā likums, noslogotākie virzieni tika elektrificēti. Šāda dzelzceļa elektrifikācijas un pārvadāto kravu attiecība liecina par ievērojamu dzelzceļa elektrifikācijas efektivitāti.
Elektrificēto dzelzceļu garums pa gadiem:
|
Kopā, tūkstoši km |
Uz maiņstrāvas, tūkstoši km |
garums, % no kopējā garuma |
|
|
Krievijā | |||
|
Elektrifikācijas plāni | |||
Ar elektrisko vilci darbojas šādas dzelzceļa līnijas:
Viborga – Sanktpēterburga – Maskava – Rostova pie Donas – Tbilisi – Erevāna, Baku – 3642 km.
Maskava - Kijeva - Ļvova - Čops - 1765 km.
Maskava - Samara - Ufa - Tselinograd - Chu - 3855 km.
Bresta - Minska - Maskava - Sverdlovska - Omska - Irkutska - Čita - Habarovska - Vladivostoka - 10 000 km. 2002. gadā tika pabeigta Transsibīrijas dzelzceļa elektrifikācija.
Ufa — Čeļabinska — Omska — Irtiša — Altaja — Abakana — Taišeta — Severobaikalska — Taksimo
Līdz 1956. gadam dzelzceļu elektrifikācija tika veikta tikai ar līdzstrāvu, vispirms ar spriegumu 1,5 kV, pēc tam ar 3 kV. 1956. gadā pirmais posms tika elektrificēts ar maiņstrāvu ar 25 kV spriegumu (Maskavas ceļa posms Ožereļe - Pavelets).
Ir sācies elektriskās vilces pārnešanas posms no līdzstrāvas ar spriegumu 3 kV uz maiņstrāvu ar spriegumu 25 kV.
1995. gada novembrī pirmo reizi pasaules praksē Zima-Slyudyanka dzelzceļa galvenais posms 434 km garumā tika pārslēgts no 3 kV līdzstrāvas uz 25 kV maiņstrāvu. Tajā pašā laikā tika likvidētas divas dokstacijas. Tas ļāva palielināt kravas vilcienu svaru. Tika izveidota viena nepārtraukta maģistrāle Mariinska - Habarovska 4812 km garumā un 2002. gadā līdz Vladivostokai, elektrificēta ar elektroapgādes sistēmu. maiņstrāva 25 kV. 2000. gada oktobrī posms Loukhi - Murmansk ar Oktjabrskas dzelzceļa atzariem (490) km tika pārcelts uz maiņstrāvu.
Statistiskā informācija par Krievijas dzelzceļu elektrifikāciju:
pēc garuma: dīzeļa vilce - 53,2%, elektriskā vilce - 46,8%;
pēc pārvadājumu apjomiem: dīzeļvilce - 22,3%, elektriskā vilce - 77,7%;
pa strāvas veidiem: līdzstrāva ar spriegumu 3 kV - 46,7%, maiņstrāva ar spriegumu 25 kV - 53,35%;
Krievijas elektrificēto dzelzceļu īpatsvars pasaulē:
pēc garuma no kopējā pasaules dzelzceļa tīkla: Krievija - 9%, pārējās pasaules valstis - 91%;
pēc elektrificēto dzelzceļu garuma: Krievija - 16,9%, pārējās pasaules valstis - 83,1%.
Dzelzceļa elektrifikācijas un kravu satiksmes pārslēgšanās no dīzeļdegvielas uz elektrificētajiem kursiem programma paredz laika posmā no 2001. līdz 2010.gadam elektrificēt 7640 km un aptuveni 1000 km dzelzceļa līniju pāriet no līdzstrāvas uz maiņstrāvu. Tajā pašā laikā 90% no jaunās elektrifikācijas tiek veikta ar maiņstrāvu un tikai dažas filiāles ar līdzstrāvu. Līdz 2010. gadam Krievijā būs 49,1 tūkstotis km elektrificētu līniju. Tas sastādīs 56,7% no dzelzceļa tīkla kopējā garuma, vienlaikus veicot 81,2% no kopējā satiksmes apjoma tajā. Krievija nonāks elektriskās vilces optimālākās izmantošanas zonā
Elektriskās vilces ieviešanai ir šādi posmi:
1. Piepilsētas teritoriju elektrifikācija pie līdzstrāvas sprieguma 1,5 kV;
2. Dzelzceļa galveno posmu elektrifikācija ar spriegumu 3 kV un piepilsētas posmu pāreja uz spriegumu 3 kV.
3.Maiņstrāvas ar 25 kV spriegumu ieviešana kopā ar līdzstrāvas daudzstūra paplašināšanu ar spriegumu 3 kV. Ir izstrādāta uzticama sistēma divu veidu strāvu savienošanai, sadalot kontakttīklu.
4. Paaugstināta sprieguma 2x25 kV trīsvadu autotransformatora barošanas sistēmas ieviešana un elektrifikācijas samazināšana pie līdzstrāvas 3 kV.
5. Līdzstrāvas posmu pārnešana uz maiņstrāvu.
XIX gadsimta pēdējā ceturksnī. tika iezīmētas lokomotīvju būves jauno laukumu kontūras - elektrolokomotīvju un dīzeļlokomotīvju ēka.
Iespēja izmantot elektrisko vilci dzelzceļā tika norādīta jau 1874. gadā krievu speciālista F. A. Pirotska pieteikumā par privilēģiju. 1875.-1876.gadā. viņš veica eksperimentus uz Sestroreckas dzelzceļa par elektrības pārvadi pa sliedēm, kas izolētas no zemes. Pārraide tika veikta aptuveni 1 km attālumā. Otrā sliede tika izmantota kā atgriešanas vads. Elektrība tika nodota nelielam dzinējam. 1876. gada augustā F. A. Pirotskis publicēja rakstu Inženieru žurnālā ar sava darba rezultātiem. Šie eksperimenti viņu noveda pie idejas par elektrības izmantošanu ratiņiem, kas pārvietojas pa metāla sliedēm.
Elektroenerģijas izmantošanas transportā idejas praktiskā realizācija pieder Verneram Sīmensam (Vācija), kurš uzbūvēja pirmo elektrisko dzelzceļu, kas tika izstādīts Berlīnes rūpniecības izstādē 1879. gadā. Tas bija neliels šaursliežu ceļš, kas paredzēts pastaigas izstādes apmeklētājiem. Īsu vaļēju piekabju vilcienu vadīja elektrolokomotīve ar diviem motoriem, kas saņēma D.C. spriegums 150 V no dzelzs sloksnes, kas novietota starp sliedēm. Viena no skriešanas sliedēm kalpoja kā atgriešanas vads.
1881. gadā V. Sīmens Berlīnes priekšpilsētā Lihterfeldē uzbūvēja elektriska ceļa izmēģinājuma posmu, pirmo reizi izmantojot automobili. Vienai no sliedēm tika piegādāta 180 V strāva, un otra sliede kalpoja kā atgriešanas vads.
Lai izvairītos no lieliem elektrības zudumiem, kas radās koka gulšņu sliktās izolācijas spēju dēļ, V. Sīmens nolēma mainīt elektromotora elektroenerģijas padeves ķēdi. Šim nolūkam uz elektriskā ceļa, kas uzbūvēts tajā pašā 1881. gadā Parīzes pasaules izstādē, tika izmantots darba vads. Viņš pārstāvēja virs sliedēm piekārtu dzelzs cauruli. Caurules apakšējā daļa tika nodrošināta ar garenisko spraugu. Caurules iekšpusē ieskrēja atspole, kas caur spraugu savienota ar elastīgu vadu, kas bija piestiprināts pie lokomotīves jumta un pārraidīja elektrisko strāvu uz elektromotoru. Tā pati caurule, kas piekārta blakus pirmajai, kalpoja kā atgriešanas vads. Līdzīga sistēma tika piemērota tiem, kas celti 1883.-1884. piepilsētas tramvaji Mēdlinga - Vorderbrühl Austrijā un Frankfurte - Ofenbaha Vācijā, kas darbojas ar 350 V spriegumu.
Aptuveni tajā pašā laikā Kinrešā (Īrija) tramvaja līnijā tika izmantota trešā sliede, kas tika uzstādīta uz izolatoriem blakus sliedēm. Taču šī sistēma pilsētas apstākļos izrādījās pilnīgi nepieņemama, traucējot pajūgu un gājēju kustībai.
Interesanti atzīmēt, ka šādas sistēmas elektriskās strāvas padeves motoram tehnisko postu jau iepriekš paredzēja F. A. Pirotskis, kurš 1880. gadā laikrakstā S. Petersburg Vedomosti rakstīja: “Manis būvētais elektriskais dzelzceļš ir visvienkāršākais un lētākais. Tas neprasa vidējās dzelzceļa līnijas izmaksas, nevajadzīgi palielinot ceļa izmaksas par 5% un apturot vagonu satiksmi pilsētā. Tas neprasa izmaksas par čuguna stabiem, kas ir pārmērīgi dārgi.
Šo vēstuli Pirotskis publicēja saistībā ar ziņām, kas parādījās presē par viņa 1880. gada 3. septembrī Sanktpēterburgā veikto elektriskā tramvaja pārbaužu rezultātiem. Šajā laikā F. A. Pirotskis intensīvi nodarbojās ar savu projektu īstenošanu, kas saistīti ar uzticama pilsētas elektriskā transporta izveidi. Viņš saprata, ka galvenā dzelzceļa elektrotransporta attīstība nav iespējama, neatrisinot elektrotehnikas pamatproblēmu - elektroenerģijas pārvadi lielos attālumos. Ņemot to vērā, F. A. Pirotskis koncentrēja savu uzmanību uz eksperimentiem par automašīnas elektrisko kustību, kas pieņemti uz pilsētas zirgu vilkšanas dzelzceļiem. Rezultātā 1880. gadā viņam pirmo reizi izdevās veikt kustību pa īsta divstāvu automobiļa sliedēm. Sava darba rezultātus F. A. Pirotskis prezentēja 1881. gadā Starptautiskajā elektrotehnikas izstādē Parīzē, kur izstādīja savu elektrodzelzceļa shēmu.
1884. gadā Braitonā (Anglija) pēc Pirotska shēmas tika uzbūvēts elektriskais dzelzceļš, ko darbina viena no sliedēm, 7 verstu garumā. Tikai viena vagona ekspluatācija deva tīro peļņu, salīdzinot ar 420 frankiem zirga vilkšanai dienā.
Kopš XIX gadsimta 80. gadu vidus. Ar elektriskās vilces attīstību uz dzelzceļiem sāk intensīvi nodarboties amerikāņu inženieri un uzņēmēji, kuri enerģiski ķērās pie elektrolokomotīvju, kā arī strāvas padeves metožu pilnveidošanas.
Pie elektrodzelzceļa transporta problēmas ASV strādāja T. A. Edisons, kurš laika posmā no 1880. līdz 1884. gadam uzbūvēja trīs nelielas eksperimentālas līnijas. 1880. gadā viņš radīja elektrolokomotīvi, kas pēc izskata atgādināja tvaika lokomotīvi. Elektriskā lokomotīve tika darbināta ar elektrisko strāvu no sliežu sliedēm, no kurām viena bija savienota ar ģeneratora pozitīvo, bet otra negatīvo polu. 1883. gadā T. A. Edisons kopā ar S. D. Fīldu uzbūvēja modernāku elektrisko lokomotīvi ("The Judge"), kas tika izstādīta izstādē Čikāgā un vēlāk Luisvilā.
Līdz 1883. gadam pieder amerikāņu inženiera L. Dafta darbs, kurš izveidoja pirmo standarta sliežu ceļa elektrisko lokomotīvi ("Atreg"), kas paredzēta dzelzceļam Saratoga-McGregor. 1885. gadā Daft uzbūvēja uzlabotu elektrisko lokomotīvi Ņujorkas estakādes dzelzceļam. Lokomotīve ar nosaukumu "Benjamin Franklin" svēra 10 tonnas, bija garāka par 4 m un bija aprīkota ar četriem dzenošiem riteņiem. 125 ZS motoram pa trešo sliedi tika piegādāta 250 V elektriskā strāva. s, kas varētu vilkt astoņu vagonu vilcienu ar ātrumu 10 jūdzes stundā (16 km/h).
1884. gadā Šveices inženieris R. Torijs uzbūvēja eksperimentālu zobratu dzelzceļu, savienojot kalna nogāzē esošo viesnīcu ar Terija pilsētu (netālu no Montrē pie Ženēvas ezera). Lokomotīvei bija četri dzenošie riteņi un tā pārvietojās pa ļoti stāvu nogāzi (1:33). Tā ietilpība bija maza un ļāva vienlaikus pārvadāt četrus pasažierus. Nobraucot, bremzēšanas laikā motors darbojās kā ģenerators, atdodot elektroenerģiju tīklā.
Vairākus gadus inženierzinātnes ir nenogurstoši strādājušas, lai uzlabotu elektriskās lokomotīves strāvas padeves tehniku.
1884. gadā Klīvlendā Bentlijs un Naits uzbūvēja tramvaju ar pazemes vadu. Līdzīga sistēma tika ieviesta 1889. gadā Budapeštā. Šī barošanas metode izrādījās neērta lietošanā, jo tekne ātri kļuva netīra.
1884. gada beigās Kanzassitijā (ASV) Henrijs izmēģināja sistēmu ar vara gaisvadu vadiem, no kuriem viens bija tiešs, otrs – reverss.
Līdz 1885. gadam beļģu speciālists Van Depuls Toronto (Kanādā) uzbūvēja pirmo tramvaju ar vienu darba vadu. Viņa shēmā sliedes kalpoja kā atgriešanās vads. Pa līniju tika uzbūvēti stabi ar konsolēm, pie kuriem tika piestiprināti izolatori ar darba vadu. Saskarsme ar darba vadu tika veikta ar uz tramvaja stieņa uzmontēta metāla veltņa palīdzību, kas kustības laikā “ripojās” pa vadu.
Šī piekares sistēma izrādījās ļoti racionāla, pēc turpmākiem uzlabojumiem tā tika pieņemta daudzās citās valstīs un drīz vien kļuva plaši izplatīta. Līdz 1890. gadam ASV darbojās aptuveni 2500 km tramvaja tipa elektrisko ceļu, bet līdz 1897. gadam – 25 000 km. Elektriskais tramvajs sāka aizstāt vecos pilsētas transporta veidus.
1890. gadā pirmo reizi Eiropā uz tramvaja līnijas Hallē (Prūsijā) parādījās gaisa vads. Kopš 1893. gada elektriskie dzelzceļi Eiropā attīstās paātrinātā tempā, kā rezultātā līdz 1900. gadam to garums sasniedza 10 tūkstošus km.
1890. gadā izbūvētajam Londonas pazemes ceļam tika pielietota elektriskā vilce. Izmantojot trešo sliedi, elektromotoram tika piegādāta elektriskā strāva 500 V. Šī sistēma izrādījās ļoti veiksmīga pašsekošanas ceļiem un sāka strauji izplatīties citās valstīs. Viena no tās priekšrocībām ir iespēja elektrificēt ceļus ar ļoti lielu elektroenerģijas patēriņu, kas ietvēra metro un galvenos dzelzceļus.
1896. gadā elektrisko vilci, izmantojot strāvu nesošo trešo sliedi, pirmo reizi ieviesa dzelzceļa posmā Baltimora-Odžei. Elektrifikācija skārusi 7 km garu ceļa posmu tuvojoties Baltimorai. Šajā trases posmā tika ieklāts 2,5 kilometrus garš tunelis, liekot būvniekiem to elektrificēt. Elektriskās lokomotīves, kas darbojās šajā posmā, saņēma elektroenerģiju no trešās sliedes ar 600 V spriegumu.
Pirmie elektrificētie dzelzceļi bija īsi. Tālsatiksmes dzelzceļu būvniecībā radās grūtības, kas saistītas ar lieliem enerģijas zudumiem, ko rada līdzstrāvas pārvade lielos attālumos. Līdz ar maiņstrāvas transformatoru parādīšanos 1980. gados, kas ļāva pārraidīt strāvu lielos attālumos, tie tika ieviesti dzelzceļa līniju barošanas ķēdēs.
Ieviešot transformatorus elektroapgādes sistēmā, izveidojās tā sauktā "trīsfāzu līdzstrāvas sistēma", jeb, citiem vārdiem sakot, "trīsfāzu elektropārvades līdzstrāvas sistēma". Centrālā elektriskā stacija radīja trīsfāzu strāvu. Tas tika pārveidots par augstsprieguma spriegumu (no 5 līdz 15 tūkstošiem V, bet 20. gados - līdz 120 tūkstošiem V), kas tika piegādāts attiecīgajām līnijas sekcijām. Katrai no tām bija sava pakāpju apakšstacija, no kuras maiņstrāva tika virzīta uz vienas vārpstas uzmontētu maiņstrāvas elektromotoru ar līdzstrāvas ģeneratoru. Darba vads tika darbināts ar elektrību no tā. 1898. gadā Šveicē tika uzbūvēts ievērojama garuma dzelzceļš ar neatkarīgu sliežu ceļu un trīsfāzu strāvas sistēmu, kas savienoja Freiburgu-Murten-Insu. Tam sekoja vairāku citu dzelzceļa un metro posmu elektrifikācija.
Līdz 1905. gadam elektriskā vilce pilnībā aizstāja tvaiku uz pazemes ceļiem.
Šukhardins S. "Tehnoloģija tās vēsturiskajā attīstībā"
Attīstoties rūpniecībai un Lauksaimniecība valstīs palielinās kravu apjoms, kas jāpārvadā no viena valsts reģiona uz citu, un tas izvirza prasības dzelzceļa transportam palielināt dzelzceļa kravnesību un caurlaidspēju. Mūsu valstī vairāk nekā pusi no kopējā kravu apgrozījuma apgūst elektriskā vilce.
Cariskajā Krievijā nebija elektrisko dzelzceļu. Galveno maģistrāļu elektrifikācija tika plānota pirmajos padomju varas gados valsts plānveida ekonomikas organizēšanas laikā.
1920. gadā izstrādātajā GOELRO plānā uzmanība tika pievērsta dzelzceļu kravnesības un caurlaidspējas palielināšanai, pārceļot tos uz elektrisko vilci. 1926. gadā Baku-Surakhani līnija tika elektrificēta 19 km garumā ar spriegumu kontakttīklā 1200 V līdzstrāvas. 1929. gadā piepilsētas posms Maskava - Mitišči 17,7 km garumā ar 1500 V spriegumu kontakttīklā tika pārslēgts uz elektrisko vilci.strāvu. Pēc tam sākās dažu klimatisko apstākļu ziņā smagāko, satiksmes intensīvāko posmu un līniju elektrifikācija ar smagu profilu.
Līdz Otrā pasaules kara sākumam tika pārcelti vissarežģītākie posmi Kaukāzā, Urālos, Ukrainā, Sibīrijā, Arktikā un Maskavas priekšpilsētās ar kopējo garumu aptuveni 1900 km. Kara laikā Urālos, Maskavas un Kuibiševas priekšpilsētās tika elektrificētas līnijas ar kopējo garumu aptuveni 500 km.
Pēc kara nācās atjaunot elektrificēto dzelzceļu posmus valsts rietumu daļā, kas atradās ienaidnieka īslaicīgi okupētajā teritorijā. Turklāt jaunus smagos dzelzceļa posmus bija nepieciešams pārcelt uz elektrisko vilci. Piepilsētas posmi, kas iepriekš tika elektrificēti ar 1500 V spriegumu kontaktvadā, tika pārcelti uz 3000 V spriegumu. Sākot ar 1950. gadu, no atsevišķu posmu elektrifikācijas tie pārgāja uz visu kravas ietilpīgo virzienu pārnešanu uz elektrisko vilci un darbu. sākās līnijās Maskava-Irkutska, Maskava-Harkova u.c.
Tautsaimniecības preču plūsmas pieaugumam un pasažieru pārvadājumu pieaugumam nepieciešamas jaudīgākas lokomotīves un vilcienu skaita pieaugums. Pie 3000 V sprieguma kontakttīklā jaudīgu elektrolokomotīvju patērētās strāvas, ievērojamu daudzumu no tām esot elektroapgādes zonā no vilces apakšstacijām, radīja lielus enerģijas zudumus. Lai samazinātu zudumus, vilces apakšstacijas ir jāliek tuvāk viena otrai un jāpalielina kontakttīkla vadu šķērsgriezums, taču tas sadārdzina elektroapgādes sistēmu. Ir iespējams samazināt enerģijas zudumus, samazinot strāvas, kas iet caur kontakttīkla vadiem, un, lai jauda paliktu nemainīga, ir nepieciešams palielināt spriegumu. Šo principu izmanto maiņstrāvas vienfāzes elektriskās vilces sistēmā ar rūpniecisko frekvenci 50 Hz pie sprieguma kontakttīklā 25 kV.
Elektriskā ritošā sastāva (elektrisko lokomotīvju un elektrovilcienu) patērētās strāvas ir daudz mazākas nekā ar līdzstrāvas sistēmu, kas ļauj samazināt kontakttīkla vadu šķērsgriezumu un palielināt attālumus starp vilces apakšstacijām. Šo sistēmu mūsu valstī sāka pētīt pat pirms Lielā Tēvijas kara. Tad kara laikā pētniecība bija jāpārtrauc. 1955.-1956.gadā. saskaņā ar pēckara attīstības rezultātiem, izmantojot šo sistēmu, tika elektrificēts Maskavas ceļa Kaklarotas-Pavelets eksperimentālais posms. Nākotnē šo sistēmu sāka plaši ieviest mūsu valsts dzelzceļos kopā ar līdzstrāvas elektriskās vilces sistēmu. Līdz 1977. gada sākumam elektrificētās līnijas PSRS stiepās aptuveni 40 tūkstošu km garumā, kas ir 28% no visu valsts dzelzceļu garuma. No tiem aptuveni 25 tūkstoši km ir ar līdzstrāvu un 15 tūkstoši km ir ar maiņstrāvu.
Dzelzceļi no Maskavas līdz Karimskajai ar garumu vairāk nekā 6300 km, no Ļeņingradas līdz Erevānai - apmēram 3,5 tūkstoši km, Maskava-Sverdlovska - vairāk nekā 2 tūkstoši km, Maskava-Voroņeža-Rostova, Maskava-Kijeva-Chop, līnijas, kas savieno Donbasu ar Volgas apgabals un ar Ukrainas rietumu daļu uc Turklāt visu lielo rūpniecības un kultūras centru piepilsētas satiksme ir pārslēgta uz elektrisko vilci.
Elektrifikācijas ātruma, līniju garuma, satiksmes apjoma un kravu apgrozījuma ziņā mūsu valsts ir tālu aiz sevis atstājusi visas pasaules valstis.
intensīva dzelzceļa elektrifikācija tā lielo tehnisko un ekonomisko priekšrocību dēļ. Salīdzinot ar tvaika lokomotīvi vai ar tādu pašu svaru un izmēriem, tai var būt ievērojami lielāka jauda, jo tai nav primārā dzinēja (tvaika dzinēja vai dīzeļdzinēja). Līdz ar to elektrolokomotīve nodrošina darbu ar vilcieniem daudz lielākā ātrumā un līdz ar to palielina dzelzceļu caurlaidspēju un kravnesību. Vairāku elektrisko lokomotīvju vadības izmantošana no viena staba (daudzu vienību sistēma) ļauj palielināt šos rādītājus vēl lielākā mērā. Lielāks braukšanas ātrums nodrošina ātrāku preču un pasažieru nogādāšanu galamērķī un nes papildu ekonomiskos ieguvumus valsts ekonomikai.
Elektriskajai vilcei ir augstāka efektivitāte nekā dīzeļa vilcei un jo īpaši tvaika vilcei. Tvaika vilces vidējā ekspluatācijas efektivitāte ir 3-4%, dīzeļlokomotīves - aptuveni 21% (ar 30% dīzeļdegvielas izmantošanu), bet elektriskās vilces - aptuveni 24%.
Ja elektrolokomotīvi darbina vecās termoelektrostacijas, elektriskās vilces efektivitāte ir 16-19% (pašas elektrolokomotīves efektivitāte ir aptuveni 85%). Tik zema sistēmas efektivitāte ar augstu elektrolokomotīves efektivitāti ir saistīta ar lieliem enerģijas zudumiem spēkstaciju krāsnīs, katlos un turbīnās, kuru efektivitāte ir 25-26%.
Mūsdienu spēkstacijas ar jaudīgiem un ekonomiskiem blokiem darbojas ar efektivitāti līdz 40%, bet efektivitāti līdz 40%. elektriskā vilce, saņemot no tiem enerģiju, ir 25-30%. Visekonomiskākā elektrolokomotīvju un elektrovilcienu darbība ir tad, ja līniju darbina hidroelektrostacija. Tajā pašā laikā elektriskās vilces efektivitāte ir 60-62%.
Jāpiebilst, ka tvaika lokomotīves un dīzeļlokomotīves darbojas ar dārgu un kalorijām bagātu degvielu. Termoelektrostacijas var darboties ar zemākas klases kurināmo – brūnoglēm, kūdru, slānekli, kā arī izmantot dabasgāzi. Arī elektriskās vilces efektivitāte palielinās, ja sekcijas tiek darbinātas ar atomelektrostacijām.
Elektriskās lokomotīves ir uzticamākas ekspluatācijā, prasa mazākas izmaksas iekārtu pārbaudēm un remontiem, kā arī ļauj palielināt darba ražīgumu par 16-17%, salīdzinot ar dīzeļvilci.
Tikai elektriskajai vilcei piemīt īpašības vilcienā uzkrāto mehānisko enerģiju pārstrādāt elektroenerģijā un rekuperatīvās bremzēšanas laikā nodot kontakttīklam, lai to izmantotu citas elektrolokomotīves vai automobiļi, kas šajā periodā darbojas vilces režīmā. Ja nav patērētāju, enerģiju var nodot energosistēmai. Pateicoties enerģijas atgūšanai, iespējams iegūt lielu ekonomisko efektu. Tādējādi 1976. gadā rekuperācijas dēļ tīklā tika atgriezti aptuveni 1,7 miljardi kWh elektroenerģijas. Reģeneratīvā bremzēšana ļauj paaugstināt vilcienu satiksmes drošības līmeni, samazināt bremžu kluču un riteņu loku nodilumu.
Tas viss ļauj samazināt transportēšanas izmaksas un padarīt preču transportēšanas procesu efektīvāku.
Dzelzceļa transporta vilces tehniskās rekonstrukcijas dēļ tika ietaupīti aptuveni 1,7 miljardi tonnu degvielas, bet ekspluatācijas izmaksas samazinājās par 28 miljardiem rubļu. Ja pieņemam, ka līdz šim uz mūsu maģistrālēm strādātu tvaika lokomotīves, tad, piemēram, 1974. gadā savās krāsnīs būtu jāizlieto trešā daļa valstī iegūto ogļu.
Krievijas dzelzceļu elektrifikācija veicina apkārtējo rajonu tautsaimniecības attīstību, jo rūpniecības uzņēmumi, kolhozi, sovhozi saņem elektroenerģiju no vilces apakšstacijām un tiek slēgtas neefektīvās, neekonomiskās vietējās dīzeļelektrostacijas. Katru gadu vairāk nekā 17 miljardi kWh enerģijas nonāk vilces apakšstacijās, lai apgādātu ar vilci nesaistītus patērētājus.
Ar elektrisko vilci palielinās darba ražīgums. Ja ar dīzeļa vilci darba ražīgums palielinās 2,5 reizes, salīdzinot ar tvaiku, tad ar elektrisko vilci tas palielinās 3 reizes. Transportēšanas izmaksas elektrificētajās līnijās ir par 10-15% zemākas nekā ar dīzeļvilci.
Elektrificēta dzelzceļa elektroapgādes sistēma sastāv no elektroapgādes sistēmas ārējās daļas, kurā ietilpst ierīces elektroenerģijas ražošanai, sadalei un pārvadei uz vilces apakšstacijām (tikai);
Energoapgādes sistēmas vilces daļa, kas sastāv no lineāro ierīču vilces apakšstacijām un vilces tīkla. Vilces tīkls savukārt sastāv no kontakttīkla, sliežu ceļa, padeves un iesūkšanas līnijām (padevējiem), kā arī citiem vadiem un ierīcēm, kas savienotas visā līnijas garumā un kontakta piekares tieši vai caur speciāliem autotransformatoriem.
Galvenais elektroenerģijas patērētājs vilces tīklā ir lokomotīve. Vilcienu nejaušās atrašanās vietas dēļ ir neizbēgamas nejaušas kravu kombinācijas (piemēram, vilcienu caurbraukšana ar minimālu intervālu starp vilcieniem), kas var būtiski ietekmēt vilces elektroapgādes sistēmas darbības režīmus.
Līdz ar to vilcieni, kas attālinās no vilces apakšstacijas, tiek darbināti ar elektroenerģiju ar zemāku spriegumu, kas ietekmē vilciena ātrumu un līdz ar to arī posma caurlaidību.
Papildus vilces motoriem, kas vada vilcienu, lokomotīvēm ir palīgmašīnas, kas veic dažādas funkcijas. Šo mašīnu veiktspēja ir saistīta arī ar sprieguma līmeni uz to skavām. No tā izriet, ka vilces elektroapgādes sistēmās ir ļoti svarīgi uzturēt noteiktu sprieguma līmeni jebkurā vilces tīkla punktā.
Elektrificētā dzelzceļa posma elektroenerģijas padeve tiek veikta no konkrēta reģiona energosistēmas. Elektrificēta dzelzceļa elektroapgādes shematiska diagramma ir parādīta attēlā. 1.3.
Ārējā barošanas sistēma (I) ietver elektrisko staciju 1, transformatoru apakšstaciju 2, elektropārvades līniju 3. Vilces barošanas sistēmā (II) ir vilces apakšstacija 4, barošanas padeves 5, iesūkšanas padeve 6, kontakttīkls. 7 un vilces sliedi 9 (sk. 1.3. att.), kā arī lineārās ierīces.
Dzelzceļi tiek apgādāti ar elektrību pa līnijām 35, 110, 220 kV, 50 Hz. Vilces barošanas sistēma var būt līdzstrāva vai maiņstrāva.
Rīsi. 1.3. Elektrificētā dzelzceļa elektroapgādes shematiskā shēma: 1 - rajona spēkstacija; 2 - palielināt transformatoru apakšstacija; 3 - trīsfāzu elektropārvades līnija; 4 - vilces apakšstacija; 5 - padeves līnija (padevējs); 6 - sūkšanas līnija (padevējs); 7 - kontaktu tīkls; 8 - elektriskā lokomotīve; 9 - sliedes
Uz Krievijas dzelzceļiem līdzstrāvas barošanas sistēma ar spriegumu kontakttīklā 3 kV un maiņstrāvas barošanas sistēma ar spriegumu kontakttīklā 25 kV un 2 × 25 kV, ar frekvenci 50 Hz, ir kļuvuši plaši izplatīti.
2005. gada 1. janvārī elektrificēto dzelzceļu garums Krievijā bija 42,6 tūkstoši km.
3 kV līdzstrāvas vilces elektroapgādes sistēma
Līdzstrāvas dzelzceļa elektrificētā posma barošanas ķēde ir parādīta att. 1.4.
Vairumā gadījumu vilces tīkls tiek darbināts no 110 (220) kV kopnēm caur pazeminošo transformatoru, kas nodrošina sprieguma samazināšanu līdz 10 kV. 10 kV kopnēm ir pievienots pārveidotājs, kas sastāv no vilces transformatora un taisngrieža. Pēdējais nodrošina maiņstrāvas pārveidošanu par pastāvīgs spriegums uz riepām 3,3 kV. Kontaktu tīkls ir savienots ar "plus autobusu", bet sliedes - ar "mīnus autobusu".
Rīsi. 1.4. Līdzstrāvas dzelzceļa elektrificētā posma elektroapgādes shematiska shēma ar spriegumu kontakttīklā 3 kV
Līdzstrāvas vilces barošanas sistēmas pamatīpašība ir vilces motora elektriskais savienojums ar kontakttīklu, t.i., ir kontaktstrāvas savākšanas sistēma. Līdzstrāvas elektrisko lokomotīvju un elektrovilcienu vilces motori ir paredzēti 1,5 kV nominālajam spriegumam. Šādu motoru pāru sērijveida savienojums ļauj vilces tīklā nodrošināt 3 kV spriegumu.
Līdzstrāvas sistēmas priekšrocības nosaka sērijveida līdzstrāvas motora kvalitāte, kura raksturlielums lielākā mērā atbilst vilces motoriem izvirzītajām prasībām.
Līdzstrāvas vilces barošanas sistēmas trūkumi ir šādi:
Sakarā ar zemo spriegumu vilces tīklā, strāvas slodzēm un lieliem elektroenerģijas zudumiem (līdzstrāvas elektriskās vilces sistēmas kopējais veiktspējas koeficients (COP) tiek lēsts 22%);
Pie lielām strāvas slodzēm attālums starp vilces apakšstacijām ir 20 km vai mazāks, kas nosaka elektroapgādes sistēmas augstās izmaksas un augstās ekspluatācijas izmaksas;
Lielas strāvas slodzes nosaka nepieciešamību pēc lielāka šķērsgriezuma kontakta balstiekārtas, kas izraisa ievērojamu deficīta krāsaino metālu pārtēriņu, kā arī palielinās mehāniskās slodzes uz kontakttīkla balstiem;
Līdzstrāvas elektriskās vilces sistēmai raksturīgi lieli elektroenerģijas zudumi elektrolokomotīvju palaišanas reostatos paātrinājuma laikā (piepilsētas satiksmē tie veido aptuveni 12% no kopējā vilcienu vilces elektroenerģijas patēriņa);
Ar līdzstrāvas elektrisko vilci notiek intensīva pazemes metāla konstrukciju korozija, ieskaitot kontakttīkla balstus;
Sešu impulsu taisngrieži, kas vēl nesen tika izmantoti vilces apakšstacijās, bija ar zemu jaudas koeficientu (0,88 ÷ 0,92), un patērētās strāvas nesinoidālās līknes dēļ izraisīja elektroenerģijas kvalitātes pasliktināšanos (īpaši 10 kV kopnēs). ).
Uz līdzstrāvas ceļiem izšķir centralizētās un dalītās barošanas shēmas. Galvenā atšķirība starp šīm shēmām slēpjas taisngriežu vienību skaitā apakšstacijās un jaudas rezervēšanas metodēs. Ja apakšstacijā ir centralizēta elektroapgādes shēma vienībām, tām jābūt vismaz divām. Sadalītās jaudas gadījumā visas apakšstacijas ir vienas vienības, un attālums starp vilces apakšstacijām ir samazināts.
Pastāv prasība, ka viena mezgla atteices gadījumos tiek nodrošināti normāli kustības izmēri. Pirmajā shēmā dublēšanai tiek izmantotas papildu (rezerves) vienības, bet otrajā - apzināta mezglu apakšstaciju iekārtu dublēšanas noraidīšana un pāreja uz visu apakšstacijas dublēšanu.
Uz 2005. gada 1. janvāri ar līdzstrāvas sistēmu elektrificēto elektrodzelzceļu garums vilces tīklā 3 kV bija 18,6 tūkstoši km.
Vilces barošanas sistēma vienfāzes maiņstrāvai ar spriegumu 25 kV, frekvenci 50 Hz
Uz dzelzceļiem, kas elektrificēti ar maiņstrāvu, visizplatītākā elektroapgādes sistēma ir 25 kV, 50 Hz. Elektrificētās sekcijas barošanas avota shematiskā diagramma ir parādīta att. 1.5.
Rīsi. 1.5. Maiņstrāvas dzelzceļa elektrificēta posma barošanas shēma ar spriegumu kontakttīklā 25 kV, frekvenci 50 Hz
Vilces tīkls tiek darbināts no 110 (220) kV kopnēm caur pazeminošo (vilces) transformatoru.
Tam ir trīs tinumi:
I - augstsprieguma tinums 110 (220) kV;
II - zema (vidēja) sprieguma 27,5 kV tinums kontakttīkla barošanai;
III - vidēja (zema) sprieguma tinums 35, 10 kV nevilces patērētāju apgādei.
Kontakttīkla pievadi ir pieslēgti 27,5 kV kopnēm. Šajā gadījumā A un B fāzes baro dažādas vilces apakšstacijas rokas. Lai atdalītu fāzes kontaktu tīklā, ir sakārtots neitrāls ieliktnis. C fāze ir savienota ar sliedēm.
Maiņstrāvas vilces barošanas sistēmas pamatīpašība - vilces motora elektromagnētiskais savienojums ar kontakttīklu - tiek nodrošināts ar elektriskās lokomotīves transformatora palīdzību.
Sistēmas priekšrocības:
Kontakttīklā un vilces motorā tiek izveidoti neatkarīgi sprieguma režīmi, vienlaikus uzturot līdzstrāvas vilces motoru;
Spriegums kontakttīklā palielināts līdz 25 kV maiņstrāvai. Tā rezultātā slodzes strāva samazinās pie tādas pašas pārraidītās jaudas; tiek samazināti sprieguma un jaudas zudumi;
Palielināts attālums starp vilces apakšstacijām un samazināts to skaits (divas līdz trīs reizes);
Samazināts būvniecības laiks un palielināts elektrifikācijas ātrums;
Samazināts krāsaino metālu patēriņš.
Maiņstrāvas vilces barošanas sistēmas trūkumi:
Trīsfāzu transformatoru asimetriska darbība (divu roku slodzei) un rezultātā elektroenerģijas kvalitātes pasliktināšanās un būtiska to pieejamās jaudas samazināšanās. Jāņem vērā, ka ar nelīdzsvarotā režīmā strādājoša transformatora pieejamo jaudu saprot jaudu, kas atbilst pozitīvās secības strāvai pie šādas slodzes, strāvai vienā no transformatora fāzēm iegūstot nominālo vērtību;
Patērēto strāvu sistēmas nesinusoiditāte un arī elektroenerģijas kvalitātes pasliktināšanās elektroapgādes sistēmā (elektrisko lokomotīvju ar uz tām uzstādītu divu impulsu taisngriezi patērētās strāvas līkne satur negatīvu augstāku harmonikas 3, 5, 7 ar lielu skaitlisko vērtību);
Maiņstrāvas elektrisko lokomotīvju mazs jaudas koeficients. Elektriskās vilces sistēmas efektivitāte kopumā tiek lēsta 26% apmērā;
Maiņstrāvas vilces tīkls ir elektromagnētiskās ietekmes avots uz blakus esošajām ierīcēm, tai skaitā sakaru līnijām, kas nosaka nepieciešamību pēc īpašiem pasākumiem, kuru mērķis ir samazināt elektromagnētisko ietekmi;
Cirkulācijas strāvu klātbūtne ar maiņstrāvas vilces tīkla divvirzienu barošanas ķēdi un līdz ar to papildu lieli elektroenerģijas zudumi.
Ar maiņstrāvas sistēmu elektrificēto elektrodzelzceļu garums vilces tīklā 25 kV, frekvence 50 Hz uz 2005. gada 1. janvāri bija 24,0 tūkst.km.
Vilces apakšstaciju ārējās barošanas shēma līdzstrāvas un maiņstrāvas elektriskajām vilces sistēmām
Elektroapgādes shēmas elektrificētiem dzelzceļiem no energosistēmas ir ļoti dažādas. Tie lielākā mērā ir atkarīgi no pielietotās elektriskās vilces sistēmas, kā arī no pašas energosistēmas konfigurācijas.
Apsveriet līdzstrāvas (1.6. att.) un maiņstrāvas (1.7. att.) elektriskās vilces sistēmu barošanas shēmas.
Parasti 50 Hz pārvades līniju darbina elektrotīkls, un tā atrodas gar dzelzceļu.
Ar elektriskās vilces sistēmas spriegumu saprot nominālo spriegumu, kuram tiek ražots elektriskais ritošais sastāvs (EPS). Tas ir arī nominālais spriegums kontakttīklā, spriegums uz apakšstaciju kopnēm parasti tiek ņemts par 10% lielāks par šo vērtību.
Uz att. 1.6 un 1.7 ir atzīmēti: 1 - energosistēma; 2 - elektropārvades līnija; 3 - vilces apakšstacijas (ar taisngriežiem, līdzstrāvas apakšstacijām un transformatoru apakšstacijām - AC); 4 - kontaktu tīkls; 5 - sliedes; 6 - elektriskā lokomotīve.
Rīsi. 1.6. Līdzstrāvas dzelzceļa barošanas avota shematiskā diagramma
Rīsi. 1.7. Maiņstrāvas dzelzceļa strāvas ķēdes shēma
Elektrificētie dzelzceļi pieder pie pirmās kategorijas patērētājiem. Šādiem patērētājiem elektroapgāde tiek nodrošināta no diviem neatkarīgiem elektroenerģijas avotiem. Tās tiek uzskatītas par atsevišķām rajona apakšstacijām, vienas apakšstacijas dažādiem autobusu posmiem - rajons vai vilce. Tāpēc vilces apakšstaciju elektroapgādes shēmai no energosistēmas jābūt tādai, lai vienas rajona apakšstaciju vai elektropārvades līniju atteice nevarētu izraisīt vairāk nekā vienas vilces apakšstacijas atteici. To var panākt, izvēloties racionālu elektroapgādes shēmu vilces apakšstacijām no energosistēmas.
Shēmas vilces apakšstaciju savienošanai ar līnijāmspēka pārvade
Vilces apakšstaciju barošanas ķēde no elektropārvades līnijām parādīta att. 1.8.
1.8.att. Vilces apakšstaciju divvirzienu elektroapgādes shēma no divkontūru elektropārvades līnijas
Vispārīgā gadījumā vilces apakšstaciju elektroapgādes ķēde ir atkarīga no rajona tīkla konfigurācijas, spēkstaciju un apakšstaciju jaudas rezerves, to paplašināšanas iespējām utt. Visos gadījumos lielākai uzticamībai tām mēdz būt divvirzienu elektroapgādes ķēde vilces apakšstacijām (sk. 1.8. att.). Uz att. 1.8. atzīmēts: 1 - atsauces vilces apakšstacija (vismaz trīs augstsprieguma līniju ieejas). Tas ir aprīkots ar augstsprieguma komutācijas ierīču un automātisko bojājumu aizsardzības ierīču kompleksu; 2 - starpposma lodēšanas apakšstacija. Nav uzstādīti augstsprieguma slēdži, tādējādi samazinot elektroapgādes sistēmas izmaksas; 3 - tiek nodrošināta starpposma tranzīta apakšstacija, augstsprieguma līniju sadalīšana remontam vai izslēgšanai bojājumu gadījumā.
Energoapgādes sistēmas uzticamības nodrošināšana tiek panākta, izmantojot divkontūru augstsprieguma līniju, nodrošinot divvirzienu elektroapgādi katram elektropārvades līniju tīklam, sadalot elektrolīnijas tranzīta apakšstacijās un izmantojot ātrgaitas automātisko aizsardzību pamatos, tranzīta vilces un rajonu apakšstacijas.
Energoapgādes sistēmas efektivitātes nodrošināšana tiek panākta, samazinot augstsprieguma iekārtas (slēdžus) uz to starpstaciju rēķina, kurās šādu slēdžu nav. Bojājumu gadījumā šajās apakšstacijās ātrgaitas aizsardzība atslēdz līnijas atskaites apakšstacijās, bet dīkstāves laikā - starpstacijās. Neskartās apakšstacijas ieslēdz automātiskā pārslēgšanas sistēma.
Ja barošanu nodrošina no vienas ķēdes pārvades līnijas, apakšstaciju pieslēgšana atzarojuma līnijām nav atļauta. Visas apakšstacijas ir iekļautas līnijas posmā, un katrā apakšstacijā starppārvades līnijas ir atdalītas ar slēdzi.
Vienfāzes strāvas vilces tīkla barošanas ķēžu iezīmesrūpnieciskā frekvence
Uz vienfāzes maiņstrāvas ceļiem vilces tīkls tiek darbināts no trīsfāzu elektropārvades līnijas caur transformatoriem, kuru tinumi ir savienoti vienā vai citā ķēdē.
Vietējos dzelzceļos galvenokārt tiek izmantoti trīsfāzu trīs tinumu transformatori, kas ieslēgti saskaņā ar TDTNGE tipa shēmu “zvaigznes-zvaigznes trīsstūris” (trīsfāzu, eļļas, ar piespiedu dzesēšanu - strūklu, trīs tinumu, ar sprieguma regulēšanu zem slodzes, zibensizturīgs, elektriskajai vilcei) jauda 20, 31,5 un 40,5 MV?A. Primārais spriegums - 110 vai 220 kV, sekundārais vilcei - 27,5 kV, reģionālajiem patērētājiem - 38,5 un 11 kV.
Lai darbinātu tikai vilces slodzi, tiek izmantoti TDG un TDNG tipa trīsfāzu divu tinumu transformatori ar zvaigznes trīsstūra tinumu savienojuma shēmu (-11). Šo transformatoru jauda ir tāda pati kā trīs tinumu transformatoriem. Vilces tinuma savienojums ar "trijstūri" ļauj iegūt plakanāku ārējo raksturlielumu. Viena "trīsstūra" virsotne ir piestiprināta pie sliedēm, bet pārējās divas - dažādām kontaktu tīkla sekcijām.
Vienfāzes maiņstrāvas vilces tīkla barošanas ķēde no trīsfāzu transformatora ar zvaigznes trīsstūra tinuma savienojumu ir parādīta attēlā. 1.9.
Pieslēdzot vilces slodzi no trim fāzēm, vilces tīkla posmi pa kreisi un pa labi no apakšstacijas jābaro no dažādām fāzēm. Tāpēc tiem ir spriegums, kas nav fāzē viens ar otru.
Rīsi. 1.9. Vienfāzes maiņstrāvas vilces tīkla barošanas shēma no trīsfāzu transformatora ar zvaigznes-trīs tinuma savienojumu
Strāvas fāzēs var iegūt tieši no Kirhhofa vienādojumiem. Ja aplūkotajā laika momentā slodze ir l pa kreisi no apakšstacijas un n pa labi (skat. 1.9. att.), tad varam rakstīt:
Ac \u003d ba + l; (1.1)
Ba = cb + n; (1.2)
Cb \u003d ac - l - p; (1.3)
Ac + ba + cb = 0. (1.4)
Vienādojums (1.4) nozīmē:
Ba = - ac - cb. (1,5)
Mēs aizstājam izteiksmi (1.5) vienādojumā (1.1):
Ac \u003d - ac - cb + l. (1,6)
Aizvietojot formulu (1.3) izteiksmē (1.6), iegūstam:
Ac \u003d - ac - ac + l + p + l;
3ac \u003d 2 l + n;
Ac = l + n. (1,7)
Aizvietojot formulu (1.7) izteiksmē (1.3), iegūstam:
Cb \u003d l + p - l - p;
Cb = - l - p. (1,8)
Aizvietojot formulu (1.8) izteiksmē (1.2), mēs iegūstam:
Cb \u003d - l - n + n;
Ba = - l + n. (1,9)
Strāvu sekundārā "trijstūra" fāzēs un attiecīgi primārā tinuma fāzēs var atrast arī, veidojot vektoru diagrammu.
Lai izveidotu vektoru diagrammu, tiek pieņemts, ka padeves zonu l un n strāvas, kas nozīmē barotāju kopējās strāvas, kas iziet no apakšstacijas attiecīgi pa kreisi un pa labi, tiek sadalītas starp transformatora sekundārajiem tinumiem. . Citiem vārdiem sakot, jums ir jānosaka līdzdalības daļa sekundārais tinums transformators abu barošanas zonu apgādē.
Kad transformatora tinumi ir savienoti saskaņā ar shēmu un slēgtajā “trīsstūra” ķēdē nav nulles secības strāvu, katru fāzi var uzskatīt neatkarīgi no otras, t.i., par vienfāzes transformatoru. Šajā gadījumā slodžu sadalījumu sekundārajā pusē starp fāzēm nosaka tikai tinumu pretestības vērtību attiecība. Kreisā barošanas zona ar strāvu l tiek darbināta ar spriegumu U maiņstrāva. Šis spriegums tiek ģenerēts gan “ah” tinumos, gan “bu” un “cz” tinumos. "Ah" tinumu pretestība ir puse no pārējo divu virknē savienoto tinumu pretestības. Tāpēc strāva l tiek sadalīta starp šiem spriegumu ģenerējošajiem tinumiem maiņstrāva attiecībā 2:1. Strāva tiek sadalīta tādā pašā veidā.
Izveidosim vektoru diagrammu trīsfāzu transformatora fāzu strāvu noteikšanai (1.10. att.).
Rīsi. 1.10. Vektorshēma trīsfāzu transformatora fāzes strāvu noteikšanai
Diagrammā attēlosim sprieguma un strāvas vektorus I l, I p. Strāvai “ah” tinumos, pamatojoties uz iepriekš minēto, jābūt vienādai ar l un p summu. Uzliekot vektoram I l vērtību, kas vienāda tā garumam uz tā garuma vektora I p mēs atrodam ac kā šo daļu summu. Primārā tinuma "zvaigznes" fāzē A strāva (ja ņemam transformācijas koeficientu, kas vienāds ar vienu, un tukšgaitas strāva ir vienāda ar nulli) būs vienāda ar strāvu a.
Līdzīgi strāva "cz" tinumā sastāv no n un - l. Saskaitot tos, iegūstam pašreizējo c. Attiecīgi c = C .
Slodzi “by” tinumā veido summa – l un n. Saskaitot vektorus, iegūstam trešās vismazāk noslogotās fāzes slodzi b = B. Ņemiet vērā, ka vismazāk noslogotā fāze ir “trijstūra” fāze. kas nav tieši savienots ar sliedēm.
Uz diagrammas attēlā. 1.10 parāda fāzes nobīdes leņķus A, B, C starp strāvu I A, I B, I C un spriegumu U A, U B, U C. Ņemiet vērā, ka A\u003e L un C< П, т. е. углы сдвига А и С для двух наиболее загруженных фаз оказываются разными (даже для Л = П). У «опережающей» (по ходу вращения векторов) С угол меньше, чем у «отстающей» фазы А. Это существенно влияет на потери напряжения в трансформаторе.
Lai nodrošinātu vienotu elektropārvades līniju fāžu noslogošanu, tās tiek pārmaiņus savienotas ar vilces apakšstacijām.
Shēmas vilces apakšstaciju grupas savienošanai ar elektropārvades līniju
Prasības savienojuma shēmai ir šādas:
Paralēlas darbības iespēju nodrošināšana blakus esošo vilces apakšstaciju kontakttīklā;
Vienotas elektrolīnijas slodzes izveide.
Ja elektropārvades līniju darbina vienvirziena, tad trīs apakšstaciju cikls ar atšķirīgu fāžu secību nodrošina to vienmērīgu slodzi zonā starp elektroenerģijas avotu un pirmo apakšstaciju (1.11. att.). Elektrostacijas ģeneratori darbosies parastā simetriskā slodzes režīmā. Sprieguma elektropārvades līniju zudumi tiek samazināti nevienmērīgas slodzes samazināšanās dēļ.
Apsveriet shēmas vilces apakšstaciju savienošanai ar elektropārvades līnijām (sk. 1.11. att.).
Apakšstacija Nr. 1. Šajā gadījumā transformatora spaile " A t "Pieslēdzas A fāzei, bet pārējie divi -" Vt "un" C t "- attiecīgi pie fāzēm B un C. Ar šo savienojumu apakšstacija ir apzīmēta ar I tipu. Izveidosim vektoru diagrammu šai apakšstacijai (1.12. att.).
Atpaliek fāze maiņstrāva > a. Tāpēc strāva I ac tiek novirzīta ar blakus esošās rokas strāvu I b atpalicības virzienā. Reaktīvās jaudas patēriņš palielinās (atpalikšanas fāzē), kas noved pie sprieguma samazināšanās tajā.
iepriekšējā fāze cb< b . Следовательно, ток I a сдвигает вектор тока I cb в сторону опережения. Потребление реактивной мощности снижается, напряжение увеличивается.
No iepriekš minētā izriet, ka no trim fāzēm viena ir mazāk noslogota - vidējā - B.
Apakšstacija Nr.2. Transformatora "Vt" spaile tiks pievienota nevis tāda paša nosaukuma fāzei, bet gan C fāzei, kas būs faktiskā fāze. Visas barošanas zonas saņems strāvu no punktiem "a" un "b", taču mēs vairs nevaram brīvi izvēlēties jaudas fāzi pēc tam, kad esam izvēlējušies barošanas shēmu no pirmās vilces apakšstacijas.
Veidosim vektoru diagrammu (1.13. att.). Otrajā apakšstacijā ir mainījusies fāžu secība. Ja pirmajā apakšstacijā tā bija ABC (I tipa apakšstacija), tad otrajā kļuva par DIA (II tipa apakšstacija). Tagad mazāk noslogotā fāze būs C fāze.
Apakšstacija Nr.3. Trešās zonas elektroapgāde no apakšstacijas Nr.2 iespējama tikai no punkta "b" (skat. 1.11.att.). No apakšstacijas Nr.3 arī šai zonai jābūt barošanai no punkta “b”. Tāpēc visas nepāra zonas saņems jaudu no punktiem "b" un visas pāra - no punktiem "a".
Veidosim vektoru diagrammu (1.14. att.). Spriegums starp kontaktvadiem un sliedēm būs pozitīvs pāra posmos, bet negatīvs nepāra posmos, tas ir, vai nu fāzē ar vienas no elektropārvades līnijas fāzes spriegumu, vai arī pretējs tam. Apakšstacijai Nr.3 vismazāk noslogota fāze izrādās A. Fāžu secība būs CAB (III tipa apakšstacija).
Rīsi. 1.12. Apakšstacijas Nr.1 spriegumu un strāvu vektorshēma
Rīsi. 1.13. Apakšstacijas Nr.2 spriegumu un strāvu vektorshēma
Rīsi. 1.14. Spriegumu un strāvu vektorshēma apakšstacijai Nr.3
Elektropārvades līnijas vismazāk noslogoto fāžu maiņas secību noteiks apakšstaciju skaits objektā un vilces tīkla elektroapgādes shēma.
Ar divvirzienu elektropārvades līnijām tiek izmantoti cikli, kas ir trīs reizes (1.15. att.).
Rīsi. 1.15. Savienojums ar vilces apakšstaciju elektrolīnijām dažādi veidi ar divvirzienu padevi
Diemžēl vilces apakšstaciju grupas savienošana ar elektropārvades līniju, izmantojot fāžu secību, neatrisina visu strāvas un sprieguma asimetrijas problēmu. Šie jautājumi tiks izskatīti atsevišķi.
Trīs vadu vilces barošanas sistēmamaiņstrāva
Šī sistēma ir sava veida jaudas frekvences maiņstrāvas sistēma, jo lokomotīve šajā gadījumā paliek nemainīga. Kā piemēru apsveriet 2 × 25 kV 50 Hz maiņstrāvas vilces barošanas sistēmu.
Elektrificētā dzelzceļa posma elektroapgādes shēma, izmantojot 2 × 25 kV maiņstrāvas vilces elektroapgādes sistēmu, parādīta att. 1.16.
1.16.att. Elektrificētā dzelzceļa posma elektroapgādes shēma saskaņā ar maiņstrāvas 2 × 25 kV vilces barošanas sistēmu:
1 - apakšstacijas Nr.1 un 2 (vienfāzes) pazeminošie transformatori 220/25 kV; 2 - lineārie autotransformatori 50/25 kV ar jaudu 16 mV?A, uzstādīti starp apakšstacijām pēc 10 - 20 km; 3 - sliežu savienojums pazeminošā transformatora un lineārā autotransformatora (LAT) viduspunktā; 4 - jaudas plūsma pie U = 50 kV; 5 - pie U = 25 kV; 6 - elektriskā lokomotīve
Attālums starp apakšstacijām ir 60 - 80 km.
Sistēmas priekšrocības ir šādas:
Nododot varu LAT vairāk nekā augstsprieguma(50 kV) tiek samazināti jaudas un sprieguma zudumi vilces tīklā;
50 kV barošanas vada ekranēšanas darbība ļauj samazināt kontakttīkla ietekmi uz blakus līnijām.
Nosauktās aplūkojamās sistēmas priekšrocības nosaka tās pielietojumu uz dzelzceļiem ar augstu kravu blīvumu un ātrgaitas pasažieru satiksmi.
Sistēmas trūkumi ietver:
Elektrifikācijas izmaksu kāpums LAT uzstādītās jaudas dēļ;
Kontaktu tīkla uzturēšanas sarežģījumi;
Grūtības sprieguma regulēšanā.
Pirmo reizi trīs vadu maiņstrāvas vilces elektroapgādes sistēma tika izmantota Japānā 1971. gadā. Sadraudzības valstīs 1979. gadā tika uzstādīts Baltkrievijas dzelzceļa pirmais posms Vjazma - Orša.
Šobrīd Maskavas, Gorkijas un bijušā Baikāla-Amūras dzelzceļā, izmantojot šo sistēmu, ir elektrificēti vairāk nekā 2000 km.
Darbos sīkāk apskatīta nodrošinātā elektroapgādes sistēma.
Sazinieties ar tīkla barošanas shēmām
Atkarībā no barošanas ceļu skaita kontakttīkla barošanas ķēdes var būt viena un vairāku ceļu. Šajā gadījumā ir iespējams izmantot gan vienpusējo, gan divpusējo barošanas avotu.
Viena sliežu ceļa posmos ir kļuvušas plaši izplatītas vienvirziena atsevišķas, konsoles un pretkonsoles barošanas avota shēmas. To izmanto arī divvirzienu barošanas avotam.
Divsliežu posmos - atsevišķas, mezglu, pretkonsoles, pretgredzena un paralēlā padeve.
Kontakttīkla piegādes metodes izvēle ir saistīta ar konkrētiem tā darbības rādītājiem - uzticamību un efektivitāti. Uzticamības nodrošināšana tiek panākta, sadalot kontakttīklu un automatizējot ķēžu montāžu, efektivitāti - samazinot elektroenerģijas zudumus un vienotu atsevišķu posmu un trašu kontakttīkla slodzi.
Kontakttīkla barošanas shēmas ir parādītas 1.17. un 1.18. attēlā.
Viena sliežu ceļa posms(skat. 1.17. att.). Kontaktu tīkls ir sadalīts divās daļās (ar izolācijas saskarni vai neitrālu ieliktni), un katra sekcija tiek barota no apakšstacijas caur savu padevēju. Ja kāda sadaļa ir bojāta, tiek atspējota tikai šī sadaļa (1.17. att., a). Ar konsoles shēmu (1.17. att., b) vietne tiek darbināta no vienas apakšstacijas vienā pusē. Bojājumu gadījumā tiek atvienota jauda no visas teritorijas. Izmantojot pretkonsoles shēmu (1.17. att., c), vietne tiek darbināta no vienas apakšstacijas vienā pusē. Katrai sadaļai ir savs padevējs. Ja viena no apakšstacijām ir izslēgta, vietne ir bez strāvas.
1.17.att. Viena sliežu ceļa posma kontakttīkla barošanas shēmas
dubultsliežu posms(skat. 1.18. att.). Atsevišķa barošanas ķēde (1.18. att., a) nodrošina barošanu katram ceļam neatkarīgi vienu no otra. Šajā sakarā kontakta balstiekārtas kopējais šķērsgriezums samazinās, kā rezultātā palielinās elektroenerģijas zudumi. Tajā pašā laikā šīs barošanas shēmas uzticamība ir augstāka salīdzinājumā ar citām shēmām. Mezglu jaudas shēma (1.18. att., b) tiek veikta, izmantojot sadalīšanas stabus. Šajā gadījumā tiek samazināts elektriskās enerģijas zudums, jo iespējama kontakttīkla šķērsgriezuma palielināšanās. Ja kontakttīkls ir bojāts, no darbības tiek izslēgta nevis visa starpapakšstaciju zona, bet tikai bojātā zona starp apakšstaciju un sekcijas stabu.
1.18.att. Strāvas padeves ķēdes divceļu posma kontakttīklam
Konsoles ķēde (1.18. att., c) nodrošina barošanu katram ceļam atsevišķi no dažādām apakšstacijām. Trūkumi šeit ir tādi paši kā līdzīgā viena sliežu ceļa posma shēmā. Pretkonsoles shēma (1.18. att., d) dod iespēju sadalīt starpapakšstaciju zonu sekcijās, kas nav elektriski savienotas viena ar otru. Katrs ceļš tiek barots ar savu padevēju. Kad padevējs ir atvienots, sekcija ir bez sprieguma. Pieaug elektroenerģijas zudumi.
Pretgredzena shēma (1.18. att., e) ļauj barot sekcijas gar gredzenu no divām apakšstacijām, kas samazina elektriskās enerģijas zudumus un palielina uzticamību. Strāvas padeves paralēlā ķēde (1.18. att., e) ir visizplatītākā. Izmantojot šo shēmu, kontakttīklu darbina divas apakšstacijas abās pusēs. Tā kā abu ceļu kontakta balstiekārta ir elektriski savstarpēji savienota, palielinās tās šķērsgriezums, kā rezultātā samazinās elektroenerģijas zudumi. Tajā pašā laikā paralēlā barošanas avota ķēde ir ļoti uzticama salīdzinājumā ar citām shēmām.
Vietējos dzelzceļos kā galvenā tiek pieņemta paralēlā barošanas shēma.
Pirmās iespējas aprīkot dzelzceļu ar elektrisko vilci tika apspriestas 1874. gadā. Krievu speciālists F.A. Pirotskis norādītajā laika posmā veica pirmos praktiskos eksperimentus uz dzelzceļa sliedēm netālu no Sestroreckas par iespēju pārvadīt elektrisko enerģiju, izmantojot no zemes izolētas sliedes.
Pirmie mēģinājumi aprīkot elektrisko vilci
Darbs tika veikts viena kilometra attālumā. Otrā sliede kalpoja kā atgriešanas vads. Iegūtā elektroenerģija tika piegādāta nelielam dzinējam. Divus gadus vēlāk, pēc iesākto darbu uzsākšanas, speciālists F.A. Pirotskis publicē rakstu par iegūtajiem rezultātiem vienā no tehniskās inženierijas žurnāliem. Gala rezultāts bija tāds, ka viņš pārbaudīja ratiņu iedarbināšanu, kas pārvietojās ar saņemtās elektrības palīdzību pa dzelzs sliedēm.
Pirmais praktiskais pielietojums
Vācijā dzīvojošais Verners Sīmens ir ieviesis elektrības praktisko pielietojumu uz dzelzceļa. 1879. gada Berlīnes industriālā izstāde šo sasniegumu izstādīja savās telpās šaursliežu dzelzceļa veidā, pa kuru izstādes viesiem bija tas gods doties garām. Vilciena komplekts sastāvēja no vairākiem atvērta tipa vagoniem, kurus vilka elektriskā lokomotīve. Kustību nodrošināja divi ar līdzstrāvu darbināmi motori, simts piecdesmit voltu spriegumu deva dzelzs sloksne, kas atradās starpsliežu telpā. Viena no skriešanas sliedēm kalpoja kā atgriešanas vads.
izmēģinājuma sižets
Divus gadus vēlāk Lihterfeldes Berlīnes piepilsētas daļā izgudrotājs V. Sīmens pabeidza ar elektrību nodrošinātu izmēģinājuma dzelzceļu būvniecību, un pa tiem pārvietojās vagons, kas aprīkots ar motoru. Spriegums bija simts astoņdesmit volti, un tas tika padots uz vienu tekošu sliedi - tas it kā bija atgriezes vads.
Lai novērstu iespējamos lielos elektroenerģijas zudumus ar sliktu izolāciju, ko izraisīja koka gulšņu izmantošana šajā jaudā, inženierim Verneram Siemensam bija jāmaina ķēdes shēma elektromotora barošanas avots.
Pirmā pieredze piekares elektrifikācijas sistēmā
Pasaules izstāde Parīzē kļuva par platformu, kur cilvēki redzēja elektrisko ceļu, izmantojot ārējo darba piedziņu. Šāda barošana bija dzelzs caurules veidā, kas tika piekārta virs dzelzceļa sliedēm. Caurules apakšējā daļā tika veikts gareniskais griezums. Caurules iekšpusē pārvietojās atspole, kas ar elastīga stieples palīdzību tika savienota caur esošo spraugu un piestiprināta tieši pie jumta lokomotīves virsmas, tādējādi nododot strāvu elektromotoram.
Līdzīga caurule tika piekārta blakus, paralēli pirmajai caurulei, un kalpoja kā atpakaļgaitas piedziņa. Līdzīga sistēma tika izmantota 1884. gadā radītajos tramvajos, kas parādījās Vācijas un Austrijas teritorijās Ofenbahas, Frankfurtes, Vorderbrīlas un Mēdlingas pilsētās. Lai nodrošinātu tramvaju satiksmi, tika piegādāts trīssimt piecdesmit voltu spriegums.
Īrijas pilsēta Kinreša tajos pašos gados kļuva par sava veida platformu novatoriem, kuri tramvaju līnijās izmantoja trešo sliedi kā strāvas vadītāju. Tas tika uzstādīts, izmantojot izolatorus, kas bija paralēli skriešanas sliedēm. Diemžēl šai jaunajai shēmai nebija ilgu praktisku pielietojumu, jo pilsētas apstākļos tā bija nepārprotami traucēklis gājējiem un zirgu komandām.
Krievu inženiera darbs
Interesantākais ir tas, ka Fjodors Apollonovičs Pirotskis vienā no saviem darbiem, kas publicēts Sanktpēterburgas Vedomosti laikraksta izdevumā, brīdināja par visiem šiem tehniskās bojāejas apstākļiem elektromotora padevei. Viņi tieši norādīja, ka viņa atvase elektriskā dzelzceļa veidā ir visvienkāršākā un lētākā konstrukcija. Par vidējās sliedes ieklāšanu nav jārada papildu izmaksas, kas sadārdzina projektu uzreiz par pieciem procentiem un apgrūtina vagonu satiksmi pilsētas ielās. Viņa projekta īstenošanai nebūs jāiegādājas čuguna stabi, kas maksā lielu naudu. Pēc tam ārvalstu izgudrotāji ņēma vērā tik saprātīgu krievu inženiera brīdinājumu un visu īstenoja.
Izgudrotājs F.A. Pirotskis aktīvi iesaistījās sava projekta īstenošanā, saprotot, ka pilsētas un dzelzceļa transportam bez elektrības nav nākotnes. Pamatojoties uz viņa jauno pētījumu un testu rezultātiem, Sanktpēterburgas ielās parādīsies divpakāpju auto, kas pārvietojas pa sliedēm. 1881. gadā šī automašīna tika izstādīta Parīzes izstādē.
Anglijas pilsēta Braitona kļuva par pionieri krievu inženiera projekta praktiskajā īstenošanā 1884. gadā. Elektriskā dzelzceļa garums, kur tika darbināta tikai viena sliede, bija septiņas jūdzes. Rezultātā viena elektromobiļa tīrā peļņa, salīdzinot ar zirga pajūgu, darba dienas laikā sastādīja četrsimt divdesmit frankus.
Amerikāņu inženieru attīstība
Arī Amerikas kontinentā viņi nesēdēja dīkā, bet gan aktīvi nodarbojās ar strāvas padeves metodes uzlabošanu jau izveidotā elektrolokomobilā.
Amerikāņu pētnieks T.A. Edisons veica meklēšanas darbus, lai uzlabotu dzelzceļa lokomotīvi, kas patērē elektrību kā degvielu. Četru gadu laikā, līdz 1884. gadam, T.A. Edisonam izdevās izveidot trīs šorttreka līnijas. Izveidotā lokomotīves versija, kas darbojas ar elektrisko strāvu, vairāk līdzinājās lokomotīves lokomotīves modelim. Enerģiju nodrošināja ģeneratori. Viena no sliežu sliedēm tika darbināta no negatīvā, otra sliede bija savienota ar pozitīvo ģeneratora stabu. Jau 1883. gadā Čikāgas izstādē vienā no objektiem parādījās tam laikam moderna lokomotīve, kas patērēja elektrisko strāvu, ar nosaukumu “Tiesnesis”. Šīs elektriskās lokomotīves versijas izveide tika veikta ciešā sadarbībā ar citu izgudrotāju S.D. Lauks.
Tajā pašā laikā amerikāņu inženierim L. Daftam izdevās uzbūvēt pirmo galvenās elektriskās lokomotīves modeli ar nosaukumu "Atreg". Lokomotīve izmantoja standarta platumu uz dzelzceļa sliedēm no Makgregora līdz Saratogai. Turpinājumā L. Daftam izdodas uzlabot pašam savas lokomotīves versijas tehniskās īpašības, bet tagad to sauc par “Bendžaminu Franklinu”, tās masa ir desmit tonnas, garums – četri metri. Bija četri piedziņas riteņi. Elektriskās strāvas padeve, kuras spriegums bija divi simti piecdesmit volti, tika veikta caur trešo sliedi, kas nodrošināja motora darbību, kura jauda sasniedza simts divdesmit piecus zirgspēkus. Ar tiem pietika, lai vilcienā būtu astoņi vagoni, un tie sekoja, elektriskas lokomotīves vadīti ar ātrumu, kas vienāds ar sešpadsmit kilometriem stundā.
Šveices zobratu ceļš
Šveices inženieris R. Torna kungs tajā pašā 1884. gadā uzbūvēja eksperimentālu dzelzceļu ar zobratu. Rezultātā Tori ciems un kalnu viesnīca saņēma transporta artēriju ar stāvu nogāzi, pa kuru sekoja neliela elektriskā lokomotīve ar četriem dzenošajiem riteņiem. Jaudas parametri bija nenozīmīgi un ļāva tikai četriem cilvēkiem pārvadāt pasažierus. Dodoties lejup pa nogāzi, tika ieslēgts bremzēšanas režīms, un elektromotors kļuva par ģeneratoru, nododot saražoto elektroenerģiju tīklam.
Elektrifikācija Krievijā
Projekts
Visu valstu dizaineri strādāja, lai uzlabotu esošās elektrolokomotīvju versijas, kā arī pie lokomotīves elektroenerģijas piegādes tehnikas.
Elektrifikācija Krievijas impērijā gāja savu ceļu. Projekts par to, kā elektrificēt pirmo iekšzemes dzelzceļu, parādījās deviņpadsmitā gadsimta pašās beigās, 1898. gadā. Bet sākt būvēt Oranienbaumu elektriskā līnija no Pēterburgas uz Krasnije Gorki bija iespējams tikai 1913. gadā. Esošos plānus nebija iespējams pilnībā īstenot Pirmā pasaules kara uzliesmojuma dēļ. Līdz ar to ierobežoti ceļa posmi kļuva par pilsētas tramvaja maršrutu. Strelnā tramvaji joprojām brauc pa sliedēm.
Pēcrevolūcijas periodā jaunā RSFSR valdība uzsāka plaši pazīstamā GOELRO plāna izstrādi un apstiprināja to 1921. gadā. Sliežu ceļu elektrifikācija bija jāpabeidz desmit līdz piecpadsmit gados. Jauno sliežu ceļu garums projekta ietvaros bija trīs tūkstoši piecsimt kilometru, aptverot tikai nelielu daļu no svarīgākajām teritorijām.
Darba sākums
Pirmie dzelzceļi ar elektrisko vilci parādījās 1926. gadā maršrutā no Surakhani uz Sabunči un tālāk uz Azerbaidžānas galvaspilsētu - Baku. Trīs gadus vēlāk elektriskie vilcieni apgūst piepilsētas maršrutu no Maskavas-Pasažieru līdz Mitiščiem pa Ziemeļu dzelzceļu.
Pagāja nedaudz vairāk laika, un 1932. gadā Suramskas pārejas posms saņēma elektrību. Tagad uz šī ceļa galveno satiksmi nodrošināja elektrolokomotīves. Elektriskā vilces sistēma izmantoja līdzstrāvu, kuras spriegums sasniedza trīs tūkstošus voltu. Turpmākajos gados to plaši izmantoja Padomju Savienības dzelzceļos. Pirmās elektriskās lokomotīves darbības dienas skaidri parādīja to priekšrocības salīdzinājumā ar lokomotīvju vilci. Šie rādītāji bija produktivitāte un energoefektivitāte.
Līdz 1941. gadam visu ar elektroenerģiju nodrošināto maršrutu garums bija tūkstoš astoņi simti sešdesmit pieci kilometri.
pēckara periods
Pirmajā pēckara gadā elektrificēto līniju kopējais garums sasniedza divus tūkstošus divdesmit deviņus kilometrus. Jāpiebilst, ka sešsimt sešdesmit trīs kilometri ceļa tika atjaunoti un faktiski praktiski pārbūvēti.
Notika aktīva kara laikā nopostīto rūpnīcu ražošanas jaudu atjaunošana. Novočerkaskas pilsētā parādās jauns uzņēmums, kas specializējas elektrisko lokomotīvju ražošanā. Divus gadus pēc kara sāka darboties Rīgas elektrovilcienu ražošanas uzņēmums.
Mēs nedrīkstam aizmirst, ka grūtajā pēckara periodā dzelzceļu elektrifikācija prasīja ievērojamus naudas piešķīrumus. Līdz ar to sliežu ceļu pieauguma apjoms ar elektrību krietni atpalika no plānotajiem un sastādīja tikai trīspadsmit procentus. Tam bija daudz iemeslu, sākot ar ierobežoto finansējumu darbam un beidzot ar augstas materiālu izmaksām, kas nepieciešami šādas būvniecības veikšanai.
50. gadi
Divdesmitā gadsimta piecdesmitajos gados nopelnītās vērtības līmenis attiecībā pret plānotajām slodzēm bija septiņdesmit procenti.
Partijas 20. kongresā PSKP CK pirmais sekretārs N.S. Hruščovs asi kritizēja visu Dzelzceļa ministrijas vadību. Dažas amatpersonas tika atceltas no amatiem.
Viens no piektā piecgades plāna uzdevumiem bija jaunu elektrostaciju objektu būvniecība, kas spētu apmierināt elektrificēta dzelzceļa vajadzības.
Pēc tam, kad tika izstrādāti ģenerālplāni, līdz 1970. gadam bija jāelektrificē četrdesmit tūkstoši kilometru dzelzceļa līniju.
Tempa palielināšana
Un atkal industrializācija palīdz sasniegt ikgadēju ar elektrību aprīkotu dzelzceļu būvniecības attīstību divu tūkstošu kilometru apjomā.
Līdz 1962. gada martam parādījās uzvarošas ziņas par plānoto slodžu izpildi par simts pieciem procentiem, kas fiziskajā izteiksmē bija astoņi tūkstoši četri simti septiņdesmit trīs kilometri. Tas viss skaidri liecināja par iepriekšējo atpalicību no vēlamo rezultātu līmeņa.
Divdesmitā gadsimta septiņdesmitajos gados masveida aizstāšana ar pusvadītāju taisngriežiem sāka aizstāt dzīvsudraba taisngriežus, kas stāvēja apakšstacijās. Katra jaunā būvējamā apakšstacija bija aprīkota tikai ar pusvadītāju iekārtām. Tas viss nozīmēja, ka Padomju Savienībā parādījās visspēcīgākie un uzticamākie invertora bloki. Tie ļāva atgriezt primārajā ārējā tīklā lieko enerģiju, ko ritošais sastāvs radīja elektriskās bremzēšanas periodā.
Droša un ātra strāvas atslēgšana kontaktvadu tīklā vienmēr ir bijusi sarežģīta un sāpīga, īpaši īssavienojuma laikā.
Beidzot dzelzceļa apakšstacijās parādījās jaudīgas pārmijas.
Tie tika uzstādīti pa pāriem pēc kārtas.
Krievu periods
Sākoties divdesmit pirmajam gadsimtam, Krievijas dzelzceļā ir ievērojami samazinājies elektrificēto sakaru līniju būvniecības temps gadā - tas ir četri simti piecdesmit kilometri. Dažreiz šī vērtība samazinājās līdz simt piecdesmit kilometriem un dažreiz pieauga līdz septiņsimt kilometriem. Ievērojama daļa elektrificēto sliežu ceļu tika pārcelta uz maiņstrāvas izmantošanu. Līdzīga modernizācija tika veikta uz Kaukāza, oktobra ceļiem un Sibīrijas virzienos.
Soči 2014
2014. gada ziemas olimpisko spēļu priekšvakarā maršrutā no Adleras uz Krasnaja Poļanu uzreiz tika uzbūvēts jauns elektrificēts dzelzceļš. Šodien Baltkrievijas Republika turpina darbu pie dzelzceļa elektrifikācijas savā teritorijā.
