Açık demiryolları Rusya Federasyonu oldukça kapsamlı. Rus Demiryolları OJSC'ye ait olan çeşitli otoyol bölümlerinden oluşur. Dahası, tüm bölgesel yollar resmi olarak Rus Demiryolları JSC'nin şubeleridir ve şirketin kendisi de Rusya'da tekelci olarak hareket etmektedir:
Yol, Irkutsk ve Chita bölgeleri ile Buryatia ve Saha-Yakutya cumhuriyetlerinden geçiyor. Karayolunun uzunluğu 3848 km'dir.
Yol iki paralel enlem yönünde ilerliyor: Moskova - Nijniy Novgorod- Karayollarıyla birbirine bağlanan Kirov ve Moskova - Kazan - Yekaterinburg. Yol Orta, Kuzeybatı ve Kuzey bölgeleri Volga bölgesi, Urallar ve Sibirya ile Rusya. Gorki yolu demiryolları üzerindeki sınırlar: Moskova (st. Petushki ve Cherusti), Sverdlovsk (st. Cheptsa, Druzhinino), Kuzey (st. Novki, Susolovka, Svecha), Kuibyshevskaya (st. Krasny Uzel, Tsilna). Yolun toplam gelişmiş uzunluğu 12066 km'dir. Ana uzunluğu demiryolu rayları- 7987 km.
Demiryolu, Rusya Federasyonu'nun beş kurucu kuruluşunun topraklarından geçiyor - Primorsky ve Habarovsk Bölgesi, Amur ve Yahudi özerk bölgeler, Saha Cumhuriyeti (Yakutya). Hizmet alanı aynı zamanda Rusya topraklarının% 40'ından fazlası olan Magadan, Sahalin, Kamçatka bölgelerini ve Çukotka'yı da içermektedir. Çalışma uzunluğu - 5986 km.
Trans-Baykal Demiryolu Rusya'nın güney doğusunda, bölge boyunca uzanıyor Trans-Baykal Bölgesi ve Amur bölgesi, Çin Halk Cumhuriyeti sınırına yakın bir konumdadır ve Zabaikalsk istasyonu aracılığıyla Rusya'daki tek doğrudan kara sınırı demiryolu geçişine sahiptir. Çalışma uzunluğu - 3370 km.
Batı Sibirya Demiryolu Omsk, Novosibirsk, Kemerovo topraklarından geçiyor. Tomsk bölgeleri, Altay Bölgesi ve kısmen Kazakistan Cumhuriyeti. Karayolunun ana yollarının gelişmiş uzunluğu 8986 km, işletme uzunluğu ise 5602 km'dir.
Yol özel jeopolitik koşullarda çalışıyor. Kaliningrad'dan geçiyor en kısa yol Rusya'nın merkezinden ülkelere Batı Avrupa. Yol yok ortak sınırlar Rus Demiryolları ile. Karayolunun toplam uzunluğu 1.100 km, ana yolların uzunluğu ise 900 kilometrenin üzerindedir.
Karayolu dört yerden geçiyor geniş bölgeler - Kemerovo bölgesi, Hakasya, Irkutsk bölgesi Ve Krasnoyarsk bölgesi Trans-Sibirya ve Güney Sibirya demiryollarını birbirine bağlıyor. Mecazi anlamda konuşursak, bu bir köprüdür. Avrupa kısmı Rusya, onun Uzak Doğu ve Asya. Krasnoyarsk yolunun operasyonel uzunluğu 3160 km'dir. Toplam uzunluk- 4544 kilometre.
Demiryolu, Moskova bölgesinden Ural eteklerine kadar uzanıyor ve Rusya Federasyonu'nun merkezini ve batısını Urallar, Sibirya, Kazakistan ve Rusya'nın büyük sosyo-ekonomik bölgelerine bağlıyor. Orta Asya. Yol neredeyse iki yoldan oluşuyor paralel çizgiler Batıdan Doğuya uzanan: Chishmy istasyonuna bağlanan Kustarevka - Inza - Ulyanovsk ve Ryazhsk - Samara, mahmuzlarda biten çift hatlı bir hat oluşturuyor Ural dağları. Ruzaevka - Penza - Rtishchevo ve Ulyanovsk - Syzran - Saratov yolunun diğer iki hattı kuzeyden güneye doğru uzanıyor.
Moskova Demiryolu, mevcut sınırları içerisinde, 1959 yılında altı yolun tam ve kısmi birleştirilmesi sonucu düzenlenmiştir: Moskova-Ryazan, Moskova-Kursk-Donbass, Moskova-Okruzhnaya, Moskova-Kiev, Kalinin ve Kuzey. Konuşlandırılan uzunluk 13.000 km, operasyonel uzunluk ise 8.800 km'dir.
Oktyabrskaya Ana Hattı, Rusya Federasyonu'nun on bir kurucu kuruluşunun topraklarından geçmektedir - Leningrad, Pskov, Novgorod, Vologda, Murmansk, Tver, Moskova, Yaroslavl bölgeleri, Moskova ve St. Petersburg şehirleri ve Karelya Cumhuriyeti. Çalışma uzunluğu - 10143 km.
Volga (Ryazan-Ural) demiryolu, Rusya'nın Avrupa kısmının güneydoğusunda, Aşağı Volga bölgesinde ve Don'un orta kesimlerinde yer alır ve Saratov, Volgograd ve Astrahan bölgeleri Rostovskaya'da bulunan çeşitli istasyonların yanı sıra, Samara bölgeleri ve Kazakistan. Yolun uzunluğu 4191 km'dir.
Karayolu Rusya'nın Avrupa ve Asya bölgelerini birbirine bağlıyor, batıdan doğuya bir buçuk bin kilometre uzanıyor ve kuzey yönünde geçiyor Kuzey Kutup Dairesi. Nizhny Tagil, Perm, Yekaterinburg, Surgut, Tyumen'den geçer. Ayrıca Khanty-Mansi ve Yamalo-Nenets'e de hizmet vermektedir özerk okruglar. Çalışma uzunluğu - 7154 km. Konuşlandırılan uzunluk 13.853 km'dir.
Otoyol Rusya'nın merkezinden başlıyor ve ülkenin kuzeyine kadar uzanıyor. En Kuzey Ana Hattı, Uzak Kuzey ve Kuzey Kutbu'nun zorlu koşullarında işletilmektedir. Açılmamış uzunluğu 8500 kilometredir.
Yolun hizmet alanında Rusya Federasyonu Güney'in 11 kurucu kuruluşu bulunmaktadır. federal bölge Ukrayna, Gürcistan ve Azerbaycan ile doğrudan komşudur. Otoyolun işletme uzunluğu 6358 km'dir.
Güneydoğu Demiryolu işgal ediyor merkezi konum demiryolu ağı boyunca doğu bölgelerini ve Uralları Merkeze, ayrıca Kuzey, Kuzey-Batı ve Merkez bölgelerini birbirine bağlar. Kuzey Kafkasya, Ukrayna ve Transkafkasya eyaletleri. Güneydoğu Yolu, Moskova, Kuibyshev, Kuzey Kafkasya ve Ukrayna'nın Güney Demiryolları ile komşudur. Çalışma uzunluğu - 4189 km.
Güney Ural Demiryolu dünyanın iki bölgesinde, Avrupa ve Asya'nın kavşağında yer almaktadır. Çelyabinsk, Kurgan, Orenburg ve Kartalinsk şubelerini içerir. Kazakistan topraklarından birçok ana hat demiryolu hattı geçmektedir. Güneydoğu Yolu, Moskova, Kuibyshev, Kuzey Kafkasya ve Ukrayna'nın Güney Demiryolları ile komşudur. Çalışma uzunluğu - 4189 km. Geliştirilen uzunluk 8000 km'nin üzerindedir.
Rusya'da demiryolu taşımacılığının özelliklerinden biri elektrikli yolların yüksek oranda olmasıdır. 2014 yılı sonunda elektrikli otoyolların uzunluğu açısından Rusya dünyada 1. sırada - 43,4 bin km (2. sıra Çin - 38,5 bin km) - yolların yaklaşık yarısı kamu kullanımı. Pek çok otoyolun elektrikli olduğu gerçeği genellikle kimse için bir sır değildir, ancak iletişim ağlarının akım kullandığı gerçeği çeşitli türlerçoğu şaşkınlıkla öğrenecek. Yine de şu bir gerçektir: iletişim ağları ya kalıcı elektrik akımı anma gerilimi 3 kV veya tek fazlı alternatif akım endüstriyel frekans 50 Hz anma gerilimi 25 kV. Ben kendim bundan bahsediyorum uzun zamandır Bunu düşünmedim - üçüncü elektrik güvenliği grubunu aldığımda öğrendim (Rus Demiryolları ile bağlantılı bir ofiste çalışmak beni bir şekilde araştırmaya ve anlamaya zorladı). Genel olarak uzun süre bu gerçeği kabul ettim ("sabit 3 kV var, değişken 25 kV / 50 Hz var") - "çünkü tarihsel olarak bu şekilde kabul edildi." Ancak bir süredir hala soruyu derinlemesine incelemek ve bir şekilde bunun neden böyle olduğunu anlamak istedim.
Hemen rezervasyon yaptırmak istiyorum - güç kaynağının fiziğinin derinliklerine inmeyeceğim, kendimi bazılarıyla sınırlandıracağım genel ifadelerde ve bir yerlerde kasıtlı olarak abartılıyor. Bazen insanlar bana basite indirgediğimi söylüyor ama uzmanlar "her şeyin yanlış" olduğunu okuyup anlıyor. Bunun farkındayım, ancak uzmanlar ne yazdığımı ve ne düşündüğümü zaten biliyorlar ve kendileri için yeni bir şey öğrenmeleri pek mümkün değil.
Yani aslında elektriğin trenlerin çekişi için enerji kaynağı olarak kullanımının ilk kez 1879'da Berlin'de bir elektrikli demiryolu modelinin sunulduğu bir endüstriyel sergide sergilendiği gerçeğiyle başlamalıyız. 2,2 kW'lık bir lokomotif ve her biri 6 yolcu alabilen üç vagondan oluşan bir tren, uzunluğu 300 m'den kısa bir bölüm boyunca 7 km/saat hızla hareket ediyordu. Yeni tip çekişin yaratıcıları ünlü Alman bilim adamı, mucit ve sanayici Ernst Werner von Siemens (1816-1892) ve mühendis Halske idi. 20. yüzyılın başlarında elektrikli çekişin etkinliği konusunda hiçbir şüphe yoktu. İÇİNDE kısa vadeliÇeşitli ülkelerde çeşitli demiryolu elektrifikasyon projeleri hayata geçirilmiştir. İlk etapta dağlık bölgelerde ağır profilli hatlarda elektrifikasyon kullanıldı. çok sayıda tünellerin yanı sıra banliyö alanlarında, yani. elektrikli çekişin avantajlarının açık olduğu alanlarda.
SSCB'deki ilk elektrikli demiryolu 6 Temmuz 1926'da Bakü - Sabunçi - Surakhani bölümünde açıldı.
Buna göre elektrifikasyonun iki ana uygulama alanı vardır: banliyö trafiği ve dağ otoyolları. Banliyö trafiğinden (elektrikli trenlerin özü) ayrı ayrı bahsetmek isterim, ancak şimdi sadece SSCB'de elektrifikasyon açısından öncelikli olanın banliyö demiryolu trafiği olduğunu belirtmek gerekir ( Rus İmparatorluğu Bu projeyi hayata geçirmek için zamanımız olmadı; ilki yolumuza çıktı dünya savaşı ve devrim), SSCB'de bunu büyük ölçekte ele aldılar (burada GOELRO planı elbette büyük katkı sağladı) - elektrikli trenler değiştirilmeye başlandı banliyö trenleri buharla çalışan.
Güç kaynağı sistemi, nominal gerilimi 1500 V olan bir doğru akım sistemiydi. Doğru akım sistemi, tek fazlı alternatif akımın, üzerlerine transformatör takılması gerektiğinden daha ağır ve daha pahalı motorlu araçlar gerektireceği için seçildi. Ek olarak DC cer motorları diğer şeylerin yanı sıra aşağıdaki özelliklere de sahiptir: eşit koşullar Tek fazlı motorlara göre daha yüksek torklu ve kalkışa daha uygun. Bu özellikle banliyö bölgelerinde çalışan motorlu araçlar için önemlidir. çok sayıda Kalkış sırasında yüksek ivmenin gerekli olduğu durma noktaları. 1500 V voltajı, 600-800 V sistemine (tramvay-troleybüslerin elektrifikasyonu için kullanılır) kıyasla iletişim ağı için önemli ölçüde daha az bakırın gerekli olması nedeniyle seçilmiştir. Aynı zamanda, o zamanlar 3000 V'luk bir voltajla güvenilemeyen bir motorlu araç için güvenilir elektrikli ekipman oluşturmak mümkün hale geldi (3000 V'luk doğru akımla elektriklenen ilk banliyö hatları yalnızca 1937'de ortaya çıktı) , ancak daha sonra zaten inşa edilmiş tüm hatlar bu gerilime aktarıldı) .
Elektrikli trenler S - 1929'dan beri üretilen ilk Sovyet tren ailesi
1932-1933'te banliyö trafiğinin gelişmesine paralel olarak. Khashuri-Zestafoni ana demiryoluna (63 km) zorlu Suram geçişinde elektrikli çekiş sistemi getirildi. Burada, Moskova ve Bakü'den farklı olarak yük ve yolcu taşımacılığında elektrikli çekiş kullanıldı. Elektrikli lokomotifler ilk kez SSCB'nin demiryolu hatlarında çalışmaya başladı (aslında uygulama yerine göre "Suram elektrikli lokomotifler" veya "veya Suram tipi elektrikli lokomotifler" olarak anılmaya başlandı):
elektrikli lokomotif S (Suramsky) - Amerikalılar General Electric tarafından SSCB için inşa edilen Suram elektrikli lokomotifler grubunun kurucusu
Suram tipi tüm elektrikli lokomotiflerin temel özelliği, gövdenin uçlarında geçiş platformlarının bulunmasıydı; bu, o dönemde mevcut olan standartlara göre, CME kapsamında çalışmak üzere elektrikli ekipmana sahip tüm elektrikli lokomotifler için zorunluydu. Lokomotifin mürettebat kısmı iki mafsallı üç dingilli bojiden oluşur ( eksenel formül 0-3 0-0 + 0-3 0-0). Destekleyici bir ana çerçeveye sahip araba gövdesi. Yaylı süspansiyon esas olarak yaprak yaylar üzerinde gerçekleştirilir. Çekiş elektrik motorunun süspansiyonu destek eksenlidir.
elektrikli lokomotif S S (Suramsky Sovyet) - SSCB'de GE lisansı altında inşa edilen ilk doğru akım elektrikli lokomotif
Ve yapılması gereken de bu önemli not. Motoru bir buhar motoru olan buharlı lokomotiflerin aksine, gelecek nesil demiryolu taşımacılığı elektrik motorları tarafından çalıştırılmaya başlandı: sözde TED'ler (cer elektrik motorları) - bu arada, çoğu kişi için öyle değil TED'lerin hem elektrikli lokomotiflerde/elektrikli trenlerde hem de dizel lokomotiflerde kullanıldığı açıktır (ikincisi TED'lere lokomotifte bulunan bir dizel jeneratörle güç sağlar). Bu nedenle, demiryollarının elektrifikasyonunun şafağında, yalnızca doğru akımlı elektrik motorları kullanıldı. Bunun nedeni tasarım özelliklerinden, yeterli olasılıktan kaynaklanmaktadır. basit yollarla hızı ve torku geniş bir aralıkta düzenler, aşırı yük ile çalışabilme yeteneği vb. Konuşuyorum teknik dil, DC motorların elektromekanik özellikleri çekiş amaçları için idealdir. Motorlar klima(asenkron, senkron) öyle özelliklere sahiptir ki özel araçlar düzenleme, bunların elektrikli çekiş için kullanılması imkansız hale gelir. Bu tür düzenleme araçları başlangıç aşaması henüz elektrifikasyon yoktu ve bu nedenle doğal olarak çekiş güç kaynağı sistemlerinde kullanıldı DC. Amacı, tedarik ağının alternatif voltajını azaltmak olan çekiş trafo merkezleri inşa edildi. gerekli değer ve düzleştirilmesi, yani. kalıcı hale dönüştürülmesi.
VL19, tasarımı Sovyetler Birliği'nde oluşturulan ilk seri elektrikli lokomotiftir.
Ancak doğru akım kontak ağının kullanılması başka bir sorun yarattı - kontak ağındaki yüksek bakır tüketimi (alternatif akımla karşılaştırıldığında), çünkü yüksek gücü (güç, akım ve voltajın çarpımına eşittir) iletmek için sabit voltaj, voltaj sağlanmalıdır büyük güç akım, yani daha fazla kabloya ve daha büyük bir kesite ihtiyacınız var (voltaj değişmez - direnci düşürmeniz gerekir).
VL22 M - ilk Sovyet büyük ölçekli elektrikli lokomotif ve son temsilci Surami lokomotifleri
1920'lerin sonlarında, Suram Geçidi'ni elektriklendirmeye yeni başladıklarında, birçok uzman gelecekte 3 kV nominal gerilime sahip doğru akım elektrik çekişinin, artan soruna rasyonel bir çözüme izin vermeyeceğinin farkındaydı. Trenlerin ağırlığını ve hareketlerini artırarak hatların taşıma kapasitesi. En basit hesaplamalar, 10.000 ton ağırlığındaki bir trenin ‰10 yükselişle 50 km/saat hızla sürülmesi durumunda elektrikli lokomotiflerin çekiş akımının 6000 A'dan fazla olacağını gösteriyordu. Bunun için kesitte bir artış yapılması gerekecekti. kontak tellerinin yanı sıra çekiş trafo merkezlerinin daha sık konumu. Akım türü ve voltaj değerlerinin kombinasyonları için yaklaşık iki yüz seçeneği karşılaştırdıktan sonra, en iyi seçeneğin 20 kV voltajla doğrudan veya alternatif (50 Hz) akımla elektrifikasyon olduğuna karar verildi. O dönemde ilk sistem dünyanın hiçbir yerinde test edilmemişti, ikincisi ise çok az da olsa üzerinde çalışılmıştı. Bu nedenle, Demiryollarının Elektrifikasyonuna ilişkin ilk Tüm Birlik Konferansında, 20 kV voltajla alternatif akım (50 Hz) kullanılarak elektriklendirilmiş bir pilot bölümün inşa edilmesine karar verildi. AC elektrikli lokomotiflerin normal çalışma koşullarında avantajlarını ve dezavantajlarını ortaya çıkaracak test için bir elektrikli lokomotif oluşturmak gerekiyordu.
Elektrikli lokomotif OR22 - SSCB'deki ilk AC elektrikli lokomotif
1938'de elektrikli lokomotif OR22 oluşturuldu (cıva doğrultuculu tek fazlı, 22 - raylardaki tekerlek takımlarından ton cinsinden yük). Şematik diyagram elektrikli lokomotif (transformatör-doğrultucu-TED, yani düşük tarafta voltaj regülasyonu ile) o kadar başarılı oldu ki, Sovyet AC elektrikli lokomotiflerin büyük çoğunluğunun tasarımında kullanılmaya başlandı. Daha sonraki projelerde hayata geçirilen bu model üzerinde pek çok başka fikir test edildi, ancak ne yazık ki savaş araya girdi. Deney makinesi söküldü, redresörü bir DC çekiş trafo merkezinde kullanıldı. Ve AC elektrikli lokomotif fikirlerine ancak 1954'te, zaten Novocherkassk Elektrikli Lokomotif Fabrikasında bulunan NO (veya VL61) serisiyle geri döndüler.
VL61 (Ocak 1963'e kadar - N-O - Novocherkassk Tek fazlı) - ilk Sovyet seri AC elektrikli lokomotif
İlk deneysel bölüm Ozherelye - Mikhailov - Pavelets, 1955-1956'da alternatif akım (voltaj 20 kV) kullanılarak elektriklendi. Testlerden sonra voltajın 25 kV'a çıkarılmasına karar verildi. Moskova Demiryolunun alternatif akım Özherelye - Paveletleri üzerinde elektrikli çekişin deneysel bölümünün çalışmasının sonuçları, bu alternatif akım sisteminin SSCB demiryollarında yaygın olarak uygulanması için tavsiye edilmesini mümkün kıldı (SSCB Bakanlar Kurulu Kararı) 3 Ekim 1958 tarih ve 1106 sayılı). 1959'dan itibaren, elektrifikasyonun gerekli olduğu uzun mesafelerde 25 kV alternatif akım uygulanmaya başlandı, ancak yakınlarda doğru akım test alanları yoktu.
Elektrikli lokomotif F - SSCB'nin emriyle Fransa'da inşa edilen AC elektrikli lokomotif
1950-1955'te Elektrifikasyon sahasının ilk ve hala temkinli genişletilmesi başladı. Tüm banliyö düğümlerinde 1500 V voltajdan 3000 V'a geçiş başladı, daha fazla gelişme banliyö düğümleri, elektrikli hatların komşulara uzatılması bölgesel merkezler yolcu ve yük trenleri için elektrikli lokomotif çekiş sisteminin kullanıma sunulmasıyla birlikte. Riga, Kuibyshev'de elektrifikasyon “adaları” ortaya çıktı, Batı Sibirya, Kiev. 1956'dan beri (ki) başladı yeni aşama SSCB demiryollarının kitlesel elektrifikasyonu, elektrikli ve dizel çekiş gücünü 1955'te ulaşımdaki %15'lik paydan 1965'te %85'e hızla getirdi. Kütle elektrifikasyonu esas olarak 3000 V voltajla zaten kanıtlanmış doğru akımla gerçekleştirildi, ancak bir yerde 50 Hz frekanslı ve 25 kV voltajlı alternatif akım zaten tanıtılmaya başlandı. AC hatları ağının geliştirilmesine paralel olarak, AC demiryolu taşıtlarının geliştirilmesi de gerçekleştirildi. Böylece, ilk AC elektrikli trenler ER7 ve ER9 1962'de faaliyete geçti ve 1959'da Krasnoyarsk Demiryolu için, Sovyet AC elektrikli lokomotiflerin (VL60 ve VL80) üretimi ertelendiği için Fransız F tipi elektrikli lokomotifler satın alındı.
VL60 (Ocak 1963'e kadar - N6O, - Novocherkassk 6 akslı Tek fazlı) - büyük ölçekli üretime giren ilk Sovyet ana hat AC elektrikli lokomotifi.
Genel olarak daha önce işletmeye alınan hatlar doğru akımla, daha sonra ise alternatif akımla elektriklendirildi. Ayrıca 90'lı/2000'li yıllarda çok sayıda hattın doğru akımdan alternatif akıma büyük ölçekli aktarımı yaşandı. Sistemlerin avantajları hakkındaki tartışmalar bugüne kadar durmadı. Alternatif akımın ortaya çıkışının şafağında, bu güç kaynağı sisteminin daha ekonomik olduğuna inanılıyordu, ancak artık net bir çözüm yok:
- DC demiryolu araçları bir buçuk kat daha ucuz
- Ülkemizin çoğu için tipik olan engebeli bir profilde spesifik EPS tüketimi %30 daha düşüktür.
Öyle ya da böyle, yeni elektrifikasyon hatları artık yalnızca alternatif akıma göre inşa ediliyor ve bazı eski hatlar da doğrudan akımdan alternatif akıma dönüştürülüyor. Sovyet ve Rus demiryollarının elektrifikasyon tarihinde, bir bölümün alternatif akımdan doğru akıma aktarıldığı tek vaka, 1989 yılında Moskova Demiryolunun Paveletsky yönünde meydana geldi. Rybnoye - Uzunovo bölümünün doğru akım elektrifikasyonundan sonra, Özherelye - Uzunovo bölümü (tarihsel olarak ilk alternatif akım ana hattı) alternatif akımdan doğru akıma aktarıldı:
ikiz kardeşler: lokomotif VL10 (DC) ve VL80 (AC)
Bu arada, artık daha güvenilir ve ekonomik asenkron çekiş motorlarının piyasaya sürülmesine yönelik bir eğilim var (yeni nesil lokomotifler EP20, ES10, 2TE25A'ya monte edilmişler). Yani çok uzak bir gelecekte bu tür TED'lere geçiş nedeniyle doğru akımı tamamen terk etmek mümkün olacak. Şu ana kadar her iki akım türü de mükemmel şekilde kullanılıyor:
4ES5K "Ermak" (alternatif akım) ve 3ES4K "Donchak" (doğru akım)
Geriye son soruyu açıklığa kavuşturmak kalıyor. Güç kaynağı sistemlerinin çeşitliliği, bağlantı noktalarının (akım sistemleri, gerilim sistemleri, akım frekans sistemleri) ortaya çıkmasına neden olmuştur. Aynı zamanda, trafiği bu tür noktalardan düzenleme sorununu çözmek için çeşitli seçenekler ortaya çıktı. Üç ana yön ortaya çıktı:
1) Bağlantı istasyonunu, iletişim ağının ayrı bölümlerine bir veya başka bir akım türünün sağlanmasına izin veren anahtarlarla donatmak. Örneğin, bir tren bir DC elektrikli lokomotifle gelir, daha sonra bu elektrikli lokomotifin bağlantısı kesilir ve lokomotif depolaması için bir geri dönüş deposuna veya çıkmaz sokağa gider. Bu hattaki kontak ağı alternatif akıma geçiyor, alternatif akımlı bir elektrikli lokomotif buraya geliyor ve treni daha da ileri götürüyor. Bu yöntemin dezavantajı, güç kaynağı cihazlarının elektrifikasyonunun ve bakımının daha pahalı hale gelmesi ve aynı zamanda lokomotif değişikliği ve buna bağlı ek malzeme, organizasyon ve zaman maliyetlerini gerektirmesidir. Aynı zamanda, elektrikli lokomotifi değiştirmekten ziyade frenleri test etmek önemli miktarda zaman alır.
Uzunovo yerleştirme istasyonunda EP2K (doğru akım) ve EP1M'nin (alternatif akım) arkasında
2) 2. Çok sistemli demiryolu taşıtlarının kullanımı ( bu durumda- iki sistem - örneğin Avrupa'da dört sistemli lokomotifler de olmasına rağmen). Bu durumda iletişim ağı üzerinden bağlantı istasyonun dışında yapılabilir. Bu yöntem yanaşma noktalarını durmadan geçmenizi sağlar (kural olarak sahilde de olsa). Çift sistemli yolcu elektrikli lokomotiflerin kullanılması, yolcu trenlerinin seyahat süresini azaltır ve lokomotifin değiştirilmesini gerektirmez. Ancak bu tür elektrikli lokomotiflerin maliyeti daha yüksektir. Bu tür elektrikli lokomotiflerin çalıştırılması da daha pahalıdır. Ayrıca çok sistemli elektrikli lokomotifler daha fazla ağırlık(Ancak bunun, tutunma ağırlığını artırmak için lokomotiflere ek ağırlık yüklemenin nadir olmadığı demiryoluyla pek ilgisi yoktur).
Uzunovo istasyonunun dönüş deposundaki alternatif (EP1M) ve doğrudan (ChS7) akım lokomotifleri
3) Dizel lokomotif ekinin kullanılması - farklı güç kaynağı sistemlerine sahip alanlar arasında, dizel lokomotifler tarafından hizmet verilen küçük bir çekiş kolu bırakılır. Uygulamada, 126 km uzunluğundaki Kostroma - Galich bölümünde kullanılmaktadır: Kostroma'da doğru akım (=3 kV), Galich'te - alternatif akım (~25 kV). Moskova-Habarovsk ve Moskova-Şarya trenlerinin yanı sıra Samara-Kinel-Orenburg trenleri de transit olarak çalışmaktadır (dizel lokomotif, Samara'daki yolcu trenlerine ve Kinel'deki yük trenlerine bağlanmıştır). Samara ve Kinel'de doğru akım (=3 kV), Orenburg'da ise alternatif akım (~25 kV) vardır ve Orsk, Alma-Ata, Bişkek'e transit olarak trenler geçmektedir. Bu "yanaştırma" yöntemiyle hattın çalışma koşulları önemli ölçüde kötüleşiyor: trenlerin park süresi iki katına çıkıyor ve dizel lokomotiflerin bakımı ve hızının düşürülmesi nedeniyle elektrifikasyonun verimliliği azalıyor.
Sovyet çift sistemli yük elektrikli lokomotifi VL82 M
Uygulamada, esas olarak ilk yöntemle karşılaşıyoruz - çekiş türleri için yerleştirme istasyonlarıyla. Diyelim ki Saratov'dan Moskova'ya seyahat ediyorsam, böyle bir istasyon Uzunovo olacak, St. Petersburg - Ryazan-2'ye, Samara - Syzran-1'e, ancak Soçi veya Adler - Goryachiy Klyuch'a (tarafından) Bu arada, tüm Kuzey Kafkasya demiryolları kesintide olmasına rağmen Soçi'de hala doğru akım kullanılması beni her zaman şaşırttı - ancak orada bir molaya geçmek için tünelleri bir yerde genişletmenin gerekli olduğunu söylüyorlar, orada genellikle sorunlar).
En yeni Rus iki sistemli elektrikli yolcu lokomotifi EP20
Not: Küçük bir açıklama. Gönderide kendi fotoğraflarıma (renkli) ek olarak Wikipedia'dan materyaller de kullanıldı!
Demiryollarının elektrifikasyonu
Demiryolu elektrifikasyonu- elektrikli lokomotifler, elektrikli bölümler veya elektrikli trenler gibi elektrikli demiryolu araçlarının kullanılmasını mümkün kılmak için demiryolu bölümünde gerçekleştirilen bir dizi faaliyet.
Elektrikli lokomotifler demiryollarının elektrikli bölümlerinde trenleri çekmek için kullanılır. Banliyö taşımacılığı olarak elektrikli bölümler veya elektrikli trenler kullanılmaktadır.
Elektrifikasyon sistemleri
Elektrifikasyon sistemleri sınıflandırılabilir:
- iletken türüne göre:
- katenerli
- temas rayı ile
- voltajla
- akım türüne göre:
- klima
- akım frekansı
- faz sayısı
- klima
Tipik olarak doğrudan (=) veya tek fazlı alternatif (~) akım kullanılır. Bu durumda demiryolu hattı iletkenlerden biri gibi davranır.
Üç fazlı akımın kullanılması, hiçbir koşulda (troleybüs gibi) birbirine temas etmemesi gereken en az iki kontak kablosunun askıya alınmasını gerektirir, bu nedenle bu sistem, öncelikle yüksek hızlarda akım toplamanın karmaşıklığı nedeniyle kök salmadı.
Doğru akım kullanıldığında ağdaki voltaj, elektrik motorlarını doğrudan çalıştırabilecek kadar düşük tutulur. Alternatif akım kullanırken çok daha fazlası seçilir yüksek voltajçünkü elektrikli bir lokomotifteki voltaj bir transformatör kullanılarak kolaylıkla azaltılabilir.
DC sistemi
Bu sistemde DC cer motorlarına doğrudan kontak ağından güç verilir. Düzenleme, dirençlerin bağlanması, motorların yeniden düzenlenmesi ve uyarımın zayıflatılmasıyla gerçekleştirilir. İÇİNDE son on yıllar Darbe düzenlemesi yayılmaya başladı ve dirençlerdeki enerji kayıplarının önlenmesine olanak tanıdı.
Yardımcı elektrik motorları (kompresör tahriki, fanlar vb.) genellikle doğrudan iletişim ağından güç alır, bu nedenle çok büyük ve ağırdırlar. Bazı durumlarda, bunlara güç sağlamak için döner veya statik dönüştürücüler kullanılır (örneğin, ER2T, ED4M, ET2M elektrikli trenleri, 3000 V doğru akımı üç fazlı 220 V 50 Hz'ye dönüştüren bir motor jeneratörü kullanır).
Açık Rusya Demiryolları ve eski ülkeler Sovyetler Birliği tarafından elektrik sağlanan alanlar DC sistemi, şimdi esas olarak voltaj = 3000 V kullanıyorlar (eski bölümlerde - = 1500 V). SSCB'de 70'li yılların başlarında, Transkafkasya Demiryolu üzerinde = 6000 V voltajla doğru akım kullanılarak elektrifikasyon olasılığı ile pratik araştırmalar yapıldı, ancak daha sonra tüm yeni bölümler daha yüksek voltajlı alternatif akımla elektriklendirildi.
Lokomotifteki elektrikli ekipmanın basitliği, düşük özgül ağırlık ve yüksek verim bu sistemin yaygın olarak kullanılmasına yol açmıştır. erken dönem elektrifikasyon.
Bu sistemin dezavantajı kontak ağının nispeten düşük voltajıdır, dolayısıyla aynı gücü iletmek için daha yüksek voltajlı sistemlere göre daha fazla akım gerekir. Bu şunları zorlar:
- kontak kablolarının ve besleme kablolarının daha büyük bir toplam kesitini kullanın;
- havai temas ağındaki tel sayısını 2'ye, hatta 3'e (örneğin eğimlerde) artırarak elektrikli bir lokomotifin pantografı ile temas alanını arttırmak;
- Tellerdeki akım kayıplarını en aza indirmek için çekiş trafo merkezleri arasındaki mesafeleri azaltın, bu da ayrıca elektrifikasyonun ve sistem bakımının maliyetinde bir artışa yol açar (trafo merkezleri otomatikleştirilmiş olsa da bakım gerektirirler). Ağır yüklü alanlarda, özellikle zorlu dağ koşullarında trafo merkezleri arasındaki mesafe yalnızca birkaç kilometre olabilir.
Tramvay ve troleybüsler kullanılıyor sabit voltaj=550 (600) V, metro =750 (825) V.
Azaltılmış Frekanslı AC Sistemi
Bir numarada Avrupa ülkeleri(Almanya, İsviçre vb.) 15 kV 16⅔ Hz'lik tek fazlı alternatif akım sistemi kullanılmaktadır ve ABD'de eski hatlarda 11 kV 25 Hz kullanılmaktadır. Azaltılmış frekans, AC fırçalı motorların kullanımına izin verir. Motorlar, herhangi bir dönüştürücü olmadan transformatörün sekonder sargısından güç alır. Yardımcı elektrik motorları (kompresörler, fanlar vb. için) genellikle transformatörün ayrı bir sargısından güç alan komütatör motorlardır.
Sistemin dezavantajı, trafo merkezlerinde akım frekansının dönüştürülmesi veya demiryolları için ayrı enerji santralleri inşa edilmesi ihtiyacıdır.
Güç Frekansı AC Sistemi
Endüstriyel frekans akımının kullanılması en ekonomik olanıdır ancak uygulanması birçok zorlukla karşılaşmıştır. İlk başta, komütatör AC motorları, dönüştürücü motor-jeneratörleri (tek fazlı senkron elektrik motoru artı DC çekiş motorlarının çalıştırıldığı bir DC çekiş jeneratörü) ve dönen frekans dönüştürücüleri (asenkron çekiş motorları için akım sağlayan) kullandılar. Komütatörlü elektrik motorları endüstriyel frekans akımında zayıf çalışıyordu ve dönen dönüştürücüler çok ağırdı ve ekonomik değildi.
Tek fazlı güç frekanslı akım sistemi (25 kV 50 Hz), ancak 1950'lerde Fransa'da statik cıva doğrultuculara (ateşleyiciler) sahip elektrikli lokomotiflerin yaratılmasından sonra yaygın olarak kullanılmaya başlandı; daha sonra bunların yerini daha modern silikon doğrultucular aldı - çevresel ve ekonomik nedenler); daha sonra bu sistem diğer birçok ülkeye (SSCB dahil) yayıldı.
Tek fazlı bir akımı düzeltirken, sonuç doğru akım değil, titreşimli bir sonuçtur, bu nedenle özel titreşimli akım motorları kullanılır ve devre, akım dalgalanmalarını azaltan yumuşatma reaktörleri (boğma) ve sabit uyarma zayıflama dirençleri içerir. motorların uyarma sargılarına paralel olarak ve darbeli akımın alternatif bileşenini geçerek, yalnızca sargının gereksiz ısınmasına neden olur.
Yardımcı makineleri çalıştırmak için, bir doğrultucu aracılığıyla transformatörün ayrı bir sargısından (kendi sargısı) beslenen titreşimli akım motorları veya bir faz ayırıcıdan güç alan endüstriyel asenkron elektrik motorları kullanılır (bu şema Fransız ve Amerikan elektrikli lokomotiflerinde yaygındı) ve onlardan Sovyet'e veya faz kaydırmalı kapasitörlere (özellikle Rus elektrikli lokomotifleri VL65, EP1, 2ES5K'de kullanıldı) aktarıldı.
Sistemin dezavantajları, iletişim hatları için önemli elektromanyetik girişimin yanı sıra harici güç sisteminin fazları üzerindeki eşit olmayan yüktür. İletişim ağındaki faz yüklerinin tekdüzeliğini arttırmak için farklı fazlara sahip bölümler dönüşümlüdür; Bunların arasında, nötr ekler düzenlenmiştir - kısa, birkaç yüz metre uzunluğunda, demiryolu araçlarının motorlar kapalıyken ataletle geçtiği temas ağının bölümleri. Pantografın, telden tele geçiş anında yüksek doğrusal (fazdan faza) voltaj altındaki bölümler arasındaki boşluğu kapatmayacak şekilde yapılmıştır. Nötr kesici uçta dururken, kontak ağının ileri kısmından ona voltaj sağlanabilir.
Rusya Demiryolları ve eski Sovyetler Birliği ülkeleri, klima sistemi kullanmak gerilim ~25 kV(yani ~25000 V) frekans 50Hz.
Güç kaynağı sistemlerinin bağlantısı
Elektrikli lokomotifler farklı sistemler bağlantı istasyonundaki akım
Çift sistemli elektrikli lokomotif VL82M
Güç kaynağı sistemlerinin çeşitliliği, bağlantı noktalarının (akım sistemleri, gerilim sistemleri, akım frekans sistemleri) ortaya çıkmasına neden olmuştur. Aynı zamanda, trafiği bu tür noktalardan düzenleme sorununu çözmek için çeşitli seçenekler ortaya çıktı. 3 ana yön ortaya çıktı.
