Электрификация ж\д транспорта

 

 

 

 

 

 

Содержание 

 

Введение 3

1. Понятие  и назначение железнодорожной электрификации 4

2. История электрификации железнодорожного транспорта 6

3. Проблемы электрификации железнодорожного транспорта 9

4. Результаты электрификации железнодорожного транспорта 12

Заключение 15

Библиографический список 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

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.

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 электротехники².

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.

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 мире³.

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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, конструкций опор повышенной  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 магистрали⁴.

  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.

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.