Skema e hekurudhave ruse. Skemat e hekurudhave ruse

Elektrifikimi hekurudhat

Elektrifikimi i hekurudhave- një grup aktivitetesh të kryera në një seksion hekurudhor për të bërë të mundur përdorimin e mjeteve lëvizëse elektrike në të: lokomotiva elektrike, seksione elektrike ose trena elektrikë.

Lokomotivat elektrike përdoren për të tërhequr trenat në seksionet e elektrizuara të hekurudhave. Seksionet elektrike ose trenat elektrikë përdoren si transport udhëtarësh.

Sistemet e elektrifikimit

Sistemet e elektrifikimit mund të klasifikohen:

• sipas llojit të përcjellësve:
  • me katenar
  • me shina kontakti
• nga tensioni
• sipas llojit të rrymës:
  • AC
    • frekuenca aktuale
    • numri i fazave

Në mënyrë tipike, përdoret rryma alternative direkte (=) ose njëfazore (~). Në këtë rast, bina hekurudhore vepron si një nga përcjellësit.

Përdorimi i rrymës trefazore kërkon pezullimin e të paktën dy telave të kontaktit, të cilët nuk duhet të preken në asnjë rrethanë (si një trolejbus), kështu që ky sistem nuk zuri rrënjë, kryesisht për shkak të kompleksitetit të grumbullimit të rrymës me shpejtësi të lartë.

Kur përdorni rrymë të drejtpërdrejtë, voltazhi në rrjet mbahet mjaft i ulët për të ndezur direkt motorët elektrikë. Kur përdorni AC zgjidhni shumë më tepër tension të lartë, pasi voltazhi në një lokomotivë elektrike mund të reduktohet lehtësisht duke përdorur një transformator.

Sistemi DC

Në këtë sistem, motorët tërheqës DC furnizohen drejtpërdrejt nga rrjeti i kontaktit. Rregullimi kryhet duke lidhur rezistorët, duke rirregulluar motorët dhe duke dobësuar ngacmimin. NË dekadat e fundit Rregullimi i pulsit filloi të përhapet, duke lejuar që të shmangen humbjet e energjisë në rezistorë.

Motorët elektrikë ndihmës (ngasja e një kompresori, tifozët, etj.) zakonisht furnizohen gjithashtu drejtpërdrejt nga rrjeti i kontaktit, kështu që ata janë shumë të mëdhenj dhe të rëndë. Në disa raste, konvertuesit rrotullues ose statikë përdoren për t'i fuqizuar ato (për shembull, në trenat elektrikë ER2T, ED4M, ET2M përdoret një motor-gjenerator që konverton D.C. 3000 V trefazor 220 V 50 Hz).

Aktiv Hekurudhat e Rusisë dhe vendet e dikurshme Bashkimi Sovjetik zonat e elektrizuara nga Sistemi DC, tani ata përdorin kryesisht tension = 3000 V (në seksionet e vjetra - = 1500 V). Në fillim të viteve '70 në BRSS, u kryen kërkime praktike në Hekurudhën Transkaukaziane me mundësinë e elektrifikimit duke përdorur rrymë direkte me një tension prej = 6000 V, por më vonë të gjitha seksionet e reja u elektrizuan me rrymë alternative të një tensioni më të lartë.

Thjeshtësia e pajisjeve elektrike në lokomotivë, e ulët graviteti specifik dhe efikasiteti i lartë kanë çuar në përdorimin e gjerë të këtij sistemi në periudha e hershme elektrifikimin.

Disavantazhi i këtij sistemi është tensioni relativisht i ulët i rrjetit të kontaktit, kështu që kërkohet më shumë rrymë për të transmetuar të njëjtën fuqi në krahasim me sistemet me tension më të lartë. Kjo forcon:

• përdorni një seksion kryq total më të madh të telave të kontaktit dhe kabllove të furnizimit;
• rrisni zonën e kontaktit me pantografin e një lokomotivë elektrike duke rritur numrin e telave në rrjetin e kontaktit të sipërm në 2 ose edhe 3 (për shembull, në pjerrësi);
• zvogëloni distancat midis nënstacioneve tërheqëse për të minimizuar humbjet aktuale në tela, gjë që gjithashtu çon në një rritje të kostos së vetë elektrifikimit dhe mirëmbajtjes së sistemit (megjithëse nënstacionet janë të automatizuara, ato kërkojnë mirëmbajtje). Distanca midis nënstacioneve në zonat me ngarkesë të madhe, veçanërisht në kushte të vështira malore, mund të jetë vetëm disa kilometra.

Tramvajet dhe trolejbusët përdorin një tension konstant = 550 (600) V, metro = 750 (825) V.

Sistemi AC me frekuencë të reduktuar

Në një numër vendet evropiane(Gjermani, Zvicër, etj.) përdoret një sistem rrymë alternative njëfazore prej 15 kV 16⅔ Hz, dhe në SHBA në linjat e vjetra 11 kV 25 Hz. Frekuenca e reduktuar lejon përdorimin e motorëve me furçë AC. Motorët mundësohen nga mbështjellja dytësore e transformatorit pa asnjë konvertues. Motorët elektrikë ndihmës (për kompresorë, tifozë, etj.) janë gjithashtu zakonisht motorë komutatorë, të mundësuar nga një dredha-dredha e veçantë e transformatorit.

Disavantazhi i sistemit është nevoja për të kthyer frekuencën aktuale në nënstacione ose për të ndërtuar termocentrale të veçanta për hekurudhat.

Sistemi AC me frekuencë të energjisë

Përdorimi i rrymës industriale të frekuencës është më ekonomike, por zbatimi i tij ka hasur në shumë vështirësi. Në fillim, ata përdorën motorë AC me komutator, duke konvertuar gjeneratorë motorikë (një motor elektrik sinkron njëfazor plus një gjenerator tërheqës DC, nga i cili funksiononin motorët tërheqës DC), dhe konvertues rrotullues të frekuencës (duke siguruar rrymë për motorët tërheqës asinkron). Motorët elektrikë me komutator funksiononin dobët në rrymën industriale të frekuencës dhe konvertuesit rrotullues ishin shumë të rëndë dhe joekonomikë.

Sistemi i rrymës së frekuencës së energjisë njëfazore (25 kV 50 Hz) filloi të përdoret gjerësisht vetëm pas krijimit në Francë në vitet 1950 të lokomotivave elektrike me ndreqës statik merkuri (ndezues; më vonë ato u zëvendësuan nga ndreqës silikoni më modern - për arsye mjedisore dhe ekonomike); më pas ky sistem u përhap në shumë vende të tjera (përfshirë BRSS).

Kur korrigjoni një rrymë njëfazore, rezultati nuk është një rrymë e drejtpërdrejtë, por një pulsuese, prandaj përdoren motorë të veçantë të rrymës pulsuese, dhe qarku përmban reaktorë zbutës (mbytje) që zvogëlojnë valëzimet e rrymës, dhe rezistorë të zbutjes së ngacmimit të vazhdueshëm të lidhur në paralel me mbështjelljet e ngacmimit të motorëve dhe kalimin e komponentit alternativ të rrymës pulsuese, e cila shkakton vetëm ngrohje të panevojshme të mbështjelljes.

Për të drejtuar makinat ndihmëse, përdoren ose motorë të rrymës pulsuese, të fuqizuar nga një dredha-dredha e veçantë e transformatorit (dredha e vet) përmes një ndreqësi, ose motorë elektrikë asinkronë industrialë, të mundësuar nga një ndarës fazor (kjo skemë ishte e zakonshme në lokomotivat elektrike franceze dhe amerikane , dhe prej tyre u transferua në kondensatorë sovjetikë ) ose me zhvendosje fazore (të përdorura, në veçanti, në lokomotivat elektrike ruse VL65, EP1, 2ES5K).

Disavantazhet e sistemit janë ndërhyrje të konsiderueshme elektromagnetike për linjat e komunikimit, si dhe ngarkesa e pabarabartë në fazat e sistemit të jashtëm të energjisë. Për të rritur uniformitetin e ngarkesave fazore në rrjetin e kontaktit, alternohen seksione me faza të ndryshme; Midis tyre, vendosen futje neutrale - të shkurtra, disa qindra metra të gjata, seksione të rrjetit të kontaktit, të cilat mjetet lëvizëse i kalon me motorët e fikur, me inerci. Ato janë bërë në mënyrë që pantografi të mos e kapërcejë hendekun midis seksioneve nën tension të lartë linear (fazë-në-fazë) në momentin e kalimit nga teli në tel. Kur ndaloni në futjen neutrale, tensioni mund të furnizohet me të nga pjesa e përparme e rrjetit të kontaktit.

Hekurudhat Ruse dhe vendet e ish-Bashkimit Sovjetik, të elektrizuar nga Sistemi AC përdorni tension ~25 kV(d.m.th. ~25000 V) frekuencë 50 Hz.

Lidhja e sistemeve të furnizimit me energji elektrike

Lokomotiva elektrike të sistemeve të ndryshme aktuale në stacionin e dokimit

Lokomotivë elektrike me dy sistem VL82M

Shumëllojshmëria e sistemeve të furnizimit me energji elektrike ka shkaktuar shfaqjen e pikave të lidhjes (sistemet aktuale, sistemet e tensionit, sistemet e frekuencës aktuale). Në të njëjtën kohë, u shfaqën disa opsione për zgjidhjen e çështjes së organizimit të trafikut përmes pikave të tilla. Janë shfaqur 3 drejtime kryesore.

Rrjeti hekurudhor Federata Ruse mjaft i gjerë. Ai përbëhet nga disa seksione të autostradave, të cilat janë në pronësi të Hekurudhave Ruse OJSC. Për më tepër, të gjitha rrugët rajonale janë zyrtarisht degë të SHA Hekurudhat Ruse, ndërsa vetë kompania vepron si monopolist në Rusi:

Rruga kalon nëpër territorin e rajoneve Irkutsk dhe Chita dhe republikat e Buryatia dhe Sakha-Yakutia. Gjatësia e autostradës është 3848 km.

Rruga shkon përgjatë dy drejtimeve paralele gjeografike: Moskë - Nizhny Novgorod- Kirov dhe Moskë - Kazan - Yekaterinburg, të cilat janë të lidhura me rrugë. Rruga lidh qendrën, veriperëndimin dhe Rajonet veriore Rusia me rajonin e Vollgës, Uralet dhe Siberinë. rruga Gorky kufijtë me hekurudhat: Moska (rr. Petushki dhe Cherusti), Sverdlovsk (st. Cheptsa, Druzhinino), Veriore (rr. Novki, Susolovka, Svecha), Kuibyshevskaya (rr. Krasny Uzel, Tsilna). Gjatësia totale e zhvilluar e rrugës është 12066 km. Gjatësia e kryesore binarët hekurudhor- 7987 km.

Hekurudha kalon nëpër territorin e pesë entiteteve përbërëse të Federatës Ruse - Primorsky dhe Territori i Khabarovsk, Amur dhe hebre rajone autonome, Republika e Sakhasë (Jakutia). Zona e saj e shërbimit përfshin gjithashtu rajonet Magadan, Sakhalin, Kamchatka dhe Chukotka - mbi 40% të territorit të Rusisë. Gjatësia e funksionimit - 5986 km.

Hekurudha Trans-Baikal kalon në jug-lindje të Rusisë, në të gjithë territorin Territori Trans-Baikal dhe rajoni Amur, ndodhet afër kufirit të Republikës Popullore të Kinës dhe ka të vetmen kalim hekurudhor të drejtpërdrejtë tokësor në Rusi përmes stacionit Zabaikalsk. Gjatësia e funksionimit - 3370 km.

Hekurudha e Siberisë Perëndimore kalon nëpër territoret e Omsk, Novosibirsk, Kemerovë, Rajonet e Tomskut, Territori i Altait dhe pjesërisht Republika e Kazakistanit. Gjatësia e zhvilluar e shinave kryesore të autostradës është 8986 km, gjatësia operacionale është 5602 km.

Rruga funksionon në kushte të veçanta gjeopolitike. Ai kalon nëpër Kaliningrad rruga më e shkurtër nga qendra e Rusisë në vendet Evropën Perëndimore. Rruga nuk ka kufijve të përbashkët me Hekurudhat Ruse. Gjatësia totale e autostradës është 1100 km, gjatësia e rrugëve kryesore është mbi 900 kilometra.

Autostrada kalon nëpër katër rajone të mëdha - Rajoni i Kemerovës, Khakassia, Rajoni i Irkutsk Dhe Rajoni i Krasnoyarsk, që lidh hekurudhat Trans-Siberiane dhe Jugore të Siberisë. Në mënyrë figurative, ajo është një urë lidhëse ndërmjet pjesa evropiane Rusia, e saj Lindja e Largët dhe Azinë. Gjatësia operacionale e rrugës Krasnoyarsk është 3160 km. Gjatësia totale- 4544 kilometra.

Hekurudha shtrihet nga rajoni i Moskës deri në ultësirën e Uralit, duke lidhur qendrën dhe perëndimin e Federatës Ruse me rajone të mëdha socio-ekonomike të Uraleve, Siberisë, Kazakistanit dhe Azia Qendrore. Rruga përbëhet nga dy pothuajse vijat paralele, që shkon nga perëndimi në lindje: Kustarevka - Inza - Ulyanovsk dhe Ryazhsk - Samara, të cilat janë të lidhura në stacionin Chishmy, duke formuar një linjë të dyfishtë që përfundon në nxitje malet Ural. Dy linja të tjera të rrugës Ruzaevka - Penza - Rtishchevo dhe Ulyanovsk - Syzran - Saratov shkojnë nga Veriu në Jug.

Brenda kufijve të saj aktualë, Hekurudha e Moskës u organizua në vitin 1959 si rezultat i bashkimit të plotë dhe të pjesshëm të gjashtë rrugëve: Moskë-Ryazan, Moskë-Kursk-Donbass, Moskë-Okruzhnaya, Moskë-Kiev, Kalinin dhe Veri. Gjatësia e dislokuar është 13,000 km, gjatësia operacionale është 8,800 km.

Linja kryesore Oktyabrskaya kalon nëpër territorin e njëmbëdhjetë entiteteve përbërëse të Federatës Ruse - Leningrad, Pskov, Novgorod, Vologda, Murmansk, Tver, Moskë, Rajonet e Yaroslavl, qytetet e Moskës dhe Shën Petersburgut dhe Republikës së Karelias. Gjatësia e funksionimit - 10143 km.

Hekurudha Volga (Ryazan-Ural) ndodhet në juglindje të pjesës evropiane të Rusisë në rajonin e Vollgës së Poshtme dhe në rrjedhën e mesme të Donit dhe mbulon territoret e Saratov, Volgograd dhe Rajonet e Astrakhanit, si dhe disa stacione të vendosura brenda Rostovskaya, Rajonet e Samara dhe Kazakistani. Gjatësia e rrugës është 4191 km.

Autostrada lidh pjesët evropiane dhe aziatike të Rusisë, shtrihet për një mijë e gjysmë kilometra nga perëndimi në lindje dhe kalon në drejtimin verior Rrethi Arktik. Kalon nëpër Nizhny Tagil, Perm, Yekaterinburg, Surgut, Tyumen. Shërben gjithashtu Khanty-Mansi dhe Yamalo-Nenets okruge autonome. Gjatësia e funksionimit - 7154 km. Gjatësia e dislokuar është 13,853 km.

Autostrada e ka origjinën në qendër të Rusisë dhe shtrihet shumë në veri të vendit. Shumica Linja kryesore veriore operohet në kushtet e vështira të Veriut të Largët dhe Arktikut. Gjatësia e shpalosur është 8500 kilometra.

Në zonën e shërbimit të rrugës janë 11 subjekte përbërëse të Federatës Ruse Jugore rrethi federal, kufizohet drejtpërdrejt me Ukrainën, Gjeorgjinë dhe Azerbajxhanin. Gjatësia operative e autostradës është 6358 km.

Hekurudha Juglindore zë pozicion qendror përgjatë rrjetit hekurudhor dhe lidh rajonet lindore dhe Uralet me Qendrën, si dhe rajonet e Veriut, Veri-Perëndimit dhe Qendrës me Kaukazi Verior, Ukraina dhe shtetet e Transkaukazisë. Rruga Juglindore kufizohet me hekurudhat e Moskës, Kuibyshev, Kaukazin e Veriut dhe Hekurudhat Jugore të Ukrainës. Gjatësia e funksionimit - 4189 km.

Hekurudha Ural i Jugut ndodhet në dy pjesë të botës - në kryqëzimin e Evropës dhe Azisë. Ai përfshin degët Chelyabinsk, Kurgan, Orenburg dhe Kartalinsk. Disa linja hekurudhore kryesore kalojnë nëpër territorin e Kazakistanit. Rruga Juglindore kufizohet me hekurudhat e Moskës, Kuibyshev, Kaukazin e Veriut dhe Hekurudhat Jugore të Ukrainës. Gjatësia e funksionimit - 4189 km. Gjatësia e zhvilluar është mbi 8000 km.

Një nga tiparet e transportit hekurudhor në Rusi është përqindja e lartë e rrugëve të elektrizuara. Për sa i përket gjatësisë së autostradave të elektrizuara në fund të vitit 2014, Rusia renditet e para në botë - 43.4 mijë km (vendi i dytë Kina - 38.5 mijë km) - rreth gjysma e rrugëve përdorim publik. Epo, fakti që shumë autostrada janë të elektrizuara në përgjithësi nuk është sekret për askënd, por fakti që rrjetet e kontaktit përdorin rryma lloje te ndryshme shumë do ta zbulojnë me habi. Megjithatë, është një fakt: rrjetet e kontaktit përdorin ose të përhershëm rrymë elektrike tension nominal 3 kV ose rrymë alternative njëfazore e frekuencës industriale 50 Hz tension nominal 25 kV. Unë jam duke folur për këtë vetë për një kohë të gjatë Nuk e mendova - e kuptova kur mora grupin e tretë të sigurisë elektrike (duke punuar në një zyrë të lidhur me Hekurudhat Ruse disi më detyroi të thellohesha dhe të kuptoja). Epo, në përgjithësi, për një kohë të gjatë e mora këtë fakt ("ka një konstante 3 kV, ka një variabël 25 kV / 50 Hz") të mirëqenë - "sepse kështu u pranua historikisht". Por për ca kohë unë ende doja të thellohesha në pyetjen dhe disi të kuptoja pse ishte kështu.

Unë dua të bëj një rezervim menjëherë - nuk do të gërmoj shumë thellë në fizikën e furnizimit me energji elektrike, duke u kufizuar në disa në fraza të përgjithshme dhe diku duke e ekzagjeruar qëllimisht. Ndonjëherë njerëzit më thonë se po thjeshtohem, por ekspertët lexojnë dhe kuptojnë se "çdo gjë është e gabuar". Unë jam i vetëdijshëm për këtë, por specialistët tashmë e dinë se çfarë po shkruaj dhe mendoj - dhe ata nuk kanë gjasa të mësojnë ndonjë gjë të re për veten e tyre.

Pra, në fakt, duhet të fillojmë me faktin se për herë të parë përdorimi i energjisë elektrike si burim energjie për tërheqjen e trenave u demonstrua në një ekspozitë industriale në Berlin në 1879, ku u prezantua një model i një hekurudhe elektrike. Një tren i përbërë nga një lokomotivë 2.2 kW dhe tre vagona, secila prej të cilave mund të strehonte deri në 6 pasagjerë, lëvizte përgjatë një seksioni më pak se 300 m të gjatë me një shpejtësi prej 7 km/h. Krijuesit e llojit të ri të tërheqjes ishin shkencëtari, shpikësi dhe industrialisti i famshëm gjerman Ernst Werner von Siemens (Werner von Siemens, 1816-1892) dhe inxhinieri Halske. Nga fillimi i shekullit të 20-të, nuk kishte asnjë dyshim për efektivitetin e tërheqjes elektrike. NË afatshkurtër Disa projekte të elektrifikimit hekurudhor janë zbatuar në vende të ndryshme. Në fazën e parë, elektrifikimi u përdor në zonat malore në linja me profil të rëndë, me një numër i madh tunele, si dhe në zonat periferike, d.m.th. në ato zona ku avantazhet e tërheqjes elektrike ishin të dukshme.

Hekurudha e parë e elektrizuar në BRSS u hap në 6 korrik 1926 në seksionin Baku - Sabunchi - Surakhani

Prandaj, ekzistojnë dy fusha kryesore të aplikimit të elektrifikimit: trafiku periferik dhe autostrada malore. Unë do të doja të flisja për trafikun periferik (thelbi i trenave elektrikë) veçmas, por tani duhet të theksohet vetëm se ishte trafiku hekurudhor periferik për sa i përket elektrifikimit që ishte një përparësi në BRSS (në Perandoria Ruse Nuk patëm kohë për ta realizuar këtë projekt - i pari na pengoi lufte boterore dhe revolucioni), në BRSS ata e morën këtë në një shkallë të madhe (këtu plani GOELRO, natyrisht, kontribuoi shumë) - trenat elektrikë filluan të zëvendësohen trenat e udhëtarëve me avull.

Sistemi i furnizimit me energji elektrike ishte një sistem i rrymës së vazhduar me një tension nominal 1500 V. Sistemi i rrymës së vazhduar u zgjodh sepse rryma alternative njëfazore do të kërkonte makina motorike më të rënda dhe më të shtrenjta për shkak të nevojës për të instaluar transformatorë në to. Përveç kësaj, motorët tërheqës DC kanë, ndër të tjera, kushte të barabartaçift ​​rrotullues më i lartë dhe më i përshtatshëm për ndezje në krahasim me motorët njëfazor. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për makinat motorike që operojnë në zonat periferike me një numër i madh pikat e ndalimit ku kërkohet nxitim i lartë kur niseni. Tensioni prej 1500 V u zgjodh për faktin se kërkohet dukshëm më pak bakër për rrjetin e kontaktit në krahasim me sistemin 600-800 V (përdoret për elektrifikimin e tramvajeve-trolejbusëve). Në të njëjtën kohë, u bë e mundur krijimi i pajisjeve elektrike të besueshme për një makinë motorike, e cila në atë kohë nuk mund të llogaritej me një tension prej 3000 V (linjat e para të udhëtarëve të elektrizuar me një rrymë direkte prej 3000 V u shfaqën vetëm në 1937 , por më vonë të gjitha linjat e ndërtuara tashmë u transferuan në këtë tension) .

Trenat elektrikë S - familja e parë e trenave sovjetikë, të prodhuar që nga viti 1929

Paralelisht me zhvillimin e trafikut periferik në vitet 1932-1933. tërheqja elektrike u fut në hekurudhën kryesore Khashuri-Zestafoni (63 km) në kalimin e vështirë të Suramit. Këtu, ndryshe nga Moska dhe Baku, tërheqja elektrike përdorej për transportin e mallrave dhe pasagjerëve. Për herë të parë, lokomotivat elektrike filluan të funksionojnë në linjat hekurudhore të BRSS (në fakt, sipas vendit të aplikimit, ato filluan të quhen "Lokomotiva elektrike Suram" ose "ose lokomotiva elektrike të tipit Suram"):

lokomotiva elektrike S (Suramsky) - themeluesi i grupit të lokomotivave elektrike Suram të ndërtuara nga amerikanët General Electric për BRSS

Karakteristika kryesore e të gjitha lokomotivave elektrike të tipit Suram ishte prania e platformave kalimtare në skajet e trupit, e cila, sipas standardeve që ekzistonin në atë kohë, ishte e detyrueshme për të gjitha lokomotivat elektrike me pajisje elektrike për punë nën CME. Pjesa e ekuipazhit të lokomotivës përbëhet nga dy karroca të artikuluara me tre boshte ( formulë boshtore 0- 3 0 -0 + 0-3 0 -0). Trupi i makinës me një kornizë kryesore mbështetëse. Pezullimi i pranverës kryhet kryesisht në burimet e gjetheve. Pezullimi i motorit tërheqës është mbështetës-boshtor.

lokomotiva elektrike S S (Suramsky Sovjetik) - lokomotiva e parë elektrike me rrymë të drejtpërdrejtë e ndërtuar në BRSS me licencë nga GE

Dhe kjo është ajo që duhet bërë shënim i rëndësishëm. Në ndryshim nga lokomotivat me avull, motori i të cilave është një motor me avull, transporti hekurudhor gjeneratat e ardhshme filluan të drejtohen nga motorët elektrikë: të ashtuquajturat TED (motorë elektrikë tërheqës) - për shumë, meqë ra fjala, nuk është e qartë që TED-të përdoren si në lokomotivat elektrike/trenat elektrikë ashtu edhe në lokomotivat me naftë ( kjo e fundit thjesht fuqizon TED-të e vendosura në lokomotivë - gjenerator). Pra, në agimin e elektrifikimit të hekurudhave, u përdorën ekskluzivisht motorë elektrikë me rrymë të drejtpërdrejtë. Kjo është për shkak të karakteristikave të tyre të projektimit, mundësinë e mjaftueshme me mjete të thjeshta rregulloni shpejtësinë dhe çift rrotullues në një gamë të gjerë, aftësinë për të punuar me mbingarkesë, etj. Duke folur gjuha teknike, Karakteristikat elektromekanike të motorëve DC janë ideale për qëllime tërheqëse. Motorët AC (asinkron, sinkron) kanë karakteristika të tilla që pa mjete të veçanta rregullimi, përdorimi i tyre për tërheqje elektrike bëhet i pamundur. Mjetet e tilla të rregullimit mbi faza fillestare Nuk kishte ende elektrifikim dhe për këtë arsye, natyrisht, rryma e drejtpërdrejtë u përdor në sistemet e furnizimit me energji tërheqëse. U ndërtuan nënstacione tërheqëse, qëllimi i të cilave është zvogëlimi i tensionit alternues të rrjetit të furnizimit në vlera e kërkuar, dhe drejtimi i tij, d.m.th. shndërrimi në të përhershëm.

VL19 është lokomotiva e parë elektrike serike, dizajni i së cilës u krijua në Bashkimin Sovjetik

Por përdorimi i një rrjeti kontakti me rrymë të drejtpërdrejtë krijoi një problem tjetër - konsumin e lartë të bakrit në rrjetin e kontaktit (krahasuar me rrymën alternative), sepse për transmetimin e fuqisë së lartë (fuqia është e barabartë me produktin e rrymës dhe tensionit) në tension konstant duhet të sigurohet tension forcë e madhe rrymë, mirë, domethënë, keni nevojë për më shumë tel dhe një seksion kryq më të madh (tensioni është konstant - ju duhet të ulni rezistencën).

VL22 M - lokomotiva e parë elektrike sovjetike në shkallë të gjerë dhe përfaqësuesi i fundit Lokomotiva Surami

Në fund të viteve 1920, kur sapo kishin filluar të elektrizonin Qafën e Suramit, shumë ekspertë ishin të vetëdijshëm se në të ardhmen, tërheqja elektrike e rrymës direkte me një tension nominal 3 kV nuk do të lejonte një zgjidhje racionale për çështjen e rritjes së kapaciteti mbajtës i linjave duke rritur peshën e trenave dhe shpejtësinë e tyre. Llogaritjet më të thjeshta treguan se kur ngasni një tren me peshë 10,000 tonë me një rritje prej 10 ‰ me një shpejtësi prej 50 km/h, rryma e tërheqjes së lokomotivave elektrike do të ishte më shumë se 6000 A. Kjo do të kërkonte një rritje të seksionit kryq. të telave të kontaktit, si dhe një vendndodhje më të shpeshtë të nënstacioneve tërheqëse. Pas krahasimit të rreth dyqind opsioneve për kombinime të llojit të vlerave të rrymës dhe tensionit, u vendos që opsioni më i mirë është elektrifikimi me rrymë direkte ose alternative (50 Hz) me një tension prej 20 kV. Sistemi i parë në atë kohë nuk ishte testuar askund në botë dhe i dyti, megjithëse shumë pak, ishte i studiuar. Prandaj, në Konferencën e parë All-Union për Elektrifikimin e Hekurudhave, u mor një vendim për të ndërtuar një seksion pilot të elektrizuar duke përdorur rrymë alternative (50 Hz) me një tension prej 20 kV. Ishte e nevojshme të krijohej një lokomotivë elektrike për testim që do të zbulonte avantazhet dhe disavantazhet e lokomotivave elektrike AC në kushte normale funksionimi.

Lokomotiva elektrike OR22 - lokomotiva e parë elektrike AC në BRSS

Në vitin 1938, u krijua lokomotiva elektrike OR22 (njëfazore me një ndreqës merkuri, 22 - ngarkesë nga grupet e rrotave në shina, në ton). Diagrami skematik lokomotiva elektrike (transformator-ndreqës-TED, domethënë me rregullimin e tensionit në anën e ulët) doli të ishte aq e suksesshme sa filloi të përdoret në hartimin e shumicës dërrmuese të lokomotivave elektrike sovjetike AC. Në këtë model u testuan shumë ide të tjera, të cilat më vonë u mishëruan në projektet e mëvonshme, por fatkeqësisht lufta ndërhyri. Makina eksperimentale u çmontua, ndreqësi i saj u përdor në një nënstacion tërheqës DC. Dhe ata u kthyen në idetë e lokomotivave elektrike AC vetëm në 1954 me serinë NO (ose VL61), tashmë në Uzinën e Lokomotivave Elektrike Novocherkassk.

VL61 (deri në janar 1963 - N-O - Novocherkassk njëfazore) - lokomotiva e parë serike sovjetike elektrike AC

Seksioni i parë eksperimental Ozherelye - Mikhailov - Pavelets u elektrizua duke përdorur rrymë alternative (tension 20 kV) në 1955-1956. Pas testimit, u vendos që të rritet tensioni në 25 kV. Rezultatet e funksionimit të seksionit eksperimental të tërheqjes elektrike në rrymë alternative Ozherelye - Pavelets të Hekurudhës së Moskës bënë të mundur rekomandimin e këtij sistemi të rrymës alternative për zbatim të gjerë në hekurudhat e BRSS (Rezoluta e Këshillit të Ministrave të BRSS nr 1106, datë 3 tetor 1958). Nga viti 1959, rryma alternative 25 kV filloi të futej në shtrirje të gjata ku kërkohej elektrifikimi, por aty pranë nuk kishte vende testimi të rrymës së drejtpërdrejtë.

Lokomotivë elektrike F - Lokomotivë elektrike AC, e ndërtuar në Francë me urdhër të BRSS

Në vitet 1950-1955 Filloi zgjerimi i parë, ende i kujdesshëm i vendit të elektrifikimit. Kalimi nga një tension prej 1500 V në 3000 V ka filluar në të gjitha nyjet periferike, zhvillimin e mëtejshëm Nyjet periferike, shtrirja e linjave të elektrizuara në fqinjët qendrat rajonale me futjen e tërheqjes së lokomotivës elektrike për trenat e pasagjerëve dhe mallrave. "Ishujt" e elektrifikimit u shfaqën në Riga, Kuibyshev, Siberia Perëndimore, Kiev. Që nga viti 1956 (i cili) filloi fazë e re elektrifikimi masiv i hekurudhave të BRSS, i cili solli me shpejtësi tërheqjen elektrike dhe me naftë nga 15% në transport në 1955 në 85% në 1965. Elektrifikimi masiv u krye kryesisht në rrymën direkte tashmë të provuar mirë me një tension prej 3000 V, megjithëse diku kishte filluar të futej rryma alternative me një frekuencë prej 50 Hz dhe një tension prej 25 kV. Paralelisht me zhvillimin e rrjetit të linjave AC, u krye edhe zhvillimi i mjeteve lëvizëse AC. Kështu, trenat e parë elektrikë ER7 dhe ER9 filluan të funksionojnë në 1962, dhe për Hekurudhën Krasnoyarsk në 1959, u blenë lokomotiva elektrike franceze të tipit F, pasi prodhimi i lokomotivave elektrike sovjetike AC (VL60 dhe VL80) u vonua.

VL60 (deri në janar 1963 - N6O, - Novocherkassk me 6 boshte Njëfazore) - lokomotiva e parë elektrike AC e linjës kryesore sovjetike e nisur në prodhim në shkallë të gjerë.

Në përgjithësi, linjat që janë vënë në punë më herët janë elektrizuar me rrymë të vazhdueshme; Gjithashtu në vitet '90/2000, pati një transferim në shkallë të gjerë të një numri linjash nga rryma direkte në rrymë alternative. Debati për avantazhet e sistemeve nuk ka të ndalur deri më sot. Në agimin e futjes së rrymës alternative, besohej se ky sistem i furnizimit me energji elektrike ishte më ekonomik, por tani nuk ka një zgjidhje të qartë:
- Aksionet lëvizëse DC janë një herë e gjysmë më të lirë
- Konsumi specifik i EPS në një profil kodrinor, tipik për pjesën më të madhe të vendit tonë, është 30% më i ulët.
Në një mënyrë apo tjetër, linjat e reja të elektrifikimit po ndërtohen tani vetëm me rrymë alternative, dhe disa të vjetra po shndërrohen gjithashtu nga rryma e drejtpërdrejtë në atë alternative. Rasti i vetëm në historinë e elektrifikimit të hekurudhave sovjetike dhe ruse kur një seksion u transferua nga rryma alternative në rrymë direkte ndodhi në vitin 1989 në drejtimin Paveletsky të Hekurudhës së Moskës. Pas elektrifikimit të rrymës së drejtpërdrejtë të seksionit Rybnoye - Uzunovo, seksioni Ozherelye - Uzunovo (historikisht linja e parë kryesore e rrymës alternative) u transferua nga rryma alternative në rrymë direkte:

vëllezërit binjakë: lokomotiva VL10 (DC) dhe VL80 (AC)

Nga rruga, tani ka një tendencë drejt futjes së TED-ve asinkrone më të besueshme dhe ekonomike (ato janë instaluar në lokomotivat e gjeneratës së re EP20, ES10, 2TE25A). Pra, në një të ardhme shumë të largët, për shkak të kalimit në TED të tilla, do të jetë e mundur të braktiset plotësisht rryma direkte. Deri më tani, të dy llojet e rrymës po përdoren në mënyrë perfekte:

4ES5K "Ermak" (rrymë alternative) dhe 3ES4K "Donchak" (rrymë e drejtpërdrejtë)

Mbetet për të sqaruar pyetjen e fundit. Shumëllojshmëria e sistemeve të furnizimit me energji elektrike ka shkaktuar shfaqjen e pikave të lidhjes (sistemet aktuale, sistemet e tensionit, sistemet e frekuencës aktuale). Në të njëjtën kohë, u shfaqën disa opsione për zgjidhjen e çështjes së organizimit të trafikut përmes pikave të tilla. U shfaqën tre drejtime kryesore:
1) Pajisja e stacionit të dokimit me çelsat që lejojnë një ose një lloj tjetër rryme të furnizohet në seksione individuale të rrjetit të kontaktit. Për shembull, një tren mbërrin me një lokomotivë elektrike DC, atëherë kjo lokomotivë elektrike shkëputet dhe shkon në një depo kthimi ose në rrugë pa krye për ruajtjen e lokomotivës. Rrjeti i kontaktit në këtë pistë kalon në rrymë alternative, një lokomotivë elektrike me rrymë alternative vjen këtu dhe e çon trenin më tej. Disavantazhi i kësaj metode është se elektrifikimi dhe mirëmbajtja e pajisjeve të furnizimit me energji bëhen më të shtrenjta, dhe gjithashtu kërkon një ndryshim të lokomotivës dhe kosto shtesë materiale, organizative dhe kohore. Në të njëjtën kohë, duhet një kohë e konsiderueshme jo aq shumë për të ndryshuar lokomotivë elektrike sa për të testuar frenat

EP2K (rrymë e drejtpërdrejtë) dhe prapa EP1M (rrymë alternative) në stacionin e dokimit të Uzunovo

2) 2. Përdorimi i mjeteve lëvizëse me shumë sisteme (in në këtë rast- dy sisteme - megjithëse në Evropë, për shembull, ka edhe lokomotiva me katër sisteme). Në këtë rast, lidhja përmes rrjetit të kontaktit mund të bëhet jashtë stacionit. Kjo metodë ju lejon të kaloni pikat e ankorimit pa u ndalur (megjithëse, si rregull, në bregdet). Përdorimi i lokomotivave elektrike të pasagjerëve me sistem të dyfishtë redukton kohën e udhëtimit të trenave të pasagjerëve dhe nuk kërkon ndryshimin e lokomotivës. Por kostoja e lokomotivave të tilla elektrike është më e lartë. Lokomotiva të tilla elektrike janë gjithashtu më të shtrenjta për t'u përdorur. Përveç kësaj, lokomotivat elektrike me shumë sistem kanë më shumë peshë(e cila, megjithatë, ka pak rëndësi për hekurudhën, ku nuk është e pazakontë çakëllimi shtesë i lokomotivave për të rritur peshën e ngjitjes).

Lokomotivat e rrymave alternative (EP1M) dhe direkte (ChS7) në depon e kthimit të stacionit Uzunovo

3) Përdorimi i një futje lokomotivë me naftë - duke lënë në mes të seksioneve me sisteme të ndryshme furnizimi me energji elektrike i një krahu të vogël tërheqës të shërbyer nga lokomotivat me naftë. Në praktikë përdoret në seksionin Kostroma - Galiç me gjatësi 126 km: në Kostromë rrymë e vazhduar (=3 kV), në Galiç - rrymë alternative (~25 kV). Trenat Moskë-Khabarovsk dhe Moskë-Sharya, si dhe trenat Samara-Kinel-Orenburg qarkullojnë në tranzit (lokomotiva me naftë është e lidhur me trenat e pasagjerëve në Samara dhe me trenat e mallrave në Kinel). Në Samara dhe Kinel ka rrymë direkte (=3 kV), në Orenburg - rrymë alternative (~ 25 kV), trenat kalojnë tranzit në Orsk, Alma-Ata, Bishkek. Me këtë metodë të "docking", kushtet e funksionimit të linjës përkeqësohen ndjeshëm: koha e parkimit të trenave dyfishohet, dhe efikasiteti i elektrifikimit zvogëlohet për shkak të mirëmbajtjes dhe shpejtësisë së reduktuar të lokomotivave me naftë.

Lokomotiva elektrike e mallrave me sistem të dyfishtë sovjetike VL82 M

Në praktikë, kryesisht hasim metodën e parë - me stacione docking për llojet e tërheqjes. Le të themi, nëse udhëtoj nga Saratov në Moskë, një stacion i tillë do të jetë Uzunovo, nëse në Shën Petersburg - Ryazan-2, nëse në Samara - Syzran-1, por nëse në Soçi ose Adler - Goryachiy Klyuch (nga në mënyrë, unë kam qenë gjithmonë i befasuar nga fakti që në Soçi ende përdor rrymë direkte, megjithëse të gjitha hekurudhat e Kaukazit të Veriut janë në pushim - por ata thonë se atje është e nevojshme të zgjerohen tunelet diku për të kaluar në një ndërprerje, ka në përgjithësi probleme).

Lokomotiva më e re ruse elektrike e pasagjerëve EP20 me dy sisteme

P.S. Nje sqarim i vogel. Përveç fotografive të mia (me ngjyra), postimi përdorte edhe materiale nga Wikipedia!