 |
Учебный вопрос № 2. Постоянный, переменный ток
|
|
|
|
Учебный вопрос № 2
Постоянный, переменный ток
В1921г. Советское правительство утвердило важный документ — план ГОЭЛРО (государственный план электрификации России). Этим планом для установления наиболее рациональной связи между главными промышленными районами РСФСР признавалось необходимым превратить в сверхмагистрали с последующей электрификацией их железнодорожные линии Петроград-Москва; Курск- Донецкий бассейн — Мариуполь (через Харьков или Купянск). Кривой Рог - Александрова — Чаплино — Дебальцево - Лиски - Царицын и Москва - Нижний Новгород с продолжением в будущем их на Урал и в Сибирь.
6 июля 1926 г. торжественно было открыто движение электропоездов на пер-вом в СССР электрифицированном железнодорожном участке Баку - Сабунчи - Сураханы, который соединил город с нефтяными промыслами. Протяженность участка составила 20 км: он был электрифицирован по системе постоянного тока напряжением 1200 В.
Спустя три года, 26 августа 1929 г. первая электричка от Москвы до Мытищ отправилась в путь. После этого началась электрификация отдельных, наиболее тяжелых по климатическим условиям, наиболее грузонапряженных участков и линий с тяжелым профилем.
С развитием промышленности и сельского хозяйства страны увеличивается количество грузов, которое необходимо перевозить из одного района страны в другой, а это предъявляет требования к железнодорожному транспорту по увеличению провозной и пропускной способности железных дорог. В нашей стране более половины всего грузооборота железнодорожного транспорта освоено электрической тягой. К началу Великой Отечественной воины были переведены наиболее тяжелые участки на Кавказе, Урале, Украине, в Сибири. Заполярье и в пригородах Москвы обшей протяженностью около 1900 км. В период войны были электрифицированы линии на Урале, в пригородах Москвы и Куйбышева общей протяженностью около 500 км.
|
|
|
После войны пришлось восстанавливать участки электрифицированных железных дорог в западной части страны, находившихся на территории, временно оккупированной врагом. Кроме того, необходимо было переводить на электрическую тягу новые тяжелые участки железных дорог. Пригородные участки, электрифицированные ранее на напряжение 1500 В в контактном проводе, были переведены на напряжение 3000 В. Начиная с 1950 г., от электрификации отдельных участков перешли к переводу на электрическую тягу целых грузонапряженных направлений и были начаты работы на линиях Москва—Иркутск, Москва—Харьков и т. д.
Увеличение потока народнохозяйственных грузов и рост пассажирских перевозок требуют более мощных локомотивов и увеличения числа поездов. При напряжении в контактной сети 3000 В потребляемые токи мощными электровозами при значительном их количестве в зоне питания от тяговых подстанций вызывали большие потери энергии. Для уменьшения потерь приходится ближе ставить тяговые подстанции одна к другой и увеличивать сечение проводов контактной сети, но это повышает стоимость системы энергоснабжения. Уменьшить потери энергии можно, уменьшив проходящие по проводам контактной сети токи, а чтобы мощность осталась прежней, необходимо увеличить напряжение. Этот принцип использован в системе электрической тяги переменного однофазного тока промышленной частоты 50 Гц при напряжении в контактной сети 25 кВ.
Интенсивная электрификация железных дорог вызвана ее большими технико-экономическими преимуществами. По сравнению с паровозом или тепловозом электровоз при том же весе и габаритах может иметь значительно большую мощность, так как он не имеет первичного двигателя (паровой машины или дизеля). Поэтому электровоз обеспечивает работу с поездами со значительно большими скоростями и, следовательно, повышает пропускную и провозную способность железных дорог. Использование управления несколькими электровозами с одного поста (система многих единиц) позволяет увеличить эти показатели в еще большей степени. Более высокие скорости движения обеспечивают ускорение доставки грузов и пассажиров к месту назначения и приносят дополнительный экономический эффект для народного хозяйства.
|
|
|
Электрическая тяга имеет более высокий к. п. д. по сравнению с тепловозной и особенно с паровой тягой. Средний эксплуатационный к. п. д. паровой тяги составляет 3—4%, тепловозной — около 21 % (при 30-процентном исполь-зовании мощности дизеля), а электрической тяги — около 24%. Современные электрические станции с мощными и экономичными агрегатами работают с к. п. д. до 40%. и к. п. д. электрической тяги при получении энергии от них составляет 25—30%. Наиболее экономична работа электровозов и электропоездов при питании линии от гидростанции. При этом к. п. д. электрической тяги составляет 60—62%.
ЭЛЕКТРОВОЗ 2ЭС4К " ДОНЧАК"
" Дончак" - магистральный грузовой электровоз постоянного тока 2ЭС4К с номинальным напряжением - 3000 В, мощностью часового режима на валах тяго-вых двигателей - не менее 6200 кВт и максимальной скоростью в эксплуатации - 120 км/ч, - предназначен для вождения грузовых поездов на железных дорогах колеи 1520 мм. Заменяемая серия - электровозы грузовые ВЛ10, ВЛ11. Электровоз состоит из двух секций. Каждая секция электровоза имеет кабину управления и комплект оборудования, обеспечивающий работу одного электровоза, а также работу по системе многих единиц в составе двух электровозов (2х2ЭС4К) или в составе трех секций. Электровоз 2ЭС4К унифицирован с электровозом 2ЭС5К (переменного тока) по узлам механической части, кабине управления, пневматическому, тормозному и другому оборудованию.
Микропроцессорная система управления обеспечивает ручное и автоматическое управление движением, режимы автоведения поезда, диагностику параметров движе-ния и работы оборудования электровоза. Электровоз оснащен современ-ными системами безопасности движения: КЛУБ -У, ТСКБМ, САУТ-ЦМ/485. Кабина управления предусматривает улучшенные условия труда локомотивной бригады. Электровоз оборудован холодильником и сантехническим оборудо-ванием (умывальник, туалет).
|
|
|
2ЭС5К
Электровоз серии 2ЭС5К «Ермак» переменного тока предназначен для вожде-ния грузовых поездов на железных дорогах колеи 1520 мм. Электровоз состоит из двух секций. Каждая секция электровоза имеет головную кабину управления и комплект оборудования, обеспечивающий работу одного электровоза, а также работу по системе многих единиц в составе двух электровозов (2х2ЭС5К), или в составе трех секций. Микропроцессорная система управления обеспечивает ручное и автоматическое управление движением; режимы автоведения поезда; диагностику параметров движения и работы оборудования электровоза. Оснащен современными системами безопасности движения (КЛУБ-У, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ). Заменяемая серия - электровозы грузовые ВЛ80 всех типов.
Мощность 6560 кВт
Скорость 110 км/ч
Год начала выпуска 2005
Электровоз серии 2ЭС6 «Синара » грузовой двухсекционный восьмиосный магистральный постоянного тока с коллекторным тяговым приводом. Отличается повышенной экономичностью, высокими потребительскими, эксплуатационными и экологическими свойствами. Локомотив оснащён кабиной модульной конст-рукции, современным пультом управления, системой климат - контроля. Обору-дован компьютером, который позволяет оперативно получать необходимую информацию о параметрах движения поезда. 2ЭС6 оборудован комплексной сис-темой диагностики, позволяющей постоянно контролировать работу машины. Локомотив может водить составы повышенного веса (до 8500 тонн), что на 30% больше грузоподъемности ВЛ11, при этом расход электроэнергии снижен по сравнению с ВЛ11 на 10%. На электровозе снижена трудоемкость ремонта на 15%, а межремонтный пробег увеличен на 50%. Улучшены тяговые и тормозные характеристики электровоза и условия работы локомотивных бригад.
Технические характеристики:
|
|
|
Осевая формула: 2(2о-2о)
Система тока …постоянный, 3 кВ
Часовая мощность ТЭД - 6440 кВт
Длительная мощность ТЭД - 6000 кВт
Конструкционная скорость - 120 км/ч
Сцепной вес - 192 т
Электровоз серии 2ЭС10 «Гранит» один из мощнейших в России и Европе грузовых двухсекционных восьмиосных магистральных электровозов постоянного тока с асинхронным тяговым приводом. При стандартных весовых параметрах он способен водить поезда весом примерно на 40-50 % больше, чем электровозы серии ВЛ11. Планируется, что при применении «Гранита» на участках с тяжелым горным профилем появится возможность пропуска транзитных поездов весом от 6300-7000 тонн без разделения состава и отцепки локомотива. 4 августа 2011 года была продемонстрирована работа 2ЭС10 в трехсекционном исполнении, с задан-ной нагрузкой составом 9000 тонн. Доказана эффективность такой компоновки для работы на сложных участках в уральских горах (на перевалах).
Основные технические характеристики «Гранита»:
Конструкционная скорость, км/ч............. 120
Номинальное напряжение, кВ..................... 3
Осевая формула.............................. 2(2о—2о)
Максимальная мощность на валах тяговых двигателей, кВт..... 8800
Мощность продолжительного режима на валах тяговых двигателей, кВт....... 8400
Максимальная сила тяги, кН.................... 784
Мощность рекуперативного тормоза на валах тяговых двигателей, кВт........ 8400
Мощность реостатного тормоза, кВт.... 5600
Статическая нагрузка от колесной пары на рельсы, кН.................................... 249
длина электровоза по осям автосцепок, м.. 34
11201 (2ЭС7)
Новый грузовой электровоз переменного тока разработан департаментом конструкторских разработок и исследований ООО «Уральские локомотивы» и носит рабочее название «Проект 11201». Он предназначен для стальных магист-ралей стран «пространства 1520». Локомотив оснащен тяговым асинхронным при-водом производства «Сименс». Проект 11201 - это двухсекционный восьмиосный локомотив с четырьмя тележками, который может эксплуатироваться по системе многих единиц с синхронным управлением сцепа из любой кабины машиниста и способен водить поезда массой до 9000 тонн. Электровоз оснащен передовым комплексом безопасности БЛОК и микропроцессорной системой управления с функциями автоведения, диагностики, передачи данных по каналам технологичес-кой радиосвязи, регистрации параметров, позиционирования GPS\ГЛОНАСС. Пульт управления электровозом расположен таким образом, что возможна работа машиниста без помощника.
Новая модель отличается эффективной системой электрического торможения, а также системами обеспечения длительного пробега бандажа. Успешное приме-нение асинхронного тягового привода компании «Сименс» с пооснымрегулиро-ванием момента позволяет реализовывать высокую силу тяги. Расчетные показа-тели удельного расхода электроэнергии на тягу поездов на 15–20% ниже, чем у последних отечественных моделей электровозов переменного тока с коллектор-ным тяговым приводом, а межремонтные пробеги увеличены в пять раз. Жизнен-ный цикл локомотива рассчитан на 40 лет. В июле 2013 года выпущен опытный образец электровоза. В рамках предварительных испытаний опытный образец электровоза прошел пять тысяч километров с составами, общий вес которых коле-бался от 7918 до 8206 тонн. В настоящий момент опытный образец магист-рального грузового двухсекционного электровоза с асинхронными тяговыми двигателями проходит приемочные и сертификационные испытания
|
|
|
|
|
|
