Электрификация ж\д транспорта

метки: Дорога, Железный, Электроснабжение, Устройство, Энергоснабжение, Сооружение, Электрический, Тяговый

Актуальность темы. Электрические железные дороги являются основой нашей транспортной системы, они реализуют около 75% всего грузооборота железнодорожного транспорта. Ещё на рубеже 50 — 60-х годов СССР вышел на первое место в мире по протяжённости железных дорог с электрической тягой и по выполняемому ими грузообороту, а также по количеству и по суммарной мощности выпускаемого нашими заводами электроподвижного состава — электровозов и электропоездов.

Столь значительные количественные показатели сопровождались соответствующим развитием научно-исследовательских и конструкторских разработок по электрической тяге и электровозостроению. Поэтому электрические железные дороги представляют собой самостоятельную транспортную отрасль со своей специфической технической базой, включающей подвижной состав и энергоснабжение, со своей отраслевой наукой, а также с инфраструктурой, опирающейся на те отрасли транспортного машиностроения и электротехнической промышленности, которые обеспечивали производство оборудования для технической базы электрических железных дорог. В эту инфраструктуру входят такие строительные организации, обеспечивающие электрификацию: монтаж контактной сети, подстанций, линий электропередач, реконструкцию локомотивных и мотор-вагонных депо.

Цель контрольной работы показать развитие электрификации на железнодорожном транспорте.

Достижению заданной цели будет способствовать выполнение следующих задач:

• дать понятие и определить назначение железнодорожной электрификации;
• осветить историю электрификации железнодорожного транспорта;
• обозначить проблемы в электрификации железных дорог;
• показать результаты электрификации железнодорожного транспорта.

1. Понятие и назначение железнодорожной электрификации

Железнодорожная электрификация – оборудование действующих и вновь строящихся железных дорог комплексом устройств, обеспечивающих использование электроэнергии для поездов. В ходе электрификации осуществляется строительство тяговых подстанций и сооружений тяговой сети. Параллельно ведется монтаж линий освещения, автоблокировки, сигнализации, связи, электрической централизации и т.п.

Показатели качества и эффективности работы железнодорожного транспорта. ...

... процесса. На объемные показатели эксплуатационной работы влияют размеры и характер перевозочной работы, а также уровень эксплуатационной работы, характеризующийся качественными показателями использования подвижного состава. Качественные показатели эксплуатационной работы ... не совершает полного цикла работы, но расчет оборота вагона осуществляется на всех дорогах и отделениях. Время оборота ...

Электрификация железных дорог осуществляется как в виде перевода существующих железных дорог на электрическую тягу, так и созданием новых электрифицированных ж. д¹ . На электрифицированных железных дорогах тяговые электродвигатели локомотивов (электровозов или электрических секциях пригородных поездов) получают энергию от контактной сети, подключенной к тяговой подстанции. Электрифицированная железная дорога одновременно решала еще одну важную задачу — осуществляет электроснабжение районов, прилегающих к дороге: промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Для сравнения: в 1975 нетранспортным потребителям передано 26 млрд. кВт-ч при общем потреблении 48,9 млрд. кВт-ч, т.е. более 50%.

Система тягового электроснабжения классифицируется 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, принадлежащим службам дорог, депо и другим производственным подразделениям. В основном для передачи электроэнергии на подвижной состав используется контактный провод и реже контактный рельс. Изначально железнодорожная электрификация осуществлялась по системе постоянного тока, совершенствование которой и в дальнейшем сводилось к повышению напряжения в контактной сети. Там, где стыкуются электрифицированные железнодорожные линии с разными системами тягового электроснабжения, используют многосистемный ЭПС либо сооружают линии стыкования.

Созданию системы железнодорожной электрификации предшествуют электрические расчеты, целью которых является: определение необходимого числа тяговых подстанций и их наиболее эффективное расположение; определение параметров контактной сети (марки и площади сечения проводов, способы подвешивания, выбор типа опор и т.д.); оценка пропускной способности ж/д ветки 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, повышения качества электроэнергии, защиты от блуждающих токов, предотвращения мешающего влияния тягового электроснабжения на работу смежных линий и устройств.

2. История электрификации железнодорожного транспорта

Первая научная работа по внедрению электрической тяги на железных дорогах появилась в России в 1837 году, т.е. в год открытия первой железной дороги Петербург — Царское Село. Это была публикация в Вестнике Министерства путей сообщения, так как инженерная мысль уже начинала работать в направлении возможной электрификации транспорта на самом начальном этапе развития, как железных дорог, так и электротехники ² .

В начале 1899 года создан синдикат германских электротехнических фирм Сименс-Гальске, Унион, АЭГ. В том же году образован Большой русский банковский синдикат 1899 года для финансирования работ по электротехническому развитию. Важное место в планах как русских банков, так и германских электроконцернов в этот период занимали проекты электрификации российских железных дорог.

Сооружения электроснабжения железных дорог

... электроснабжения должна быть утверждена начальником железной дороги. Выкопировки из этой схемы включаются в техническо-распорядительный акт станции. 2. Схема электроснабжения железных дорог ... быть уменьшено до 5675 мм при электрификации линии на переменном токе и до ... диагностики и осуществляться плановые ремонтные работы. Устройства электроснабжения должны защищаться от токов короткого замыкания, ...

Первые проекты электрификации железных дорог были разработаны в самом начале XX века выдающимся инженером, потом академиком, Генрихом Осиповичем Графтио. Он же с 1907 года начал читать курс лекций Электрические железные дороги студентам Петербургского электротехнического института.

В 1912 году создано учредительное общество для строительства электрифицированного участка транссибирской железнодорожной магистрали Москва-Сергиев Посад.

В 1913 году началось строительство линии, электрифицированной на постоянном токе 1200 вольт между Петербургом и Петергофом. Были сооружены две электростанции в Екатерингофе и Ораниенбауме. Однако работы были прекращены в связи с Первой Мировой войной.

После Февральской революции Временное правительство пыталось привлечь зарубежный капитал к продолжению развития электрификации России. Было получено согласие ряда иностранных компаний, в частности американских (Вестингауз), на продолжение работ по электрификации железных дорог.

К 1918 году в России насчитывалось около шестидесяти проектов пригородных и магистральных электрических железных дорог.

24 марта 1920 года была создана Государственная комиссия по электрификации России в состав которой входил и Отдел по электрификации железных дорог. Разработанный Комиссией план ГОЭЛРО ставил задачу создать основной транспортный скелет из таких путей, которые соединяли бы в себе дешевизну перевозок с чрезвычайной провозоспособностью .

План предусматривал электрификацию на постоянном токе, но в качестве перспективной была рекомендована также система переменного тока промышленной частоты. Дальновидность такого решения была вполне подтверждена последующим развитием электрической тяги как в СССР, так и в мире ³ .

В Советском Союзе первые электропоезда стали курсировать в 1926 году на участке Баку – Сабунчи. Однако эта железная дорога находилась в ведении Бакинского горсовета и являлась, по сути, городским электрическим транспортом. В состав Закавказской железной дороги НКПС СССР электрифицированный участок Баку — Сабунчинской дороги был передан только в апреле 1940 года.

Пожалуй, одна из самых процветающей отраслей 21 века — это энергетика. И, прежде всего, электроэнергетика. Железные дороги – самый крупный потребитель электричества: 7% всей электроэнергии страны потребляет ОАО «РЖД», из которых 80% идет на тягу поездов. От энергетика во многом зависит надежная работа дорог. Электрификация железнодорожного транспорта продолжается. Современная система электроснабжения является автоматизированной и телемеханизированной, насыщенной электронной аппаратурой контроля и управления.

Итак, электрическая тяга прошла огромный путь развития, прочно вошла в повседневную жизнь железных дорог. Но этот путь еще далеко не закончен. Предстоит большая работа в области совершенствования техники электрифицированных линий. Требуется улучшить тягово-энергетические характеристики электроподвижного состава, прежде всего переменного тока, повысить его надежность, экономичность, ремонтопригодность. Многое надо сделать в области автоматизации процессов управления современными сложнейшими электровозами и электропоездами, унификации их электрооборудования и других основных элементов, на качественно более высокий уровень поднять систему ремонта и технического обслуживания с широким применением современных средств диагностики и др.

Организация предприятия по строительству контактной сети для железной дороги

... строительной отрасли и особенности строительства контактной сети для железной дороги, рассмотрена организация предприятием строительно-монтажных работ контактной сети для железной дороги. Во втором разделе проведен ... от нововведенного метода, и их приходится вновь пересчитывать. Работы по электрификации железных дорог выполняются по системе генерального подряда. Генеральный подрядчик (строительный ...

3. Проблемы электрификации железнодорожного транспорта

Требуется совершенствование технических средств, а также структуры управления хозяйством электрификации и электроснабжения по следующим направлениям:

• постепенный переход от планово-предупредительной системы ведения работ к оценке устройств по фактическому состоянию;
• перевод тяговых подстанций на обслуживание без дежурного персонала;
• специализация работ путем организационного разделения функций содержания и ремонта устройств контактной сети, тяговых подстанций, электрических сетей;
• перевод части контингента на контрактную основу.

В области контактной сети требуется создание авторегулируемой контактной подвески для участков скоростного движения, проводов с улучшенными механическими и триботехническими показателями, надежности. Необходимы технические решения по обеспечению устойчивой работы контактной сети в экстремальных климатических и погодных условиях. Важнейшей задачей является завершение разработки и внедрение комплексов диагностических средств на базе оптоволоконных датчиков износа контактного провода, систем диагностики токосъема, тепловизионной диагностики и дефектировки изоляторов.

В 1994 г. с вводом в эксплуатацию участка Зудыра — Ксеньевская завершилась электрификация магистрали Москва — Хабаровск. В XXI век Россия вступила со сформировавшейся мощной сетью электрифицированных дорог, обладающих высокой пропускной и провозной способностью. Знаменательным событием стало завершение в 2002 г. электрификации участка Свиягино — Губерово Дальневосточной дороги протяженностью 175 км. С его вводом полностью завершилась электрификация Транссибирской

Сегодня электрическая тяга является эффективной энергосберегающей технологией. В последние годы электрификация ведется преимущественно на переменном токе по системе с экранирующим и усиливающим проводом. Удельный расход условного топлива на электротяге в 1,7 раза меньше, чем на тепловозной. На 17% выше средний вес грузовых поездов и на 25% участковая скорость. Сумма этих факторов обеспечивает меньшую себестоимость перевозок на электротяге. По результатам 2003 г. она составила 54,4% от себестоимости перевозок на тепловозной тяге. При протяженности электрифицированных участков 42,6 тыс. км на электротяге выполняется 85% всех перевозок, что почти в 6 раз больше, чем на тепловозной.

Согласно Стратегической программе развития ОАО «РЖД» до 2010 г. полигон применения электрической тяги расширился и составил в 2010 г. 44,6 тыс. км железнодорожных линий. Наиболее крупные объекты электрификации находятся в регионах Поволжья и Северного Кавказа: Сызрань — Сенная, 9-й километр — Анапа — Темрюк — Порт Кавказ, Ртищево — Кочетовка, Волгоград — Аксарайская; Северного региона: Обозерская — Архангельск, ряд участков, связанных с выходом Октябрьской и Северной дорог к портам Балтийского бассейна: Мга — Гатчина — Веймарн -Иван Город — Усть Луга; Урала и Сибири: Оренбург — Кинель, Войновка -Тобольск — Сургут.

Оборудование участка железной дороги устроиствами автоблокировки

... рельсовых цепей. Для электрифицированных участков железных дорог при длине рельсовой цепи ... устройств в связи с использованием контактных элементов. Дальнейшее развитие устройств ... одиночная сигнальная установка на двухпутном участке; Ои - одиночная сигнальная ... лтого. Коды также обеспечивают работу АЛСН. Используется четырё ... автоблокировки, а резервное от контактной сети переменного тока промышленной ...

На железных дорогах России, по мнению мировых экспертов, будет выдерживаться оптимальное соотношение электрической и тепловозной тяги. В соответствии с программой электрификация не менее 90 % линий будет осуществляться на переменном токе. За основу принята система электротяги переменного тока с напряжением в контактной подвеске 25 кВ, обеспечивающей преимущество в поэтапном наращивании энергетических возможностей. Варианты системы электроснабжения переменного тока напряжением 25 кВ и 2х25 кВ с усиливающими и экранирующими проводами позволяют оптимально согласовать по энергетическим показателям систему электроснабжения с грузонапряженностью участка.