Jernbaneelektrificering

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 23. marts 2019; checks kræver 56 redigeringer .

Jernbaneelektrificering  er et sæt foranstaltninger, der udføres på en jernbanestrækning for at kunne bruge elektrisk rullende materiel på den: elektriske lokomotiver (til strækning af langdistance passager- og godstog ) , elektriske sektioner eller elektriske tog (til slæbning af forstads- eller hurtige passagerer ) tog).

Elektrificeringssystemer

Elektrificeringssystemer kan klassificeres:

Brug normalt jævn- eller enfaset vekselstrøm . I dette tilfælde fungerer jernbanesporet som en af ​​konduktørerne.

Brugen af ​​trefaset strøm kræver suspension af mindst to kontaktledninger, som ikke bør røre under nogen omstændigheder (som en trolleybus ), luftpile og strømaftagere har en kompleks enhed. Det blev brugt i slutningen af ​​XIX - begyndelsen af ​​det XX århundrede, dette system slog ikke rod, primært på grund af vanskeligheden ved strømopsamling ved høje hastigheder [1] . I det 21. århundrede har trefaset elektrificering overlevet som et teknisk levn på nogle tandstangsjernbaner , der transporterer turister, såsom Jungfrau-jernbanen .

Ved brug af jævnstrøm gøres spændingen i netværket ret lav (op til 3 kV) for at tænde for elmotorerne direkte. Ved brug af vekselstrøm vælges en meget højere spænding (mellem 10 og 25 kV), da den på et elektrisk lokomotiv nemt kan sænkes ved hjælp af en transformer .

Spændingsstandarder

De seks mest almindelige kontaktledningsspændinger - 600, 750, 1500 og 3000 V DC , 15 og 25 kV AC - er inkluderet i de internationale (IEC 60850) [2] og europæiske (EN 50163) [3] standarder.

elektrificeringssystemer Spænding
Min. tilladt Min. arbejder Bedømt Maks. arbejder Maks. tilladt
600 V 400 V 400 V 600 V 720 V 800 V
750 V 500 V 500 V 750 V 900 V 1.000 V
1.500 V 1.000 V 1.000 V 1.500 V 1.800 V 1.950 V
3 kV 2 kV 2 kV 3 kV 3,6 kV 3,9 kV
15 kV 16,7 Hz 11 kV 12 kV 15 kV 17,25 kV 18 kV
25 kV 50 Hz (EN 50163),
60 Hz (IEC 60850) 		17,5 kV 19 kV 25 kV 27,5 kV 29 kV

DC-system

Enkelheden af ​​elektrisk udstyr på et lokomotiv med en hyperbolsk trækkarakteristik, lav vægtfylde og høj effektivitet førte til den udbredte brug af dette system i den tidlige periode med elektrificering.

Ulempen ved jævnstrømselektrificering er den relativt lave spænding i kontaktnettet, derfor kræves der flere gange mere strøm for at overføre den samme effekt sammenlignet med vekselstrømssystemer med højere spænding. [note 1] Høje strømme begrænser den mulige maksimale effekt af DC-lokomotiver og antallet af dem på stedet. Dette tvinger:

Polaritet

På jernbaner, der er elektrificeret ved jævnstrøm, såvel som på sporvogne og i metroen, vedtages en positiv polaritet af kontaktnettet : "plus" føres til kontaktledningen ( kontaktskinne ) og "minus" til skinnerne . Positiv polaritet er vedtaget for at reducere elektrokemisk korrosion af rørledninger og andre metalstrukturer beliggende nær jernbanesporene .

Da skinnerne er returlederen, og det er praktisk talt umuligt at isolere dem fra jorden, forgrenes en del af trækstrømmen. Disse strømme kaldes " forstrejfende strømme ". Retningen af ​​omstrejfende strømme er næsten umulig at forudsige. Vandrende strømme strømmer ikke kun i jorden, men også gennem metaldele af forskellige underjordiske strukturer, man støder på på deres vej.

Zoner, hvor herreløse strømme løber fra skinner eller andre underjordiske strukturer ned i jorden , kaldes almindeligvis anodezoner , og zoner, hvor herreløse strømme kommer ind i skinner eller andre underjordiske strukturer fra jorden , kaldes almindeligvis katodezoner . Da der er en potentialforskel mellem metallet (skinne, rørledning) og jorden, sker der elektrolyse i disse zoner, og der opstår elektrokemisk korrosion af metallet.

Illustrationen viser en elektrificeret jernbane med positiv polaritet.

En anodezone er dannet under hjulene på et elektrisk lokomotiv, og en katodezone er dannet på en nærliggende rørledning (venstre side af figuren). Zoner ved krydsene mellem anode- og katodezonerne kaldes alternerende , potentialerne i dem kan ændre deres polaritet. Også anode- og katodezonerne er dannet nær traktionstransformatorstationen (højre side af figuren). Skinner korroderer mest intensivt under hjulene på et elektrisk lokomotiv og underjordiske strukturer - ved traktionsstationer.

Imidlertid er anode- og katodezonerne afbildet i venstre side af figuren "bevægelige", det vil sige faktisk tegnskiftende, og elektrolyse i disse zoner er af kortvarig karakter. Anode- og katodezonerne afbildet på højre side af figuren er "ikke-bevægelige", placeret nær traktionsstationer , og elektrokemisk korrosion observeres der i størst udstrækning. Der er henholdsvis katodisk beskyttelsesstationer placeret .

Hvis kontaktnettet havde en negativ polaritet (det vil sige "minus" ville blive tilført kontaktledningen), så ville rørledningerne, der passerer ved siden af ​​jernbanen, repræsentere en næsten kontinuerlig anodezone, og beskyttelsesforanstaltninger for underjordiske strukturer ville skulle tages langs hele jernbanen, hvilket ville blive usammenligneligt dyrere.

Ansøgning

På jernbanerne i Rusland og i landene i det tidligere USSR bruges spænding på 3000 V i sektioner elektrificeret af jævnstrømssystemet . I 1930'erne - 1950'erne. i USSR blev nogle forstadssektioner elektrificeret ved 1500 V, derefter blev de overført til 3000 V. I begyndelsen af ​​1970'erne blev der udført praktiske undersøgelser i USSR på den transkaukasiske jernbane med mulighed for elektrificering ved jævnstrøm med en spænding på 6000 V , men dette system blev anset for at være lite lovende, i fremtiden blev alle nye sektioner elektrificeret med vekselstrøm på 25 kilovolt.

Sporvogne og trolleybusser i CIS kører på 550 V jævnstrøm, CIS -metroerne kører på 750 [4] V jævnstrøm.

Industrielle DC elektriske lokomotiver kører på mindre end 3 kV elektrisk spænding, for eksempel er EL21 elektrisk lokomotiv  på 1,5 kV, og II-KP4 elektrisk lokomotiv blev produceret i forskellige versioner - 220, 550 eller 600 volt.

Lokomotivsystemer

Rheostat-kontaktor kontrolsystem

I dette system tilføres DC- traktionsmotorer direkte fra kontaktnettet. Start og regulering udføres ved at tilslutte rheostater , omarrangere motorerne (serie-, serie-parallel- og parallelforbindelse) og svække excitationen.

På alle sovjetiske elektriske lokomotiver og elektriske tog er trækmotorer designet til en spænding på 1500 V, derfor er de altid forbundet i par i serie (spændingen i kontaktnettet er 3000 V). Faktum er, at hvis du forsøger at lave en 3000 V elmotor med en effekt svarende til en 1500 V elmotor, så vil massen og dimensionerne af højspændingsmotoren være større end lavspændingsmotorens.

El-hjælpemotorer (kompressordrev, ventilatorer osv.) får som regel også strøm direkte fra kontaktnettet, så de viser sig at være meget store og tunge. I nogle tilfælde bruges roterende eller statiske omformere til at drive dem (for eksempel på elektriske tog ER2T , ED4M , ET2M bruges en motorgenerator, der omdanner jævnstrøm 3000 V til trefaset 220 V 50 Hz).

Impulsregulering

I de seneste årtier er pulsregulering blevet udbredt , hvilket gør det muligt at undgå energitab i reostater.

Inverterkredsløb

I 2010 begyndte produktionen af ​​DC elektriske lokomotiver 2ES10 - 3ES10 "Granit" i Rusland . Asynkrone traktionsmotorer drives af trefaset vekselstrøm fra invertere .

Reduceret frekvens AC-system

I en række europæiske lande (Tyskland, Schweiz osv.) anvendes et enfaset vekselstrømsystem på 15 kV 16⅔ Hz, og i USA på gamle linjer 11 kV 25 Hz. Den reducerede frekvens tillader brug af børstede AC-motorer . Motorerne tilføres direkte fra transformatorens sekundære vikling uden nogen omformere. Hjælpeelektriske motorer (til kompressoren, ventilatorer osv.) er også normalt kollektorer, drevet af en separat transformervikling. Kommutatormotorerne forsynet med lavfrekvent vekselstrøm har bedre kommutering sammenlignet med strømfrekvensforsyning.

Fordelen ved systemet er den fuldstændige afkobling af kontaktnettet fra forsyningsnettet, da omformere bruges til frekvensomdannelse . Det er her den anden fordel kommer fra - der er ingen fare for faseubalance (omformermotoren drives af en trefaset strøm, og generatoren producerer en enfaset strøm). Den tredje fordel er mærkbart lavere induktive tab.

Ulempen ved systemet er behovet for at konvertere frekvensen af ​​strømmen ved transformerstationer eller konstruktion af separate kraftværker til jernbaner.

Dette system dukkede op i 1910'erne ufrivilligt, da tabene var høje ved jævnstrøm , og det tekniske niveau på den tid tillod ikke at implementere et vekselstrømsystem med industriel frekvens.

I Europa blev frekvensen på 16⅔ Hz valgt, da den er 1/3 af 50 Hz, hvilket tillader brugen af ​​konventionelle trefasede 50 Hz-maskiner med en modificeret viklingsforbindelse i umformer- generatorer.

I USA er 25 Hz et teknisk levn: dette var frekvensen af ​​AC før overgangen af ​​netværk til 60 Hz i begyndelsen af ​​det 20. århundrede.

Udviklingen af ​​halvlederteknologi har ført til, at kollektormotorer med jævn ( pulserende ) strøm, ført fra en halvlederensretter , er blevet brugt på lavfrekvente AC-elektriske lokomotiver , og siden slutningen af ​​det 20. århundrede har trækkraftasynkronmotorer været brugt, for eksempel IORE elektriske lokomotiver . Moderne lavfrekvente AC elektriske lokomotiver har således ikke grundlæggende forskelle fra industrielle frekvens AC elektriske lokomotiver.

Strømfrekvens AC-system

Brugen af ​​industriel frekvensstrøm er den mest økonomiske, men dens implementering har mødt mange vanskeligheder. Til at begynde med blev der brugt kollektor AC-motorer, der konverterede motorgeneratorer (en enfaset synkronmotor plus en DC-traktionsgenerator, hvorfra DC-traktionsmotorer arbejdede), roterende frekvensomformere (giver strøm til asynkrone drivmotorer). Samlerelektriske motorer ved industriel frekvensstrøm fungerede ikke godt, og roterende omformere var for tunge og uøkonomiske.

Men i slutningen af ​​1920'erne i USSR , da de lige var begyndt at elektrificere Suramsky-passet , var der mange specialister.[ hvem? ] var udmærket klar over, at elektrisk trækkraft med jævnstrøm med en mærkespænding på 3 kV i fremtiden ikke ville give mulighed for en rationel løsning af spørgsmålet om at øge strækningernes bæreevne ved at øge togenes vægt og deres hastighed. De enkleste beregninger viste, at når man kører et tog, der vejer 10.000 tons med en stigning på 10 ‰ med en hastighed på 50 km/t, ville trækstrømmen for elektriske lokomotiver være mere end 6.000 A, hvilket ville kræve en forøgelse af tværsnittet af kontaktledninger, samt en meget hyppig placering af traktionsstationer. Efter at have sammenlignet omkring to hundrede muligheder for kombinationer af typen af ​​strøm og spændingsværdier, blev det besluttet, at den bedste mulighed er elektrificering ved jævn- eller vekselstrøm (50 Hz) med en spænding på 20 kV. Det første system på det tidspunkt blev ikke testet nogen steder i verden, og det andet blev undersøgt meget lidt, derfor blev det besluttet på den første All-Union-konference om elektrificering af jernbaner at bygge en forsøgssted elektrificeret på vekselstrøm (50 Hz ) med en spænding på 20 kV. I 1938 blev et OR22 elektrisk lokomotiv bygget med en tændingsensretter og berøringsfri trinløs fasestyring ved at ændre tændingstidspunktet for tændingen . Testen sluttede med krigens begyndelse i 1941, men resultaterne var meget positive, og kredsløbsdiagrammet (med spændingsregulering på den lave side) var så vellykket, at det blev brugt i designet af langt de fleste sovjetiske AC-elektriske lokomotiver.

Systemet med enfaset strøm af industriel frekvens (25 kV 50 Hz) begyndte først at blive brugt i vid udstrækning efter oprettelsen i Frankrig i 1950'erne af elektriske lokomotiver med statiske kviksølvensrettere ( tændingsmotorer ; senere blev de erstattet af mere moderne siliciumensrettere  - af miljømæssige og økonomiske årsager); så spredte dette system sig til mange andre lande.

Når chaufføren og assistenten tog plads i førerhuset på et elektrisk lokomotiv VL60 (eller VL80 , F , VL41 , VL61 ) med kviksølvensrettere , havde de altid gasmasker med med en speciel filterboks, der absorberer kviksølvdamp . I tilfælde af en ulykke (udbrænding af tændingslegemet) var det nødvendigt at tage en gasmaske på, åbne sideruderne i førerhuset, slukke for den defekte tænding og køre toget til nærmeste station i en gasmaske .

Ved ensretning af en enfaset strøm er det ikke en jævnstrøm, men en pulserende , derfor bruges specielle pulserende strømmotorer, og udjævningsreaktorer (drosler) indføres i kredsløbet, som reducerer strømbølger og konstant excitationsdæmpning modstande forbundet parallelt med motorernes excitationsviklinger og passerer vekselkomponenten af ​​den pulserende strøm , hvilket kun forårsager unødvendig opvarmning af viklingen.

Til at drive hjælpemaskiner bruges enten pulserende strømmotorer, drevet af en separat vikling af en traktionstransformator (hjælpevikling) gennem en ensretter, eller industrielle asynkrone elektriske motorer drevet af en fasedeler (dette skema blev brugt på OP22 , og senere spredt til franske, amerikanske og sovjetiske elektriske lokomotiver) eller faseskiftende kondensatorer (bruges især på russiske elektriske lokomotiver VL65 , EP1 , 2ES5K ).

Ulemperne ved systemet er betydelig elektromagnetisk interferens for kommunikationslinjer samt ujævn belastning af faserne i det eksterne strømsystem. For at øge ensartetheden af ​​belastningen af ​​faserne i kontaktnetværket veksler sektioner med forskellige faser; neutrale indsatser er arrangeret mellem dem  - korte, flere meter lange, sektioner af kontaktnettet, som det rullende materiel passerer med strømaftagerne sænket, på kysten , så strømaftageren ikke bygger bro mellem sektionerne under høj lineær (interfase) spænding ved overgangen fra ledningen til ledningen. Ved stop ved neutralindsatsen er det muligt at levere spænding til den fra den forreste del af kontaktnettet langs banen.

Jernbaner i Rusland og landene i det tidligere Sovjetunionen, elektrificeret på vekselstrøm, bruger en spænding på ~ 25 kV med en frekvens på 50 Hz . Nogle kilder angiver en spænding på 27,5 kV, hvilket skaber forvirring. Faktisk producerer traktionsstationer en spænding på 27,5 kV, men på grund af spændingsfaldet på grund af den høje induktive modstand i "kontakttrådskinne"-kredsløbet er elektriske lokomotiver designet til at fungere ved en spænding på 25 kV.

2×25 kV system

For tyndt befolkede territorier i USSR bruges et 2 × 25 kV elektrificeringssystem (to femogtyve kilovolt hver) . Der er det som udgangspunkt ikke muligt ofte at placere trækkraftstationer (derudover kan det være svært at finde kvalificeret personale til deres vedligeholdelse, samt at skabe ordentlige levevilkår for mennesker).

På understøtningerne af kontaktnettet (til siden af ​​jernbanesporet og kontakttråden) strækkes en speciel strømledning , ind i hvilken en spænding på 50 kV leveres fra traktionstransformatorstationen. På jernbanestationer (eller på træk) er lav-vedligeholdelse step-down autotransformatorer installeret , en viklingsudgang er forbundet til forsyningsledningen og den anden til kontaktledningen. Den fælles (retur) ledning er skinnen. En halvspænding på 50 kV, det vil sige 25 kV, påføres kontaktledningen. Som regel tilføres lidt over 50 kilovolt, normalt 55; under hensyntagen til tab, så der er 27,5 kV på køreledningen.

Dette system giver dig mulighed for at bygge traktionsstationer sjældnere, samt reducere varmetab . Elektriske lokomotiver og AC elektriske tog behøver ikke ændring.

Industrielle AC elektriske lokomotiver kører ved mindre end 25 kV elektrisk spænding, for eksempel trækkraftenheden OPE1  - 10 kV 50 Hz.

Docking strømforsyningssystemer

En række strømforsyningssystemer forårsagede fremkomsten af ​​dockingpunkter (strømsystemer, spænding, strømfrekvens). Samtidig opstod der flere muligheder for at løse problemet med at organisere trafikken gennem sådanne punkter. Tre hovedretninger dukkede op.

Organisering af en dockingstation

Dockingstationen har dele af kontaktnettet med omkobling af forsyningsstrømmen. For eksempel ankommer et tog med et DC elektrisk lokomotiv, så kobles dette elektriske lokomotiv fra og afgår til et genbrugsdepot eller en blindgyde, hvor lokomotiverne kan slå sig ned. Kontaktnettet på dette spor omstilles til vekselstrøm, et vekselstrøms-ellokomotiv kører her og driver toget videre. Denne metode øger omkostningerne til elektrificering og vedligeholdelse af strømforsyningsenheder, og på grund af ændringen af ​​lokomotivet kræver det yderligere materiale-, organisations- og tidsomkostninger forbundet med dette (se listen over docking-stationer for typerne af trækkraft af Russiske jernbaner og listen over stationer til docking af typerne af trækkraft UZ ). Samtidig er det ikke så meget udskiftningen af ​​selve det elektriske lokomotiv, der tager lang tid, men den rutinemæssige test af bremserne .

Brugen af ​​dieseltrækkraft

Diesellokomotivindsats - mellem sektioner med forskellige strømforsyningssystemer efterlades en lille trækarm, der betjenes af diesellokomotiver. I praksis bruges den på strækningen Kostroma - Galich med en længde på 126 km: i Kostroma jævnstrøm (= 3 kV), i Galich - vekselstrøm (~ 25 kV). Tog kører i transit Moskva - Khabarovsk og Moskva - Sharya samt Samara - Kinel - Orenburg (diesellokomotivet er knyttet til passagertog i Samara og til godstog - i Kinel). I Samara og Kinel, jævnstrøm (= 3 kV), i Orenburg - vekselstrøm (~ 25 kV), passerer tog i transit til Orsk , Alma-Ata , Bishkek . Med denne metode til "docking" forværres linjens driftsbetingelser betydeligt: ​​togs parkeringstid fordobles, effektiviteten af ​​elektrificering reduceres på grund af vedligeholdelse og reduceret hastighed af diesellokomotiver. Andre eksempler på lokomotivindsatser er Ozherelye/Tula-Yelets, Krasny Uzel-Kanash, Krasny Uzel-Arzamas, Saraevka-Stary Oskol, Tatarskaya-Karasuk (kun Moskva-Barnaul passagertog uden om Kasakhstan), Ryazhsk-Albab-Penza, Syzranza .

Brug af rullende materiel med flere systemer

Docking over kontaktnettet sker uden for stationen. Denne metode giver dig mulighed for at passere forankringspunkterne uden at stoppe (selvom som regel friløb ). Brugen af ​​to-system elektriske lokomotiver reducerer togtiden og kræver ikke et lokomotivskift. Men prisen på sådanne elektriske lokomotiver er højere. Sådanne elektriske lokomotiver er også dyrere i drift. Desuden har multisystem-ellokomotiver mere vægt (hvilket dog er lidt relevant på jernbanen, hvor det ikke er ualmindeligt, at lokomotiver ekstra ballast for at øge grebsvægten). I USSR og CIS-landene blev sådanne typer rullende materiel produceret i små partier som elektriske lokomotiver VL61 d , VL82 og VL82 m (jævnstrøm med en spænding på 3 kV og enfaset 25 kV), VL19 og et elektrisk tog S r (jævnstrøm med en spænding på 3 kV og 1,5 kV). To-system elektriske lokomotiver drevet på sektionen Mineralnye Vody (~25 kV og = 3 kV) - Kislovodsk (= 3 kV) (denne sektion blev skiftet til vekselstrøm i 2000'erne), opererer på grænsen til Leningrad-regionen (= 3 kV) med Finland (~ 25 kV) og i Ukraine (se docking-stationer med neutrale indsatser ). De nye russiske dual-system elektriske lokomotiver EP20 kører med hurtige og højhastighedstog i hovedretningerne fra Moskva, hvor en ændring i trækkraften finder sted på kort afstand: Gorkovskoye, Smolenskoye, Kievskoye, Ryazanskoye (i retningen) af Kaukasus). To-system højhastigheds elektriske tog EVS2 højhastighedsruten St.køres påAllegro(~ 25 kV), to-systemNizhny Novgorod(= 3 kV) -Moskvakøres på ruten"Sapsan" ES1 kører under vekselstrøm, Goryachiy Klyuch - Adler under jævnstrøm, sektion Adler - Krasnaya Polyana under vekselstrøm).

I Vesteuropa er der et elektrisk rullende materiel med fire systemer (jævnstrøm 1500 V, jævnstrøm 3000 V, vekselstrøm 25 kV 50 Hz, vekselstrøm 15 kV 16⅔ Hz).

Kredsløbs multisystem elektriske lokomotiver er af flere typer:

  • DC-elektrisk lokomotivkredsløb er taget som grundlag - en reostatisk start og omgruppering af motorer bruges altid; når den drives fra et AC-netværk, er en ureguleret transformer med en ensretter tilsluttet (eksempel - VL82 );
  • separate kredsløb anvendes, når de drives af jævn- og vekselstrøm: reostatisk start og omgruppering af motorer, når de drives af DC og skift af transformerviklinger, når de drives af AC;
  • AC elektrisk lokomotiv kredsløb tages som grundlag; når den får strøm fra DC-nettet, er transformeren forbundet via en inverter .

Historie om jernbaneelektrificering i Rusland og det tidligere USSR

Planer for oprettelsen af ​​den første indenlandske elektriske jernbane dukkede op allerede i 1898. Oranienbaums elektriske linje ( Skt. Petersborg  - Krasnaya Gorka ) begyndte at blive bygget i 1913, men Første Verdenskrig forhindrede gennemførelsen af ​​planerne . Som følge heraf begyndte vejen at blive brugt i begrænsede områder som sporvognsrute nr. 36 til Strelna , som stadig er i drift [5] .

Den første elektrificerede linje på det tidligere USSR 's område (i det følgende betragtes grænserne 1945-1991) var forstadslinjen Tallinn  - Pääsküla , 11,2 km lang i det uafhængige Estland . Elektriske lokomotiver med trailervogne begyndte at køre i 1924. En væsentlig rekonstruktion af knudepunktet og udvidelsen af ​​elektrificeringsområdet blev gennemført i 1950'erne.

I 1926 blev elektrisk trækkraft introduceret på forstæder i Baku .

Siden 1929 begyndte man at indføre elektrificering på hovedbanebanerne, primært til forstadstrafik, hvor elektriske tog erstattede dampdrevne forstadstog . Den første sektion var linjen Moskva  - Mytishchi , 18 km lang. I 1930'erne Yaroslavl (Moskva - Alexandrov , Mytishchi  - Monino ), Gorky (Moskva - Obiralovka , Reutovo  - Balashikha ), Ryazan (Moskva - Ramenskoye ), Kursk (Moskva - Podolsk ) retninger blev elektrificeret ved Moskva-krydset. Der blev brugt en jævnstrøm på 1500 V. Strækningen Zagorsk  - Alexandrov blev i 1937 elektrificeret ved en jævnstrøm på 3000 V , elektriske tog, der kom fra Moskva, skiftede motorgrupper på Zagorsk-stationen og fortsatte med at køre videre. Elektrificeringen af ​​navet fortsatte under den store patriotiske krig og i anden halvdel af 1940'erne (Moskva - Nakhabino , Moskva - Domodedovo , Podolsk  - Lvovskaya , Moskva - Golitsyno ).

I 1932-1933. elektrisk trækkraft blev introduceret på Khashuri  - Zestafoni hovedjernbanen (63 km) ved det tunge Suram-pas . Her, i modsætning til i Moskva og Baku , blev elektrisk trækkraft brugt til gods- og passagertrafik. For første gang begyndte elektriske lokomotiver at køre på jernbanelinjerne i USSR .

Siden 1933 har der været sat kurs for prioriteret indførelse af elektrificering i tre tilfælde:

  1. Intens forstadstrafik, hvor brugen af ​​lokomotivtræk er ekstremt ineffektiv. Så elektrisk trækkraft dukkede op i Leningrad (baltisk retning), ved feriestederne i det kaukasiske mineralvand ( Mineralnye Vody  - Kislovodsk ), Kuibyshev ( Samara  - Bezymyanka ), nogle grene af den vigtigste elektrificerede jernbane i Georgien ( Surami , Borjomi , Kutaisi , Gardabani , etc.), hvor det på grund af tilstedeværelsen af ​​elektrificering til godstrafik var urentabelt at beholde damplokomotiver til forstads- og lokaltrafik. I sådanne tilfælde blev elektrificeringen som regel udført ved en jævnstrøm på 1500 V (i Georgien, straks 3000 V).
  2. På omladningsjernbaner, hvor elektrisk trækkraft gjorde det muligt at øge strækningernes gennemløb og bæreevne markant. Så det var i Georgien, i Ural ( Kizel  - Chusovskaya og den videre udvikling af elektrisk trækkraft i en voksende industriregion, i 1945 Chelyabinsk  - Zlatoust ). Elektrificering blev udført på jævnstrøm med en spænding på 3000 V.
  3. På spændte jernbanelinjer i nye industriområder ( Perm - Sverdlovsk - regionen, Zaporizhia  - Krivbass , Loukhi  - Murmansk , Novokuznetsk  - Belovo ).

Dette kursus fortsatte indtil omkring 1950. Under krigen blev kontaktnettet afmonteret på mange elektrificerede strækninger, og det elektriske materiel blev evakueret. Loukhi - Murmansk -linjen fortsatte på trods af passagen af ​​frontlinjen i nærheden med at fungere. Under krigen blev der udviklet elektrisk trækkraft i Moskva-navet og i Ural , og efter krigen blev den fuldstændig restaureret i alle tidligere sektioner.

I 1950-1955. den første, stadig forsigtige, udvidelse af elektrificeringsområdet begyndte. Overgangen fra 1500 V til 3000 V ved alle forstadsknuder begyndte, videreudvikling af forstadsknuder, forlængelse af elektrificerede linjer til naboregionscentre med indførelse af elektrisk lokomotivtrækkraft til passager- og godstog. "Øer" af elektrificering dukkede op i Riga , i Kuibyshev , i det vestlige Sibirien , Kiev .

Siden 1956 begyndte en ny fase af masseelektrificering af jernbanerne i USSR, som hurtigt bragte elektrisk trækkraft og dieseltrækkraft fra en andel på 15% i transport i 1955 til en andel på 85% i 1965. Inden for ti år blev de længste elektrificerede veje introduceret:

Moskva  - Kuibyshev  - Chelyabinsk  - Novosibirsk  - Krasnoyarsk  - Irkutsk ; Leningrad  - Moskva - Kharkov  - Rostov ved Don  - Sochi  - Tbilisi  - Jerevan ; Moskva - Gorky  - Kirov  - Perm ; Moskva - Ryazan  - Voronezh  - Rostov ved Don  - Mineralnye Vody .

Denne periode omfatter også opførelsen af ​​den første nye jernbane i USSR, elektrificeret umiddelbart under konstruktionen - Abakan-Taishet-vejen . Betydeligt øget lokale rækkevidde af elektrisk trækkraft i det østlige Ukraine, Aserbajdsjan , Gorky-regionen , nye "øer" dukkede op i Minsk , Volgograd , Vladivostok , i det vestlige Ukraine, generelt blev elektrificeringen afsluttet i Georgien (1969). I gennemsnit blev der indført omkring 2.000 km elektrificerede jernbaner hvert år i dette årti. I disse år fortsatte elektrificeringen både på den allerede velafprøvede jævnstrøm med en spænding på 3.000 V, og på vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz og en spænding på 25 kV.

Den første på vekselstrøm (spænding 20 kV) var elektrificeret eksperimentel sektion Halskæde  - Mikhailov  - Pavelets i 1955-1956. Efter test blev det besluttet at øge spændingen til 25 kV. Siden 1959 begyndte 25 kV vekselstrøm at blive introduceret i lange sektioner, hvor elektrificering var påkrævet, men der var ingen jævnstrømspolygoner i nærheden ( Krasnoyarsk og Østsibiriske jernbaner, Gorky-krydset og videre til Kirov , Ryazan  - Voronezh  - Nordkaukasus , knudepunkter i Barnaul , i det centrale og vestlige Ukraine ). Sideløbende med udviklingen af ​​netværket af AC-strækninger, blev udviklingen af ​​AC-materiel gennemført.

De første elektriske tog ER7 og ER9 startede først i 1962. Franske type F elektriske lokomotiver blev købt til Krasnoyarsk jernbanen i 1959, da produktionen af ​​sovjetiske AC elektriske lokomotiver ( VL60 og VL80 ) blev forsinket.

Siden 1966 har der været et fald i omfanget af elektrificering. I femårsplanen 1966-1970 blev der i gennemsnit indført 1.700 km ny elektrificering om året, og fra 1971 til 1990 - 900-1.000 km om året, og sådanne stabile indikatorer blev opretholdt i hver af de fire fem- årsplaner for denne periode. Hvis overførslen af ​​ledninger fra damp til elektrisk trækkraft i 1966-1970 stadig var i gang, så blev de mest intense diesellokomotivlinjer efter 1970 overført til elektrisk trækkraft. Derudover blev elektrificering fortsat indført i store forstæder - i Kazan , Saratov , Lvov , Vilnius , Kaliningrad , tidligere elektrificerede forstadssystemer blev udviklet i Minsk , Riga , Leningrad , Moskva , Volgograd , Yaroslavl , Kostroma 19 , etc. , var der flere lange motorveje blev elektrificeret: den transsibiriske fra Chita til Khabarovsk , BAM fra Ust-Kut til Taksim , Vyazma  - Minsk  - Brest -linjen, Cherusti  - Kazan  - Druzhinino -linjen, Karaganda  - Tasjkent trans-kasakhisk vej med udvidelser til Alma-Ata og Samarkand .

I 1991-2005 faldt størrelsen af ​​elektrificeringen i landene i det tidligere USSR til 450 km om året, med "dråber" i nogle år op til 150 km om året og "ups" op til 700 km om året som en del af elektrificering af lange liner. Elektrificeringen fortsatte, hovedsageligt på de motorveje, der tidligere var planlagt under USSR, hvor elektrisk lokomotivtræk var mere rentabelt end diesellokomotiver. Derudover fandt der i denne periode for første gang i Rusland sted en storstilet overførsel af en række linjer fra jævnstrøm til vekselstrøm . I 1995 blev den 377-kilometer lange linje Zima  - Irkutsk  - Slyudyanka skiftet til vekselstrøm , i 2001 - den 450-kilometer lange linje Loukhi  - Murmansk , i 2003 - 90 km forstads-by-linjer i Volgograd-navet som en del af elektrificeringen af ​​Volgograd. af Volga-ruten Syzran  - Volgograd  - Tikhoretskaya med vekselstrøm, og i 2006 blev den 70 kilometer lange blindgydeforgrening Mineralnye Vody  - Kislovodsk og Beshtau  - Zheleznovodsk overført til vekselstrøm . En lignende overgang blev gennemført endnu tidligere (i 1960'erne) på de ukrainske jernbaner . I 1950-1959 blev Brovary - Kiev - Fastov strækningen elektrificeret på jævnstrøm, men i forbindelse med elektrificeringen af ​​Znamenka - Mironovka - Fastov sektionerne i 1963 og Brovary - Konotop - Zernovo i 1967, blev strækningen på den første strækning i 1967 g. blev overført til vekselstrøm.

Siden 2006 er elektrificeringen blevet yderligere reduceret, med mindre end 200 km elektriske ledninger indført hvert år.

  • På Ukraines område indtil 2012-2013. Elektrificeringen af ​​jernbaner fortsætter hovedsageligt på grund af et overskud af billig elektricitet fra atomkraftværker . Samtidig bliver diesellokomotiver fortsat brugt på en række elektrificerede strækninger på grund af mangel på moderne elektriske lokomotiver. Siden 2013 er elektrificeringsarbejdet faktisk ophørt på grund af manglende finansiering, men planer og projekter forbliver på plads.
  • I Rusland i 2006-2020 kun fem større elektrificeringsprojekter er blevet gennemført:
    • færdiggørelse af arbejdet med elektrificeringen af ​​Volga-jernbanen Syzran - Saratov - Volgograd - Krasnodar (2008)
    • elektrificering af linjer til havnen i Ust-Luga i Leningrad-regionen (2017) og elektrificering af en ny fragtlinje til havnene i Vyborg og Vysotsk (2017)
    • kompleks rekonstruktion af linjen Karymskaya  - Zabaikalsk i Transbaikal-territoriet (2008-2020)
    • omfattende rekonstruktion af linjer på Taman-halvøen som en del af konstruktionen af ​​en ny dybvandshavn i Taman med forgreninger til Anapa og til Krim-broen (2019)
    • elektrificering af den lille ring af Moskva-jernbanen med alle stationer og en del af transmissionsgrenene (2016)
    • Ud over dem blev nogle korte linjer til bevægelse af elektriske tog til lufthavne elektrificeret og delvist afsluttet i Rusland .
    • Linjerne Adler - Rosa Khutor blev også straks elektrificeret , designet til at tjene de olympiske vinterlege i 2014 og omgå Ukraines territorium i Chertkovo-regionen (2017)
  • I Hviderusland er der vedtaget et jernbaneelektrificeringsprogram, hvor linjerne Osipovichi  - Gomel og Molodechno  - Naujoyi-Vilnya (sammen med Litauen ) er blevet elektrificeret i 2018, og elektrificeringen af ​​Zhlobin  - Kalinkovichi -Barbarov-linjen også er blevet elektrificeret. begyndt.
  • I Usbekistan i 2013-2020 mere end 1.000 km jernbanelinjer blev elektrificeret: motorvejene Samarkand - Karshi - Termez og Samarkand - Navoi - Bukhara, en ny linje gennem Kamchik-tunnelen til Ferghana-dalen og Ferghana-dalens jernbanering. I den nærmeste fremtid er det planlagt at elektrificere den 500 kilometer lange hovedvej Bukhara-Urgench-Khiva.
  • Siden 2019 har Aserbajdsjan forberedt fuldstændig overførsel af alle elektrificerede linjer til vekselstrøm. Den direkte overgang begyndte den 22/07/2020 fra en sektion i Ganja-regionen.

Andre tekniske funktioner

  • Introduktionen af ​​asynkrone trefasede trækmotorer kan øge effekten af ​​et elektrisk lokomotiv med omkring 1,5 gange. Faktum er, at trækmotoren er en maskine med ekstrem ydeevne. Dens kraft bestemmes af de overordnede dimensioner, på grund af sporvidden , mere præcist, afstanden mellem hjulene . Det er meget vanskeligt at "tvinge" en samlerelektromotor ved at øge strømstyrken, da mætning af det magnetiske system i dette tilfælde vises , yderligere at øge strømmen er ubrugelig. Trefasede asynkrone trækmotorer har et lavere metalforbrug sammenlignet med kollektormotorer ved samme effekt. For eksempel har kollektorelektromotoren i ellokomotivet ChS200 en timeeffekt på 1050 kW, og den trefasede asynkrone elmotor på ellokomotivet BR 185 har en timekapacitet på  1400 kW.

Se også

Noter

Kommentarer
  1. ↑ For eksempel har to elektriske lokomotiver en lige stor effekt på 15.000 kilowatt. For et DC elektrisk lokomotiv (3 kV) vil den maksimale strøm, der passerer gennem strømaftageren, være 5000 A , for et AC elektrisk lokomotiv (25 kV) - 600 A.
Kilder
  1. ↑ Pochaevets V.S. Elforsyning i jernbanetransport. Introduktion til specialet. Lærebog .. - M . : Rute, 2012.
  2. ↑ IEC 60850 (2007). Jernbaneapplikationer - Forsyningsspændinger for trækkraftsystemer. 3. udgave. / Jernbanetransport. Strømforsyningsspændinger til traktionssystemer. 3. udg.
  3. ↑ EN 50163 (2007). Jernbaneapplikationer - Forsyningsspændinger for trækkraftsystemer / Jernbanetransport. Elektrisk trækkraftforsyningsspænding
  4. ↑ GOST 6962-75 - Elektrificerede køretøjer drevet af et kontaktnetværk (på Wikisource) . en.wikisource.org. Hentet: 4. november 2018.
  5. ↑ Historien om konstruktionen af ​​den elektriske jernbane fra Narva-portene til Oranienbaum og videre til Krasnaya Gorka .
  6. ↑ Ryazan-Ural-jernbanens historie

Litteratur

  • Moody, G. T. "Del 1". Southern Electric. — 3. oplag udg. - London : Ian Allan Ltd., 1960.
  • Voinarovsky P.D .,. Electric Railways // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  • V.A. Rakov . Eksperimentelt AC elektrisk lokomotiv OR22-01 // Lokomotiver for indenlandske jernbaner 1845-1955. — 2., revideret og suppleret. - M . : Transport, 1995. - S. 426-429. — ISBN 5-277-00821-7 .

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
  • Brockhaus og Efron
I bibliografiske kataloger