Тема 5: Электроснабжение на

железнодорожном транспорте.

Краткое содержание лекции.

Железнодорожный транспорт потребляет огромное количество энергии, вырабатываемой электростанциями. В основном ее расходуют на тягу поездов и частично на питание нетяговых потребителей (депо, станций, мастерских и т.д.).

Согласно ПТЭ железных дорог РФ устройства электроснабжения должны обеспечивать надежное электроснабжение:

- электроподвижного состава для движения поездов с установленными весовыми нормами, скоростями и интервалами между ними при требуемых размерах движения;

- устройств СЦБ, связи и вычислительной техники как потребителей электрической энергии;

- всех остальных потребителей ж.д. транспорта.

В систему электроснабжения электрифицированных дорог входят устройства, составляющие ее внешнюю часть (электростанции, районные трансформаторные подстанции, сети и линии электропередачи) и тяговую часть (тяговые подстанции и электротяговая сеть).

Железные дороги могут быть электрифицированы по системе постоянного или переменного тока. Однако в обоих случаях на электроподвижном составе используются тяговые двигатели постоянного тока. Как правило, применяют систему питания электроподвижного состава однофазным переменным током, который непосредственно на локомотивах преобразуют в постоянный ток.

Уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава должен быть не менее 21 кВ при переменном токе, 2,7 кВ при постоянном токе и не более 29 кВ при переменном токе и 4 кВ при постоянном токе. Номинальное напряжение переменного тока на устройствах СЦБ должно быть 110, 220, 380 В.

Основными параметрами системы электроснабжения электрифицированных железных дорог являются мощности тяговых подстанций, расстояние между ними и площадь сечения контактной подвески. Нагрузочная способность важнейших элементов электроснабжения (трансформаторов, выпрямителей, контактной сети) зависит от допускаемой температуры их нагрева, определяемой значением и длительностью протекающего тока.

Тяговые подстанции на электрифицированных дорогах постоянного тока выполняют две основные функции: понижают напряжение подводимого трехфазного тока и преобразуют его в постоянный ток.

Тяговые подстанции линий, электрифицированных на постоянном токе, а также электроподвижной состав должны иметь защиту от проникновения в контактную сеть токов, нарушающих нормальное действие устройств СЦБ и связи.

Тяговая сеть состоит из контактной и рельсовой сетей, питающих и отсасывающих линий.

Контактная сеть представляет собой совокупность проводов, конструкций и оборудования, обеспечивающих передачу электрической энергии от тяговых подстанций к токоприемникам электроподвижного состава. Контактную сеть выполняют в виде воздушных подвесок. Высота подвески контактного провода над уровнем верха головки рельса должна быть на перегонах и станциях не ниже 5750 мм, а на переездах не ниже 6000 мм.

Тема 6: Подвижной состав железных дорог.

Краткое содержание лекции.

Подвижной состав (ПС) ждт – это технические средства, которые в процессе перевозки перемещаются по рельсовому пути вместе с пассажирами и грузами.

В зависимости от выполняемых функций различают вагоны (для перевозки пассажиров или грузов), локомотивы (для передвижения вагонов) и моторные вагоны, совмещающие функции локомотива и вагона. (таблица).

Локомотивы и моторные вагоны называются тяговым ПС, так как они создают силу тяги, под действием которой движется поезд. Тяговый ПС, сцепленный с вагонами, образует поезд. Вагоны, используемые в поездах с локомотивной тягой, подразделяют на грузовые и пассажирские. Грузовые вагоны подразделяют на универсальные, пригодные для широкой номенклатуры различных грузов и специализированные, предназначенные для одного или нескольких видов грузов, близких по своим свойствам. Пассажирские вагоны по своему назначению бывают пригородные, межобластные, дальнего следования и специальные. Пассажирскими являются также прицепные вагоны, входящие в состав электро- и дизель- поездов.

Локомотив – это единица тягового ПС, предназначенная только для передвижения вагонов. В зависимости от способа и вида получения энергии локомотивы бывают автономные и неавтономные. Автономный локомотив получает энергию от установленного непосредственно на локомотиве топливного двигателя (паровой машины, дизеля или газовой турбины). Соответственно автономные локомотивы подразделяют на паровозы, тепловозы и газотурбовозы. Основным достоинством автономных локомотивов является их независимость от внешних источников энергии. Однако необходимо иметь запас топлива. Неавтономный локомотив получает энергию от источника, установленного вне локомотива. Локомотив, получающий электрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, через линии электропередач, тяговые подстанции и контактную сеть, называется электровозом.

Л О К О М О Т И В Ы

Пассажирские Грузовые Маневровые

Паровоз – автономный локомотив с паровой машиной. Первые паровозы сконструированы и построены в Великобритании Р. Тревитиком (1803 г.) и Дж. Стефенсоном (1814 г.), а в России сыном и отцом Черепановыми (1833 г. В Н.Тагиле). Паровоз состоит из паровой машины, парового котла и экипажа. Запас воды и топлива, необходимый для получения пара, находится в тендере.

Тепловоз – автономный локомотив с дизелем в качестве первичного двигателя. Первые тепловозы построены в 1924 г. По проектам Ю.В. Ломоносова и Я.М. Гаккеля.

Электровоз – неавтономный локомотив, получающий электрическую энергию от электростанций через линии передачи, тяговые подстанции и контактную сеть.

М О Т О Р Н Ы Е В А Г О Н Ы

Пассажирские Грузовые

Дизель-поезд предназначен для обслуживания пригородного и местного пассажирского сообщения на неэлектрифицированных участках жд. (ДР 1 А, выпускается с 1979 года). Он состоит из двух головных моторных вагонов с дизелями и четырех прицепных пассажирских вагона. В моторном вагоне расположена кабина машиниста с постом управления и машинное отделение с дизелем. В остальной части моторного вагона расположен пассажирских салон с 68 местами для сидения. Кузов прицепного вагона имеет тамбуры по концам, а середина занята пассажирсикм салоном со 128 местами для сидения.

Электропоезд предназначен для внутригородского, пригородного и междугородного сообщения и формируется из моторных вагонов и прицепных вагонов. По концах электропоезда расположены головные вагоны с кабинами управления. Головные вагоны могут быть моторными и прицепными. Электропоезда предназначены для работы от контактной сети постоянного или переменного тока.

Тяговый агрегат состоит из электровоза управления и одного или двух грузовых моторных вагонов, постоянно сцепленных между собой, получающих питание от общего токоприемника и управляемых из одной кабины. В состав тягового агрегата может входить тепловоз, обеспечивающий движение по неэлектрифицированным путям. Грузовые моторные вагоны имеют только тяговые двигатели и минимально необходимое электрооборудование. Они получают питание от электровоза управления или моторной дизельной секции, на которых сосредоточено все остальное электрооборудование и кабины управления.

Вагон – единица подвижного состава жд, предназначенная для перевозки грузов или пассажиров. Вагон представляет собой сложную систему, включающую механические, электро-, теплотехнические и другие подсистемы. Каждый вагон состоит из ходовых частей, рамы, кузова, ударно-тяговых приборов и тормозов.

К ходовым частям относятся колесные пары с буксами и тележки. Рама вагона состоит из жестко соединенных между собой продольных и поперечных балок. Ударно-тяговые приборы служат для сцепления вагонов и локомотивов, удержания их на определенном расстоянии и передачи различных усилий. Кузовом вагона называется часть вагона, расположенная над рамой и служащая для размещения грузов или пассажиров. Тормоз – это устройство, с помощью которого создается сопротивление движению поезда или отдельного вагона, необходимое для его остановки.

В А Г О Н Ы

Самоходные Несамоходные

Грузовые Пассажирские

Локомотивное хозяйство обеспечивает перевозочную работу железных дорог тяговыми средствами и содержание этих средств в соответствии с техническими требованиями. К сооружениям и устройствам этого хозяйства относятся локомотивные депо, мастерские, пункты технического обслуживания и экипировки локомотивов, пункты смены бригад, дома отдыха локомотивных бригад, базы запаса локомотивов.

Основное назначение вагонного хозяйства – обеспечение перевозки пассажиров и грузов, содержание вагонов в исправном состоянии, подготовка их к перевозкам, обслуживание пассажирских поездов и рефрижераторных вагонов в пути следования. К основным сооружениям и устройствам вагонного хозяйства, обеспечивающим исправное состояние вагонного парка, относятся: вагонные депо, пункты подготовки вагонов к перевозкам, пункты технического обслуживания, механизированные пункты текущего отцепочного ремонта, посты опробования тормозов, контрольные посты, посты безопасности и др.

Для бесперебойной эксплуатации подвижного состава и содержания его в исправном состоянии установлена система технического обслуживания и ремонта вагонов. Периодичность ремонта установлена в зависимости от типа подвижного состава.