Оддын мэдээ
Холбоо барих сүлжээнд хүчдэл rzhd. Төмөр замын цахилгаанжуулалтын түүх
2. Цахилгаан эрчим хүчний хангамжийн систем төмөр замууд, төмөр замын тээврийн аж ахуйн нэгжүүд, тэдгээрийн ажлын хэлбэрүүд.
2.1 Төмөр замын цахилгаанжуулалтын товч түүх, өнөөгийн байдал.
2.1.1 Цахилгаан зүтгүүрийн түүх.
Анхны EZhD-ийг 1879 онд Берлинд болсон Siemens аж үйлдвэрийн үзэсгэлэн дээр үзүүлжээ. 2.2 кВт-ын хүчин чадалтай цахилгаан зүтгүүр нь 18 зорчигчтой гурван вагон тээвэрлэж байв. 1880 онд Санкт-Петербург хотод 3 кВт-ын цахилгаан хөдөлгүүртэй 40 хүний суудалтай тэргэнцэрт туршилтын аялал хийсэн. 1881 онд Берлинд анхны трамвай шугам ажиллаж эхлэв. Орос улсад анхны трамвай 1892 онд ашиглалтад орсон. Цахилгаан зүтгүүртэй төмөр замын анхны хэсгийг 1895 онд АНУ-д нээжээ.
2.1.2 ОХУ-ын төмөр замыг цахилгаанжуулах үндсэн үе шатууд. цахилгаанжуулалтын төлөвлөгөө.
Оросын төмөр замыг цахилгаанжуулах ажлыг 1920 онд цахилгаанжуулах улсын төлөвлөгөөнд (GOELRO) төлөвлөжээ. 1926 онд Баку-Сабунчи хэмээх 3 кВ-ын хүчдэлтэй анхны тогтмол гүйдлийн цахилгаан төмөр зам 1932 онд Кавказын Сурамын даваагаар анхны цахилгаан зүтгүүрүүд гарчээ. 1941 он гэхэд 1865 км цахилгаанжуулсан. 1941 - 1945 оны Аугаа эх орны дайны жилүүдэд төмөр замын цахилгаанжуулалт үргэлжилсэн: Челябинск - Златоуст, Пермь - Чусовская гэх мэт хэсгүүд. Мурманск - Кандалакша цахилгаанжуулсан хэсэг нь урд талын бүсэд тогтвортой ажиллаж байв.
ЗХУ-ын төмөр замыг цахилгаанжуулах ерөнхий төлөвлөгөөг 1956 онд баталсан. Энэ жилээс эхлэн цахилгаан зүтгүүрийг нэвтрүүлэх хурд эрс нэмэгдсэн.
ЗХУ-д цахилгаанжуулалтын хувь хэмжээ нь:
|
Километр |
|
1991 оны эхээр 55.2 мянган км замыг цахилгаанжуулсан. ЗХУ-ын 147,500 км төмөр замын 37.4% -ийг эзэлж байна. Цахилгаан төмөр замын тээврийн хэмжээ 65 хувьтай байна. Тиймээс нийт төмөр замын 1/3 нь цахилгаанжсан бөгөөд ачааны 2/3 нь түүгээр тээвэрлэгддэг. Дүрмээр бол хамгийн их ачаалалтай чиглэлүүдийг цахилгаанжуулсан. Төмөр замын цахилгаанжуулалт ба тээвэрлэсэн ачааны ийм харьцаа нь төмөр замын цахилгаанжуулалтын үр ашгийг илтгэнэ.
Цахилгаанжуулсан төмөр замын уртыг он жилээр:
|
Нийт, мянган км |
Хувьсах гүйдлээр мянган км |
урт, нийт уртын %-д |
|
|
Орост | |||
|
Цахилгаанжуулалтын төлөвлөгөө | |||
Дараахь төмөр замын шугамууд цахилгаан зүтгүүрээр ажилладаг.
Выборг - Санкт-Петербург - Москва - Ростов-на-Дону - Тбилиси - Ереван, Баку - 3642 км.
Москва - Киев - Львов - Чоп - 1765 км.
Москва - Самара - Уфа - Целиноград - Чу - 3855 км.
Брест - Минск - Москва - Свердловск - Омск - Эрхүү - Чита - Хабаровск - Владивосток - 10 000 км. 2002 онд Транссибирийн төмөр замыг цахилгаанжуулах ажил дууссан.
Уфа - Челябинск - Омск - Иртыш - Алтай - Абакан - Тайшет - Северобайкальск - Таксимо
1956 он хүртэл төмөр замын цахилгаанжуулалтыг зөвхөн шууд гүйдлээр, эхлээд 1.5 кВ, дараа нь 3 кВ хүчдэлээр гүйцэтгэдэг. 1956 онд эхний хэсгийг 25 кВ хүчдэлтэй ээлжит гүйдлээр цахилгаанжуулсан (Ожерелье - Москвагийн замын Павелец хэсэг).
Цахилгаан зүтгүүрийг 3 кВ хүчдэлтэй тогтмол гүйдлээс 25 кВ хүчдэлтэй хувьсах гүйдэлд шилжүүлэх үе шат эхэлсэн.
1995 оны арваннэгдүгээр сард дэлхийн практикт анх удаа Зима-Слюдянка чиглэлийн төмөр замын 434 км урт үндсэн хэсгийг 3 кВ-ын тогтмол гүйдлээс 25 кВ-ын хувьсах гүйдлээр сольсон. Үүний зэрэгцээ хоёр залгах станцыг устгасан. Энэ нь ачааны галт тэрэгний жинг нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. 2002 онд Владивосток хүртэл 4812 км урттай Мариинск-Хабаровск чиглэлийн нэг тасралтгүй хурдны замыг байгуулж, цахилгаан хангамжийн системээр дамжуулан цахилгаанжуулсан. Хувьсах гүйдлийн 25 кВ. 2000 оны 10-р сард Октябрийн төмөр замын салбар (490) км бүхий Лоухи - Мурманск хэсгийг ээлжит гүйдэлд шилжүүлэв.
Оросын төмөр замыг цахилгаанжуулах статистик мэдээлэл:
уртаар: дизель зүтгүүр - 53.2%, цахилгаан зүтгүүр - 46.8%;
тээвэрлэлтийн эзлэхүүний хувьд: дизель зүтгүүр - 22.3%, цахилгаан зүтгүүр - 77.7%;
гүйдлийн төрлөөр: 3 кВ-ын хүчдэлтэй шууд гүйдэл - 46.7%, 25 кВ-ын хүчдэлтэй ээлжит гүйдэл - 53.35%;
Орос дахь цахилгаанжуулсан төмөр замын дэлхийн хэмжээнд эзлэх хувь:
дэлхийн нийт төмөр замын сүлжээнээс уртаар: Орос - 9%, дэлхийн бусад улс орнууд - 91%;
цахилгаанжуулсан төмөр замын уртаар: Орос - 16.9%, дэлхийн бусад орнууд - 83.1%.
Төмөр замыг цахилгаанжуулах, ачаа тээврийг дизель түлшнээс цахилгаанжуулсан замд шилжүүлэх хөтөлбөрт 2001-2010 онд 7640 км төмөр замыг цахилгаанжуулж, 1000 орчим км төмөр замыг тогтмол гүйдлээс хувьсах гүйдэлд шилжүүлэхээр тусгасан. Үүний зэрэгцээ, шинэ цахилгаанжуулалтын 90% нь хувьсах гүйдэл, зөвхөн цөөн тооны салбарууд нь шууд гүйдэл дээр хийгддэг. 2010 он гэхэд Орос улс 49.1 мянган км цахилгаанжуулсан шугамтай болно. Энэ нь төмөр замын сүлжээний нийт уртын 56.7 хувийг эзэлж байгаа бол нийт замын хөдөлгөөний 81.2 хувийг гүйцэтгэх юм. Орос улс цахилгаан зүтгүүрийг хамгийн оновчтой ашиглах бүсэд орно
Цахилгаан зүтгүүрийг нэвтрүүлэх нь дараах үе шатуудтай.
1. 1.5 кВ-ын тогтмол гүйдлийн хүчдэлд хотын захын бүсийг цахилгаанжуулах;
2. Төмөр замын 3 кВ-ын хүчдэлтэй үндсэн хэсгүүдийг цахилгаанжуулж, хотын захын хэсгийн 3 кВ-ын хүчдэлд шилжүүлэх.
3.3 кВ хүчдэлтэй тогтмол гүйдлийн олон өнцөгтийг тэлэхийн зэрэгцээ 25 кВ хүчдэлтэй хувьсах гүйдлийг нэвтрүүлэх. Холбоо барих сүлжээг таслах замаар хоёр төрлийн гүйдлийг холбох найдвартай системийг боловсруулсан.
4. 2х25 кВ-ын нэмэгдүүлсэн хүчдэлийн гурван утастай автотрансформаторын цахилгаан хангамжийн системийг хэрэгжүүлэх, тогтмол гүйдлийн 3 кВ-ын цахилгаанжуулалтыг багасгах.
5. Тогтмол гүйдлийн хэсгүүдийг хувьсах гүйдэлд шилжүүлэх.
XIX зууны сүүлийн улиралд. зүтгүүрийн барилгын шинэ талбайн контурыг тодорхойлсон - цахилгаан зүтгүүр, дизель зүтгүүрийн барилга.
Төмөр замд цахилгаан зүтгүүрийг ашиглах боломжийг 1874 онд Оросын мэргэжилтэн Ф.А.Пироцкийн давуу эрх олгох өргөдөлд дурдсан байдаг. 1875-1876 онд. тэрээр Сестрорецкийн төмөр зам дээр газраас тусгаарлагдсан төмөр замын дагуу цахилгаан дамжуулах туршилт хийсэн. Дамжуулалтыг 1 км орчим зайд явуулсан. Хоёр дахь төмөр замыг буцах утас болгон ашигласан. Цахилгаан эрчим хүчийг жижиг хөдөлгүүрт шилжүүлсэн. 1876 оны 8-р сард Ф.А.Пироцкий ажлынхаа үр дүнгийн тухай "Инженерийн сэтгүүл"-д нийтлэл хэвлүүлэв. Эдгээр туршилтууд нь түүнийг төмөр зам дээр хөдөлж буй тэргэнцэрт цахилгаан эрчим хүч ашиглах санаа руу хөтөлсөн.
Тээврийн салбарт цахилгаан эрчим хүчийг ашиглах санааг практикт хэрэгжүүлэх нь 1879 онд Берлиний аж үйлдвэрийн үзэсгэлэнд тавигдсан анхны цахилгаан төмөр замыг барьсан Вернер Сименс (Герман) юм. Энэ нь жижиг нарийн царигтай зам байв. явган аялал жуулчлалын үзэсгэлэнгийн зочид. Хүлээн авсан хоёр мотортой цахилгаан зүтгүүрээр задгай чиргүүлийн богино галт тэрэг хөдөлсөн Д.С.төмөр замын хооронд тавьсан төмөр туузаас 150 В хүчдэл. Ажиллаж байгаа төмөр замын нэг нь буцах утас болж үйлчилсэн.
1881 онд В.Сименс Берлин хотын захын Лихтерфельд хотод анх удаа моторт машин ашиглан цахилгаан замын туршилтын хэсгийг барьжээ. 180 В-ын гүйдэл нь ажиллаж байгаа төмөр замын аль нэгэнд нийлүүлэгдсэн бөгөөд нөгөө төмөр зам нь буцах утас болж байв.
Модон дэрний дулаалгын чадвар муугаас үүссэн цахилгааны их хэмжээний алдагдлаас зайлсхийхийн тулд В.Сименс цахилгаан моторын цахилгаан тэжээлийн хэлхээг өөрчлөхөөр шийджээ. Үүний тулд 1881 онд Парисын дэлхийн үзэсгэлэнд баригдсан цахилгаан зам дээр ажлын цахилгаан утас ашигласан. Тэрээр төмөр зам дээр дүүжлэгдсэн төмөр хоолойг төлөөлсөн. Хоолойн доод хэсгийг уртааш завсараар хангасан. Хоолойн дотор шаттл гүйж, зүтгүүрийн дээвэр дээр бэхлэгдсэн уян утастай завсарлагатай холбогдсон бөгөөд цахилгаан мотор руу цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг. Эхнийх нь хажууд түдгэлзүүлсэн ижил хоолой нь буцах утас болж үйлчилсэн. Үүнтэй төстэй системийг 1883-1884 онд баригдсан хүмүүст ашигласан. Австри дахь Модлинг - Вордербрюль, Германы Франкфурт - Оффенбах хотын захын трамвай 350 В хүчдэлтэй ажилладаг.
Ойролцоогоор Кинреш хотод (Ирланд) гурав дахь төмөр замыг трамвайн шугамд ашигласан бөгөөд энэ нь гүйлтийн төмөр замын хажуугийн тусгаарлагч дээр суурилуулсан байв. Гэсэн хэдий ч энэ систем нь хотын нөхцөлд бүрэн хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй бөгөөд тэрэг, явган зорчигчдын хөдөлгөөнд саад учруулж байв.
Хөдөлгүүрийг цахилгаан гүйдэлээр хангах ийм системийн техникийн сүйрлийг Ф.А.Пироцки 1880 онд С.Петербургийн Ведомости сонинд өмнө нь урьдчилан таамаглаж байсан нь сонирхолтой юм: "Миний барьсан цахилгаан төмөр зам бол хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн хямд. Энэ нь дунд төмөр замын зардал шаарддаггүй, замын зардлыг 5% -иар нэмж, хотын тээврийн хөдөлгөөнийг зогсоосон. Энэ нь маш өндөр үнэтэй цутгамал төмрийн шонгийн өртөг шаарддаггүй.
Энэхүү захидлыг Пироцкий 1880 оны 9-р сарын 3-нд Санкт-Петербургт хийсэн цахилгаан трамвайны туршилтын үр дүнгийн талаар хэвлэлд гарсан мэдээтэй холбогдуулан нийтэлжээ. Энэ үед Ф.А.Пироцкий хотын найдвартай цахилгаан тээврийг бий болгохтой холбоотой төслүүдээ хэрэгжүүлэх ажилд эрчимтэй оролцож байв. Цахилгааны инженерийн үндсэн асуудал болох цахилгаан эрчим хүчийг хол зайд дамжуулахыг шийдэхгүйгээр гол төмөр замын цахилгаан тээврийг хөгжүүлэх боломжгүй гэдгийг тэрээр ойлгосон. Үүнийг харгалзан Ф.А.Пироцкий хотын морин төмөр замд ашигласан машины цахилгаан хөдөлгөөний туршилтуудад анхаарлаа хандуулав. Үүний үр дүнд 1880 онд тэрээр анх удаа жинхэнэ хоёр шатлалт моторт машины төмөр замын дагуу хөдөлгөөн хийж чадсан. Ф.А.Пироцкий 1881 онд Парист болсон олон улсын цахилгааны үзэсгэлэнд өөрийн ажлын үр дүнг танилцуулж, цахилгаан төмөр замын схемээ дэлгэн үзүүлжээ.
1884 онд Брайтон хотод (Англи) Пироцкийн схемийн дагуу 7 верст урттай төмөр замын аль нэгээр нь цахилгаан төмөр зам барьжээ. Зөвхөн нэг вагон ажиллуулснаар өдөрт 420 франк морь унадаг байсан нь цэвэр ашиг өгдөг.
XIX зууны 80-аад оны дунд үеэс хойш. Төмөр зам дээрх цахилгаан зүтгүүрийг хөгжүүлэхэд Америкийн инженерүүд, бизнес эрхлэгчид эрчимтэй ажиллаж эхэлсэн бөгөөд тэд цахилгаан зүтгүүрийг сайжруулах, гүйдэл дамжуулах аргуудыг эрч хүчтэйгээр эхлүүлж байна.
Т.А.Эдисон 1880-1884 оны хооронд гурван жижиг туршилтын шугам барьсан АНУ-д цахилгаан төмөр замын тээврийн асуудал дээр ажилласан. 1880 онд тэрээр цахилгаан зүтгүүр бүтээж, гадаад төрхөөрөө уурын зүтгүүртэй төстэй байв. Цахилгаан зүтгүүр нь рельсийн цахилгаан гүйдлээр ажилладаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь генераторын эерэг, нөгөө нь сөрөг туйлтай холбогдсон байв. 1883 онд Т.А.Эдисон С.Д.Филдтэй хамтран илүү дэвшилтэт цахилгаан зүтгүүр ("Шүүгч") бүтээж, Чикагод, дараа нь Луисвиллд үзэсгэлэнд дэлгэгджээ.
1883 он гэхэд Саратога-МакГрегорын төмөр замд зориулагдсан стандарт царигийн анхны гол цахилгаан зүтгүүрийг ("Атрег") бүтээсэн Америкийн инженер Л.Дафтийн ажил хамаарна. 1885 онд Дафт Нью-Йоркийн Trestle Railroad-д зориулж сайжруулсан цахилгаан зүтгүүр бүтээжээ. "Бенжамин Франклин" нэртэй зүтгүүр нь 10 тонн жинтэй, 4 метрээс илүү урттай, дөрвөн жолооны дугуйгаар тоноглогдсон байв. Гурав дахь төмөр замын дагуу 250 В-ын цахилгаан гүйдлийг 125 морины хүчтэй моторт нийлүүлсэн. s, найман вагоны галт тэргийг цагт 10 миль (16 км / цаг) хурдтай татах боломжтой.
1884 онд Швейцарийн инженер Р.Тори уулын энгэр дээр байрлах зочид буудлыг Терри хоттой (Женев нуурын Монтрегийн ойролцоо) холбосон туршилтын араа төмөр зам барьжээ. Зүтгүүр нь дөрвөн жолооны хүрдтэй бөгөөд маш эгц налуу дагуу хөдөлж байв (1:33). Түүний хүчин чадал бага байсан бөгөөд дөрвөн зорчигчийг нэгэн зэрэг тээвэрлэх боломжтой байв. Буух үед тоормослох үед мотор нь цахилгаан эрчим хүчийг сүлжээнд буцааж өгдөг генераторын үүрэг гүйцэтгэсэн.
Хэдэн жилийн турш инженерийн сэтгэлгээ нь цахилгаан зүтгүүрийг гүйдэл дамжуулах техникийг сайжруулахын тулд уйгагүй ажилласан.
1884 онд Кливленд хотод Бентли, Найт нар газар доорх утастай трамвай барьжээ. Үүнтэй төстэй системийг 1889 онд Будапешт хотод нэвтрүүлсэн. Цахилгаан хангамжийн энэ аргыг ашиглахад тохиромжгүй болсон тул хоолой нь хурдан бохирдсон.
1884 оны сүүлээр Канзас-Ситид (АНУ) Хенри нэг нь шууд, нөгөө нь урвуу байсан зэс утас бүхий системийг туршиж үзсэн.
1885 он гэхэд Бельгийн мэргэжилтэн Ван Депуле Торонто (Канад) хотод нэг цахилгаан утастай анхны трамвай барьжээ. Түүний схемд гүйлтийн төмөр зам нь буцах утас болж үйлчилдэг байв. Шугамын дагуу консол бүхий шонгууд баригдсан бөгөөд тэдгээрт ажлын утастай тусгаарлагч бэхлэгдсэн байв. Ажлын утастай холбоо барих ажлыг трамвайн бариул дээр суурилуулсан төмөр булны тусламжтайгаар гүйцэтгэсэн бөгөөд энэ нь хөдөлгөөний явцад утсаар "эргэлддэг" байв.
Энэхүү түдгэлзүүлэх систем нь маш оновчтой болох нь батлагдсан бөгөөд цаашид сайжруулсны дараа бусад олон оронд хэрэгжиж, удалгүй өргөн тархсан. 1890 он гэхэд АНУ-д 2500 орчим км трамвай төрлийн цахилгаан зам, 1897 он гэхэд 25000 км ажиллаж байжээ. Цахилгаан трамвай нь хотын тээврийн хуучин төрлийг сольж эхлэв.
1890 онд Европт анх удаа Халле (Прусс) дахь трамвайн шугам дээр агаарын утас гарч ирэв. 1893 оноос хойш Европ дахь цахилгаан төмөр замууд хурдацтай хөгжиж, үүний үр дүнд 1900 он гэхэд тэдний урт 10 мянган км-т хүрчээ.
1890 онд Лондонгийн баригдсан газар доорх замд цахилгаан зүтгүүрийг ашигласан. Гурав дахь төмөр замыг ашиглан цахилгаан хөдөлгүүрт 500 В-ын цахилгаан гүйдэл өгсөн. Энэхүү систем нь өөрийгөө хянах замд маш амжилттай болж, бусад улс орнуудад хурдацтай тархаж эхэлсэн. Үүний нэг давуу тал нь метро, гол төмөр зам зэрэг цахилгаан эрчим хүчний маш өндөр хэрэглээтэй замуудыг цахилгаанжуулах боломжтой юм.
1896 онд төмөр замын Балтимор-Ожай хэсэгт гүйдэл дамжуулах гурав дахь төмөр замыг ашиглан цахилгаан зүтгүүрийг анх нэвтрүүлсэн. Балтиморт ойртож буй замын 7 км урт хэсэгт цахилгаанжуулалт нөлөөлсөн. Замын энэ хэсэгт 2.5 км туннель тавьсан нь барилгачид үүнийг цахилгаанжуулахад хүргэсэн. Энэ хэсэгт ажиллаж байгаа цахилгаан зүтгүүрүүд 600 В хүчдэлийн гурав дахь төмөр замаас цахилгаан эрчим хүчийг хүлээн авдаг.
Анхны цахилгаанжуулсан төмөр замын урт нь богино байсан. Холын зайн төмөр зам барих нь хол зайд шууд гүйдэл дамжуулахтай холбоотой их хэмжээний эрчим хүчний алдагдалтай холбоотой хүндрэлтэй тулгарсан. 1980-аад онд хувьсах гүйдлийн трансформаторууд гарч ирснээр хол зайд гүйдэл дамжуулах боломжтой болсон тул тэдгээрийг төмөр замын шугамын цахилгаан хангамжийн хэлхээнд нэвтрүүлсэн.
Цахилгаан хангамжийн системд трансформаторыг нэвтрүүлснээр "гурван фазын шууд гүйдлийн систем" буюу өөрөөр хэлбэл "гурван фазын цахилгаан дамжуулах тогтмол гүйдлийн систем" бий болсон. Төвийн цахилгаан станц нь гурван фазын гүйдэл үүсгэдэг. Үүнийг шугамын холбогдох хэсгүүдэд нийлүүлсэн өндөр хүчдэл (5-аас 15 мянган В, 20-иод онд 120 мянган В хүртэл) болгон хувиргасан. Тэд тус бүр өөрийн гэсэн бууруулагч дэд станцтай байсан бөгөөд үүнээс ээлжлэн гүйдэл нь тогтмол гүйдлийн генератор бүхий нэг босоо ам дээр суурилуулсан ээлжит гүйдлийн цахилгаан мотор руу чиглэгддэг. Ажлын утас нь үүнээс цахилгаанаар тэжээгддэг байв. 1898 онд Швейцарьт бие даасан зам, гурван фазын гүйдлийн систем бүхий нэлээд урт төмөр зам баригдаж, Фрайбург-Мөртен-Инсийг холбосон. Үүний дараа төмөр зам, метроны бусад хэд хэдэн хэсгийг цахилгаанжуулсан.
1905 он гэхэд цахилгаан зүтгүүр нь газар доорхи замуудын уурыг бүрэн сольсон.
Шухардин С. "Түүхэн хөгжилд технологи"
Аж үйлдвэр хөгжихийн хэрээр болон Хөдөө аж ахуйулс орнуудад нэг бүс нутгаас нөгөө бүс рүү тээвэрлэх шаардлагатай бараа бүтээгдэхүүний хэмжээ нэмэгдэж, энэ нь төмөр замын тээвэрт тавигдах шаардлагыг төмөр замын даац, нэвтрүүлэх чадварыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Манай улсад нийт ачаа эргэлтийн талаас илүү хувийг цахилгаан зүтгүүр эзэлдэг.
Хаант Орост цахилгаан төмөр зам байгаагүй. ЗХУ-ын засаглалын эхний жилүүдэд тус улсын төлөвлөгөөт эдийн засгийг зохион байгуулах үед гол замуудыг цахилгаанжуулахаар төлөвлөж байжээ.
1920 онд боловсруулсан GOELRO төлөвлөгөөнд төмөр замыг цахилгаан зүтгүүрт шилжүүлэх замаар даац, нэвтрүүлэх чадварыг нэмэгдүүлэхэд анхаарлаа хандуулсан. 1926 онд Баку-Сурахани шугамыг тогтмол гүйдлийн 1200 В-ийн контактын сүлжээнд 19 км урттай цахилгаанжуулсан. 1929 онд Москва - Мытищи хотын захын хэсэг, 17.7 км урт, контактын сүлжээнд 1500 В хүчдэлтэй, цахилгаан зүтгүүрийн гүйдэлд шилжсэн. Үүний дараа цаг уурын нөхцөл байдлын хувьд хамгийн хүнд, ачаалал ихтэй хэсэг, хүнд профиль бүхий шугамуудыг цахилгаанжуулах ажил эхэлсэн.
Дэлхийн 2-р дайны эхэн үед Кавказ, Урал, Украин, Сибирь, Арктик, Москвагийн захын нийт 1900 орчим км урттай хамгийн хэцүү хэсгүүдийг шилжүүлэв. Дайны үед Урал, Москва, Куйбышевын захад нийт 500 орчим км урт шугамыг цахилгаанжуулжээ.
Дайны дараа дайсны түр зуур эзэлсэн нутаг дэвсгэрт байрлах тус улсын баруун хэсгийн цахилгаанжуулсан төмөр замын хэсгүүдийг сэргээх шаардлагатай болжээ. Үүнээс гадна төмөр замын шинэ хүнд хэсгүүдийг цахилгаан зүтгүүрт шилжүүлэх шаардлагатай байв. Өмнө нь контактын утсанд 1500 В-ын хүчдэлээр цахилгаанжуулсан хотын захын хэсгүүдийг 3000 В хүчдэлд шилжүүлсэн. 1950 оноос эхлэн тусдаа хэсгүүдийг цахилгаанжуулахаас эхлээд ачааны эрчимтэй чиглэлийг бүхэлд нь цахилгаан зүтгүүр, ажилд шилжүүлэхэд шилжсэн. Москва-Эрхүү, Москва-Харьков гэх мэт шугамаар эхэлсэн.
Үндэсний эдийн засгийн барааны урсгал нэмэгдэж, зорчигчдын урсгал нэмэгдэж байгаа нь илүү хүчирхэг зүтгүүр, галт тэрэгний тоог нэмэгдүүлэх шаардлагатай байна. 3000 В-ын контактын сүлжээнд хүчдэлийн үед хүчирхэг цахилгаан зүтгүүрийн зарцуулсан гүйдэл, тэдгээрийн ихээхэн хэсэг нь зүтгүүрийн дэд станцуудын цахилгаан хангамжийн бүсэд их хэмжээний эрчим хүчний алдагдалд хүргэсэн. Алдагдлыг багасгахын тулд зүтгүүрийн дэд станцуудыг бие биентэйгээ ойртуулж, холбоо барих сүлжээний утаснуудын хөндлөн огтлолыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай боловч энэ нь цахилгаан хангамжийн системийн зардлыг нэмэгдүүлдэг. Контакт сүлжээний утсаар дамжих гүйдлийг багасгах замаар эрчим хүчний алдагдлыг бууруулах боломжтой бөгөөд хүчийг хэвээр байлгахын тулд хүчдэлийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Энэ зарчмыг 25 кВ-ын контактын сүлжээнд хүчдэлийн 50 Гц давтамжтай үйлдвэрлэлийн нэг фазын гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн системд ашигладаг.
Цахилгаан хөдлөх бүрэлдэхүүнд (цахилгаан зүтгүүр, цахилгаан галт тэрэг) зарцуулдаг гүйдэл нь шууд гүйдлийн системтэй харьцуулахад хамаагүй бага бөгөөд энэ нь контактын сүлжээний утаснуудын хөндлөн огтлолыг багасгаж, зүтгүүрийн дэд станцуудын хоорондох зайг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Манай улсад энэ тогтолцоог Аугаа эх орны дайны өмнөхөн судалж эхэлсэн. Дараа нь дайны үед судалгааг зогсоох шаардлагатай болсон. 1955-1956 онд. Дайны дараах бүтээн байгуулалтын үр дүнгээс үзэхэд Москвагийн замын хүзүүний зүүлт-Павелетийн туршилтын хэсгийг энэ системийг ашиглан цахилгаанжуулсан. Цаашид энэ системийг шууд гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн системийн хамт манай улсын төмөр замд өргөнөөр нэвтрүүлж эхэлсэн. 1977 оны эхээр ЗСБНХУ-д цахилгаанжуулсан шугамууд 40 мянган км-ийн зайд сунасан нь тус улсын бүх төмөр замын уртын 28% -ийг эзэлдэг. Үүний 25 мянга орчим км нь тогтмол гүйдэлтэй, 15 мянган км нь хувьсах гүйдэлтэй.
Москвагаас Карымская хүртэл 6300 гаруй км, Ленинградаас Ереван хүртэл 3,5 мянган км, Москва-Свердловск хүртэл 2 мянга гаруй км, Москва-Воронеж-Ростов, Москва-Киев-Чоп, Донбассыг холбосон төмөр замууд Ижил мөрний бүс, Украины баруун хэсэг гэх мэт. Үүнээс гадна бүх томоохон аж үйлдвэр, соёлын төвүүдийн хотын захын хөдөлгөөнийг цахилгаан зүтгүүрт шилжүүлсэн.
Манай улс цахилгаанжуулалтын хурд, шугамын урт, тээвэрлэлтийн хэмжээ, ачаа эргэлтийн хэмжээгээрээ дэлхийн бүх орноос хол хоцорч байна.
эрчимтэй төмөр замын цахилгаанжуулалттехникийн болон эдийн засгийн асар их давуу талтай учир . Уурын зүтгүүр эсвэл ижил жин, хэмжээстэй харьцуулахад энэ нь үндсэн хөдөлгүүргүй (уурын хөдөлгүүр эсвэл дизель хөдөлгүүр) байхгүй тул илүү их хүч чадалтай байж болно. Тиймээс цахилгаан зүтгүүр нь галт тэрэгний ажлыг илүү өндөр хурдаар хангаж, улмаар төмөр замын нэвтрүүлэх чадвар, даацыг нэмэгдүүлдэг. Нэг шуудангаас хэд хэдэн цахилгаан зүтгүүрийн удирдлагыг (олон нэгжийн систем) ашиглах нь эдгээр тоог илүү их хэмжээгээр нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Аялал жуулчлалын өндөр хурд нь бараа, зорчигчдыг зорьсон газарт нь хурдан хүргэж, үндэсний эдийн засагт нэмэлт эдийн засгийн үр өгөөж авчирдаг.
Цахилгаан зүтгүүр нь дизель зүтгүүр, ялангуяа уурын зүтгүүрээс өндөр үр ашигтай байдаг. Уурын зүтгүүрийн ашиглалтын дундаж үр ашиг 3-4%, дизель зүтгүүр - 21% (дизель эрчим хүчний 30% -ийг ашигладаг), цахилгаан зүтгүүр - 24% орчим байна.
Цахилгаан зүтгүүрийг хуучин дулааны цахилгаан станцуудаар тэжээхэд цахилгаан зүтгүүрийн үр ашиг 16-19% (цахилгаан зүтгүүрийн үр ашиг 85 орчим хувь) байдаг. Цахилгаан зүтгүүрийн өндөр үр ашигтай системийн ийм бага үр ашиг нь зуух, бойлер, цахилгаан станцын турбин дахь эрчим хүчний их алдагдалтай холбоотой бөгөөд үр ашиг нь 25-26% байна.
Хүчирхэг, хэмнэлттэй нэгж бүхий орчин үеийн цахилгаан станцууд нь 40% хүртэл, 40% хүртэл үр ашигтай ажилладаг. тэднээс эрчим хүч авах үед цахилгаан зүтгүүр 25-30% байна. Цахилгаан зүтгүүр, цахилгаан галт тэрэгний хамгийн хэмнэлттэй ажиллагаа бол шугамыг усан цахилгаан станцаас тэжээх явдал юм. Үүний зэрэгцээ цахилгаан зүтгүүрийн үр ашиг 60-62% байна.
Уурын зүтгүүр, дизель зүтгүүр нь үнэтэй, илчлэг ихтэй түлшээр ажилладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Дулааны цахилгаан станцууд нь бага агуулгатай түлш - хүрэн нүүрс, хүлэр, занар дээр ажиллахаас гадна байгалийн хий ашиглах боломжтой. Хэсэгүүд нь атомын цахилгаан станцуудаар тэжээгддэг бол цахилгаан зүтгүүрийн үр ашиг нэмэгддэг.
Цахилгаан зүтгүүр нь ашиглалтын хувьд илүү найдвартай, тоног төхөөрөмжийн үзлэг, засварын зардал бага шаарддаг бөгөөд дизель зүтгүүртэй харьцуулахад хөдөлмөрийн бүтээмжийг 16-17% -иар нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Зөвхөн цахилгаан зүтгүүр нь галт тэргэнд хуримтлагдсан механик энергийг цахилгаан эрчим хүч болгон боловсруулж, нөхөн сэргээгдэх тоормослох үед бусад цахилгаан зүтгүүр эсвэл энэ хугацаанд зүтгүүрийн горимд ажиллаж байгаа моторт вагонд ашиглахын тулд контакт сүлжээнд шилжүүлэх шинж чанартай байдаг. Хэрэглэгч байхгүй тохиолдолд эрчим хүчийг эрчим хүчний системд шилжүүлж болно. Эрчим хүчийг сэргээснээр эдийн засгийн томоохон үр нөлөөг авах боломжтой. Ийнхүү 1976 онд нөхөн сэргэлтээр 1.7 тэрбум кВт.цаг орчим цахилгаан эрчим хүчийг сүлжээнд буцаажээ. Сэргээх тоормос нь галт тэрэгний хөдөлгөөний аюулгүй байдлын түвшинг нэмэгдүүлэх, тоормосны дэвсгэр, дугуйны обудны элэгдлийг багасгах боломжийг олгодог.
Энэ бүхэн нь тээврийн зардлыг бууруулж, ачаа тээвэрлэх үйл явцыг илүү үр дүнтэй болгох боломжийг олгодог.
Төмөр замын тээврийн хэрэгслийн зүтгүүрийн техникийн шинэчлэлийн ачаар ойролцоогоор 1.7 тэрбум тонн түлш хэмнэж, ашиглалтын зардал 28 тэрбум рублиэр буурсан байна. Хэрэв бид өнөөг хүртэл уурын зүтгүүрүүд манай хурдны зам дээр ажилладаг байсан гэж үзвэл жишээлбэл, 1974 онд тус улсад олборлосон нүүрсний гуравны нэгийг зууханд ашиглах шаардлагатай болно.
Оросын төмөр замыг цахилгаанжуулахаж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүд, нэгдэл, совхозууд зүтгүүрийн дэд станцуудаас эрчим хүч авч, үр ашиггүй, хэмнэлтгүй орон нутгийн дизель цахилгаан станцууд хаагдсан тул ойр орчмын нутгийн ард түмний эдийн засгийн хөгжилд хувь нэмэр оруулдаг. Жил бүр 17 тэрбум гаруй кВт.цаг эрчим хүчийг зүтгүүрийн дэд станцуудаар дамжуулж, зүтгүүргүй хэрэглэгчдийг хангадаг.
Цахилгаан зүтгүүрийн тусламжтайгаар хөдөлмөрийн бүтээмж нэмэгддэг. Хэрэв дизель зүтгүүрээр хөдөлмөрийн бүтээмж ууртай харьцуулахад 2.5 дахин нэмэгддэг бол цахилгаан зүтгүүрээр 3 дахин нэмэгддэг. Цахилгаанжуулсан шугамаар тээвэрлэх зардал нь дизель зүтгүүртэй харьцуулахад 10-15% бага байдаг.
Цахилгаанжуулсан төмөр замын цахилгаан хангамжийн систем нь цахилгаан эрчим хүчийг татах дэд станцуудад үйлдвэрлэх, түгээх, дамжуулах төхөөрөмжийг багтаасан цахилгаан хангамжийн системийн гадна хэсгээс бүрдэнэ.
Шугаман төхөөрөмжүүдийн зүтгүүрийн дэд станцууд ба зүтгүүрийн сүлжээнээс бүрдэх цахилгаан хангамжийн системийн зүтгүүрийн хэсэг. Зүтгүүрийн сүлжээ нь эргээд холбоо барих сүлжээ, төмөр зам, нийлүүлэлт, сорох шугам (тэжээгч), түүнчлэн шугамын уртын дагуу холбогдсон бусад утас, төхөөрөмж, контактын дүүжлүүрийг шууд эсвэл тусгай автотрансформатороор дамжуулдаг.
Таталтын сүлжээнд цахилгаан эрчим хүчний гол хэрэглэгч нь зүтгүүр юм. Галт тэрэгний санамсаргүй байршлаас шалтгаалан ачааллын санамсаргүй хослол нь зайлшгүй (жишээлбэл, галт тэрэгний хоорондох хамгийн бага завсарлагатай галт тэрэг өнгөрөх) бөгөөд энэ нь зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийн ажиллах горимд ихээхэн нөлөөлдөг.
Үүний зэрэгцээ зүтгүүрийн дэд станцаас холдож буй галт тэрэгнүүд бага хүчдэлтэй цахилгаан эрчим хүчээр тэжээгддэг бөгөөд энэ нь галт тэрэгний хурд, үр дүнд нь хэсгийн нэвтрүүлэх чадварт нөлөөлдөг.
Галт тэргийг жолооддог зүтгүүрээс гадна зүтгүүрүүд нь янз бүрийн үүрэг гүйцэтгэдэг туслах машинуудтай байдаг. Эдгээр машинуудын гүйцэтгэл нь тэдгээрийн хавчаар дээрх хүчдэлийн түвшинтэй холбоотой байдаг. Эндээс харахад зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системд зүтгүүрийн сүлжээний аль ч цэг дээр өгөгдсөн хүчдэлийн түвшинг хадгалах нь маш чухал юм.
Төмөр замын цахилгаанжуулсан хэсгийн цахилгаан хангамжийг тухайн бүс нутгийн эрчим хүчний системээс гүйцэтгэдэг. Цахилгаанжуулсан төмөр замын цахилгаан хангамжийн бүдүүвч диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 1.3.
Гадна цахилгаан хангамжийн систем (I) нь цахилгаан станц 1, трансформаторын дэд станц 2, эрчим хүчний шугам 3. Зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн систем (II) нь зүтгүүрийн дэд станц 4, тэжээлийн тэжээгч 5, сорох тэжээл 6, холбоо барих сүлжээг агуулдаг. 7 ба зүтгүүрийн төмөр зам 9 (1.3-р зургийг үз), түүнчлэн шугаман төхөөрөмжүүд.
Төмөр замыг 35, 110, 220 кВ, 50 Гц-ийн шугамаар цахилгаан эрчим хүчээр хангадаг. Зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн систем нь шууд эсвэл ээлжит гүйдэл байж болно.
Цагаан будаа. 1.3. Цахилгаанжуулсан төмөр замын цахилгаан хангамжийн бүдүүвч диаграмм: 1 - дүүргийн цахилгаан станц; 2 - нэмэгдүүлэх трансформаторын дэд станц; 3 - гурван фазын цахилгаан шугам; 4 - зүтгүүрийн дэд станц; 5 - нийлүүлэлтийн шугам (тэжээгч); 6 - сорох шугам (тэжээгч); 7 - холбоо барих сүлжээ; 8 - цахилгаан зүтгүүр; 9 - төмөр зам
ОХУ-ын төмөр замд 3 кВ-ын контактын сүлжээнд хүчдэлтэй тогтмол гүйдлийн цахилгаан хангамжийн систем ба 25 кВ ба 2 × 25 кВ-ын 50 давтамжтай ээлжит гүйдлийн цахилгаан хангамжийн систем. Гц өргөн тархсан байна.
2005 оны 1-р сарын 1-ний байдлаар ОХУ-д цахилгаанжуулсан төмөр замын урт 42.6 мянган км болжээ.
3 кВ-ын шууд гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн систем
Тогтмол гүйдлийн төмөр замын цахилгаанжуулсан хэсгийн цахилгаан хангамжийн хэлхээг Зураг дээр үзүүлэв. 1.4.
Ихэнх тохиолдолд зүтгүүрийн сүлжээг 110 (220) кВ-ын автобуснаас доош буулгах трансформатороор тэжээдэг бөгөөд энэ нь хүчдэлийг 10 кВ хүртэл бууруулдаг. 10 кВ-ын автобусанд хөрвүүлэгч холбогдсон бөгөөд энэ нь зүтгүүрийн трансформатор ба Шулуутгагчаас бүрдэнэ. Сүүлийнх нь хувьсах гүйдлийг хувиргах боломжийг олгодог тогтмол хүчдэлдугуй дээр 3.3 кВ. Холбоо барих сүлжээ нь "нэмэх автобус", төмөр зам нь "хасах автобус" -тай холбогдсон байна.
Цагаан будаа. 1.4. 3 кВ-ын контактын сүлжээнд хүчдэлтэй тогтмол гүйдлийн төмөр замын цахилгаанжуулсан хэсгийн цахилгаан хангамжийн бүдүүвч диаграм.
Тогтмол гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийн үндсэн шинж чанар нь зүтгүүрийн моторыг контактын сүлжээтэй цахилгаан холболт, өөрөөр хэлбэл контактын гүйдэл цуглуулах систем байдаг. Тогтмол гүйдлийн цахилгаан зүтгүүр, цахилгаан галт тэрэгний зүтгүүрийн мотор нь 1.5 кВ-ын нэрлэсэн хүчдэлд зориулагдсан. Ийм моторын хос цуваа холболт нь зүтгүүрийн сүлжээнд 3 кВ-ын хүчдэлтэй байх боломжийг олгодог.
Тогтмол гүйдлийн системийн давуу тал нь цуваа тогтмол гүйдлийн моторын чанараар тодорхойлогддог бөгөөд түүний шинж чанар нь зүтгүүрийн хөдөлгүүрт тавигдах шаардлагыг илүү хангадаг.
Тогтмол гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийн сул талууд нь дараах байдалтай байна.
Зүтгүүрийн сүлжээнд бага хүчдэл, гүйдлийн ачаалал, цахилгаан эрчим хүчний их хэмжээний алдагдал зэргээс шалтгаалан тогтмол гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн системийн гүйцэтгэлийн нийт коэффициент (COP) 22% байна;
Өндөр гүйдлийн ачаалалтай үед зүтгүүрийн дэд станцуудын хоорондох зай нь 20 км ба түүнээс бага байх бөгөөд энэ нь цахилгаан хангамжийн системийн өндөр өртөг, ашиглалтын өндөр өртөгийг тодорхойлдог;
Их хэмжээний гүйдлийн ачаалал нь илүү том хөндлөн огтлолын контактыг түдгэлзүүлэх хэрэгцээг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь ховор өнгөт металлын хэмжээ ихсэх, түүнчлэн контакт сүлжээний тулгуур дээрх механик ачааллыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг;
Тогтмол гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн систем нь хурдатгалын үед цахилгаан зүтгүүрийн эхлэлийн реостатуудад их хэмжээний цахилгаан эрчим хүчний алдагдалтай байдаг (хотын захын замын хөдөлгөөний хувьд галт тэрэгний зүтгүүрийн нийт цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээний ойролцоогоор 12% -ийг эзэлдэг);
Тогтмол гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн үед газар доорх металл байгууламжууд, түүний дотор контакт сүлжээний тулгуурууд хүчтэй зэврэлт үүсдэг;
Саяхныг хүртэл зүтгүүрийн дэд станцуудад ашиглагдаж байсан зургаан импульсийн шулуутгагч нь бага чадлын коэффициенттэй (0.88 ÷ 0.92) байсан бөгөөд зарцуулсан гүйдлийн синусоид бус муруйгаас болж цахилгаан эрчим хүчний чанар муудсан (ялангуяа 10 кВ-ын автобусанд) ).
Тогтмол гүйдлийн зам дээр төвлөрсөн болон хуваарилагдсан цахилгаан хангамжийн схемийг ялгадаг. Эдгээр схемүүдийн гол ялгаа нь дэд станц дахь Шулуутгагч нэгжийн тоо, эрчим хүчийг нөөцлөх аргад оршдог. Дэд станцын нэгжийн төвлөрсөн цахилгаан хангамжийн схемд дор хаяж хоёр байх ёстой. Түгээмэл эрчим хүчний хувьд бүх дэд станцууд нэг блоктой бөгөөд зүтгүүрийн дэд станцуудын хоорондох зай багасдаг.
Нэг нэгж эвдэрсэн тохиолдолд хөдөлгөөний хэвийн хэмжээг хангасан байх шаардлага бий. Эхний схемд нэмэлт (нөөц) нэгжийг нөөцлөхөд ашигладаг бөгөөд хоёрдугаарт, дэд станцын тоног төхөөрөмжийн нөөцийг зангилаагаар зориудаар татгалзаж, дэд станцын бүх нөөцөд шилжих.
2005 оны 1-р сарын 1-ний байдлаар 3 кВ-ын зүтгүүрийн сүлжээнд хүчдэлтэй шууд гүйдлийн системээр цахилгаанжуулсан цахилгаан төмөр замын урт 18.6 мянган км байна.
25 кВ хүчдэл, 50 Гц давтамжтай нэг фазын ээлжит гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн систем
Хувьсах гүйдлээр цахилгаанжуулсан төмөр замд хамгийн өргөн тархсан цахилгаан хангамжийн систем нь 25 кВ, 50 Гц юм. Цахилгаанжуулсан хэсгийн цахилгаан хангамжийн бүдүүвч диаграммыг зурагт үзүүлэв. 1.5.
Цагаан будаа. 1.5. 25 кВ контактын сүлжээнд хүчдэл, 50 Гц давтамжтай хувьсах гүйдлийн төмөр замын цахилгаанжуулсан хэсгийн цахилгаан хангамжийн бүдүүвч диаграм.
Таталтын сүлжээ нь 110 (220) кВ-ын автобуснаас доош буулгах (таталцах) трансформатороор тэжээгддэг.
Энэ нь гурван ороомогтой:
I - өндөр хүчдэлийн ороомог 110 (220) кВ;
II - холбоо барих сүлжээг тэжээхэд 27.5 кВ-ын бага (дунд) хүчдэлийн ороомог;
III - зүтгүүрийн бус хэрэглэгчдийг хангах 35, 10 кВ-ын дунд (бага) хүчдэлийн ороомог.
Холбоо барих сүлжээний фидерүүд нь 27.5 кВ-ын автобусанд холбогдсон. Энэ тохиолдолд A ба B үе шатууд нь зүтгүүрийн дэд станцын өөр өөр гарыг тэжээдэг. Холбоо барих сүлжээнд үе шатуудыг тусгаарлахын тулд төвийг сахисан оруулга зохион байгуулдаг. С үе шат нь төмөр замд холбогдсон байна.
Хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийн үндсэн шинж чанар - зүтгүүрийн моторыг контакт сүлжээтэй цахилгаан соронзон холболт нь цахилгаан зүтгүүрийн трансформаторын тусламжтайгаар хангагдсан байдаг.
Системийн давуу талууд:
Тогтмол гүйдлийн зүтгүүрийн моторыг хадгалахын зэрэгцээ холбоо барих сүлжээнд болон зүтгүүрийн мотор дээр бие даасан хүчдэлийн горимуудыг тогтоодог;
Холбоо барих сүлжээний хүчдэлийг 25 кВ хувьсах гүйдлээр нэмэгдүүлсэн. Үүний үр дүнд ачааллын гүйдэл нь ижил дамжуулагдсан хүчээр буурдаг; хүчдэл ба эрчим хүчний алдагдал багассан;
Зүтгүүрийн дэд станцуудын хоорондох зай нэмэгдэж, тэдгээрийн тоог бууруулсан (хоёроос гурав дахин);
Барилга барих хугацааг багасгаж, цахилгаанжуулалтын хурдыг нэмэгдүүлсэн;
Өнгөт металлын хэрэглээ багассан.
Хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн тэжээлийн системийн сул талууд:
Гурван фазын трансформаторын тэгш бус ажиллагаа (хоёр гар ачааллын хувьд) ба үүний үр дүнд цахилгаан эрчим хүчний чанар муудаж, тэдгээрийн боломжит хүч мэдэгдэхүйц буурдаг. Тэнцвэргүй горимд ажиллаж байгаа трансформаторын боломжит хүчийг трансформаторын аль нэг фазын гүйдэл нэрлэсэн утгыг авах үед ийм ачаалалтай эерэг дарааллын гүйдэлтэй харгалзах хүчийг ойлгоно гэдгийг анхаарна уу;
Хэрэглэсэн гүйдлийн системийн синусоид бус байдал, мөн цахилгаан хангамжийн хангамжийн систем дэх цахилгаан эрчим хүчний чанар муудаж байна (тэдгээрт суурилуулсан хоёр импульсийн шулуутгагчтай цахилгаан зүтгүүрийн зарцуулсан гүйдлийн муруй нь сөрөг өндөрийг агуулна. их хэмжээний тоон утгатай гармоник 3, 5, 7);
Хувьсах гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн бага чадлын коэффициент. Цахилгаан зүтгүүрийн системийн үр ашгийг бүхэлд нь 26% гэж тооцдог;
Хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн сүлжээ нь цахилгаан соронзон нөлөөллийг бууруулахад чиглэсэн тусгай арга хэмжээ авах хэрэгцээг тодорхойлдог зэргэлдээх төхөөрөмжүүд, түүний дотор холбооны шугамд цахилгаан соронзон нөлөөллийн эх үүсвэр юм;
Хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн сүлжээний хоёр талын цахилгаан хангамжийн хэлхээтэй эргэлтийн гүйдэл байгаа эсэх, улмаар цахилгаан эрчим хүчний нэмэлт их хэмжээний алдагдал.
2005 оны 1-р сарын 1-ний байдлаар зүтгүүрийн сүлжээнд 25 кВ, 50 Гц давтамжтай хувьсах гүйдлийн системээр цахилгаанжуулсан цахилгаан төмөр замын урт 2005 оны 1-р сарын 1-ний байдлаар 24.0 мянган км байна.
Тогтмол ба ээлжит гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн системийн зүтгүүрийн дэд станцуудын гаднах цахилгаан хангамжийн схем
Эрчим хүчний системээс цахилгаанжуулсан төмөр замын эрчим хүчний схемүүд нь маш олон янз байдаг. Эдгээр нь ашигласан цахилгаан зүтгүүрийн систем, мөн эрчим хүчний системийн тохиргооноос ихээхэн хамаардаг.
Шууд (Зураг 1.6) ба ээлжит (Зураг 1.7) гүйдлийн цахилгаан зүтгүүрийн системийн цахилгаан хангамжийн хэлхээг авч үзье.
Ихэвчлэн 50 Гц-ийн цахилгаан дамжуулах шугам нь цахилгаан сүлжээнээс тэжээгддэг бөгөөд төмөр замын дагуу байрладаг.
Цахилгаан зүтгүүрийн системийн хүчдэлийг цахилгаан хөдлөх бүрэлдэхүүн (EPS) үйлдвэрлэсэн нэрлэсэн хүчдэл гэж ойлгодог. Энэ нь мөн холбоо барих сүлжээн дэх нэрлэсэн хүчдэл бөгөөд дэд станцын автобус дээрх хүчдэлийг ихэвчлэн энэ утгаас 10% их авдаг.
Зураг дээр. 1.6 ба 1.7 тэмдэглэгдсэн байна: 1 - эрчим хүчний систем; 2 - цахилгаан дамжуулах шугам; 3 - зүтгүүрийн дэд станцууд (шулуутгагч, тогтмол гүйдлийн дэд станц, трансформаторын дэд станцтай - хувьсах гүйдэл); 4 - холбоо барих сүлжээ; 5 - төмөр зам; 6 - цахилгаан зүтгүүр.
Цагаан будаа. 1.6. Төмөр замын тогтмол гүйдлийн цахилгаан хангамжийн бүдүүвч диаграм
Цагаан будаа. 1.7. Хувьсах гүйдлийн төмөр замын цахилгаан хэлхээний диаграм
Цахилгаанжуулсан төмөр зам нь нэгдүгээр зэрэглэлийн хэрэглэгчдэд хамаарна. Ийм хэрэглэгчдийн хувьд цахилгаан эрчим хүчний хангамжийг хоёр бие даасан цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрээс хангадаг. Эдгээрийг тусдаа дүүргийн дэд станцууд, нэг дэд станцын өөр өөр автобусны хэсгүүд - дүүрэг эсвэл зүтгүүр гэж үздэг. Иймд эрчим хүчний системээс зүтгүүрийн дэд станцуудын цахилгаан хангамжийн схем нь дүүргийн аль нэг дэд станц эсвэл цахилгаан дамжуулах шугамын эвдрэл нь нэгээс олон зүтгүүрийн дэд станцын эвдрэлийг үүсгэж чадахгүй байх ёстой. Эрчим хүчний системээс зүтгүүрийн дэд станцуудын цахилгаан хангамжийн оновчтой схемийг сонгох замаар үүнийг хийж болно.
Зүтгүүрийн дэд станцуудыг шугамд холбох схемцахилгаан дамжуулах
Цахилгаан шугамаас татах дэд станцуудын цахилгаан хангамжийн хэлхээг Зураг дээр үзүүлэв. 1.8.
Зураг 1.8. Давхар хэлхээний цахилгаан шугамаас зүтгүүрийн дэд станцуудын хоёр талын цахилгаан хангамжийн схем
Ерөнхий тохиолдолд зүтгүүрийн дэд станцуудын цахилгаан хангамжийн хэлхээ нь дүүргийн сүлжээний тохиргоо, цахилгаан станц, дэд станцуудын эрчим хүчний нөөц, тэдгээрийг өргөтгөх боломж гэх мэтээс хамаарна. Бүх тохиолдолд илүү найдвартай байхын тулд тэдгээр нь зүтгүүрийн дэд станцуудад зориулсан хоёр талын цахилгаан тэжээлийн хэлхээ (1.8-р зургийг үз). Зураг дээр. 1.8. тэмдэглэгдсэн: 1 - лавлагааны зүтгүүрийн дэд станц (өндөр хүчдэлийн шугамын дор хаяж гурван оролт). Энэ нь өндөр хүчдэлийн сэлгэн залгах төхөөрөмж, автомат гэмтлээс хамгаалах төхөөрөмжөөр тоноглогдсон; 2 - завсрын гагнуурын дэд станц. Өндөр хүчдэлийн унтраалга суурилуулаагүй тул цахилгаан хангамжийн системийн зардлыг бууруулдаг; 3 - завсрын транзит дэд станц, өндөр хүчдэлийн шугамыг засварлах, эвдэрсэн тохиолдолд унтраах зориулалттай хэсэгчилсэн.
Цахилгаан хангамжийн системийн найдвартай байдлыг давхар хэлхээтэй өндөр хүчдэлийн шугам ашиглах, цахилгаан дамжуулах шугам сүлжээ тус бүрийг хоёр талын эрчим хүчээр хангах, дамжин өнгөрөх дэд станцуудын цахилгааны шугамыг таслах, үндсэндээ өндөр хурдны автомат хамгаалалттай болгох замаар эрчим хүчний хангамжийн системийн найдвартай байдлыг хангах, дамжин өнгөрөх зүтгүүрийн болон дүүргийн дэд станцууд.
Эрчим хүчний хангамжийн системийн үр ашгийг хангах нь ийм унтраалгагүй завсрын дэд станцуудын зардлаар өндөр хүчдэлийн төхөөрөмжийг (унтраагч) бууруулах замаар хийгддэг. Эдгээр дэд станцуудад гэмтэл гарсан тохиолдолд өндөр хурдны хамгаалалт нь жишиг дэд станцууд дахь шугамыг унтрааж, завсрын үед - завсрын дэд станцуудыг унтраадаг. Бүрэн бүтэн дэд станцуудыг автомат дахин хаах системээр ажиллуулдаг.
Нэг хэлхээтэй цахилгаан дамжуулах шугамаас тэжээгддэг бол салбар шугам дээр дэд станцуудыг холбохыг зөвшөөрдөггүй. Бүх дэд станцууд нь шугамын хэсэгт багтдаг бөгөөд дэд станц бүрт завсрын цахилгаан дамжуулах шугамуудыг унтраалгаар тусгаарладаг.
Нэг фазын гүйдлийн зүтгүүрийн сүлжээний цахилгаан хангамжийн хэлхээний онцлогүйлдвэрлэлийн давтамж
Нэг фазын ээлжит гүйдлийн зам дээр зүтгүүрийн сүлжээг гурван фазын цахилгаан дамжуулах шугамаас трансформатороор дамжуулж, ороомог нь нэг буюу өөр хэлхээнд холбодог.
Дотоодын төмөр замд TDTNGE төрлийн (гурван фазын, тос, албадан хөргөлттэй - тэсэлгээний, гурван ороомгийн, ачааллын дор хүчдэлийн зохицуулалттай, аянгад тэсвэртэй, цахилгаан зүтгүүрт) хүч 20, 31.5 ба 40.5 МВ?А. Анхдагч хүчдэл - 110 эсвэл 220 кВ, зүтгүүрийн хоёрдогч - 27.5 кВ, бүсийн хэрэглэгчдэд - 38.5 ба 11 кВ.
Зөвхөн зүтгүүрийн ачааллыг хангахын тулд TDG ба TDNG төрлийн гурван фазын хоёр ороомгийн трансформаторыг од гурвалжин ороомгийн холболтын схемээр (-11) ашигладаг. Эдгээр трансформаторын хүч нь гурван ороомгийнхтой ижил байна. Зүтгүүрийн ороомгийг "гурвалжин" -тай холбох нь илүү хавтгай гадаад шинж чанарыг олж авах боломжийг олгодог. "Гурвалжин" -ын нэг орой нь төмөр замд, нөгөө хоёр нь холбоо барих сүлжээний өөр өөр хэсгүүдэд бэхлэгддэг.
Од гурвалжин ороомгийн холболттой гурван фазын трансформатороос нэг фазын хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн сүлжээний цахилгаан хангамжийн хэлхээг Зураг дээр үзүүлэв. 1.9.
Гурван фазын зүтгүүрийн ачааллыг тэжээх үед дэд станцын зүүн ба баруун талд байрлах зүтгүүрийн сүлжээний хэсгүүдийг өөр өөр фазуудаас тэжээх шаардлагатай. Тиймээс тэдгээр нь өөр хоорондоо фазаас гадуур хүчдэлтэй байдаг.
Цагаан будаа. 1.9. Од гурвалжин ороомгийн холболттой гурван фазын трансформатороос нэг фазын хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн сүлжээг цахилгаанаар хангах схем
Фазуудын гүйдлийг Кирхгофын тэгшитгэлээс шууд олж авч болно. Хэрэв тухайн цаг хугацааны хувьд ачаалал дэд станцын зүүн талд l, баруун талд n байвал (1.9-р зургийг үз) дараах зүйлийг бичиж болно.
Ac \u003d ba + l; (1.1)
Ba = cb + n; (1.2)
Cb \u003d ac - l - p; (1.3)
Ac + ba + cb = 0. (1.4)
Тэгшитгэл (1.4) нь:
Ba = - ac - cb. (1.5)
Бид (1.5) илэрхийллийг тэгшитгэлд (1.1) орлуулна:
Ac \u003d - ac - cb + l. (1.6)
Томъёо (1.3)-ыг (1.6) илэрхийлэлд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.
Ac \u003d - ac - ac + l + p + l;
3ac \u003d 2 л + n;
Ac = l + n. (1.7)
Томъёо (1.7)-г (1.3) илэрхийлэлд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.
Cb \u003d l + p - l - p;
Cb = - l - х (1.8)
(1.8) томъёог илэрхийлэлд (1.2) орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна.
Cb \u003d - l - n + n;
Ба = - l + n.(1.9)
Хоёрдогч "гурвалжин" ба үүний дагуу анхдагч ороомгийн үе шатууд дахь гүйдлийг вектор диаграмм байгуулах замаар олж болно.
Вектор диаграммыг байгуулахын тулд дэд станцаас зүүн ба баруун тийш чиглэсэн тэжээгчийн нийт гүйдлийг илэрхийлдэг l ба n тэжээлийн бүсийн гүйдэл нь трансформаторын хоёрдогч ороомгийн хооронд тархсан гэж үздэг. . Өөрөөр хэлбэл, оролцооны хувь хэмжээг тогтоох хэрэгтэй хоёрдогч ороомогтэжээлийн хоёр бүсийн хангамжид трансформатор.
Трансформаторын ороомог схемийн дагуу холбогдсон бөгөөд хаалттай "гурвалжин" хэлхээнд тэг дарааллын гүйдэл байхгүй бол фаз бүрийг нөгөөгөөсөө хамааралгүй, өөрөөр хэлбэл нэг фазын трансформатор гэж үзэж болно. Энэ тохиолдолд фазуудын хоорондох хоёрдогч талын ачааллын хуваарилалтыг зөвхөн ороомгийн эсэргүүцлийн утгын харьцаагаар тодорхойлно. Одоогийн l-тэй зүүн тэжээлийн бүс нь U ac хүчдэлээр тэжээгддэг. Энэ хүчдэл нь "ah" ороомог болон "bu" болон "cz" ороомогуудад хоёуланд нь үүсдэг. "Ах" ороомгийн эсэргүүцэл нь цувралаар холбогдсон бусад хоёр ороомгийн эсэргүүцлийн хагас юм. Иймд гүйдэл l нь эдгээр хүчдэл үүсгэгч ороомогуудын хооронд 2: 1 харьцаагаар хуваагдана. Гүйдэл нь ижил аргаар хуваагдана.
Гурван фазын трансформаторын фазын гүйдлийг тодорхойлох вектор диаграммыг байгуулъя (Зураг 1.10).
Цагаан будаа. 1.10. Гурван фазын трансформаторын фазын гүйдлийг тодорхойлох вектор диаграмм
Диаграм дээр I l, I p хүчдэл ба гүйдлийн векторуудыг дүрсэлцгээе.. Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн "ah" ороомгийн гүйдэл нь l ба p-ийн нийлбэртэй тэнцүү байх ёстой. I l вектор дээр тэнцүү утгыг өгнө. уртынх нь I p вектор дээр бид эдгээр хэсгүүдийн нийлбэрээр AC-ийг олно. Анхдагч ороомгийн "од"-ын А фазын гүйдэл (хэрэв бид хувиргах харьцааг нэгтэй тэнцүү, ачаалалгүй гүйдлийг тэгтэй тэнцүү гэж үзвэл) гүйдэл a-тай тэнцүү байх болно.
Үүнтэй адилаар "cz" ороомгийн гүйдэл нь n ба - l-ээс бүрдэнэ. Тэдгээрийг нэмснээр бид одоогийн c-г авна. Үүний дагуу c = C.
"by" ороомгийн ачаалал нь нийлбэрээс бүрдэнэ - l ба n. Векторуудыг нэмснээр бид гурав дахь хамгийн бага ачаалалтай фазын ачааллыг авна b = B. Хамгийн бага ачаалалтай үе нь "гурвалжин" фаз гэдгийг анхаарна уу. Энэ нь төмөр замтай шууд холбогдоогүй байна.
Зураг дээрх диаграмм дээр. 1.10 нь одоогийн I A, I B, I C болон U A, U B, U C хүчдэлийн хоорондох A, B, C фазын шилжилтийн өнцгийг харуулж байна. A\u003e L ба C гэдгийг анхаарна уу.< 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.
Цахилгаан дамжуулах шугамын үе шатуудын жигд ачааллыг хангахын тулд тэдгээрийг зүтгүүрийн дэд станцуудад холбохдоо ээлжлэн солино.
Бүлэг зүтгүүрийн дэд станцуудыг цахилгаан шугамд холбох схем
Холболтын схемд тавигдах шаардлага нь дараах байдалтай байна.
Зэргэлдээх зүтгүүрийн дэд станцуудын контактын сүлжээнд зэрэгцээ ажиллах боломжийг хангах;
Цахилгаан шугамын жигд ачааллыг бий болгох.
Хэрэв цахилгаан дамжуулах шугам нь нэг талын тэжээлтэй бол өөр өөр фазын дараалал бүхий гурван дэд станцын цикл нь цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр ба эхний дэд станцын хоорондох хэсэгт жигд ачааллыг хангадаг (Зураг 1.11). Цахилгаан станцын генераторууд хэвийн тэгш хэмтэй ачааллын горимд ажиллана. Тэгш бус ачаалал буурснаар хүчдэлийн цахилгаан дамжуулах шугамын алдагдал багасна.
Зүтгүүрийн дэд станцуудыг цахилгаан шугамд холбох схемүүдийг авч үзье (1.11-р зургийг үз).
Дэд станцын дугаар 1. Энэ тохиолдолд трансформаторын терминал " A t" А фаз руу, нөгөө хоёр нь -" Vt "ба" C t "- B ба C фазуудад тус тус холбогдоно. Энэ холболтоор дэд станцыг I төрлийн гэж нэрлэдэг. Энэ дэд станцын вектор диаграммыг байгуулъя (Зураг 1.12).
Хоцрогдсон үе шат AC > a. Тиймээс гүйдлийн I хувьсах гүйдэл нь зэргэлдээх гарны гүйдэл I b-ээр хоцрох чиглэлд шилждэг. Реактив эрчим хүчний хэрэглээ нэмэгддэг (хоцрогдсон үе шатанд), энэ нь түүний доторх хүчдэл буурахад хүргэдэг.
урьдчилсан шат cb< b . Следовательно, ток I a сдвигает вектор тока I cb в сторону опережения. Потребление реактивной мощности снижается, напряжение увеличивается.
Дээр дурдсанаас харахад гурван фазын нэг нь бага ачаалалтай байдаг - дунд нь - Б.
Дэд станц No2. Трансформаторын терминал "Vt" нь ижил нэртэй фазтай биш, харин бодит үе болох С фазтай холбогдоно. Бүх тэжээлийн бүсүүд "a" ба "b" цэгүүдээс эрчим хүч авах боловч эхний зүтгүүрийн дэд станцаас эрчим хүчний схемийг сонгосны дараа бид эрчим хүчний фазыг сонгох эрхгүй болсон.
Вектор диаграммыг байгуулъя (Зураг 1.13). Хоёр дахь дэд станцад фазын дараалал өөрчлөгдсөн. Хэрэв эхний дэд станцад ABC (I төрлийн дэд станц) байсан бол хоёрдугаарт DIA (II төрлийн дэд станц) болсон. Одоо ачаалал багатай үе шат нь С үе шат болно.
3-р дэд станц. 2-р дэд станцаас 3-р бүсийн эрчим хүчийг зөвхөн "b" цэгээс авах боломжтой (1.11-р зургийг үз). 3-р дэд станцаас энэ бүсийг мөн "b" цэгээс тэжээх ёстой. Тиймээс бүх сондгой бүсүүд "b" цэгээс, бүх тэгш бүсүүд "а" цэгээс эрчим хүч авах болно.
Вектор диаграммыг байгуулъя (Зураг 1.14). Холбоо барих утас ба төмөр замын хоорондох хүчдэл нь тэгш хэсгүүдэд эерэг, сондгой хэсэгт сөрөг байх болно, өөрөөр хэлбэл цахилгаан дамжуулах шугамын аль нэг фазын хүчдэлтэй үе шатанд эсвэл түүний эсрэг байна. 3-р дэд станцын хувьд А фаз нь хамгийн бага ачаалалтай үе болж хувирна.Үе шатуудын дараалал нь CAB (III төрлийн дэд станц) байна.
Цагаан будаа. 1.12. 1-р дэд станцын хүчдэл ба гүйдлийн вектор диаграмм
Цагаан будаа. 1.13. 2-р дэд станцын хүчдэл ба гүйдлийн вектор диаграмм
Цагаан будаа. 1.14. 3-р дэд станцын хүчдэл ба гүйдлийн вектор диаграмм
Цахилгаан дамжуулах шугамын хамгийн бага ачаалалтай үе шатуудын ээлжийн дарааллыг талбай дээрх дэд станцуудын тоо, зүтгүүрийн сүлжээний цахилгаан хангамжийн схемээр тодорхойлно.
Хоёр талын цахилгаан дамжуулах шугамын хувьд гурвын үржвэртэй циклийг ашигладаг (Зураг 1.15).
Цагаан будаа. 1.15. Зүтгүүрийн дэд станцуудын цахилгааны шугамд холбогдох янз бүрийн төрөлхоёр талын хангамжтай
Харамсалтай нь, фазын дарааллыг ашиглан зүтгүүрийн дэд станцуудыг цахилгаан шугамд холбох нь гүйдэл ба хүчдэлийн тэгш бус байдлын асуудлыг бүхэлд нь шийдэж чадахгүй. Эдгээр асуудлыг тусад нь авч үзэх болно.
Гурван утастай зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системХувьсах гүйдлийн
Энэ систем нь нэг төрлийн цахилгаан давтамжийн ээлжит гүйдлийн систем юм, учир нь энэ тохиолдолд зүтгүүр ижил хэвээр байна. Жишээлбэл, 2 × 25 кВ 50 Гц хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийг авч үзье.
2х25 кВ-ын хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийг ашиглан төмөр замын цахилгаанжуулсан хэсгийн цахилгаан хангамжийн схемийг Зураг дээр үзүүлэв. 1.16.
Зураг.1.16. 2х25 кВ-ын ээлжит гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийн дагуу төмөр замын цахилгаанжуулсан хэсгийн цахилгаан хангамжийн схем:
1 - 220/25 кВ-ын 1 ба 2 (нэг фазын) дэд станцын бууруулагч трансформаторууд; 2 - 10-20 км-ийн дараа дэд станцуудын хооронд суурилуулсан 16 мВ-ын чадалтай 50/25 кВ шугаман автотрансформатор; 3 - бууруулагч трансформатор ба шугаман автотрансформаторын (LAT) дунд цэгт төмөр замыг холбох; 4 - U = 50 кВ-ын эрчим хүчний урсгал; 5 - U = 25 кВ-ын үед; 6 - цахилгаан зүтгүүр
Дэд станцуудын хоорондох зай 60 - 80 км.
Системийн давуу талууд нь дараах байдалтай байна.
-аас дээш хугацаанд LAT руу хүчийг шилжүүлснээр өндөр хүчдэлийн(50 кВ) зүтгүүрийн сүлжээнд хүч, хүчдэлийн алдагдлыг бууруулсан;
50 кВ-ын тэжээлийн утасны хамгаалалтын үйлдэл нь зэргэлдээ шугамд контактын сүлжээний нөлөөллийг багасгах боломжийг олгодог.
Энэхүү системийн давуу талууд нь ачааны нягтрал ихтэй, өндөр хурдны зорчигч урсгалтай төмөр замд хэрэглэх боломжийг тодорхойлдог.
Системийн сул талууд нь дараахь зүйлийг агуулдаг.
LAT-ийн суурилагдсан хүчин чадлын улмаас цахилгаанжуулалтын өртөг нэмэгдэх;
Холбоо барих сүлжээний засвар үйлчилгээний хүндрэл;
Хүчдэлийг зохицуулахад хүндрэлтэй байдаг.
Японд 1971 онд гурван утастай хувьсах гүйдлийн зүтгүүрийн цахилгаан хангамжийн системийг анх удаа ашиглаж эхэлсэн бол 1979 онд Хамтын нөхөрлөлийн орнуудад Беларусийн төмөр замын Вязьма - Оршагийн эхний хэсгийг суурилуулсан.
Одоогийн байдлаар Москва, Горький, Байгал-Амурын хуучин төмөр замд энэ системийг ашиглан 2000 гаруй км замыг цахилгаанжуулжээ.
Өгөгдсөн цахилгаан хангамжийн системийг ажилд илүү нарийвчлан авч үзсэн болно.
Сүлжээний цахилгаан хангамжийн схемүүдтэй холбоо барина уу
Нийлүүлэлтийн замын тооноос хамааран холбоо барих сүлжээний цахилгаан хангамжийн хэлхээ нь нэг ба олон замтай байж болно. Энэ тохиолдолд нэг талын болон хоёр талын тэжээлийн хангамжийг ашиглах боломжтой.
Нэг замтай хэсгүүдэд нэг талын тусдаа, консол ба эсрэг консолын цахилгаан хангамжийн схемүүд өргөн тархсан. Энэ нь мөн хоёр талын цахилгаан хангамжид ашиглагддаг.
Давхар замтай хэсгүүдэд - салангид, зангилаа, эсрэг консол, эсрэг цагираг ба схемүүд зэрэгцээ нийлүүлэлт.
Холбоо барих сүлжээг хангах аргыг сонгох нь түүний үйл ажиллагааны тодорхой үзүүлэлтүүд - найдвартай байдал, үр ашигтай холбоотой байдаг. Найдвартай байдлыг хангах нь контактын сүлжээг хэсэгчлэн хувааж, хэлхээний угсралтыг автоматжуулах, үр ашгийг - цахилгаан эрчим хүчний алдагдлыг бууруулж, бие даасан хэсэг, замуудын контакт сүлжээний жигд ачааллыг бууруулах замаар хангана.
Холбоо барих сүлжээний цахилгаан хангамжийн хэлхээг 1.17 ба 1.18-р зурагт үзүүлэв.
Нэг замтай хэсэг(1.17-р зургийг үз). Холбоо барих сүлжээ нь хоёр хэсэгт хуваагддаг (тусгаарлагч интерфэйс эсвэл төвийг сахисан оруулгатай), хэсэг бүр нь дэд станцаас өөрийн тэжээгчээр тэжээгддэг. Хэрэв ямар нэгэн хэсэг гэмтсэн бол зөвхөн энэ хэсэг нь идэвхгүй болно (Зураг 1.17, а). Консолын схемээр (Зураг 1.17, b) талбай нь нэг талдаа нэг дэд станцаар тэжээгддэг. Гэмтсэн тохиолдолд цахилгаан эрчим хүчийг бүхэлд нь устгадаг. Эсрэг консолын схемээр (Зураг 1.17, в) сайт нь нэг талдаа нэг дэд станцаар тэжээгддэг. Хэсэг бүр өөрийн тэжээгчтэй. Хэрэв дэд станцуудын аль нэг нь унтарсан бол тухайн газар цахилгаангүй болно.
Зураг.1.17. Нэг замтай хэсгийн контактын сүлжээний цахилгаан хангамжийн хэлхээ
давхар замтай хэсэг(1.18-р зургийг үз). Тусдаа цахилгаан тэжээлийн хэлхээ (Зураг 1.18, а) нь бие биенээсээ хамааралгүйгээр зам бүрийг эрчим хүчээр хангадаг. Үүнтэй холбоотойгоор контактын суспензийн нийт хөндлөн огтлол багасч, энэ нь цахилгаан эрчим хүчний алдагдал нэмэгдэхэд хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ энэхүү цахилгаан хангамжийн схемийн найдвартай байдал нь бусад схемүүдтэй харьцуулахад өндөр байдаг. Зангилааны цахилгааны схем (Зураг 1.18, b) нь огтлолын тулгууруудыг ашиглан гүйцэтгэнэ. Энэ тохиолдолд катенарын хөндлөн огтлолын хэмжээ нэмэгдэж болзошгүй тул цахилгаан эрчим хүчний алдагдал багасна. Хэрэв контактын сүлжээ эвдэрсэн бол дэд станц хоорондын бүсийг бүхэлд нь ажиллуулахгүй, харин зөвхөн дэд станц ба огтлолын баганын хоорондох эвдэрсэн хэсгийг ашиглахгүй.
Зураг 1.18. Давхар замтай хэсгийн контактын сүлжээнд цахилгаан хангамжийн хэлхээ
Консолын хэлхээ (Зураг 1.18, в) нь өөр өөр дэд станцуудаас тусад нь зам тус бүрийг эрчим хүчээр хангадаг. Энд байгаа сул талууд нь нэг замтай хэсгийн ижил төстэй схемтэй адил юм. Эсрэг консолын схем (Зураг 1.18, d) нь дэд станц хоорондын бүсийг өөр хоорондоо цахилгаанаар холбогдоогүй хэсгүүдэд хуваах боломжтой болгодог. Зам бүр нь тэжээгчээр тэжээгддэг. Тэжээгчийг салгах үед хэсэг нь хүчдэлгүй байна. Цахилгаан эрчим хүчний алдагдал нэмэгдэж байна.
Эсрэг цагирагийн схем (Зураг 1.18, д) нь хоёр дэд станцаас цагирагийн дагуух хэсгүүдийг тэжээх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь цахилгаан эрчим хүчний алдагдлыг бууруулж, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлдэг. Цахилгаан хангамжийн зэрэгцээ хэлхээ (Зураг 1.18, д) нь хамгийн өргөн тархсан. Энэ схемээр контактын сүлжээг хоёр талдаа хоёр дэд станцаар тэжээдэг. Хоёр замын контактын түдгэлзүүлэлт нь цахилгаанаар холбогдсон тул түүний хөндлөн огтлол нэмэгдэж, энэ нь цахилгаан эрчим хүчний алдагдлыг бууруулахад хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ зэрэгцээ цахилгаан хангамжийн хэлхээ нь бусад хэлхээтэй харьцуулахад өндөр найдвартай байдаг.
Дотоодын төмөр замд зэрэгцээ цахилгаан хангамжийн схемийг гол болгон баталсан.
Төмөр замыг цахилгаан зүтгүүрээр тоноглох анхны боломжуудыг 1874 онд хэлэлцсэн. ОХУ-ын мэргэжилтэн Ф.А. Пироцкий заасан хугацаанд Сестрорецкийн ойролцоох төмөр зам дээр газраас тусгаарлагдсан төмөр замыг ашиглан цахилгаан эрчим хүчийг дамжуулах боломжийн талаархи анхны практик туршилтуудыг хийжээ.
Цахилгаан зүтгүүрийг тоноглох анхны оролдлого
Уг ажлыг нэг километрийн зайд гүйцэтгэсэн. Хоёр дахь төмөр зам нь буцах утас болж үйлчилсэн. Үүссэн цахилгаан энергийг жижиг хөдөлгүүрт нийлүүлсэн. Хоёр жилийн дараа үргэлжилж буй ажил эхэлсний дараа мэргэжилтэн Ф.А. Пироцкий техникийн инженерийн сэтгүүлүүдийн нэгэнд олж авсан үр дүнгийн талаар нийтлэл нийтлэв. Эцсийн үр дүнд тэрээр төмөр замын дагуу хүлээн авсан цахилгааны тусламжтайгаар хөдөлж буй троллейбусуудыг ажиллуулж туршсан.
Эхний практик хэрэглээ
Германд амьдардаг Вернер Сименс цахилгаан эрчим хүчийг төмөр замд практикт нэвтрүүлсэн. 1879 оны Берлиний аж үйлдвэрийн үзэсгэлэн нь энэхүү ололтыг өөрийн байранд нарийн царигтай төмөр зам хэлбэрээр дэлгэн үзүүлсэн бөгөөд үзэсгэлэнгийн зочид түүгээр дамжин өнгөрөх хүндэтгэлтэй байв. Галт тэрэгний багц нь цахилгаан зүтгүүрээр татсан хэд хэдэн задгай вагонуудаас бүрдсэн байв. Хөдөлгөөнийг шууд гүйдлээр ажилладаг хоёр мотороор хангаж, нэг зуун тавин вольтын хүчдэлийг төмөр зам хоорондын зайд байрлуулсан төмөр туузаар өгсөн. Ажиллаж байгаа төмөр замын нэг нь буцах утас болж үйлчилсэн.
туршилтын талбай
Хоёр жилийн дараа Лихтерфельд хотын Берлиний захын хэсэгт зохион бүтээгч В.Сименс цахилгаан эрчим хүчээр хангагдсан туршилтын төмөр замуудыг барьж дуусгаж, мотороор тоноглогдсон машин тэдгээрийн дагуу хөдөлжээ. Хүчдэл нь зуун наян вольт байсан бөгөөд нэг төмөр замд тэжээгддэг - энэ нь буцах утас юм.
Ийм хүчин чадалд модон дэр ашигласны улмаас дулаалга муутай цахилгаан эрчим хүчний их хэмжээний алдагдлыг арилгахын тулд инженер Вернер Сименс өөрчлөх шаардлагатай болжээ. хэлхээний диаграмцахилгаан моторын тэжээлийн хангамж.
Түдгэлзүүлсэн цахилгаанжуулалтын системийн анхны туршлага
Парис дахь Дэлхийн үзэсгэлэн нь хүмүүс цахилгаан замыг гаднаас ажилладаг хөтөч ашиглан харсан тавцан болжээ. Ийм цахилгаан хангамж нь төмөр замын дээгүүр дүүжлэгдсэн төмөр хоолой хэлбэртэй байв. Хоолойн доод хэсэгт уртааш зүсэлт хийсэн. Шуттл хоолойн дотор талд хөдөлж, уян утсаар одоо байгаа нүхээр холбогдож, дээврийн зүтгүүрийн гадаргуу дээр шууд бэхлэгдсэн тул цахилгаан мотор руу гүйдэл шилжүүлэв.
Үүнтэй төстэй хоолойг эхний хоолойтой зэрэгцүүлэн түдгэлзүүлж, урвуу хөтчийн үүрэг гүйцэтгэсэн. Үүнтэй төстэй системийг 1884 онд Герман, Австрийн нутаг дэвсгэрт Оффенбах, Франкфурт, Вордербрюль, Модлинг хотуудад бий болсон трамвайнуудад ашигласан. Трамвайны хөдөлгөөнийг хангахын тулд гурван зуун тавин вольтын хүчдэлийг нийлүүлсэн.
Ирландын Кинреш хот тэр жилүүдэд гурав дахь төмөр замыг трамвайн шугамд гүйдлийн дамжуулагч болгон ашигладаг шинийг санаачлагчдын нэг төрлийн платформ болжээ. Энэ нь гүйлтийн төмөр замтай зэрэгцээ байрлах тусгаарлагчийг ашиглан суурилуулсан. Харамсалтай нь энэхүү шинэ схем нь удаан хугацааны турш практик хэрэглээгүй байсан тул хотын нөхцөлд явган зорчигчид болон морин багийнханд тодорхой саад тотгор учруулдаг байв.
Оросын инженерийн бүтээл
Хамгийн сонирхолтой нь Федор Аполлонович Пироцкий Санкт-Петербургийн Ведомости сонины хэвлэлд нийтлэгдсэн нэгэн бүтээлдээ цахилгаан моторыг эрчим хүчээр хангах техникийн сүйрлийн энэ бүх нөхцөл байдлын талаар анхааруулсан байдаг. Түүний үр удмыг цахилгаан төмөр зам хэлбэрээр бүтээж байгаа нь хамгийн энгийн бөгөөд хямд бүтээн байгуулалт гэдгийг тэд шууд хэлсэн. Дунд төмөр зам тавихад нэмэлт зардал гаргах шаардлагагүй бөгөөд энэ нь төслийн өртөгийг нэг дор таван хувиар нэмэгдүүлж, хотын гудамжаар зорчих тээврийн хэрэгслийн хөдөлгөөнд саад учруулж байна. Түүний төслийг хэрэгжүүлэхэд асар их мөнгө зарцуулсан ширмэн шон худалдаж авах шаардлагагүй болно. Улмаар гадаадын зохион бүтээгчид Оросын инженерийн ийм үндэслэлтэй сэрэмжлүүлгийг анхаарч, бүх зүйлийг амьдралд хэрэгжүүлэв.
Зохион бүтээгч Ф.А. Пироцкий хот болон төмөр замын тээвэр цахилгаангүй ирээдүйгүй гэдгийг ухааран төслөө хэрэгжүүлэх ажилд идэвхтэй оролцож байв. Түүний шинэ судалгаа, туршилтын үр дүнд тулгуурлан Санкт-Петербургийн гудамжинд хоёр давхар моторт машин гарч ирэн, төмөр зам дагуу хөдөлнө. 1881 онд энэ машин Парисын үзэсгэлэнд тавигджээ.
Английн Брайтон хот 1884 онд Оросын инженерийн төслийг практикт хэрэгжүүлэх анхдагч болжээ. Ганцхан төмөр замтай цахилгаан төмөр замын урт нь долоон миль байв. Үүний үр дүнд нэг цахилгаан машины цэвэр ашиг нь морин тэрэгтэй харьцуулахад ажлын өдрийн туршид дөрвөн зуун хорин франк болжээ.
Америкийн инженерүүдийн хөгжил
Америк тивд ч тэд зүгээр суусангүй, харин аль хэдийн бий болсон цахилгаан зүтгүүрээр гүйдлийн хангамжийн аргыг сайжруулах ажилд идэвхтэй оролцож байв.
Америкийн судлаач Т.А. Эдисон цахилгаан эрчим хүчийг түлш болгон ашигладаг төмөр замын зүтгүүрийг сайжруулах эрэл хайгуул хийжээ. Дөрвөн жилийн хугацаанд 1884 он хүртэл Т.А. Эдисон гурван шорт трек үүсгэж чадсан. Цахилгаан гүйдлээр ажилладаг зүтгүүрийн загвар нь зүтгүүрийн загвартай илүү төстэй байв. Эрчим хүчийг генератороор хангадаг байсан. Замын төмөр замын нэг нь сөрөг талаас тэжээгддэг, нөгөө төмөр нь эерэг генераторын шонтой холбогдсон. Аль хэдийн 1883 онд Чикагогийн үзэсгэлэн дээр "Шүүгч" нэртэй цахилгаан гүйдэл хэрэглэдэг орчин үеийн зүтгүүр гарч ирэв. Энэхүү цахилгаан зүтгүүрийн хувилбарыг бүтээх ажлыг өөр нэг зохион бүтээгч С.Д.-тэй нягт хамтран хийсэн. Талбай.
Үүний зэрэгцээ Америкийн инженер Л.Дафт "Атрег" нэртэй үндсэн цахилгаан тэрэгний анхны загварыг бүтээж чаджээ. Уг зүтгүүр нь МакГрегороос Саратога хүртэлх төмөр замд стандарт царигийг ашигласан. Дараа нь Л.Дафт өөрийн зүтгүүрийн хувилбарын техникийн чанарыг сайжруулж чадсан боловч одоо түүнийг "Бенжамин Франклин" гэж нэрлэдэг бөгөөд жин нь арван тонн, урт нь дөрвөн метр юм. Дөрвөн хөтлөгч дугуйтай байв. Хүчдэл нь хоёр зуун тавин вольт байсан цахилгаан гүйдлийг гурав дахь төмөр замаар явуулсан бөгөөд энэ нь моторын ажиллагааг хангасан бөгөөд хүч нь зуун хорин таван морины хүчтэй байв. Тэд галт тэрэг найман вагонтой байхад хангалттай байсан бөгөөд тэд цахилгаан зүтгүүрээр цагт арван зургаан километрийн хурдтай явав.
Швейцарийн арааны зам
Швейцарийн инженер ноён Р.Торн мөн 1884 онд араатай туршилтын төмөр зам барьжээ. Үүний үр дүнд Тори тосгон болон уулын зочид буудал нь эгц налуу бүхий тээврийн артерийг хүлээн авч, дөрвөн дугуйтай жижиг цахилгаан зүтгүүр дагаж байв. Эрчим хүчний параметрүүд нь ач холбогдолгүй байсан бөгөөд зөвхөн дөрвөн хүн зорчигч тээвэрлэх боломжтой байв. Налуу уруудаж, тоормосны горимыг асааж, цахилгаан мотор нь генератор болж, үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчийг сүлжээнд өгчээ.
Орос улсад цахилгаанжуулалт
Төсөл
Бүх улс орны дизайнерууд одоо байгаа цахилгаан зүтгүүрийн хувилбаруудыг сайжруулах, мөн зүтгүүрийг цахилгаан эрчим хүчээр хангах техникийг сайжруулах чиглэлээр ажилласан.
Оросын эзэнт гүрэнд цахилгаанжуулалт өөрийн замаар явав. Анхны дотоодын төмөр замыг хэрхэн цахилгаанжуулах төсөл нь 19-р зууны төгсгөлд буюу 1898 онд гарч ирэв. Гэхдээ Ораниенбаумыг барьж эхлэх цахилгаан шугамСанкт-Петербургээс Красные Горки хүртэл зөвхөн 1913 онд л боломжтой байсан. Дэлхийн нэгдүгээр дайн эхэлсэн тул одоо байгаа төлөвлөгөөг бүрэн хэрэгжүүлэх боломжгүй байв. Үүний үр дүнд замын хязгаарлагдмал хэсэг нь хотын трамвайны чиглэл болсон. Стрельна хотод трамвайнууд зам дагуу явсаар байна.
Хувьсгалын дараах үед РСФСР-ын залуу засгийн газар олонд танигдсан ГОЭЛРО төлөвлөгөөг боловсруулах ажлыг санаачлан 1921 онд батлуулж, 10-15 жилийн дотор замуудыг цахилгаанжуулах ажлыг дуусгах ёстой байв. Төслийн хүрээнд баригдсан шинэ замуудын урт нь гурван мянга таван зуун километр бөгөөд хамгийн чухал газруудын зөвхөн багахан хэсгийг хамарсан.
Ажлын эхлэл
Анхны цахилгаан зүтгүүртэй төмөр замууд 1926 онд Сураханигаас Сабунчи, цаашлаад Азербайжаны нийслэл Баку хүртэлх чиглэлд гарч ирэв. Гурван жилийн дараа цахилгаан галт тэрэгнүүд хойд төмөр замын дагуу Москва-Зорчигчоос Мытищи хүртэл хотын захын замыг эзэмшиж эхлэв.
Бага зэрэг хугацаа өнгөрч, 1932 онд Сурамскийн давааны хэсэг цахилгаан эрчим хүч авчээ. Одоо энэ замаар гол хөдөлгөөнийг цахилгаан зүтгүүрээр хангаж байв. Цахилгаан зүтгүүрийн системд хүчдэл нь гурван мянган вольт хүрч байсан шууд гүйдлийг ашигласан. Дараагийн жилүүдэд ЗХУ-ын төмөр замд өргөн хэрэглэгдэж эхэлсэн. Цахилгаан зүтгүүрийг ажиллуулж эхэлсэн эхний өдрүүд зүтгүүрийн зүтгүүртэй харьцуулахад тэдний давуу талыг илт харуулсан. Эдгээр үзүүлэлтүүд нь бүтээмж, эрчим хүчний хэмнэлт байв.
1941 он гэхэд цахилгаан эрчим хүчээр хангагдсан бүх маршрутын урт нэг мянга найман зуун жаран таван километр байв.
дайны дараах үе
Дайны дараах эхний жилд цахилгаанжуулсан шугамууд нийт урт нь хоёр мянга хорин есөн километрт хүрчээ. Зургаан зуун жаран гурван километр замыг сэргээн засварлаж, бодитойгоор дахин барьсан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Дайны үеэр сүйрсэн үйлдвэрүүдийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг идэвхтэй сэргээж байв. Новочеркасск хотод цахилгаан зүтгүүр үйлдвэрлэх чиглэлээр мэргэшсэн шинэ үйлдвэр гарч ирэв. Дайнаас хойш хоёр жилийн дараа цахилгаан галт тэрэг үйлдвэрлэх Рига үйлдвэр ажиллаж эхлэв.
Дайны дараах хүнд хэцүү үед төмөр замыг цахилгаанжуулахад их хэмжээний мөнгөн хөрөнгө оруулалт шаардлагатай байсныг мартаж болохгүй. Тиймээс цахилгаан эрчим хүчний шугамын өсөлтийн хэмжээ төлөвлөсөн төлөвлөгөөнөөс хоцорч, ердөө арван гурван хувьтай байна. Энэ ажилд шаардагдах санхүүжилт хомс байснаас эхлээд ийм бүтээн байгуулалт хийхэд шаардагдах материалын өндөр өртөг зэрэг олон шалтгаан байсан.
50-аад он
20-р зууны 50-аад онд төлөвлөсөн ачаалалтай харьцуулахад олсон үнэ цэнийн түвшин далан хувь байв.
Намын 20-р их хуралд ЗХУ-ын Төв Хорооны нэгдүгээр нарийн бичгийн дарга Н. Хрущев Төмөр замын яамны бүх удирдлагыг хатуу шүүмжилсэн. Зарим албан тушаалтныг албан тушаалаас нь чөлөөлсөн.
Тав дахь таван жилийн төлөвлөгөөний нэг зорилт бол цахилгаанжуулсан төмөр замын хэрэгцээг хангахуйц шинэ цахилгаан станц барих явдал байв.
Дараачийн ерөнхий төлөвлөгөөг боловсруулахдаа 1970 он гэхэд дөчин мянган километр төмөр замын шугамыг цахилгаанжуулах шаардлагатай байв.
Темпээ ахиулж байна
Дахин хэлэхэд үйлдвэржилт нь жил бүр хоёр мянган километр цахилгаан эрчим хүчээр тоноглогдсон төмөр зам барихад тусалдаг.
1962 оны 3-р сар гэхэд төлөвлөсөн ачааг зуун таван хувиар биелүүлсэн тухай ялалтын мэдээ гарч ирэв, энэ нь биет байдлаар найман мянга дөрвөн зуун далан гурван километр байв. Энэ бүхэн нь хүссэн үр дүнгээсээ өмнөх хоцрогдолтой байсныг тодорхой гэрчилж байна.
20-р зууны далаад онд хагас дамжуулагч шулуутгагчаар бөөнөөр солих нь дэд станцуудад байрлах мөнгөн усны шулуутгагчийг сольж эхэлсэн. Шинээр баригдаж буй дэд станц бүр зөвхөн хагас дамжуулагч төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байв. Энэ бүхэн нь хамгийн хүчирхэг, найдвартай инвертерийн нэгжүүд ЗХУ-д гарч ирсэн гэсэн үг юм. Тэд цахилгаан тоормослох үед хөдлөх бүрэлдэхүүний үйлдвэрлэсэн илүүдэл энергийг гадаад үндсэн сүлжээнд буцааж өгөх боломжтой болсон.
Холбоо барих утаснуудын сүлжээнд гүйдлийг найдвартай, хурдан салгах нь үргэлж хэцүү бөгөөд өвдөлттэй байдаг, ялангуяа богино залгааны үед.
Эцэст нь төмөр замын дэд станцуудад хүчирхэг унтраалга гарч ирэв.
Тэдгээрийг дараалсан загвараар хосоор нь суулгасан.
Оросын үе
Хорин нэгдүгээр зууны эхэн үед Оросын төмөр замд цахилгаанжуулсан холбооны шугам барих хурд мэдэгдэхүйц буурч байна, жилд дөрвөн зуун тавин километр байна. Заримдаа энэ утга нэг зуун тавин километр хүртэл буурч, заримдаа долоон зуун километр хүртэл нэмэгддэг. Цахилгаанжуулсан замын нэлээд хэсэг нь ээлжит гүйдлийн хэрэглээнд шилжсэн. Үүнтэй төстэй шинэчлэлийг Кавказ, Октябрийн зам, Сибирийн чиглэлд хийсэн.
Сочи 2014 он
2014 оны өвлийн олимпийн өмнөхөн Адлераас Красная Поляна хүртэлх маршрутын дагуу нэн даруй шинэ цахилгаанжуулсан төмөр зам барьсан. Өнөөдөр Бүгд Найрамдах Беларусь улс нутаг дэвсгэрийнхээ төмөр замыг цахилгаанжуулах ажлыг үргэлжлүүлж байна.
