Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ





Локомотивы

 

Локомотив (от лат. lokus место и motio движение) – основная тяговая машина для передвижения вагонов.

На локомотивах не перевозят ни грузы, ни пассажиров.

Классификация локомотивов:

1. По источнику энергии:

· Автономные локомотивы: паровозы; тепловозы, газотурбовозы.

Механическая энергия, обеспечивающая движение поезда вырабатывается в результате сжигания топлива на самом локомотиве.

На паровозе роль силовой установки выполняет паровой котел, а паровая поршневая машина преобразует тепловую энергию в механическую.

 

Тепловозом называется локомотив, на котором имеется собственная силовая установка в виде двигателя внутреннего сгорания (обычно дизеля). От этой установки работает генератор электрического тока для тяговых электродвигателей.

У мотовоза силовой установкой также является двигатель внутреннего сгорания, но привод на колеса осуществляется с помощью механической трансмиссии.

 

 

Газотурбовозом называется локомотив, имеющий в качестве силовой установки газовую турбину.

· Неавтономные локомотивы: электровозы, у которых, первичная (электрическая) энергия подводится от внешних источников. Электровозом называется локомотив, источником энергии которого является электрический ток, получаемый через контактную сеть от электрических тяговых подстанций.    
  2. По роду службы: · магистральные грузовые; · магистральные пассажирские; · магистральные грузопассажирские; · маневровые; · промышленные.  
     

 

3. По ширине колеи:

· широкой колеи 1520 мм – Россия, Монголия, Финляндия, страны СНГ;

· узкой колеи.

 

4. По типу кузова:

· вагонный;

· капотный.

5. По числу секций:

· односекционные;

· двухсекционные;

· многосекционные.

!!Вопрос2(сравнение с паровозом,а дальше с тепловозом)»!!!

Для выяснения и обоснования экономической эффективности электрификации железнодорожного транспорта следует остановиться на трех видах двигателя. Паровоз является на ближайшие годы основным видом двигателя. Электровоз как двигатель только сейчас вступает у нас в эксплуатацию, но имеет все основания стать основным двигателем в перспективе развития социалистического транспорта. И, наконец, тепловоз, в эксплуатации которого мы имеем уже известный практический опыт, полностью подтверждает то положение, что он, помимо огромного значения, особенно в безводных районах, является также ближайшим резервом электровоза на электрифицированных магистральных направлениях и чрезвычайно выгодным двигателем для маневровой работы как при паровой, так и при электрической тяге. Основное внимание будет уделено здесь характеристике электровоза и особенно тепловоза, а паровоз будет привлечен прежде всего для сравнения электровозной и тепловозной тяги с паровой.

Назовем основные преимущества электровоза, одинаково хорошо движущегося и управляемого в обоих направлениях. Это прежде всего - экономия топлива. Коэффициент полезности действия электровоза выше в 2-2,5 раза, чем у паровоза. При этом расход энергии при электротяге почти одинаков для всех времен года, при паровой же тяге в наших климатических условиях расход энергии в зимнее время на 20-25% превышает расход летнего времени. Сильное охлаждение паровоза, ухудшение отдачи при паровой тяге значительно уменьшает коэффициент использования установленной мощности, что отрицательно влияет на эксплуатационные показатели (вес поезда, коммерческая скорость). На одну тонну веса паровоза вместе с тендером можно получить 8-10 лошадиных сил, а у товарных паровозов только 5-7, на одну тонну веса электровозов при однофазном токе - 22 лошадиные силы, при постоянном токе - 25 и при трехфазном токе 35. Стоимость энергии, затрачиваемой на передвижение поездов в Германии, при паровой тяге составляет 45-50%, а при электрической тяге 18-20% всех расходов. Электроцентрали, питающие энергией электровозы, строятся обыкновенно, в районах нахождения угля или другого вида местного топлива, а потому не требуют подвоза топлива.

Электровоз позволяет сократить расход рабочей силы на 40-50%. Он устраняет необходимость в угольных складах и затратах на их механизацию, а также уменьшает количество необходимых депо. Электровоз по сравнению с паровозом дает значительную экономию на ремонте. У нас на ремонт подвижного состава ежегодно расходуется до 16% суммы эксплуатационных расходов. В Японии, например, на ремонт подвижного состава расходуется только до 9,6% стоимости эксплуатационных расходов. Ремонтом паровоза у нас занят 31 завод. Часть этих заводов имеет полукустарный тип, энерговооруженность даже лучших заводов не поднимается выше 0,6 км на 1 рабочего, против 2,6-5 км в САСШ.

 

Тепловоз имеет то сходство с электровозом, что он также почти не требует водоснабжения, сокращает потребность в топливе (он везет с собой нефть и воду на 1 тыс. км) и сокращает эксплуатационные расходы, но все же его экономическая эффективность менее значительна, чем у электровоза. Усложняющими моментами в отношении введения тепловоза является его большая стоимость и сложность оборудования, а также недостаток опыта по эксплуатации как у нас, так и за границей. Преимущества тепловоза перед электровозом состоят в том, что он не связан с электропроводом, что очень существенно в условиях изменения объема работы отдельных направлений.

Во вторую пятилетку тепловоз вступил как важнейший вид двигателя в безводных районах, при отсутствии там электрифицированных линий. Он найдет себе широкое применение и в районах, богатых нефтью. Особенно значительна будет роль тепловоза в маневровой работе. При полной нагрузке коэффициент полезного действия тепловоза достигает 27%, т. е. он в 3-4 раза больше, чем у паровоза. Тепловоз значительно экономнее паровоза: на 10 тыс. т.км тяга тепловоза стоит 10 руб., а тяга паровоза 16 руб. Преимущества тепловоза перед паровозом особенно оказываются в маневровой работе, где себестоимость одного часа работы паровоза обходится в 7,8 руб., а тепловоза в 2,9 руб. При перерывах в работе машины выключаются, и двигатель останавливается, чего нельзя сделать на паровозе. В революционирующем значении тепловоза на транспорте был горячо заинтересован В. И. Ленин. Так, в октябре 1922 г. Совнарком утвердил постановление о заказе трех тепловозов. В Ленинграде в

электровозов.

Основная задача в реконструкции тяги - это добиться к концу пятилетки полного обновления двигателя путем замены на решающих магистральных направлениях ж. д. ныне существующего паровоза мощным паровозом, электровозом и тепловозом. Для этого товарный локомотивный парк должен значительно возрасти. Средняя сила тяги локомотивов к этому времени возрастает с 12 т до 14,7 т, а ряд устаревших паровозов будет передан промышленному транспорту и, вообще, исключен из локомотивного парка.

!!!3.вопрос!!!!

Контактная сеть

 

Контактная сеть – это совокупность проводов, конструкций и оборудования, обеспечивающих передачу электрической энергии от тяговых подстанций к токоприемникам электрического подвижного состава.

Контактная сеть состоит из консолей, изоляторов, несущего троса, контактного провода, фиксаторов и струн и монтируется на металлических или железобетонных опорах (рис. 22.1).

Применяются простые (на второстепенных станционных и деповских путях) и цепные воздушные контактные сети. Простая контактная подвеска представляет собой свободно висящий провод, который закреплен на опорах. В цепной подвеске (рис. 22.1) контактный провод подвешен между опорами не свободно, а прикреплен к несущему тросу с помощью проволочных струн. Благодаря этому расстояние меду поверхностью головки и контактным проводом остается практически постоянным. Расстояние между опорами при цепной подвеске составляет 70…75 м.

 

Рис. 22.1. Устройство контактной сети: 1 – опора; 2 – тяга; 3 – консоль; 4, 9 – изо­ляторы; 5 – несущий трос: 6 – контактный провод; 7 – струна; 8 – фиксатор

 

Высота контактного провода над поверхностью головки рельса на перегонах и станциях должна составлять не менее 5750 мм, а на переездах – 6000…6800 мм. Контактный провод изготавливают из твердотянутой электролитической меди специального профиля (рис. 22.2). Он может иметь площадь сечения 85, 100 или 150 мм2. Опоры контактной сети применяют железобетонные (высотой до 15,6 м) и металлические (15 м и более). Расстояние от оси крайнего пути до внутреннего края опор на перегонах и станциях должно составлять не менее 3100 мм. На существующих электрифицированных линиях и в трудных условиях допускается сокращение указанного расстояния до 2450 мм – на станциях и до 2750 мм – на перегонах. Для защиты контактной сети от повреждений ее секционируют (разделяют на отдельные участки – секции) с помощью воздушных промежутков (изолирующих сопряжений), нейтральных вставок, секционных и врезных изоляторов. Воздушные промежутки устраивают для электрической изоляции смежных участков друг от друга. Воздушный промежуток выполняют таким образом, чтобы при проходе токоприемника электроподвижного состава сопрягаемые участки электрически соединялись. На границах воздушных промежутков устанавливают опоры контактной сети, имеющие отличительную окраску.

Нейтральной вставкой называется участок контактной сети, в котором постоянно отсутствует ток. Нейтральная вставка представляет собой несколько последовательно включенных воздушных промежутков и при прохождении электроподвижного состава обеспечивает электрическую изоляцию сопрягаемых участков.

Перегоны, промежуточные станции, группы путей в станционных парках выделяют в отдельные секции. Соединение или разъединение секцийосуществляется посредством секционных разъединителей, размещаемых на опорах контактной сети или с помощью постов секционирования. Посты секционирования оборудуют защитной аппаратурой – автоматическими выключателями от коротких замыканий.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и других лиц все металлические конструкции (мосты, путепроводы, светофоры, гидроколонки и др.), непосредственно взаимодействующие с элементами контактной сети или находящиеся в радиусе 5 м от них, заземляют или оборудуют устройствами отключения. Также в зоне влияния контактной сети все подземные металлические сооружения изолируют от земли для предохранения их от повреждения блуждающими токами.

 

!!!4.вопрос!!!

1 Системы тягового электроснабжения

 

Для обеспечения электроподвижного состава энергией создается система тягового электроснабжения, в которую входят тяговые сети и тяговые подстанции. Системы тягового электроснабжения классифицируются по роду и частоте тока, номинальному напряжению на токоприемниках эксплуатируемого электроподвижного состава.
Получаемая в системе тягового электроснабжения электроэнергия расходуется в основном на тягу, а также используется для питания различных технических средств и электроустановок, принадлежащих службам дорог, дистанциям, депо и другим производственным подразделениям (см. Нетяговые потребители).
В основном для передачи электроэнергии на электроподвижной состав используется контактный провод и реже контактный (третий) рельс, в частности на первом электрифицированном участке Балтимор-Огайо (США), на некоторых городских ж. д., метрополитенах. Вначале электрификация ж.д. осуществлялась по системе постоянного тока, совершенствование которой в дальнейшем сводилось к повышению напряжения в контактной сети: 650 В на участке Балтимор-Огайо; 1200 В – на пригородной линии Баку-Сабунчи-Сураханы (1926 г., Азербайджан, быв. СССР); 1200 и 1500 В в 20-х гг. 20 в. на ж. д. Англии, Франции; 1500 (1650) В – на пригородных участках и 3000 (3300) В на первом магистральном ж.-д. участке в России. Впоследствии в основном использовалось напряжение 3000 (3300) В. Однако при таком напряжении стоимость тягового электроснабжения на постоянном токе велика, что объясняется необходимостью иметь большую площадь сечения проводов контактной сети, располагать тяговые подстанции на расстоянии 20-25 км одна от другой. Была сделана попытка повысить напряжение до 6000 В (опытный участок Гори-Цхинвали на Закавказской железной дороге, быв. СССР), исследовалась возможность использования напряжения 12-20 кВ (Россия, Польша, Италия).
В системе тяги на переменном токе, которая возникла в начале 20 в., напряжение в контактной сети значительно выше. В ряде стран применяют для тяги ток пониженной частоты: 162/з Гц при напряжении 15 кВ (ж. д. Германии, Швейцарии, Австрии, Швеции, Норвегии) и 25 Гц (США) при 11 кВ. Широкое применение получила система переменного тока промышленной (50 и 60 Гц) частоты напряжением 25 кВ (Россия и другие страны СНГ, Великобритания, Франция, Испания, Япония, ЮАР и др.) и ее разновидность – автотрансформаторная система 2×25 кВ.
Там, где стыкуются электрифицированные ж.-д. линии с разными системами тягового электроснабжения, используют многосистемный ЭПС либо сооружают станции стыкования.
Созданию системы электроснабжения предшествуют электрические расчеты, целью которых является: определение необходимого числа тяговых подстанций и их рациональное размещение; определение параметров контактной сети (марки и площади сечения проводов, способы подвешивания, выбор типа опор и поперечин и т.д.); оценка пропускной способности ж. д. по устройствам тягового электроснабжения; исследования режимов напряжения на токоприемниках ЭПС и взаимодействия их с контактной сетью, т. е. условия токосъема. Рассматриваются вопросы защиты сетей от токов короткого замыкания (КЗ),
повышения качества электроэнергии, защиты от блуждающих токов, предотвращения мешающего влияния тягового электроснабжения на работу смежных линий и устройств и др.

!!!5вопрос!!!

Система постоянного тока

Общая схема четырёхосного (четырёхмоторного) электровоза постоянного тока.
Слева сериесное (последовательное) соединение (С) тяговых электродвигателей, справа — параллельное соединение (П) электродвигателей. Если у электровоза будет 6 или 8 (или более) электродвигателей — тогда можно будет обеспечить сериесно-параллельное (последовательно-параллельное) соединение (СП) коллекторных электродвигателей.

Общая схема электровоза постоянного тока с импульсным регулированием. Преобразователь посылает импульсы тока, накопление энергии происходит вдросселе Lн. Фильтр LфCф препятствует проникновениюэлектромагнитных помех вконтактную сеть. Обратный диод VD замыкает цепь тягового двигателя в случае прекращения питания от контактной сети.

Общая схема электровоза постоянного тока с асинхронными тяговыми электродвигателями.

В данной системе тяговые электродвигатели постоянного тока питаются напрямую от контактной сети. Пуск и регулирование осуществляется подключением реостатов, перегруппировкой двигателей (последовательное, последовательно-параллельное и параллельное включение) и ослаблением возбуждения.

Следует отметить, что на всех советских электровозах и электропоездах тяговые электродвигатели рассчитаны на напряжение 1 500 вольт, поэтому они всегда соединены попарно последовательно (напряжение в контактной сети при этом 3 000 вольт). Дело в том, что, если попытаться сделать электродвигатель на 3 000 В мощностью, равной с электродвигателем на 1 500 В, то масса и габариты высоковольтного двигателя окажутся больше, чем у низковольтного.

Вспомогательные электродвигатели (привод компрессора, вентиляторов и др.) обычно также питаются напрямую от контактной сети, поэтому они получаются очень большими и тяжёлыми. В некоторых случаях для их питания используют вращающиеся или статические преобразователи (например, на электропоездах ЭР2Т, ЭД4М, ЭТ2Миспользуется мотор-генератор, преобразующий постоянный ток 3 000 В в трёхфазный 220 В 50 Гц).

На железных дорогах России и в странах бывшего СССР на участках, электрифицированных по системе постоянного тока, используется напряжение 3 000 вольт. В 1930-е — 1950-е гг. в СССР некоторые пригородные участки были электрифицированы на 1 500 В, затем их перевели на 3 000 вольт. В начале 1970-х годов в СССР на Закавказской железной дороге были проведены практические исследования с возможностью электрификации на постоянном токе напряжением 6 000 В, однако эту систему сочли неперспективной, в дальнейшем все новые участки электрифицировались переменным током 25 киловольт.

Простота электрооборудования на локомотиве, низкий удельный вес и высокий КПД обусловили широкое распространение этой системы в ранний период электрификации.

Недостатком электрификации на постоянном токе является сравнительно низкое напряжение в контактной сети, поэтому для передачи одинаковой мощности требуется больший ток по сравнению с более высоковольтными системами. Это вынуждает:

· использовать большее суммарное сечение контактных проводов и подводящих кабелей;

· увеличивать площадь контакта с токоприёмником электровоза за счет увеличения числа проводов в подвеске контактной сети до двух и даже трёх (например, на подъёмах);

· уменьшать расстояния между тяговыми подстанциями для минимизации потерь тока в проводах, что дополнительно приводит к увеличению стоимости самой электрификации и обслуживания системы (подстанции хоть и автоматизированы, но требуют обслуживания). Расстояние между подстанциями на грузонапряжённых участках, особенно в сложных горных условиях, может быть всего лишь несколько километров.

Например, два электровоза имеют равную мощность 5 000 киловатт. У электровоза постоянного тока (3 кВ) максимальный ток, проходящий через токоприёмник, составит 1 667 Ампер, у электровоза переменного тока (25 кВ) — 200 Ампер.

В последние десятилетия стало распространяться импульсное регулирование, позволяющее избежать потерь энергии в реостатах.

В 2010 году в России начато производство грузовых электровозов постоянного тока 2ЭС10 «Гранит». Асинхронные тяговые двигатели питаются трёхфазным переменным током от инверторов.

Трамваи и троллейбусы в СНГ работают на постоянном токе напряжением 550 В, метрополитен в СНГ — на постоянном токе напряжением 750 В.

Промышленные электровозы постоянного тока работают на меньшем, чем 3 кВ, электрическом напряжении, например электровоз ЕЛ21 — 1,5 кВ, а электровоз II-КП4 выпускался в различном исполнении — 220, 550 или 600 вольт.

На железных дорогах, электрифицированных на постоянном токе, а также на трамваях и в метрополитене принята положительная полярность контактной сети: «плюс» подаётся на контактный провод (контактный рельс), а «минус» на рельсы. Положительная полярность принята с целью уменьшения электрохимической коррозии находящихся рядом с железнодорожными путями трубопроводов и иных металлических конструкций.

Так как обратным проводом являются рельсы, а их практически невозможно изолировать от земли, часть тягового тока ответвляется. Эти токи называются «блуждающие токи». Направление блуждающих токов предугадать практически невозможно. Блуждающие токи протекают не только в земле, но и по встречающимся на их пути металлическим частям различных подземных сооружений.

Зоны, где блуждающие токи стекают с рельсов или с иных подземных сооружений в землю, принято называть анодными зонами, а зоны, где блуждающие токи входят из земли в рельсы или иные подземные сооружения, принято называть катодными зонами. Так как имеется разность потенциалов между металлом (рельс, трубопровод) и землёй, в этих зонах возникаетэлектролиз и происходит электрохимическая коррозия металла.

На иллюстрации показана электрифицированная железная дорога с положительной полярностью.

На рельсах анодная зона перемещается вместе с электровозом, а катодная зона расположена возле тяговой подстанции.
На искусственных сооружениях катодные зоны находятся в местах расположения тяговых нагрузок (один электровоз, или их несколько), а анодные зоны — около тяговых подстанций.

Под колёсами электровоза образуется анодная зона, а на проходящем рядом трубопроводе — катодная зона (левая часть рисунка). Зоны на стыках анодной и катодной зон называются знакопеременными, потенциалы в них могут менять свою полярность. Также анодная и катодная зона образуется вблизи тяговой подстанции (правая часть рисунка). Наиболее интенсивно рельсы корродируют под колёсами электровоза, а подземные сооружения — у тяговых подстанций.

Однако, изображённые в левой части рисунка анодная и катодная зоны — «передвигающиеся», то есть фактически знакопеременные, и электролиз в этих зонах носит кратковременный характер. Изображённые в правой части рисунка анодная и катодная зоны — «непередвигающиеся», расположены возлетяговых подстанций, и там электрохимическая коррозия наблюдается в наибольшей степени. Там, соответственно и располагаются станции катодной защиты.

Если бы контактная сеть имела отрицательную полярность (то есть «минус» подавался бы на контактный провод), то трубопроводы, проходящие рядом с железной дорогой, представляли бы практически сплошную анодную зону, и защитные меры для подземных сооружений пришлось бы принимать вдоль всей железной дороги, что было бы несравненно дороже.

Система переменного тока пониженной частоты[

Общая схема старого электровоза переменного тока пониженной частоты. Коллекторные электродвигатели переменного тока подключаются непосредственно к вторичной обмотке трансформатора. Если на электровозе несколько электродвигателей (4, 6 и т. д.) — то они подключаются параллельно.

Умформер 50 Гц → 16⅔ Гц наЖелезной дороге ГДР, передвижное исполнение. Обратите внимание: короткий вагон на семи осях, что говорит о его большом весе.

В ряде европейских стран (Германия, Швейцария и др.) используется система однофазного переменного тока 15 кВ 16⅔ Гц, а в США на старых линиях 11 кВ 25 Гц. Пониженная частота позволяет использовать коллекторные двигатели переменного тока. Двигатели питаются от вторичной обмотки трансформатора напрямую, без каких-либо преобразователей. Вспомогательные электродвигатели (для компрессора, вентиляторов и др.) также обычно коллекторные, питаются от отдельной обмотки трансформатора. Коллекторные двигатели, питаемые переменным током пониженной частоты, имеют лучшую коммутацию, в сравнении с питанием током промышленной частоты.

Преимуществом системы является полная развязка контактной сети от питающей, так как для преобразования частоты применяются умформеры. Отсюда же проистекает второе преимущество — нет опасности перекоса фаз(мотор умформера питается трёхфазным током, а генератор выдаёт однофазный ток). Третье преимущество — заметно меньшие индуктивные потери.

Недостатком системы является необходимость преобразования частоты тока на подстанциях или строительство отдельных электростанций для железных дорог.

Данная система появилась в 1910-е годы вынужденно, так как на постоянном токе потери были велики, а реализовать систему переменного тока промышленной частоты не позволил технический уровень того времени.

В Европе частота 16⅔ Гц была выбрана, так как она составляет 1/3 от 50 Гц, что позволяет применять в генераторах умформеров обычные трёхфазные машины на 50 Гц с изменённым подключением обмоток.

В США частота 25 Гц является техническим реликтом: такой была частота переменного тока до перехода сетей на 60 Гц в начале XX века.

Развитие полупроводниковой техники привело к тому, что на электровозах переменного тока пониженной частоты стали применяться коллекторные двигатели постоянного (пульсирующего) тока, питаемые от полупроводниковоговыпрямителя, а с конца XX века применяются тяговые асинхронные двигатели, например, электровозы IORE. Таким образом, современные электровозы переменного тока пониженной частоты не имеют принципиальных отличий от электровозов переменного тока промышленной частоты.

См. схему двухсистемного (15 кВ 16⅔ Гц и 25 кВ 50 Гц) электровоза переменного тока BR 185 с асинхронными тяговыми электродвигателями, выпускается с 2000 года.

Система переменного тока промышленной частоты[

Общая схема электровоза переменного тока. Коллекторные электродвигатели пульсирующего тока подключаются через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора. Если на электровозе несколько электродвигателей (4, 6 и т. д.) — то они подключаются параллельно.

Использование тока промышленной частоты наиболее экономично, но его внедрение встретило много трудностей. Поначалу использовали коллекторные электродвигатели переменного тока, преобразующие мотор-генераторы (однофазный синхронный электродвигатель плюс тяговый генератор постоянного тока, от которого работали тяговые электродвигатели постоянного тока), вращающиеся преобразователи частоты (дающие ток для асинхронных тяговых электродвигателей). Коллекторные электродвигатели на токе промышленной частоты работали плохо, а вращающиеся преобразователи были слишком тяжёлыми и неэкономичными.

Система однофазного тока промышленной частоты (25 кВ 50 Гц) начала широко применяться только после создания во Франции в 1950-х годах электровозов со статическими ртутными выпрямителями (игнитронами; позже они заменялись на более современные кремниевые выпрямители — из экологических и экономических соображений); затем эта система распространилась и во многих других странах (в том числе в СССР).

Когда машинист и помощник занимали место в кабине электровоза ВЛ60 (или ВЛ80, Ф, ВЛ41, ВЛ61) сртутными выпрямителями, то у них с собой обязательно были противогазы со специальной фильтрующей коробкой, поглощающей пары ртути. При аварии (прожиг корпуса игнитрона) следовало надеть противогаз, открыть боковые форточки в кабине, отключить неисправный игнитрон и в противогазе вести поезд до ближайшей станции.

При выпрямлении однофазного тока получается не постоянный ток, а пульсирующий, поэтому используются специальные двигатели пульсирующего тока, а в схеме имеются сглаживающие реакторы (дроссель), снижающий пульсации тока, и резисторы постоянного ослабления возбуждения, включенные параллельно обмоткам возбуждения двигателей и пропускающие переменную составляющую пульсирующего тока, которая лишь вызывает ненужный нагрев обмотки.

Для привода вспомогательных машин используют либо двигатели пульсирующего тока, питающиеся от отдельной обмотки трансформатора (обмотка собственных нужд) через выпрямитель, либо промышленные асинхронные электродвигатели, питающиеся от расщепителя фаз (такая схема была распространена на французских и американских электровозах, а с них была перенесена на советские) или фазосдвигающих конденсаторов (применена, в частности, на российских электровозах ВЛ65, ЭП1, 2ЭС5К).

Недостатками системы являются значительные электромагнитные помехи для линий связи, а также неравномерная нагрузка фаз внешней энергосистемы. Для повышения равномерности нагрузки фаз в контактной сети чередуются участки с разными фазами; между ними устраивают нейтральные вставки — короткие, длиной несколько сотен метров, участки контактной сети, которые подвижной состав проходит с выключенными двигателями, на выбеге. Они сделаны для того, чтобы пантограф не перемыкал находящийся под высоким линейным (межфазным) напряжением промежуток между секциями в момент перехода с провода на провод. При остановке на нейтральной вставке на неё возможна подача напряжения от передней по ходу секции контактной сети.

Железные дороги России и стран бывшего Советского Союза, электрифицированные на переменном токе, используют напряжение ~25 кВ (то есть ~25 000 В) частотой 50 Гц. В некоторых источниках указывается напряжение 27,5 кВ, что создает путаницу. На самом деле тяговые подстанции выдают напряжение 27,5 кВ, но из-за падения напряжения вследствие высокого индуктивного сопротивления цепи «контактный провод — рельс» электровозы рассчитаны на работу на напряжении 25 кВ.

Система электрификации 2×25 кВ.

Для малонаселённых территорий разработана система электрификации 2×25 кВ (два по двадцать пять киловольт). Там, как правило, нет возможности часто располагать тяговые подстанции (к тому же бывает трудно найти квалифицированный персонал для их обслуживания, а также создать для людей должные жилищно-бытовые условия).

На опорах контактной сети (сбоку от железнодорожного полотна и контактного провода) натянут специальный питающий провод, в который подаётся напряжение 50 тыс. вольт от тяговой подстанции. На железнодорожных станциях (или на перегонах) установлены малообслуживаемые понижающие автотрансформаторы, один вывод обмотки подключён к питающему проводу, а другой — к контактному проводу. Общим (обратным) проводом является рельс. На контактный провод подаётся половинное напряжение от 50 кВ, то есть 25 кВ. Как правило, подаётся несколько выше 50 киловольт, обычно 55; с учётом потерь, чтобы на контактном проводе было 27,5 кВ.

Данная система позволяет реже строить тяговые подстанции, а также уменьшаются тепловые потери. Электровозы и электропоезда переменного тока в переделке не нуждаются.

Промышленные электровозы переменного тока работают на меньшем, чем 25 кВ, электрическом напряжении, например тяговый агрегат ОПЭ1 — 10 кВ 50 Гц.

!!!6вопрос!!!

Скоростные электропоезда

Идея организации скоростного движения в России появилась уже давно. В 1974 г. был построен первый скоростной поезд ЭР200, с 1984-го курсировавший по линии Москва — Ленинград. Позднее появился и второй состав этого типа. В 2009 году их эксплуатация была прекращена. В 1990-е годы инженеры продолжали работать над созданием более совершенных и скоростных поездов. Однако выпущенный в единственном экземпляре электропоезд «Сокол-250»так и остался нереализованным проектом. Был построен и испытан опытный прототип, работы над которым ввиду неудачности конструкции были прекращены. В 2006 г. ОАО «РЖД» заключило контракт на закупку в Германии восьми высокоскоростных электропоездов «Сапсан» — поездов семейства«Сименс Веларо». Они ходят по маршрутам Москва — Санкт-Петербург и Санкт-Петербург — Москва — Нижний Новгород. Также уже курсирует скоростной поезд "Аллегро" из Санкт-Петербурга в Финляндию.

!!!9 вопрос!! 3. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПОЕЗД

СИЛЫ И РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ

 

[ПСОТП, ОТПОсип] В процессе движения поезда на него действуют различные внутренние и внешние силы. Как известно из механики, внутренние силы уравновешиваются внутри системы и не влияют на ее движение. На характер поступательного движения системы влияют только внешние силы или их составляющие, направленные по ходу движения или в противоположную сторону.

Рис.3.1-1. Силы, действующие на поезд

К внешним силам, действующим на поезд, относятся:

- касательная сила тяги Fк, создаваемая локомотивом во взаимодействии с рельсами и приложенная к ободам ведущих колес;

- тормозная сила Вт, создаваемая тормозными средствами поезда во взаимодействии с рельсами и приложенная к ободам тормозных колес;

- силы сопротивления движению W - все остальные внешние силы, приведенные к ободам колес подвижного состава.

Силу тяги и тормозные силы называют управляемыми, т.к. их можно регулировать. На силы сопротивления движению воздействовать нельзя, поэтому их называют неуправляемыми.

Сила тяги направлена по движению поезда, тормозная сила действует в противоположном направлении. Силы сопротивления, как правило, также действуют против движения. Исключение составляет случай движения по спуску.

По законам механики несколько сил, действующих на точку или механическую систему, можно заменить одной силой, которую в теории тяги поездов называют ускоряющей Fу или равнодействующей Fд силой:

Fy = Fд = Fк - W - Bт. (3.1-1)

Одновременно три составляющие равнодействующей силы на поезд не действуют, т.к. в один и тот же момент времени не имеет смысла тратить топливо (электроэнергию) на реализацию силы тяги локомотивом и использовать тормозную систему локомотива или вагонов. В зависимости от того, какие силы действуют в данный момент на поезд, различают следующие режимы движения:

- режим тяги, когда действуют сила тяги Fк и силы сопротивления движению W: Fд = Fк - W;

- режим выбега (холостого хода), когда на поезд действуют только силы сопротивления движению: Fд = -W,

- режим торможения, когда к силам сопротивления движению прибавляется тормозная сила Вт: Fд = - (W + Вт).

Равнодействующие силу, имеющую отрицательное значение, иногда называют замедляющей силой.

Старыми единицами измерения сил, используемыми в ПТР включая издание 1985 г., являются килограмм-сила (кгс) и тонно-сила (тс). Это связано с градуировкой приборов, установленных на подвижном составе [ИПЖДТурб]. Новыми единицами в соответствии с международной системой единиц (СИ) - ньютон (Н = кг * м/с2) и килоньютон (кН). Перевод значений силы из одной системы единиц в другую выполняется по следующему соотношению:

1 кгс = 1 кг * g = 9.81 Н, (3.1-2)

где g = 9.81 м/с2 - ускорение свободного падения.

 

Силы, действующие на весь поезд, локомотив, вагон и т.п. называют полными и обозначают прописными буквами (Fк, W, Bт). Силы, действующие на единицу массы, называют удельными и обозначают строчными буквами (fк, w, bт)

, (3.1-3)

где F, f - полная и удельная силы (равнодействующая, тяги, сопротивления или торможения), Н;
P - расчетная масса локомотива, т;
Q - масса вагонного состава, т.

В случаях, когда поезд рассматривают как единое целое с неизменной длиной и равноускоренным движением всех его подвижных единиц (т.е. при описании его движения одним дифференциальным уравнением), местом приложения сил считается середина поезда. Причем учитываются суммарные силы, действующие на все составной части поезда (локомотив, вагон, группу однотипных вагонов и т.д.). В противном случае, силы, действующие на отдельные составной части поезда, учитываются отдельно и местом их приложения являются середины этих частей.

Вопрос 10

При движении э.п.с. потребляет электрическую энергию из контактной сети, расходуя ее на преодоление сил сопротивления движению. Таким образом, по направлению движения поезда действует сила тяги локомотива или моторного вагона, а против- сила сопротивления движению. Их разность и определяет характер движения поезда: ускоренное, если сила тяги больше суммарной силы сопротивления движению, замедленное, если она меньше. Возможно движение с постоянной скоростью, если указанные силы равны, Поезд представляет собой систему отдельных(дискретных) твердых тел − вагонов, соединенных автосцепкой друг с другом и с локомотивом.

Поэтому наиболее точной является модель, учитывающая поезд как многомассовую систему. Однако такая модель сильно усложняет расчеты, даже при использовании соврем







Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.