В железопътните линии на Русия се използват две системи за захранване: постоянна и еднофазна променлив ток. Тягата на трифазен променлив ток не е придобила популярност, тъй като е технически трудно да се изолират близко разположени проводници от две фази контактна мрежа(трета фаза - релси).
Електрическият подвижен състав е снабден с тягови двигатели постоянен ток, тъй като предлаганите модели АС двигатели не отговарят на изискванията за мощност и надеждност. Поради това железопътните линии се захранват с еднофазна система за променлив ток, а на локомотивите се монтира специално оборудване, което преобразува променлив ток в постоянен ток.
правила техническа експлоатациярегулират се номиналните нива на напрежение на токоприемниците на електрическия подвижен състав: 3 kV - с постоянен ток и 25 kV - с променлив ток. В същото време се определят колебания на напрежението, приемливи от гледна точка на осигуряване на стабилност на движението: с постоянен ток - 2,7 ... 4 kV, с променлив ток - 21 ... 29 kV. На някои железопътни участъци се допуска ниво на напрежение най-малко 2,4 kV за постоянен ток и 19 kV за променлив ток.
Основните параметри, характеризиращи системата за захранване на електрифицираните железници, са мощността на тяговите подстанции, разстоянието между тях и площта на напречното сечение на контактното окачване.
На железниците, електрифицирани с постоянен ток, тяговите подстанции изпълняват две функции: понижават напрежението на вх. трифазен токи го преобразувайте в константа. Поставено е цялото оборудване, захранващо променлив ток открити площи, а токоизправители и спомагателни агрегати - на закрито. От тяговите подстанции електричеството постъпва в контактната мрежа през захранващата линия - захранващото устройство.

Основните недостатъци на системата за захранване с постоянен ток са нейната полярност, относително ниско напрежение и невъзможността да се осигури пълна електрическа изолация на горната конструкция на коловоза от долната. Релсите, които служат като проводници на ток с различна полярност, и основата са система, в която е възможна електрохимична реакция, водеща до корозия на метала. В резултат на това се намалява експлоатационният живот на релсите и изкуствените конструкции. За да предотвратите това, подходящо защитни устройства(анодни заземителни електродни системи, катодни станции и др.).
Поради сравнително ниското напрежение (U = 3 kV) в системата за постоянен ток, захранването на електрическия подвижен състав се подава през контактната мрежа при висок теглителен ток. За тази цел тяговите подстанции са разположени близо една до друга (10 ... 20 km) и площта на напречното сечение на проводниците на контактното окачване се увеличава.
При променлив ток ефективността на използване на електрическа тяга се увеличава, тъй като необходимата мощност се предава през контактната мрежа при по-ниска сила на тока в сравнение със система с постоянен ток. Тяговите подстанции в този случай са разположени на разстояние 40 ... 60 km една от друга. Тяхната задача е само да намалят напрежението от PO ... 220 до 25 kV, така че тяхното техническо оборудване е по-просто и по-евтино от това на тяговите подстанции за постоянен ток. В допълнение, в еднофазна система с променлив ток площта на напречното сечение на проводниците на контактната мрежа е приблизително два пъти по-малка. За разполагане на оборудване в тягови подстанции с променлив ток се използват открити площи. Дизайнът на локомотивите и електрическите влакове с променлив ток обаче е по-сложен и цената им е по-висока.
В резултат на въздействието на електромагнитното поле на променлив ток върху метални конструкции и комуникации, разположени по протежение на железопътните линии, в тях се появява опасно за хората напрежение и възникват смущения в комуникационните и автоматизираните линии. Поради това се предприемат специални мерки за защита на конструкциите. Разходи за защитни мерки като подобряване електрическа изолациямежду релсите и земята, подмяната на въздушни линии с кабел или радио реле, съставлява 20 ... 25% от общите разходи за електрификация.

Докингът на контактни мрежи на линии, електрифицирани на постоянен и променлив ток, се извършва на специални железопътни гари. В редица случаи, когато създаването на такива станции изглежда непрактично, се използват електрически локомотиви с двойна мощност, работещи както на постоянен, така и на променлив ток.

Край на работата -

Тази тема принадлежи на:

ОБЩ КУРС НА ЖЕЛЕЗНИЦИТЕ

ОБЩ КУРС НА ЖЕЛЕЗОПЪТНИЯТ ... УСТРОЙСТВО НА ЖЕЛЕЗОПЪТНИЯ ТРАНСПОРТ РАЗМЕРИ За безопасно движение ...

Ако имате нужда от допълнителен материал по тази тема или не сте намерили това, което търсите, препоръчваме да използвате търсенето в нашата база данни с произведения:

Какво ще правим с получения материал:

Ако този материал се оказа полезен за вас, можете да го запазите на страницата си в социалните мрежи:

туит

Всички теми в този раздел:

СТРУКТУРА НА ЖЕЛЕЗОПЪТНИЯ ТРАНСПОРТ
Железопътният транспорт е сложна диверсифицирана икономика, която включва железници, предприятия, административно-стопански, културно-битови и медицински

Трасе, план и надлъжен профил на коловоза
Коловозът на железопътната линия характеризира положението в пространството на надлъжната ос на коловоза на нивото на краищата на земната основа. Проекцията на следата върху хоризонтална равнина се нарича план и размах

Значението на пътя в работата на железниците, неговите основни елементи
Железопътната линия е комплекс инженерни конструкциипредназначени за преминаване на влакове през него с определена скорост. Непрекъснатостта и безопасността на движението по пътя зависи от състоянието на трасето.

Основно легло и неговите напречни профили. Дренажни устройства
Подложката е комплекс от почвени структури, получени в резултат на обработка на повърхността на земята и предназначени за полагане на горната конструкция на коловоза, осигурявайки стабилност

Изкуствени конструкции, техните видове и предназначение
Изкуствените конструкции дават възможност на железницата да пресича водни бариери, други железопътни линии, пътища, дълбоки клисури, планински вериги, застроени градски зони

Баластен слой
Основната цел на баластния слой е възприемането на натиска от траверсите и равномерното му разпределение върху основната земна повърхност; осигуряване на стабилност на траверсите под въздух

Скрепителни елементи за релси. Против кражба
Релсовият път се състои от две непрекъснати релсови нишки, разположени на определено разстояние една от друга поради закрепването на релсите към траверсите и отделните релсови връзки една към друга.

Безпроблемен път
Понастоящем най-съвършеният безфугов коловоз се използва широко в железниците. Поради премахването на ставите, динамичното въздействие върху пътя е отслабено, значително умът

УСТРОЙСТВО ЗА ЖЕЛЕЗОПЪТЕН ПОЛОС. ПРЕВКЛЮЧВАТЕЛИ
Разположението на релсовото междурелсие е тясно свързано с конструкцията и размерите на колоосите на подвижния състав. Двойката колела включва стоманена ос, върху която колелата са плътно монтирани, имайки за

Характеристики на коловозното устройство в извити участъци
В извитите участъци коловозът има редица характеристики, основните от които са издигането на външната релса над вътрешната, наличието на преходни криви, разширяване на междурелсието при малки радиуси, с

Стрелки
Преходът на подвижния състав от един коловоз към друг се осигурява от устройства за свързване и пресичане на коловози, свързани с горното им строене. Връзката на релсите една с друга се осъществява чрез стрелки

Защита на пътеката от сняг, пясъчни преспи и наводнения
Непрекъснатата работа на железопътния транспорт при зимни условия до голяма степен зависи от надеждната защита на релсите от сняг, както и от навременното им почистване от сняг по време на снеговалежи и

КОНСТРУКЦИИ И УСТРОЙСТВА ЗА ЕЛЕКТРОЗАХРАНВАНЕ
Железопътният транспорт консумира около 7% от енергията, произведена от руските електроцентрали. Те се изразходват основно за осигуряване на тяга за влакове и захранване на нетягови потребители, които включват

ТЯГОВА МРЕЖА
Тяговата мрежа се състои от контактна (захранваща) и релсова (смукателна) мрежи. Железопътната мрежа е релси и

Сравнение на различни видове тяга
Движението на влаковете в железопътния транспорт се извършва с помощта на тягов подвижен състав. Включва локомотиви и мотрисен подвижен състав. До средата на 1950 г. основен

ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ПОДВИЖЕН СЪСТАВ
Електрическият подвижен състав включва електрически локомотиви и електрически влакове. В зависимост от вида на използвания ток електрически подвижен състав на постоянен и променлив ток, както и двоен

АВТОНОМЕН ТЯГОВ ПОДВИЖЕН СЪСТАВ
Автономният тягов подвижен състав включва дизелови локомотиви, дизелови влакове, мотриси, моторни локомотиви и локомотиви с газови турбини. Според предназначението си дизеловите локомотиви се делят на товарни, пътнически и маневрени.

Поддръжка на локомотиви и организация на работата им
Електрическите локомотиви и дизеловите локомотиви се обслужват от локомотивни бригади, състоящи се от машинист и негов помощник. Моторни влакове, влакови и маневрени електрически локомотиви и дизелови локомотиви могат да се обслужват от една машина

Възстановяване и противопожарни влакове
Редица станции са в постоянна готовност за различни инструменти за възстановяване, използвани при отстраняване на последствията от катастрофи и злополуки на пътни участъци и поставени в повечето

Технико-икономически показатели на вагоните
Основните показатели, необходими за технико-икономическата оценка на конструктивните и експлоатационните характеристики на автомобилите, са брой на осите, товароносимост, тара, коефициент на тара, специфичен обем.

ОСНОВНИ ЕЛЕМЕНТИ НА АВТОМОБИЛИ
Всички вагони, независимо от тяхното предназначение и дизайн, имат следното общи елементи: ходова част, която поема товара от автомобила и осигурява безопасното му и плавно движение

Видове ремонт на вагони. Конструкции и устройства на вагонното стопанство
Основната цел на вагонното стопанство е да осигури превоз на пътници и товари с изправни вагони, които отговарят на изискванията за безопасност на движението, с необходимите удобства за пътниците.

Концепцията за комплекс от устройства за автоматизация, телемеханика и сигнализация
Устройствата за автоматизация и телемеханика в железопътния транспорт или, както се наричат ​​още, средства за сигнализация, централизация и блокиране (SCB), са предназначени за автоматизиране на процеси, комуникация

Автоматично блокиране
Автоматичната блокировка (АВ) е основната система за регулиране на движението на влаковете по еднорелсови и двурелсови линии на магистралните железници. Когато се използва автоматично заключване, изтеглянето между гарите се разделя

Автоматична локомотивна сигнализация
Автоматичната локомотивна сигнализация (ALS) е предназначена да подобри безопасността на движението на влаковете и да подобри условията на труд на локомотивните екипажи. При лоша видимост (дъжд, мъгла, снеговалеж)

Устройства за диспечерски контрол на влака
Устройствата за диспечерско управление на движението на влаковете (DC) се използват в участъци, оборудвани с АВ, за предаване на информация на влаковия диспечер за установената посока на движение (в участъци

Автоматична прелезна сигнализация
На пресечката на ж.п. на същото ниво с магистралиорганизира трансфери. Те могат да бъдат регулируеми, т.е. оборудвани с прелезна сигнализация и нерегламентирани

Полуавтоматично заключване
Полуавтоматичното блокиране (SAB) се използва за интервално управление на движението на влаковете в участъци с нисък трафик на железниците. Нарича се полуавтоматичен, защото е част от операта

Гарови коловози и тяхното предназначение
Железопътните коловози в отделни точки се подразделят на гарови коловози и коловози със специално предназначение. Гаровите коловози включват коловози в границите на гарите: главни, претоварни, сортиращи

Надлъжен профил и коловозен план на гарите
Участъкът от надлъжния профил, върху който е разположена гарата, страничният коловоз или разходната точка, се нарича перон на гарата. В съответствие с PTE, гарите, страничните колела и преминаващите пунктове, като правило, трябва

Маневрена работа на гарите
Маневрирането е работата, свързана с движението на вагони с локомотиви, както и на единични локомотиви по релсите на гарата за разпускане и формиране на влакове, обработка на влакове и вагони.

Прелези, разходни пунктове и междинни гари
На страничните коловози обикновено има един главен и един или два приемно-отправни коловоза за пресичане и изпреварване на влакове, пътническа сграда, съчетана с помещение за служител на гарата, платформи за качване

Участкови станции
Да организира поддръжката на влаковете и работата на локомотивните бригади, технически преглед, оборудване и ремонт на подвижния състав, разформироване и формиране на сглобяеми и окръжни влакове.

Класиращи станции
Сортировъчните гари са гари, предназначени за масово разпускане и формиране на товарни влакове. Той обработва транзитния и местния автомобилен трафик от сливащи се посоки и

Пътнически гари
Пътнически гари се изграждат в големите градове, индустриални центрове и курортни зони. На тези гари се предоставят пътнически услуги (продажба на билети, качване и слизане на пропуска).

Товарни гари
Товарните станции са предназначени за масово товарене и разтоварване на стоки. Тези станции са разположени в големи индустриални и населени райони, както и пристанища и в зависимост от предназначението на подс.

Междудържавни гранични трансферни станции
С разпадането на СССР на границите с ОНД и балтийските страни се наложи изграждането на нови междудържавни гранични станции. Тези станции са проектирани да приемат, обработват и изпращат

Железопътни възли
Железопътен възел е кръстовище на най-малко три железопътни линии, в което има специализирани гари и други отделни точки, свързани със свързващи коловози, както

Организация на карго и търговска работа
Товарната работа се извършва на общи и не места обща употреба. Общите части включват закрити и открити складове, както и зони, специално обособени на територията на ж.п.

Основи на организацията на превоза на пътници
Основната цел на организацията на превоза на пътници е задоволяване на потребностите на населението от движение, както и осигуряване на безопасност и висококачествено обслужване на пътниците по

Значението на графика и изискванията към него
В железопътния транспорт движението на влаковете се извършва по график - основният регулаторен и технологичен документ, който регулира работата на всички отдели за организиране на движението на влаковете

Графични елементи
За да се състави график, трябва да се знаят основните му елементи: времето за движение на влакове от различни категории за теглене; продължителност на паркирането на влака на гарите за вас

Концепцията за пропускателна способност и товароносимост на железниците
Капацитетът на една железопътна линия е най-големият брой влакове или двойки влакове с дадена маса, които могат да бъдат преминати за единица време (ден,

Система за контрол на движението на влаковете
Системата за управление на движението на влаковете включва техническо регулиране и оперативно планиране на оперативната работа, регулиране на транспорта и превозните средства, оперативно управление

Основни показатели за ефективност
Контролът върху изпълнението на транспортните планове, анализът на използването на технически средства, планирането, отчитането и оценката на работата са невъзможни без система от количествени и качествени показатели, които определят

Въпрос:
Защо някои електрически влакове (електрички, трамваи и др.) работят на постоянен ток, а някои на променлив?

Отговор:

Използването на два вида ток в тяговата електрозахранваща система на железниците се е развило исторически. Работата е там, че в зората на електрификацията ERS използва тягови двигатели (TED) изключително на постоянен ток. Това се дължи на техните характеристики на дизайна, възможността е достатъчна прости средстварегулиране на скоростта и въртящия момент в широк диапазон, възможност за работа с претоварване и др. Технически погледнато, електромеханичните характеристики на DC двигателите са идеални за тягови цели.

AC двигателите (асинхронни, синхронни) имат такива характеристики, че без специални средства за регулиране използването им за електрическа тяга става невъзможно. В началния етап на електрификацията не е имало такива средства за регулиране и следователно, естествено, постоянният ток се използва в системите за захранване на тягата при напрежение първо 1500 и след това 3000 V, или, както казват електротехниците, 1,5 или 3 kV. Изградени са тягови подстанции, чиято цел е да понижават AC напрежениезахранваща мрежа до необходимата стойност и нейното коригиране, т.е. преобразуване в константа.

Но минаваха години, обемът на железопътния транспорт се увеличаваше и съответно натоварването на тяговите мрежи нарастваше. Мощността е равна на произведението на тока и напрежението. Натоварването растеше, растяха и загубите в тяговата мрежа. В крайна сметка загубите са пропорционални на квадрата на тока, или. И това доведе до необходимостта от укрепване на тяговата мрежа, т.е. изградени са допълнителни тягови подстанции, увеличено е напречното сечение на проводниците. Но всичко това не реши радикално проблема. Имаше само един изход - това е да се намали величината на тока, но при същата мощност на натоварване това може да стане само чрез повишаване на величината на напрежението. И тогава стана сериозен проблем: за двигатели с постоянен ток напрежение от 3 kV се оказа почти ограничаващо. Това се дължи на неговия дизайн, наличието на колектор и четки, въртяща се намотка на котвата. С увеличаване на напрежението надеждността на работата на тези възли значително намалява. AC двигателите за тяга по това време бяха напълно неподходящи.

Така възникна противоречие - за захранващата система напрежението от 3 kV се оказа малко, а за TED беше невъзможно да се увеличи. Но изходът беше намерен чрез преминаване към променлив ток! В системата за променлив ток на EPS започнаха да се инсталират трансформатори, които, както знаете, ви позволяват просто да промените стойността на напрежението, са прости и надеждни. След трансформатора се монтира токоизправител, а след това - DC TED. В същото време напрежението на TED може да бъде значително намалено, като по този начин се увеличи тяхната надеждност, а напрежението на тяговата мрежа може да се увеличи, намалявайки загубите в нея.

Така се правеше. Напрежението на тяговата мрежа за променлив ток е повишено до 25 kV, на гумите на тяговата подстанция 27,5 kV. В същото време разстоянието между тяговите подстанции се увеличи, напречното сечение на проводниците на тяговата мрежа намаля, а оттам и цената на електрозахранващата система. В началния етап от въвеждането на променлив ток отново възникнаха проблеми. Факт е, че коригиращата техника от онова време е несъвършена. За изправяне на променлив ток са използвани живачни токоизправители. И това са доста сложни, скъпи и капризни единици, дори когато работят в стационарни условия, да не говорим за инсталирането им на EPS. Това допълнително забави въвеждането на променлив ток.

С появата на полупроводниковите токоизправители този проблем също беше решен. Докато системата за променлив ток се установява, системата за постоянен ток бързо се въвежда в железопътната мрежа. Когато всички проблеми с променливия ток бяха решени, значителна част от пътищата вече бяха електрифицирани с постоянен ток. Така системата за електрификация с променлив ток е по-напреднала и в момента се приема като основна. Съгласно стандартите за проектиране постоянният ток трябва да се използва за завършване на електрифицирането на посоки, които преди това са електрифицирани на този ток, и за електрифициране на секции, съседни на такива посоки. Освен това сега е разработена система за захранване с тягово захранване с променлив ток 2 × 25 kV. В същото време напрежението на захранващата мрежа беше увеличено до 50 kV, а напрежението в контактната мрежа остана същото 25 kV. Тази система електрифицира Байкало-Амурската магистрала и редица участъци в централната част на Русия. На местата, където се свързват системи за постоянен и променлив ток, се организират докинг станции, където се сменят локомотиви с променлив и постоянен ток. Освен това има електрически локомотиви с двойна мощност за променлив и постоянен ток, но у нас те са с ограничено приложение. Развитието на полупроводниковата и микропроцесорната технология направи възможно премахването на ограниченията върху използването на AC двигатели на ERS. Тези двигатели, особено асинхронните, са прости и надеждни.

Понастоящем се произвеждат електрически локомотиви и електрически влакове с двигатели за променлив ток и се провеждат допълнителни изследвания в тази посока. И как работят преходите от един ток към друг в граничните участъци? чрез локомотиви? Не. Контактната мрежа на докинг станцията може да превключи на всякакъв вид ток - изцяло или на части. В същото време електрически локомотив, например с постоянен ток, се приближава до гарата, той се захранва с постоянен ток към COP, влачи влака по даден път (ако е пътнически, тогава до платформата ), откачва се, отива на паркинга си (където има само постоянен ток), след което токът в КС превключва на променлив, променлив електрически локомотив изпълзява от мястото си и се закача за изоставения влак. Има и двусистемни локомотиви, на които им е все едно какъв ток да карат. Но те са доста скъпи и има малко от тях - товарни (и всъщност товарно-пътнически) VL82 и VL82M във Виборг и Минерални Водии пътнически EP10 (засега в един екземпляр) в Москва-Курская (работи с влак 061/062 Буревестник Москва - Нижни Новгород, но периодично напуска за следващия тест). Специален дизайн в Минерални Води - въпреки че има клон, електрифициран с постоянен ток, тръгващ от AC линията, на станцията няма превключваеми секции на COP. Основните коловози са електрифицирани с променлив ток, а влаковете за Кисловодск напускат коловозите си, където има само постоянен ток. Чрез влаковете от главния проход до Кисловодск (има малко от тях) се движат само под двусистемни електрически локомотиви; В Минералните води няма електрически локомотиви с постоянен ток.

Предимства на променливата електрическа тяга:
Намаляване на силата на тока в COP поради използването на високо напрежение от 25 kV. Последствието е по-дълги интервали между тяговите подстанции и намаляване на броя на самите подстанции. Всякакви необходимо напрежениена електрически локомотив и електрически влак може да се получи чрез трансформатор, който има КПД близо до 100% и много висока надеждност. (с постоянен ток, за тези цели се използват преобразуватели на електрически машини (мотор-генератори) или електронни статични преобразуватели, които са скъпи и ненадеждни. При променлив ток може да се предаде много повече мощност на електрически локомотив, отколкото при постоянен ток. Следователно ограничението от 200 km / h за високоскоростни влакове на постоянен ток. AC COP може да се използва като резервно захранванеза сигнални устройства. При постоянен ток, в допълнение към главния VSLSTSB, VLPE също е окачен на опорите CC. При променлив ток е по-лесно да се гаси електрическата дъга, която възниква по време на преминаването на секционни изолатори, по време на разпадането на въздушни междини (мълниезащита), при превключване на мачтови разединители, тъй като самата дъга може да изгасне, когато фазата премине през нула , и независимо от наличието на реактивни съпротивления във веригата. (При постоянен ток наличието на реактивни съпротивления само влошава ситуацията с дъга). Дизайнът на тяговите подстанции е по-прост. Лесно е да се досетите, че един мощен токоизправител е много по-ненадежден от токоизправител с порядък по-малка мощност на всеки електрически локомотив / моторна кола. Има и други малки предимства...

Топ новини:

»
Строят се нови железопътни линии за развитие на нови региони и техните природни богатства, за разтоварване на товари съществуващи линии, намаляване на пътя и времето на пътници и товари. Новите линии може да се различават значително по своето значение, размер и характер на трафика. В зависимост от тези фактори, техническите изисквания и стандарти, които ръководят разработването на про...

»
Под действието на силите, които се създават при движение на влакове по релси и особено при спиране при дълги спускания, може да има надлъжно движение на релсите по траверсите или заедно с траверсите по баласта, наречено кражба на коловоз. При двурелсовите участъци отвличането става по посока на движението, а при еднорелсовите линии отвличането е двупосочно.

»
Междугарията са обособени пунктове, които имат коловозно развитие за изпреварване, пресичане и преминаване на влакове, както и товарене и разтоварване на стоки. По този начин тези станции се различават от страничните колела и пропускателните пунктове по наличието на устройства за товарни операции. Междинните гари са разположени на линията по такъв начин, че да осигурят пропускателната способност на участъка и да отговорят на нуждите ...

»
Графикът на движение се характеризира с количествени и качествени показатели. Количествените включват: броя на товарите и пътнически влаковенанесени на графика, размерите на товарене и разтоварване, които могат да бъдат усвоени с този график и др. Основните качествени показатели на графика включват: технически, участъчни и маршрутни скорости (отделно за товарни и пътнически влакове) ...

»
На 17 юни във Вологда началникът на Северната железница Василий Билоха връчи на ръководителя на клона на Вологода Сергей Алмеев и председателя на териториалния комитет на профсъюза Валентин Якк сертификат за първо място в индустриалното състезание за 1-вото тримесечие на 2009 г. За да постигне такъв успех, екипът на отдела изпълни всичко в планираното за 1-вото тримесечие изпълнение...

»
Северният клон на НПФ "БЛАГОСОСТОЯНИЕ" проведе семинар-среща със служители на персонала на структурните подразделения на клоновете, дирекциите и дъщерните дружества и филиали в Ярославъл и Вологда в актуални въпросинедържавно пенсионно осигуряване. Привличането на служители на Севера за участие в недържавно пенсионно осигуряване все още е спешна област на работа за служителите по персонала, отбеляза Наталия Ж.

»
Подвижният състав на метрото се състои от изцяло метални вагони от типове G, D, E. На всяка ос на автомобила е монтиран тягов двигател. Вагоните са оборудвани с токоприемници за по-ниско токоотвеждане от контактната релса, монтирана вляво от ходовата релса. Спирането в автомобилите е автоматично. Те са оборудвани с пневматични, електрически и, в допълнение, ръчни спирачки. В...

»
Основната цел на вагонното стопанство е да осигури превоза на пътници и товари, да поддържа вагоните в добро състояние, да ги подготви за превоз, да обслужва пътнически влакове и хладилни вагони по пътя. Най-важното изискване е да се осигури безопасност на движението. За безпроблемната работа на подвижния състав и поддържането му в изправност...

»
Това са колооси, букси с лагери и пружинно окачване. При четириосните и многоосните вагони всички тези части са комбинирани в талиги. Колесната двойка, състояща се от ос и две колела, плътно закрепени върху нея, възприема всички натоварвания, предавани от колата към релсите. Комплекти колела(Фиг. 140) са изработени от плътно валцувани стоманени колела с висока експлоатационна надеждност, с диаметър ...

»
Капацитетът на линиите на метрото се определя от максималния брой влакове, които могат да преминат за 1 час.Като се има предвид, че този брой е еднакъв и за двата основни коловоза, е възможно да се изчисли наличният капацитет (влак/ч) на линията за всяко направление по формулата Nchmax = 60 / I min където I min е най-малкият интервал между влаковете, min. Този интервал зависи от системата...

»
Независимо от предназначението, всяка гара, освен че приема, заминава и пропуска влакове, в една или друга степен извършва маневрена работа. Състои се в движението на вагони или локомотиви по гаровите коловози по време на разпускане и формиране на влакове, разкачване или закачване на вагони, подреждане или отстраняване от фронтовете на товарене и разтоварване. Най-важното изискване за производството на маневрена работа...

»
Котелът К на парния локомотив (виж фиг. 116) се състои от пещ; цилиндрична част и димна кутия. Горивната камера има вътрешна (пожарна) кутия и външна - корпус на горивна камера. Пространството между горивната камера и корпуса на пещта се запълва с вода.В зоната на най-високите температури в пещта са монтирани циркулационни тръби за равномерно нагряване на котела и интензивно образуване на пара в пещта в зоната на най-високи температури. При изгаряне на гориво, вода, зап...

»
Локомотивната индустрия осигурява транспортната работа на железниците с тягови средства и поддръжката на тези средства в съответствие с техническите изисквания. Съоръженията и устройствата на това стопанство включват основните локомотивни депа, специализирани работилници за ремонт на отделни локомотивни единици, пунктове Поддръжка, оборудване на локомотиви и смени на екипажи, базов състав ...

»
Железопътният транспорт в чуждите страни се основава на частната собственост върху средствата за производство и като един от отраслите на капиталистическото производство се подчинява на всички негови закони. Железопътната мрежа е изключително неравномерно разпределена; в индустриализираните страни (Великобритания, Германия, Италия, Франция, САЩ, Канада, Япония) доставя от 6,2 до 116 км на 1000 км територия...

»
На линиите, оборудвани с автоматична блокировка, се използват устройства за диспечерски контрол, които дават на влаковите диспечери непрекъсната информация за движението на влаковете и ги освобождават от много преговори с дежурните по гарите. За да направите това, на етапите и станциите е инсталирано оборудване, което е включено в специален проводник.

»
Като тягови електродвигатели на електрически локомотиви с постоянен ток се използват главно двигатели с последователно възбуждане. Те са по-малко чувствителни към колебанията на напрежението в контактната мрежа и осигуряват по-равномерно разпределение на натоварването, когато са свързани паралелно, отколкото електродвигателите на други системи за възбуждане. Тяговите двигатели са проектирани за номинално напрежение...

»
Движението на влаковете в железопътния транспорт се извършва с помощта на тягов подвижен състав. Тяговият подвижен състав включва локомотиви и моторни влакове; последният се състои от моторни и ремаркета. При локомотивите и моторните вагони електрическата енергия, получена от първичния източник, се преобразува в механичната енергия на влака. Първоначално п...

»
Коловозът на железопътната линия характеризира положението в пространството на надлъжната ос на коловоза на нивото на ръбовете на подложката.Проекцията на коловоза върху хоризонтална равнина се нарича план, а вертикалното сечение по коловоза е наречен надлъжен профил на линията. както и железопътни селища ...

»
Контактната мрежа е предназначена за захранване електрическа енергияот тягови подстанции до електрически подвижен състав и е набор от проводници, конструкции и оборудване, които осигуряват преноса на електрическа енергия от тягови подстанции към токоприемници на електрически подвижен състав. Той е проектиран по такъв начин, че да осигурява непрекъснато отвеждане на тока от локомотивите при най-високи скорости.

»
От контактната мрежа за променлив ток електрическият локомотив получава еднофазен ток с индустриална честота 50 Hz, номинално напрежение 25 000 V. Електрическото оборудване на такъв електрически локомотив се различава от оборудването на електрически локомотив с постоянен ток главно в присъствието на понижаващ трансформатор и токоизправител. Трансформаторите се изработват с интензивно циркулационно масло-въздушно охлаждане. ...

»
Железопътният транспорт е основният вид транспорт у нас. Те имат най-важното държавно, народностопанско и отбранително значение и са един от факторите за издигане на културното равнище на населението, разширяване на взаимното общуване между народите, укрепване на тяхното приятелство и развитие на международните връзки.

»
За управление на движението на влаковете и работата на линейните участъци са оборудвани железопътни линии различни видовекомуникации: телефон, телеграф и радио. Телефонната комуникация се осъществява само по два проводника, а телеграфът - по едножилни вериги, като се използва заземяване като обратен проводник. Безжичните комуникации включват радио и радиорелейни комуникации, при които телефонията ...

»
С ключова зависимост, за да се осигури безопасността на движението на влаковете, стрелките са оборудвани с контролни брави на системата V. S. Melentiev. На всяка стрелка са монтирани две ключалки от различни серии: едната за затваряне по директния път (+), другата за страничния път (-). Ключът може да бъде изваден само от затворената ключалка, а стрелката се затваря при условие на плътно прилягане на острия ...

»
На наземни и надземни линии на метрото, както и в местата на стрелките (за улеснение на ремонта), се използват коловози на баластова основа. На подземните линии релсите са положени върху бетонна основа, което позволява да се поддържа чиста. Високоякостният релсов бетон (клас 150) се полага върху хоризонталната повърхност на подлежащия бетонов слой от клас 100. В бетона...

»
За поддържане на локомотивите в добро състояние по пътищата на Русия е инсталирана система за поддръжка и ремонт, които се извършват след спазване на установените стандарти за пробег или определено време на тяхната експлоатация. През последните години бяха предприети големи мерки в локомотивната индустрия за подобряване на качеството, ускоряване и намаляване на разходите за ремонт на локомотиви. Това включва концентрат...

»
Доставката на стоки от материално-техническото снабдяване се отнася до икономически превози, свързани с осигуряването на експлоатационните и строителни нужди на железницата. Логистичните органи организират изпращането на материали от доставчиците, ако е възможно, така че да пристигнат при получателите, заобикаляйки междинните складове. Такава доставка се нарича транзит. Значителна част от прод.

»
Железопътният транспорт е сложна диверсифицирана икономика, която включва железници и предприятия, както и административни, икономически, културни и обществени, медицински институции, научни образователни институти. За извършване на транспортния процес железниците разполагат с технически средства, състоящи се от подвижен състав и железопътни конструкции и устройства ...

»
Товарната и търговска работа в железопътния транспорт се извършва въз основа на Хартата на железниците. Товарната работа се извършва в обществени и непублични зони. Общите зони включват товарни гари, където обикновено са съсредоточени операциите по товарене и разтоварване, и други пунктове за товарене и разтоварване, управлявани от железопътната линия. Към местата на необичайното...

»
За да се осигури поддръжка на подвижния състав, смяна на екипажи и локомотиви, обработка на сглобяеми и окръжни влакове, железопътните линии са разделени на участъци, на границите на които са разположени окръжни гари. В участъковите гари се извършват следните основни операции: приемане, преминаване и заминаване на пътнически и товарни влакове, обслужване на пътници, товарни операции, р...

»
Силите, поети от ходовите механизми при движение по железопътната линия, се прехвърлят върху рамата на вагона, поддържана от талигите. Рамата на автомобила също се влияе от външни сили, приложени към каросерията, както и концентрирани сили, предавани от устройства за ударно сцепление (автоматичен съединител). Рамката на автомобила е основата на тялото и носещата конструкция, състояща се от твърдо свързани помежду си ...

Токовата система и големината на напрежението в контактната мрежа

По железопътната мрежа се използват две системи за електрическа тяга: на постоянен ток с напрежение в тяговата мрежа 3 kVи на еднофазен променлив ток с напрежение 25 kVстандартна честота 50 Hz. Освен това и в двата случая на електрическите локомотиви се използват само тягови двигатели с постоянен ток.

DC захранването има редица недостатъци: DC се трансформира много трудно, т.е. увеличаване или намаляване на напрежението без значителни загуби. Колкото по-висока е мощността на електрическия локомотив, толкова по-голяма е загубата; за да ги предотвратите, е необходимо да се намали разстоянието между тяговите подстанции и да се увеличи напречното сечение на контактния проводник, но това ще доведе до потребление на мед. При напрежение 3 kV тяговите подстанции са разположени средно на всеки 20-25 км, а консумацията на мед на километър от контактната мрежа достига 10 тона.В допълнение, част от тяговия ток отива в земята, образувайки "бездомни" токове", което причинява електрохимична корозия. Това намалява експлоатационния живот на релси, стоманобетонни мостове, надлези и др.

Захранването с променлив ток е лишено от тези недостатъци. За да промените напрежението си, достатъчно е да имате конвенционален трансформатор, следователно тяговите подстанции са по-прости и по-евтини. Но AC електрически локомотив е създаден едва през 1938 г.; живачен токоизправител е използван за преобразуване на AC в DC.

В момента са създадени електрически локомотиви с полупроводникови токоизправители. VL-60, ВЛ-80к, BL-80T. Използването на еднофазен променлив ток с напрежение 25 kV позволи да се намали напречното сечение на контактния проводник с около половината и да се увеличи разстоянието между подстанциите до 40-60 km.

По-нататъшното увеличаване на товарната плътност на железопътните линии, увеличаването на масата на влаковете ще доведе до повишаване на напрежението в контактната мрежа и създаването на принципно нови електрически локомотиви. Този проблем беше решен чрез въвеждане на по-икономична система за захранване с променлив ток 2 x 25 kV. С такава система линейните автотрансформатори се монтират на всеки 8-15 км. Електричеството от тяговите подстанции към автотрансформаторите се захранва с напрежение 50 kV чрез контактно окачване и допълнителен захранващ проводник. От автотрансформаторите до електрическите локомотиви електричеството се предава с напрежение 25 kV. В резултат на това загубите на напрежение стават по-малки, а разстоянието между съседни подстанции може да се увеличи до 70-80 км.

Значителен недостатък на променливия ток е електромагнитният ефект върху металните конструкции по релсите. В резултат на това върху тях се индуцира опасно напрежение и възникват сериозни смущения в устройствата за автоматизация. Следователно трябва да се използват скъпи защитни конструкции.

До 1955 г. електрификацията на железниците се извършва на постоянен ток, а след 1955 г. - на променлив ток. Преходът от постоянен към променлив ток осигури намаляване на специфичното потребление на цветни метали и разходите за поддръжка на тягови подстанции. В края на 1970г В участъка Вязма - Орша беше въведена нова електрозахранваща система 2x25 kV, която стабилизира нивата на напрежение на контактната мрежа, значително намали електромагнитния ефект на електрическата тяга върху комуникационните устройства.

Токови системи и напрежение в контактната мрежа

През 1895 г. железопътната линия Балтимор-Охайо (САЩ) с дължина 115 км е първата в света електрифицирана. На него постояннотоковата електрическа енергия се предава на електрическия локомотив не чрез контактен проводник, появил се много по-късно, а чрез трета релса, разположена между две движещи се релси. Постоянното напрежение в третата релса беше същото като на тяговите двигатели - 650 V. Двигателите бяха нискооборотни, обемисти и с нисък КПД.

Още в средата на миналия век руският физик Д. А. Лачинов установи, че колкото по-високо е напрежението в електрическата верига, толкова по-малко енергия се губи при предаването й на разстояние. Затова те се стремят да имат възможно най-много в контактната си мрежа високо напрежение, търсейки икономични начини за превръщането му в стойност, подходяща за захранване на тягови двигатели.

По-нататъшното развитие на електрификацията с постоянен ток последва пътя на увеличаване на напрежението в контактната мрежа. Във Франция и Англия през 20-те години на миналия век железопътните линии са електрифицирани на постоянен ток от 1200 и 1500 V. Впоследствие по френските пътища те преминават главно към напрежение от 3000 V. Това напрежение обаче не е оптимално нито за тяговите двигатели, нито за захранващата система. За двигателите е голям, тъй като приемливото тегло, общите размери и най-ниската цена се получават при напрежение от около 900 V. За захранваща система напрежение от 3000 V е малко, тъй като е необходимо да се разположат тяговите подстанции относително често - на разстояние 20–25 km един от друг. Това напрежение обаче се използва на пътища с постоянен ток, когато тяговите двигатели се захранват директно от контактната мрежа.

Тези недостатъци определят високата цена на системата за захранване с постоянен ток.

Междувременно променливият ток, за разлика от постоянния ток, има следното важно свойство: напрежението му може да се промени доста лесно. Това изисква трансформатор, т.е. устройство, което няма движещи се части и съдържа две намотки - първична и вторична с предварително изчислен брой навивки. На първична намоткасе прилага наличното напрежение, необходимото напрежение се отстранява от вторичната намотка.

Възможността за използване на високо напрежение в контактната мрежа на пътищата с променлив ток, което води до намаляване на загубите на енергия в процеса на прехвърлянето й към електрически подвижен състав и след това понижаването му до стойност, приемлива за тягови двигатели, може значително да намали разходите на железопътната електрификация. Това обаче усложнява устройството на електрическия подвижен състав (EPS), тъй като е необходимо да има върху него регулируем преобразувателпроменлив ток към постоянен ток, тъй като все още не е създаден надежден и икономичен AC тягов двигател.

Дизайнът на токоприемниците и EPS като цяло беше много тромав. Експлоатационният опит разкри значителни недостатъци на възприетата текуща система, която се състои в трудността при регулиране на скоростта на въртене асинхронни двигатели EPS, а в областта на захранването - при осигуряване на надеждна работа на трифазна контактна мрежа, особено на надземни стрелки, които са изолирани пресичания на контактни проводници на различни фази. Следователно, въпреки простотата на трифазните трансформаторни тягови подстанции и надеждността на безчетковите асинхронни двигатели на електрически локомотиви, трифазната система за теглене не е получила разпространение. По пътищата на Италия тя е заменена от 3000 V DC система.

Тяговата система на еднофазен ток с използването на тягови колекторни двигатели на електрически подвижен състав възниква в началото на 20 век. В същото време първоначално се използва намалена, а по-късно индустриална (нормална) честота на захранващия ток. На редица участъци от електрифицираните железопътни линии във Франция, Турция и Конго работят AC колекторни двигатели, работещи на честота 50 Hz. Те обаче са по-скъпи и по-малко надеждни от постояннотоковите двигатели, в резултат на което такива двигатели се използват главно в пътническия електрически подвижен състав. Използването на намалена честота се дължи на необходимостта да се осигури задоволителна работа на колекторните двигатели.

В този случай обаче е необходимо изграждането на специални електроцентрали за захранване на EPS или скъпи преобразувателни подстанции. В първия случай тяговите подстанции са най-простите трансформаторни инсталации. Електрификацията на железниците се разви по този път в Германия, Австрия, Швейцария и Норвегия, където железниците имат свои собствени електроцентрали, които генерират електрическа енергия с честота 16 2/3 Hz, и в САЩ, където електричеството се използва с честота от 25 Hz. В Швеция се използва захранване на електрически пътища от общи трифазни системи чрез специални тягови подстанции, които преобразуват трифазния ток с нормална честота в еднофазен нискочестотен ток.

Електрификацията на железниците на СССР започна при постоянен ток с напрежение в контактната мрежа 1,2 - 1,5 kV в крайградските участъци и 3 kV в главните. През последните десетилетия развитието на електрификацията се извършва главно на еднофазен променлив ток с напрежение в контактната мрежа 25 kV, а сега и на система 2x25 kV. Линиите за постоянен ток, работещи на по-ниско напрежение, са преобразувани на 3 kV, с изключение на теснолинейния участък от Боржоми до Бакуриани (42 км), където се използват вносни електрически локомотиви, проектирани да се захранват от мрежа от 1,5 kV.

В бившия СССР беше извършена комплексна електрификация, тоест електрификация не само на железниците, но и на съседните региони. Поради това не е икономически целесъобразно да се изграждат специални електроцентрали или преобразувателни подстанции за получаване на нискочестотен ток.

С тяга на еднофазен ток с индустриална честота, изграждането на железопътни захранващи устройства изисква най-малката капиталова инвестиция в сравнение с други текущи системи, но възникват трудности при създаването на прости и надеждни електрически локомотиви. Преодоляването на тези трудности, състоящи се в голямата сложност на устройствата за преобразуване на енергия на EPS за захранване на тягови двигатели, вървеше по пътя на разработването на електрически локомотиви монофазен токсъс статични преобразуватели.

Предпроектно проучване и опит от експлоатация на монофазни електрически локомотиви различни видовепоказа, че най-икономичният и надежден е електрически локомотив със статични AC-to-DC (пулсиращи) преобразуватели за захранване на тягови двигатели. Поради това такава тягова система се нарича още еднофазна система с постоянен (пулсиращ) ток, подчертавайки условията на работа на тяговите двигатели.

Статичните преобразуватели на живак се използват в EPS до около средата на 20-ти век. След това те отстъпиха на силовите силициеви полупроводникови преобразуватели.

Срок полупроводници -историческа конвенция и не отразява свойствата на тези елементи. Факт е, че дълго време материалите бяха разделени на две групи - проводници електрически токи диелектрици, т.е. непроводници, изолатори. Сравнително наскоро (през първата половина на ХХ век) беше установено, че елементи като германий, силиций и др., Имат удивително свойство - пропускат променлив ток в една посока и не го пропускат в обратната (обратна) посока. посока поради незначителна проводимост. Те бяха наречени полупроводници, за да не променят вече установеното разделение на материалите на групи проводници и диелектрици.

Устройствата, сглобени от полупроводникови елементи, често се наричат ​​поради тяхната еднопосочна проводимост. токоизправител,въпреки че в действителност те не произвеждат никакво "изправяне" на променливо напрежение и ток.

Полупроводниците, притежаващи свойството на еднопосочна проводимост, допринесоха за бързото развитие на преобразувателната технология, откриха напълно нови възможности за използване на електрическа енергия като цяло и в частност в системите за електрическа тяга.

Въз основа на второ поколение полупроводници - силициеви елементи с контролирана мощност, т.нар тиристори,бяха създадени импулсни системи за управление на режимите на работа на EPS. В такива системи електрическата енергия се подава към тяговите двигатели не непрекъснато, а на отделни кратки порции, бързо следващи един след друг - импулси, което значително разширява възможностите за настройка на EPS.

Най-модерните от тези системи са базирани на микропроцесорна технология,т.е. устройства за програмно управление, съдържащи необходимия набор от микроинструкции, които определят определената последователност от елементарни операции. Тези устройства позволяват значително да се повиши сцеплението и енергийните характеристики на EPS и електрическата тяга като цяло.

Електрификацията на железниците, като неразделна част от електрификацията

кация на цялата национална икономика, увеличава пропускателната способност и товароподемността на железопътните линии, подобрява горивно-енергийния баланс на страната, повишава производителността на труда и общата култура на труда на железопътните работници. Особено ясно предимствата на електрическата тяга се проявяват, когато се прилага на голямо разстояние.

В страните от ОНД дължината на железниците, електрифицирани от двете текущи системи, надхвърля 53 хиляди км. Задава се номиналното ниво на напрежение на пантографите EPS: 3 kV за постоянен ток и 25 kV за променлив ток.

Основните параметри на електрозахранващата система на електрифицираните железници са мощността на тяговите подстанции, разстоянието между тях и площта на напречното сечение на контактното окачване. Товароносимостта на най-важните елементи на захранването (трансформатори, токоизправители, контактна мрежа) зависи от допустимата температура на тяхното нагряване, определена от стойността и продължителността на протичащия ток.

Тяговите подстанции на електрифицираните пътища с постоянен ток изпълняват две основни функции: понижават напрежението на подавания трифазен ток и го преобразуват в постоянен ток. За тази цел се използват трансформатори, токоизправители и друго оборудване. Широко използвани са полупроводникови токоизправители, които имат висока надеждност, простота на дизайн, поддръжка и управление, компактност. Цялото оборудване за променлив ток се разполага на открити площи на тяговите подстанции, а токоизправителите и спомагателните агрегати - в затворени помещения. От тяговите подстанции електричеството се подава през захранващите линии към контактната мрежа. Относително ниското напрежение (3 kV) е основният недостатък на системата за постоянен ток, в резултат на което захранването се подава към електрическия подвижен състав чрез контактната мрежа (равна на произведението на напрежение и ток) с голям теглителен ток. За да се поддържа необходимото ниво на напрежение на токоприемниците на локомотиви, тяговите подстанции са разположени близо една до друга (10–20 km), а за предаване на високи токове е необходимо да се увеличи площта на напречното сечение на проводниците на контактната мрежа .

С увеличаване на товарооборота се изграждат допълнителни тягови подстанции, увеличава се площта на напречното сечение на контактната мрежа (окачват се армировъчни телове и др.), така че да не се увеличава броят и масата на влаковете причиняват рязък спад на напрежението и, следователно, скоростта на влака. Радикален начин за отстраняване на недостатъците на постояннотоковото захранване е създаването на система за регулиране на напрежението в контактната мрежа.

Увеличаването на мощността в контактната мрежа поради значително увеличение на постоянно напрежение изисква производството и експлоатацията на тягови двигатели, предназначени за по-високо напрежение, което е свързано с големи трудности (изолацията на електрическото оборудване става много сложна, съществува опасност на разрушаване на йонизирания въздушен слой и др.).

Еднофазната токова система с напрежение 25–28 kV се използва широко за теглене на влакове по железниците на страните от ОНД. Променливият ток позволява значително да се подобрят техническите и икономическите характеристики на електрическата тяга поради факта, че мощността се предава през контактната мрежа при по-ниски токове в сравнение със системата за постоянен ток и осигурява движението на тежки влакове при зададени скорости с високи натоварване на линията. Тяговите подстанции в този случай са разположени на разстояние 40–60 km една от друга. Те са по същество трафопостове, понижаване на напрежението от 110–220 до 25 kV. Тъй като тези подстанции не преобразуват променлив ток в постоянен ток, те нямат токоизправителни модули и свързаното спомагателно оборудване. Тяхното изграждане и поддръжка е много по-просто и по-евтино от постояннотоковите тягови подстанции. Цялото оборудване на такива подстанции е разположено на открити площи, но електрическият подвижен състав с променлив ток е по-сложен.

Повишаването на напрежението би намалило загубите на напрежение и електричество и би увеличило разстоянието между тяговите подстанции, но това е свързано с високи разходи за укрепване на изолацията, подмяна на електрическия подвижен състав и др. разстояние 8-15 км една от друга . От тягови подстанции до автотрансформатори, електричество 50 kV се доставя чрез контактно окачване и допълнителен захранващ проводник. Освен това от автотрансформаторите към електрическия подвижен състав се подава енергия с напрежение 25 kV.

Използването на електрозахранваща система 2x25 kV не води до промени в електрическия подвижен състав, но нейният недостатък е необходимостта от окачване на специален захранващ проводник.

Локомотивите със статични преобразуватели и двигатели с пулсиращ ток работят на секции с променлив ток. Създадени са прототипи на мощни електрически локомотиви с безчеткови двигатели – асинхронни и вентилни.

Важно предимство на подвижния състав с променлив ток е възможността за неговото подобряване чрез използване на тиристорни преобразуватели, електронни системи за управление и др.

Променливият ток има електромагнитен ефект върху металните конструкции и комуникациите, разположени по протежение на железопътните линии. В резултат на това върху тях се индуцира опасно напрежение и възникват смущения в комуникационните и автоматизираните линии. Поради това се прилагат специални мерки за защита на конструкциите и въздушни линииКомуникациите се заменят с кабелни или радиорелейни, а автоматиката се реконструира. За това се изразходват около 20–25% от общите разходи за електрификация. Неразделна част от електрозахранващите устройства на електрифицираните железници са автоматиката и телемеханиката.

Скачването на линии, електрифицирани на постоянен и променлив ток, се извършва чрез контактна мрежа на специално оборудвани железопътни докинг станции или се използват електрически локомотиви с двойно захранване, които работят както на постоянен, така и на променлив ток.

Тягови подстанции.Системата за тягово захранване включва многобройни и разнообразни инсталации - тягови подстанции, секционни постове, точки за паралелно свързване на двупосочни контактни мрежи, инсталации за компенсиране на реактивна мощност при променлив ток, устройства за повишаване на напрежението при постоянен ток и др. от тях са тягови подстанции. В съответствие с вида на тока, подаван към контактната мрежа, се разграничават подстанции с постоянен и променлив ток. Понякога в точките на свързване на секции, електрифицирани на различни токови системи, има DC-AC подстанции - челни подстанции.

Тяговите подстанции са свързани към електропроводи на външни електрозахранващи системи с различни напрежения (от 6 до 220 kV). Те могат да бъдат поддържащи, междинни (транзитни и спойки) и задънени. Понякога тяговите подстанции се комбинират с подстанции на външната енергийна система, в някои случаи - с работни точки на контактната мрежа. По правило тяговите подстанции се изграждат стационарно с отворени и затворени разпределителни уредби (RU), но има и мобилни подстанции, които могат да се преместват от едно работно място на друго.

В първите тягови подстанции за постоянен ток в Закавказието и Урал бяха инсталирани въртящи се преобразуватели на променлив ток в постоянен ток (мотор-генератори). Впоследствие те бяха заменени навсякъде със статични преобразуватели - живачни токоизправители. Бързото развитие на полупроводниковата технология не заобиколи електрическите железници. От 1964 г. обемистите и недостатъчно надеждни живачни токоизправители започват да се заменят с полупроводникови; последният живачен токоизправител е демонтиран през 1972 г.

Тяговите подстанции са доста сложни електрически вериги. Основните ще бъдат разгледани във връзка с тягова подстанция 25 kV AC (референтна) и 3 kV тягова подстанция DC (транзитна). Задните тягови подстанции няма да се разглеждат отделно, тъй като техните електрически вериги включват вериги на DC и AC подстанции.

Тягова мрежа

За първи път предаването на електрическа енергия на движещ се автомобил е извършено през 1876 г. от руския инженер Ф. А. Пироцки. За това са използвани изолирани една от друга релси. На един от тях е даден положителен поляритет, на другия - отрицателен. За да не се затварят релсите през осите на вагона, колелата му били дървени, а токът се събирал с метални четки, плъзгащи се по релсите. По-късно, за захранване на колата, започнаха да инсталират трета релса, наречена контактна. Първо, тази релса беше поставена върху изолатори между ходовите релси, а след това отстрани на тях.

През 1881 г. се появява първото въздушно контактно окачване, предложено от немската компания Siemens. Токоприемането от висящия проводник се извършва с помощта на ролка, монтирана на токоприемника на автомобила. В първите такива дизайни ролката се движеше по горната част на жицата, в следващите - по дъното. След това на токоприемниците частите, търкалящи се по жицата, бяха заменени с елементи, плъзгащи се по нея.

Основните методи за събиране на ток, предложени през миналия век, са оцелели и до днес. Досега елементите на контактната мрежа, които имат директен контакт с токоприемниците, се изработват под формата на контактни релси и въздушни контактни окачвания.

Но техният дизайн, разбира се, се е променил значително. Фигура 2.84 показва схемата за събиране на ток във вътрешните подлези: контактна релса 4 монтиран отстрани на ходовата релса 2; на скобата 3 той е прикрепен към стълба 1 . Пантограф 5 докосва контактната шина отдолу. Тази релса е покрита с дървена кутия. 7 с изолация 6.

Тяговата мрежа се състои от контактна и железопътна мрежи, захранващи и смукателни линии. Контактната мрежа е набор от проводници, конструкции и оборудване, което осигурява пренос на електрическа енергия от

тягови подстанции към токоприемници -

прякори на електрически подвижен състав. Подреден е по такъв начин

zom, което осигурява непрекъснато събиране на ток от локомотиви при най-високи скорости при всякакви атмосферни условия.

Контактната мрежа е направена под формата на въздушни окачвания. Когато локомотивът се движи, токоприемникът не трябва да излиза от контактния проводник, в противен случай токоприемането се нарушава и проводникът може да изгори. Надеждната работа на контактната мрежа до голяма степен зависи от провисването на проводника и натиска на пантографа върху проводника.

Въздушни контактни окачвания.Делят се на прости и верижни. Обикновено контактно окачване (Фигура 2.85) е тел, висяща свободно между точките на окачване, разположени на опори. Разстоянието между осите на опорите се нарича дължина на обхвата l p, или просто педя.Този проводник влиза директно в контакт с токоприемниците на EPS и затова се нарича контактен проводник.

Качеството на събирането на ток до голяма степен зависи от провисването на контактния проводник. Слинг бум -това е разстоянието, измерено в равнината на жицата между точката на нейното окачване и точката на най-голямо провисване. Провисването е толкова по-голямо, колкото по-голямо е натоварването на телта, и колкото по-малко, толкова по-силно се дърпа телта. От дължината на участъка str-

Провисването на жицата е в квадратична връзка: например, ако разстоянието се намали 2 пъти, провисването ще намалее 4 пъти.

Ако не се вземат специални мерки за поддържане на напрежението на жицата на определено ниво, нейното напрежение и провисване ще се променят с колебания в температурата и натоварването. С повишаване на температурата дължината на телта се увеличава, което означава, че провисването му се увеличава и напрежението намалява. С падането на температурата дължината на жицата намалява, което води до намаляване на провисването и увеличаване на опъна.

Провисването на жицата също ще се промени с промени в натоварването върху нея. Например, ако върху жицата се образуват ледени отлагания, натоварването ще се увеличи и провисването ще се увеличи. Понякога при силен лед е дори повече, отколкото по време максимална температуравъздух. Под натиска на вятъра натоварването, действащо върху жицата, също се увеличава и жицата се отклонява от вертикалното положение. Това отклонение и провисването на жицата (в равнината на нейното отклонение) ще бъдат толкова по-големи, колкото по-силен е вятърът.

Доставя най-добро качествосъбиране на ток, те са склонни да имат малки провисвания на контактния проводник, тъй като в този случай колекторът на ток се движи по-малко вертикално и за него е по-лесно да следва промените

височина на контактния проводник.

Намаляването на провисването на контактния проводник може да се постигне чрез намаляване на натоварването върху проводника, намаляване на дължината на обхвата и увеличаване на напрежението. Най-добре би било да се намали дължината на обхвата, но това е нежелателно, тъй като броят на опорите ще се увеличи и следователно цената на контактната мрежа ще се увеличи. Невъзможно е да се промени натоварването на проводника, с изключение на отстраняването на ледени образувания - това се определя от теглото на самия проводник. Възможно е да се увеличи напрежението на телта, но само до границата, определена от максимално допустимата стойност при работни условия - тя е ограничена от здравината на телта. Следователно, ако е необходимо значително да се намали провисването на контактния проводник, е необходимо да се усложни контактното окачване.

Голямо значениеза постигане на непрекъснато събиране на ток, той също има еднаква еластичност на контактното окачване по протежение на участъка. Еластичностокачването характеризира способността му да се издига под въздействието на пантографа. Колкото по-малка е разликата във височината на повдигане на контактния проводник в различните места на обхвата, толкова по-плавно се движи пантографът и толкова по-надежден е неговият контакт с проводника.

Еластичността се измерва чрез съотношението на височината, до която контактният проводник се е издигнал, към силата на натиск на токоотвода, която е причинила това издигане. Реципрочната на еластичността на контактното окачване се нарича нейната коравина. Твърдостокачване показва каква сила трябва да се приложи към дадена точка, за да се повдигне окачването с 1 м. Еластичността на просто контактно окачване по дължината на участъка е рязко неравномерна - най-голямата в средата на участъка, най-малката - при окачването точки.

Наличието на твърди точки на контактното окачване усложнява събирането на ток. жилавнаричаме такава точка на окачването, в която еластичността е много по-малка, отколкото в средата на обхвата. При просто контактно окачване всяка точка на окачване е твърда. Поради това е нежелателно да се намалява дължината на обхвата, както по икономически причини, така и поради увеличаването на броя на твърдите точки.

Опростените контактни окачвания осигуряват задоволително събиране на ток при относително ниски скорости. Използват се предимно за трамваи и тролейбуси. Следователно обикновеното окачване понякога се нарича трамвай.

Верижните контактни окачвания (Фигура 2.86) се използват на главни и крайградски електрифицирани участъци във всички страни. В та

При което окачване контактният проводник в участъка между опорите не виси свободно, а на често разположени проводници - т.нар. струни,които са прикрепени към друг по-висок проводник т.нар носещ кабел. За да може контактният проводник да заема определено положение спрямо оста на пантографа и да не се отклонява от него под въздействието на вятъра на неприемливо разстояние, те се монтират върху опорите

специални устройства - щипки.

Предимствата на верижното окачване в сравнение с обикновеното са следните. Във верижно окачване при определена температура и натоварване, поради наличието на носещ кабел, можете да зададете всяка стрелка

теглото на контактния проводник, като изберете подходящата дължина на низа в обхвата. Възможно е да се постигне т.нар свободното положение на контактния проводник,при което долните краища на всички струни са на еднакво разстояние от главите на ходовите релси. В този случай се счита, че контактният проводник е разположен в права линия и провисването му е равно на нула. За да се получи с просто окачване същото провисване на контактния проводник като между струните на верижно окачване, е необходимо при други идентични условия да се намали дължината на обхвата между опорите до разстоянието между струните, което е напълно неприемливо. Малките стрелки на провисване на контактния проводник позволяват омекотяване, намаляване на твърдостта на точките в близост до опорите с верижно окачване, т.е. подобряване на качеството на събиране на ток. Еластичността на верижното окачване може да се изравни не само чрез увеличаване на опорите, но и чрез спускане в средната част на обхвата.

Промените в провисването на контактния проводник по време на окачването на веригата зависят главно от промените в провисването на носещия кабел, а не от техните абсолютни размери. Ако елиминираме промените в провисването на носещия кабел, тогава можем да приемем, че провисването на контактния проводник ще остане непроменено.

Провисването на контактния проводник между струните може да се доведе до изключително малки стойности, практически незабележими за токоприемника, чрез поддържане на определено напрежение на контактния проводник и намаляване на разстоянието между струните.

Височината на окачването на контактния проводник над нивото на горната част на релейната глава

sa трябва да бъде на етапи и станции не по-ниски от 5750 mm и не трябва да надвишава 6800 mm. В хоризонталната равнина контактният проводник е фиксиран със скоби, така че да е окачен на зигзаг спрямо оста на коловоза с отклонение от ±300 mm на всяка опора. Благодарение на това контактният проводник е достатъчно устойчив на вятър и не протрива контактните пластини на токоприемниците.

С верижните окачвания, както виждаме, качеството на събиране на ток е значително подобрено. Освен това е възможно да се извършат доста големи разстояния между опорите (около два пъти по-големи, отколкото при прости окачвания) и да се осигури движение на влакове с много високи скорости (300 km/h или повече).

Най-разпространени са контактните проводници с медна форма (MF), изработени от твърдо изтеглена електролитна мед с напречно сечение 85, 100 и 150 mm 2 (Фигура 2.87). Сменят се след 6-7 и повече години. Износването на контактните проводници се намалява чрез сухо графитно смазване на токоотводните плъзгачи, използването на въглищни плъзгачи и устойчиви на износване медно-кадмиеви и медно-магнезиеви контактни проводници.

поддържаизползва се стоманобетон (Фигура 2.88)

и метал (Фигура 2.89). Разстояние между осите

Пределното разстояние до вътрешния ръб на опорите на контактната мрежа на тегленията и станциите трябва да бъде най-малко 3100 mm. На съществуването-

на електрифицираните линии, както и при особено трудни условия на новоелектрифицираните линии, разстоянието от оста на коловоза до вътрешния ръб на опорите е разрешено най-малко 2450 mm на гари и 2750 mm на теглене.

Биметалните носещи кабели имат напречно сечение до 95 mm 2, а медните - до 120 mm 2. С помощта на изолатори те се окачват на конзоли, монтирани на опори, или на твърди и гъвкави напречни греди, блокиращи железопътните релси. Струните от стоманено-медна тел са направени така, че да не пречат на повдигането на контактния проводник от токоприемниците. Скобите са направени леки и подвижни, за да се получават удари при преминаване на токоприемника.

В големите гари контактните проводници са окачени само на релсите, предназначени за приемане и изпращане на влакове до теглене с електрическа тяга, както и на релсите на електрически локомотиви и депа с многовлакови агрегати. В междинните гари, където маневрите се извършват от електрически локомотиви, осите на коловоза са оборудвани с контактна мрежа. Контактна мрежа за железопътни стрелки

има въздушни стрели, образувани от пресичането на две контактни окачвания.

Устройството на контактната мрежа в отделни точки е показано на фигура 2.90.

Фигура 2.90 - Контактно мрежово устройство в отделна точка: напречен носещ кабел 2, горен 4 и по-ниски 7 фиксиращите кабели са закрепени към метални опори /; кабелите са свързани помежду си чрез електрически конектори 3; неутралните секции са подредени в долния кабел 5 и

монтирайте секционни изолатори 6

За надеждна работа и лесна поддръжка контактната мрежа е разделена на отделни участъци (секции), използващи въздушни междини и неутрални вложки (изолационни съединители), както и секционни и вдлъбнати изолатори. Когато токоприемникът на електрическия подвижен състав преминава през въздушната междина, той за кратко свързва електрически двата участъка на контактната мрежа. Ако според условията на захранване на секциите това е неприемливо, тогава те са разделени от неутрална вложка, състояща се от няколко въздушни междини, свързани последователно. Използването на такива вложки е задължително в секции с променлив ток, когато съседни секции се захранват от различни фази на трифазен ток. Дължината на неутралната вложка е зададена по такъв начин, че при всяка комбинация от повдигнати пантографи на подвижния състав, едновременното затваряне на контактните проводници на неутралната вложка с проводниците на участъците на контактната мрежа в съседство с нея е напълно изключени. Отделни участъци са разделени на тегления и междинни гари, а на големите гари - отделни групи електрифицирани коловози. Секциите се свързват или разединяват със секционни разединители, монтирани на опорите на контактната мрежа. Между съседни тягови подстанции се поставят секциониращи стълбове, оборудвани с автоматични превключватели за защита на контактната мрежа от късо съединение.

За безопасността на обслужващия персонал и други лица, както и за подобряване на защитата срещу токове късо съединениезаземен или оборудван с устройства защитно изключванеметални опори и елементи, към които е окачена контактната мрежа, както и всички метални конструкции, разположени на по-малко от 5 m от тоководещите части на контактната мрежа.

За захранване с електроенергия на линейни железопътни и регионални потребители, върху опорите на контактната мрежа на пътищата с постоянен ток е окачен специален трифазен електропровод с напрежение 10 kV. Освен това, ако е необходимо, проводници за дистанционно управление на тягови подстанции и секционни стълбове, осветление за ниско напрежение и силови линиии т.н.

Безопасността на персонала по поддръжката и други лица и повишаването на надеждността на защитата на контактната мрежа срещу токове на късо съединение се осигуряват от заземителни устройства, които могат да бъдат под напрежение поради повреда на изолацията или техния контакт със счупени проводници. Заземяване на всички метални опории конструкции, разположени на разстояние най-малко 5 m от контактната мрежа. В зоната на въздействие на контактната мрежа за променлив ток се заземяват и всички метални конструкции, върху които могат да възникнат опасни индуцирани напрежения.

На електрифицираните пътища релсите се използват за преминаване на тягови токове, така че надстройката на коловоза на такива пътища има следните характеристики:

прикрепени към главите на релсите от външната страна на коловоза (заварени

ny) челни конектори, изработени от меден кабел, в резултат на което електрическо съпротивлениерелсови съединения;

Използвайте баласт от натрошен камък с добри диелектрични свойства. Разстоянието между подметката на релсата и баласта се прави най-малко 3 см;

дървените траверси са импрегнирани с креозот, а стоманобетонните са надеждно изолирани от релсите с гумени уплътнения;

релсовите нишки са електрически свързани помежду си на определени разстояния, което позволява да се намали устойчивостта на ток;

· линиите, оборудвани с автоматична блокировка и електрическа блокировка, имат изолационни съединения, с помощта на които се оформят отделни блокови секции. За преминаване на тягови токове, заобикаляйки изолационните съединения, се монтират дроселни трансформатори или честотни филтри.

Захранващи и смукателни линии (мрежи) се извършват по въздух или кабел. За да се предпазят подземните метални конструкции от повреда от блуждаещи токове, съпротивлението на коловозите се намалява, подобрява се изолацията им от земята и се организира специална защита.