Kilometri de cale ferată pe hartă. Note despre transportul feroviar: despre electrificarea căilor ferate în URSS și tipurile de curenți în rețelele de contact - yelkz

Una dintre caracteristicile transportului feroviar din Rusia este proporția mare de drumuri electrificate. În ceea ce privește lungimea autostrăzilor electrificate la sfârșitul anului 2014, Rusia ocupă locul 1 în lume - 43,4 mii km (locul 2 China - 38,5 mii km) - undeva în jur de jumătate din drumurile publice. Ei bine, faptul că multe autostrăzi sunt electrificate nu este, în general, un secret pentru nimeni, dar mulți oameni sunt surprinși să afle că rețelele de contact folosesc curenți de diferite tipuri. Cu toate acestea, este un fapt: rețelele de contact utilizează fie curent electric continuu cu o tensiune nominală de 3 kV, fie curent alternativ monofazat cu o frecvență industrială de 50 Hz și o tensiune nominală de 25 kV. Eu însumi nu m-am gândit mult timp la asta - am aflat când am primit al treilea grup de siguranță electrică (lucrarea într-un birou asociat cu Căile Ferate Ruse m-a obligat cumva să mă aprofundez și să-mi dau seama). Ei bine, în general, de mult am luat acest fapt („există o constantă 3 kV, există o variabilă 25 kV / 50 Hz”) ca de la sine înțeles - „pentru că asta este ceea ce a fost acceptat istoric.” Dar de ceva vreme tot am vrut să aprofundez în întrebare și să-mi dau seama cumva de ce era așa.

Vreau să fac o rezervare imediat - nu voi săpa foarte adânc în fizica sursei de alimentare, limitându-mă la câteva fraze generale și undeva exagerând în mod specific. Uneori oamenii îmi spun că simplific, dar experții citesc și înțeleg că „totul este greșit”. Sunt conștient de acest lucru, dar specialiștii știu deja la ce scriu și la ce mă gândesc - și este puțin probabil să învețe ceva nou pentru ei înșiși.

Deci, de fapt, ar trebui să începem cu faptul că, pentru prima dată, utilizarea energiei electrice ca sursă de energie pentru tracțiunea trenurilor a fost demonstrată la o expoziție industrială din Berlin în 1879, unde a fost prezentat un model de cale ferată electrică. Un tren format dintr-o locomotivă de 2,2 kW și trei vagoane, fiecare dintre acestea putând găzdui până la 6 pasageri, s-a deplasat de-a lungul unei secțiuni de mai puțin de 300 m lungime cu o viteză de 7 km/h. Creatorii noului tip de tracțiune au fost celebrul om de știință, inventator și industriaș german Ernst Werner von Siemens (Werner von Siemens, 1816-1892) și inginerul Halske. Până la începutul secolului al XX-lea, nu exista nicio îndoială cu privire la eficiența tracțiunii electrice. Într-o perioadă scurtă de timp, mai multe proiecte de electrificare a căilor ferate au fost implementate în diverse țări. În prima etapă, electrificarea a fost utilizată în zonele muntoase pe linii cu profil greu, cu un număr mare de tuneluri, precum și în zonele suburbane, i.e. în acele zone în care avantajele tracţiunii electrice erau evidente.

Prima cale ferată electrificată din URSS a fost deschisă pe 6 iulie 1926 pe tronsonul Baku - Sabunchi - Surakhani

În consecință, există două domenii principale de aplicare a electrificării: traficul suburban și autostrăzile de munte. Aș vrea să vorbesc despre traficul suburban (esența trenurilor electrice) separat, dar acum trebuie menționat doar că serviciul feroviar suburban în ceea ce privește electrificarea era o prioritate în URSS (în Imperiul Rus nu au timp să ducă acest proiect la bun sfârșit - Primul Război Mondial și revoluția au intervenit), în URSS au preluat acest lucru la scară mare (aici, planul GOELRO, desigur, a contribuit foarte mult) - trenurile electrice au început să înlocuiască cu abur. trenuri de navetiști.

Sistemul de alimentare a fost un sistem de curent continuu cu o tensiune nominală de 1500 V. Sistemul de curent continuu a fost ales deoarece curentul alternativ monofazat ar necesita mașini cu motor mai grele și mai scumpe datorită necesității instalării transformatoarelor pe acestea. În plus, motoarele de tracțiune cu curent continuu, celelalte lucruri fiind egale, au un cuplu mai mare și sunt mai potrivite pentru pornire în comparație cu motoarele monofazate. Acest lucru este deosebit de important pentru mașinile care operează în zone suburbane cu un număr mare de puncte de oprire, unde este necesară o accelerație mare la pornirea de la oprire. Tensiunea de 1500 V a fost aleasă datorită faptului că pentru rețeaua de contact este necesar mult mai puțin cupru față de sistemul de 600-800 V (folosit pentru electrificarea tramvaielor-troleibuze). În același timp, a devenit posibilă crearea unui echipament electric de încredere pentru o mașină cu motor, pe care la acea vreme nu se putea conta la o tensiune de 3000 V (primele linii de navetiști electrificate cu un curent continuu de 3000 V au apărut abia în 1937). , dar ulterior toate liniile deja construite au fost transferate la această tensiune) .

Trenuri electrice S - prima familie de trenuri sovietice, produse din 1929

În paralel cu dezvoltarea traficului suburban în anii 1932-1933. tracțiunea electrică a fost introdusă pe calea ferată principală Khashuri-Zestafoni (63 km) la trecătoarea dificilă Suram. Aici, spre deosebire de Moscova și Baku, tracțiunea electrică a fost folosită pentru transportul de mărfuri și pasageri. Pentru prima dată, locomotivele electrice au început să funcționeze pe liniile de cale ferată ale URSS (de fapt, în funcție de locul de aplicare, au început să fie numite „locomotive electrice Suram” sau „sau locomotive electrice de tip Suram”):

locomotiva electrică S (Suramsky) - fondatorul grupului de locomotive electrice Suram construit de americanii General Electric pentru URSS

Caracteristica principală a tuturor locomotivelor electrice de tip Suram a fost prezența platformelor de tranziție la capetele caroseriei, care, conform standardelor existente la acea vreme, era obligatorie pentru toate locomotivele electrice cu echipament electric pentru lucrul sub CME. Partea de echipaj a locomotivei este formată din două boghiuri articulate cu trei osii (formula axială 0- 3 0 -0 + 0-3 0 -0). Caroseria auto cu cadru principal de susținere. Suspensia cu arc se realizează în principal pe arcuri cu foi. Suspensia motorului electric de tracțiune este susțin-axială.

locomotivă electrică S S (Suramsky Soviet) - prima locomotivă electrică cu curent continuu construită în URSS sub licență de la GE

Și aici trebuie să facem o notă importantă. Spre deosebire de locomotivele cu abur, al căror motor este o mașină cu abur, următoarele generații de transport feroviar au început să fie conduse de motoare electrice: așa-numitele TED (motoare electrice de tracțiune) - pentru mulți, apropo, nu este evident că TED-urile sunt folosite atât în ​​locomotive electrice/trenuri electrice, cât și în locomotive diesel (acestea din urmă pur și simplu alimentează TED-urile cu un generator diesel amplasat în locomotivă). Deci, în zorii electrificării căilor ferate, TED-urile erau folosite exclusiv cu curent continuu. Acest lucru se datorează caracteristicilor lor de proiectare, capacității de a regla viteza și cuplul pe o gamă largă, folosind mijloace destul de simple, capacitatea de a lucra cu suprasarcină etc. Tehnic vorbind, caracteristicile electromecanice ale motoarelor de curent continuu sunt ideale pentru scopuri de tracțiune. Motoarele de curent alternativ (asincrone, sincrone) au astfel de caracteristici încât fără mijloace speciale de reglare utilizarea lor pentru tracțiune electrică devine imposibilă. Nu existau astfel de mijloace de reglare în stadiul inițial de electrificare și, prin urmare, în mod firesc, curentul continuu a fost utilizat în sistemele de alimentare cu energie de tracțiune. Au fost construite substații de tracțiune, al căror scop este reducerea tensiunii alternative a rețelei de alimentare la valoarea necesară și redresarea acesteia, adică. conversie în permanentă.

VL19 este prima locomotivă electrică în serie, al cărei design a fost creat în Uniunea Sovietică

Dar utilizarea unei rețele de contact cu curent continuu a creat o altă problemă - consumul mare de cupru în rețeaua de contact (comparativ cu curentul alternativ), deoarece pentru a transmite o putere mare (puterea este egală cu produsul dintre curent și tensiune) la un tensiune constantă, este necesar să se asigure o putere mare a curentului, adică aveți nevoie de mai multă sârmă și de o secțiune transversală mai mare (tensiunea este constantă - trebuie să reduceți rezistența).

VL22 M - prima locomotivă electrică sovietică la scară largă și ultimul reprezentant al locomotivelor Surami

La sfârșitul anilor 1920, când abia începeau să electrifice Pasul Suram, mulți experți erau conștienți că în viitor, tracțiunea electrică în curent continuu cu o tensiune nominală de 3 kV nu va permite o soluție rațională la problema creșterii capacitatea de transport a liniilor prin creşterea greutăţii trenurilor şi a vitezei acestora.mişcări. Cele mai simple calcule au arătat că la conducerea unui tren cu o greutate de 10.000 de tone cu o creștere de 10 ‰ la o viteză de 50 km/h, curentul de tracțiune al locomotivelor electrice ar fi mai mare de 6000 A. Acest lucru ar necesita o creștere a secțiunii transversale. a firelor de contact, precum și o amplasare mai frecventă a substațiilor de tracțiune. După compararea a aproximativ două sute de opțiuni pentru combinații ale tipului de valori de curent și tensiune, s-a decis că cea mai bună opțiune este electrificarea cu curent continuu sau alternativ (50 Hz) cu o tensiune de 20 kV. Primul sistem nu fusese testat nicăieri în lume la acel moment, iar al doilea a fost, deși foarte puțin, studiat. Așadar, la prima Conferință Unisională privind Electrificarea Căilor Ferate s-a luat decizia de a construi un tronson pilot electrificat cu curent alternativ (50 Hz) cu o tensiune de 20 kV. A fost necesar să se creeze o locomotivă electrică pentru testare care să dezvăluie avantajele și dezavantajele locomotivelor electrice cu curent alternativ în condiții normale de funcționare.

Locomotiva electrică OR22 - prima locomotivă electrică AC din URSS

În 1938, a fost creată locomotiva electrică OR22 (monofazată cu redresor cu mercur, 22 - sarcină de la montarea roților pe șine, în tone). Schema schematică a unei locomotive electrice (transformator-redresor-TED, adică cu reglarea tensiunii pe partea joasă) s-a dovedit a fi atât de reușită încât a început să fie utilizată în proiectarea marii majorități a locomotivelor electrice de curent alternativ sovietice. Pe acest model au fost testate multe alte idei, care ulterior au fost concretizate în proiecte ulterioare, dar din păcate a intervenit războiul. Mașina experimentală a fost dezasamblată, redresorul său a fost folosit la o substație de tracțiune DC. Și au revenit la ideile de locomotive electrice cu curent alternativ abia în 1954 cu seria NO (sau VL61), deja la Uzina de locomotive electrice Novocherkassk.

VL61 (până în ianuarie 1963 - N-O - Novocherkassk monofazat) - prima locomotivă electrică CA în serie sovietică

Prima secțiune experimentală Ozherelye - Mikhailov - Pavelets a fost electrificată folosind curent alternativ (tensiune 20 kV) în anii 1955-1956. După testare, s-a decis creșterea tensiunii la 25 kV. Rezultatele exploatării secțiunii experimentale de tracțiune electrică pe curent alternativ Ozherelye - Pavelets a căii ferate din Moscova au făcut posibilă recomandarea acestui sistem de curent alternativ pentru implementarea pe scară largă pe căile ferate ale URSS (Rezoluția Consiliului de Miniștri al URSS nr. 1106 din 3 octombrie 1958). Din 1959, curentul alternativ de 25 kV a început să fie introdus pe porțiuni lungi unde era necesară electrificarea, dar în apropiere nu existau locuri de testare cu curent continuu.

Locomotiva electrica F - Locomotiva electrica AC, construita in Franta la ordinul URSS

În 1950-1955 A început prima extindere, încă prudentă, a amplasamentului de electrificare. Trecerea de la o tensiune de 1500 V la 3000 V a început la toate nodurile suburbane, dezvoltarea în continuare a nodurilor suburbane, extinderea liniilor electrificate către centrele regionale învecinate cu introducerea tracțiunii locomotivelor electrice pentru trenurile de călători și marfă. „Insule” de electrificare au apărut în Riga, Kuibyshev, Siberia de Vest și Kiev. Din 1956 (care) a început o nouă etapă de electrificare în masă a căilor ferate din URSS, care a adus rapid tracțiunea electrică și diesel de la o cotă de 15% în transporturi în 1955 la o cotă de 85% în 1965. Electrificarea în masă s-a realizat în principal pe curentul continuu deja bine dovedit cu o tensiune de 3000 V, deși undeva începea deja să fie introdus curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz și o tensiune de 25 kV. În paralel cu dezvoltarea rețelei de linii de curent alternativ, s-a realizat dezvoltarea materialului rulant de curent alternativ. Astfel, primele trenuri electrice de curent alternativ ER7 și ER9 au început să funcționeze în 1962, iar pentru calea ferată Krasnoyarsk în 1959 au fost achiziționate locomotive electrice franceze de tip F, deoarece producția de locomotive electrice sovietice de curent alternativ (VL60 și VL80) a fost întârziată.

VL60 (înainte de ianuarie 1963 - N6O, - Novocherkassk cu 6 axe monofazat) - prima locomotivă electrică cu curent alternativ de linie principală sovietică lansată în producție pe scară largă.

În general, liniile care au fost puse în funcțiune anterior au fost electrificate cu curent continuu, iar liniile ulterior au fost electrizate cu curent alternativ. Tot în anii 90/2000 a avut loc un transfer pe scară largă a unui număr de linii de la curent continuu la curent alternativ. Dezbaterea despre avantajele sistemelor nu s-a oprit până în prezent. În zorii introducerii curentului alternativ, se credea că acest sistem de alimentare cu energie era mai economic, dar acum nu există o soluție clară:
- Materialul rulant DC este de o ori și jumătate mai ieftin
- consumul specific de EPS pe profil deluros, tipic pentru majoritatea tarii noastre, este cu 30% mai mic.
Într-un fel sau altul, noi linii de electrificare sunt acum construite doar pe curent alternativ, iar unele vechi sunt, de asemenea, convertite din curent continuu în curent alternativ. Singurul caz din istoria electrificării căilor ferate sovietice și rusești în care o secțiune a fost transferată de la curent alternativ la curent continuu a avut loc în 1989 pe direcția Paveletsky a Căii Ferate Moscova. După electrificarea în curent continuu a secțiunii Rybnoye - Uzunovo, secțiunea Ozherelye - Uzunovo (în mod istoric prima linie principală de curent alternativ) a fost transferată de la curent alternativ la curent continuu:

frați gemeni: locomotiva VL10 (DC) și VL80 (AC)

Apropo, acum există o tendință spre introducerea unor motoare de tracțiune asincrone mai fiabile și mai economice (sunt instalate pe locomotivele de nouă generație EP20, ES10, 2TE25A). Deci, într-un viitor foarte îndepărtat, datorită trecerii la astfel de TED-uri, va fi posibilă abandonarea completă a curentului continuu. Până acum, ambele tipuri de curent sunt utilizate perfect:

4ES5K „Ermak” (curent alternativ) și 3ES4K „Donchak” (curent continuu)

Rămâne să clarificăm ultima întrebare. Varietatea sistemelor de alimentare cu energie electrică a determinat apariția punctelor de conectare (sisteme de curent, sisteme de tensiune, sisteme de frecvență de curent). Totodată, au apărut mai multe opțiuni pentru rezolvarea problemei organizării traficului prin astfel de puncte. Au apărut trei direcții principale:
1) Echiparea stației de andocare cu comutatoare care permit furnizarea unuia sau altui tip de curent către secțiuni individuale ale rețelei de contact. De exemplu, un tren sosește cu o locomotivă electrică de curent continuu, apoi această locomotivă electrică este decuplată și merge într-un depozit de întoarcere sau într-un punct mort pentru depozitarea locomotivei. Rețeaua de contact de pe această cale este comutată la curent alternativ, aici vine o locomotivă electrică cu curent alternativ și conduce trenul mai departe. Dezavantajul acestei metode este că electrificarea și întreținerea dispozitivelor de alimentare cu energie devin mai scumpe și necesită, de asemenea, o schimbare a locomotivei și costuri suplimentare legate de material, organizare și timp. În același timp, este nevoie de o perioadă semnificativă de timp, nu atât pentru a schimba locomotiva electrică cât pentru a testa frânele.

EP2K (curent continuu) și în spatele EP1M (curent alternativ) la stația de andocare Uzunovo

2) 2. Utilizarea materialului rulant cu mai multe sisteme (în acest caz, cu două sisteme - deși în Europa, de exemplu, există și locomotive cu patru sisteme). În acest caz, conectarea prin intermediul rețelei de contact se poate face în afara stației. Această metodă vă permite să treceți de punctele de andocare fără a vă opri (deși, de regulă, pe coastă). Utilizarea locomotivelor electrice de călători cu sistem dublu reduce timpul de călătorie al trenurilor de călători și nu necesită schimbarea locomotivei. Dar costul unor astfel de locomotive electrice este mai mare. Astfel de locomotive electrice sunt, de asemenea, mai scumpe de exploatat. În plus, locomotivele electrice cu mai multe sisteme au o greutate mai mare (ceea ce, totuși, are o relevanță mică pe calea ferată, unde balastarea suplimentară a locomotivelor pentru creșterea greutății de aderență nu este neobișnuită).

Locomotive cu curent alternativ (EP1M) și continuu (ChS7) în depozitul de retur al stației Uzunovo

3) Utilizarea unei inserții de locomotivă diesel - lăsând între zonele cu sisteme de alimentare diferite un mic braț de tracțiune, deservit de locomotive diesel. În practică, se utilizează pe tronsonul Kostroma - Galich cu o lungime de 126 km: în Kostroma curent continuu (=3 kV), în Galich - curent alternativ (~25 kV). Trenurile Moscova-Khabarovsk și Moscova-Sharya, precum și trenurile Samara-Kinel-Orenburg circulă în tranzit (locomotiva diesel este cuplată la trenurile de călători în Samara și la trenurile de marfă în Kinel). În Samara și Kinel există curent continuu (=3 kV), în Orenburg - curent alternativ (~25 kV), trenurile trec în tranzit către Orsk, Alma-Ata, Bishkek. Cu această metodă de „acostare”, condițiile de funcționare ale liniei sunt semnificativ înrăutățite: timpul de parcare al trenurilor este dublat, iar eficiența electrificării este redusă datorită întreținerii și vitezei reduse a locomotivelor diesel.

Locomotiva electrică de marfă sovietică cu sistem dublu VL82 M

În practică, întâlnim în principal prima metodă - cu stații de andocare pentru tipurile de tracțiune. Să spunem, dacă călătoresc de la Saratov la Moscova, o astfel de stație va fi Uzunovo, dacă la Sankt Petersburg - Ryazan-2, dacă la Samara - Syzran-1, dar dacă la Soci sau Adler - Goryachiy Klyuch (de la În felul acesta, am fost întotdeauna surprins de faptul că în Soci încă mai folosește curent continuu, deși toate căile ferate din Caucazul de Nord sunt în pauză - dar ei spun că acolo este necesar să extindem tunelurile undeva pentru a trece la pauză, există probleme în general).

Cea mai nouă locomotivă electrică rusă de pasageri cu două sisteme EP20

P.S. Mica precizare. Pe lângă propriile mele fotografii (color), postarea a folosit și material de pe Wikipedia!

Rețeaua feroviară a Federației Ruse este destul de extinsă. Este format din mai multe secțiuni de autostrăzi, care sunt deținute de Căile Ferate Ruse OJSC. În plus, toate drumurile regionale sunt oficial filiale ale JSC Russian Railways, în timp ce compania însăși acționează ca monopolist în Rusia:

Drumul străbate teritoriul regiunilor Irkutsk și Chita și republicile Buriatia și Sakha-Yakutia. Lungimea autostrăzii este de 3848 km.

Drumul merge de-a lungul a două direcții latitudinale paralele: Moscova - Nijni Novgorod - Kirov și Moscova - Kazan - Ekaterinburg, care sunt conectate prin drumuri. Drumul leagă regiunile Central, Nord-Vest și Nord ale Rusiei cu regiunea Volga, Urali și Siberia. Drumul Gorki se învecinează cu următoarele căi ferate: Moscova (gările Petushki și Cherusti), Sverdlovsk (stațiile Cheptsa, Druzhinino), Nordul (stațiile Novki, Susolovka, Svecha), Kuibyshevskaya (stațiile Krasny Uzel, Tsilna). Lungimea totală dezvoltată a drumului este de 12066 km. Lungimea principalelor căi ferate este de 7987 km.

Calea ferată trece prin teritoriul a cinci entități constitutive ale Federației Ruse - teritoriile Primorsky și Khabarovsk, Amur și Regiunile Autonome Evreiești și Republica Sakha (Yakutia). Zona sa de servicii include, de asemenea, regiunile Magadan, Sakhalin, Kamchatka și Chukotka - peste 40% din teritoriul Rusiei. Lungime de funcționare - 5986 km.

Calea ferată Trans-Baikal circulă în sud-estul Rusiei, prin teritoriul Teritoriului Trans-Baikal și Regiunea Amur, este situată lângă granița Republicii Populare Chineze și are singura trecere feroviară directă a frontierei terestre din Rusia prin stația Zabaikalsk. Lungime de funcționare - 3370 km.

Calea ferată din Siberia de Vest trece prin teritoriul Omsk, Novosibirsk, Kemerovo, regiunile Tomsk, Teritoriul Altai și parțial Republica Kazahstan. Lungimea dezvoltată a căilor principale ale autostrăzii este de 8986 km, lungimea operațională este de 5602 km.

Drumul funcționează în condiții geopolitice deosebite. Cea mai scurtă rută din centrul Rusiei către țările din Europa de Vest trece prin Kaliningrad. Drumul nu are granițe comune cu Căile Ferate Ruse. Lungimea totală a autostrăzii este de 1.100 km, lungimea rutelor principale este de peste 900 de kilometri.

Autostrada trece prin patru regiuni mari - regiunea Kemerovo, Khakassia, regiunea Irkutsk și regiunea Krasnoyarsk, care leagă autostrăzile Transsiberiane și Siberia de Sud. Figurat vorbind, este o punte între partea europeană a Rusiei, Orientul Îndepărtat și Asia. Lungimea operațională a drumului Krasnoyarsk este de 3160 km. Lungimea totală este de 4544 de kilometri.

Calea ferată se întinde din regiunea Moscovei până la poalele Uralului, conectând centrul și vestul Federației Ruse cu marile regiuni socio-economice din Urali, Siberia, Kazahstan și Asia Centrală. Drumul este format din două linii aproape paralele, care merg de la vest la est: Kustarevka - Inza - Ulyanovsk și Ryazhsk - Samara, care se leagă la stația Chishmy, formând o linie cu două căi care se termină la pintenii Munților Urali. Alte două linii ale drumului Ruzaevka - Penza - Rtishchevo și Ulyanovsk - Syzran - Saratov merg de la nord la sud.

În limitele sale actuale, Calea Ferată Moscova a fost organizată în 1959 ca urmare a unificării totale și parțiale a șase drumuri: Moscova-Ryazan, Moscova-Kursk-Donbass, Moscova-Okruzhnaya, Moscova-Kiev, Kalinin și Nord. Lungimea desfășurată este de 13.000 km, lungimea operațională este de 8.800 km.

Linia principală Oktyabrskaya trece prin teritoriul a unsprezece entități constitutive ale Federației Ruse - Leningrad, Pskov, Novgorod, Vologda, Murmansk, Tver, Moscova, regiunile Yaroslavl, orașele Moscova și Sankt Petersburg și Republica Karelia. Lungime de funcționare - 10143 km.

Calea ferată Volga (Ryazan-Ural) este situată în sud-estul părții europene a Rusiei, în regiunea Volga de Jos și partea mijlocie a Donului și acoperă teritoriile regiunilor Saratov, Volgograd și Astrakhan, precum și mai multe stații situate în regiunile Rostov, Samara și Kazahstan. Lungimea drumului este de 4191 km.

Autostrada face legătura între părțile europene și asiatice ale Rusiei, se întinde de la vest la est pe o mie și jumătate de kilometri și traversează Cercul Arctic în direcția nordică. Trece prin Nijni Tagil, Perm, Ekaterinburg, Surgut, Tyumen. De asemenea, deservește regiunile autonome Khanty-Mansi și Yamalo-Nenets. Lungime de funcționare - 7154 km. Lungimea desfășurată este de 13.853 km.

Autostrada isi are originea in centrul Rusiei si se extinde mult spre nordul tarii. Cea mai mare parte a liniei principale de nord este operată în condițiile dure din nordul îndepărtat și din Arctica. Lungimea desfășurată este de 8500 de kilometri.

Zona de deservire a drumului include 11 entități constitutive ale Federației Ruse din Districtul Federal de Sud; se învecinează direct cu Ucraina, Georgia și Azerbaidjan. Lungimea operațională a autostrăzii este de 6358 km.

Calea Ferată de Sud-Est ocupă o poziție centrală în rețeaua feroviară și leagă regiunile estice și Uralii cu Centru, precum și regiunile Nord, Nord-Vest și Centru cu Caucazul de Nord, Ucraina și statele transcaucaziene. Drumul de Sud-Est se învecinează cu Moscova, Kuibyshev, Caucazul de Nord și Căile Ferate de Sud ale Ucrainei. Lungime de funcționare - 4189 km.

Calea ferată South Ural este situată în două părți ale lumii - la intersecția dintre Europa și Asia. Include filialele Chelyabinsk, Kurgan, Orenburg și Kartalinsk. Mai multe linii de cale ferată principale trec prin teritoriul Kazahstanului. Drumul de Sud-Est se învecinează cu Moscova, Kuibyshev, Caucazul de Nord și Căile Ferate de Sud ale Ucrainei. Lungime de funcționare - 4189 km. Lungimea dezvoltată este de peste 8000 km.

Electrificarea căilor ferate

Electrificarea căilor ferate- un ansamblu de activități desfășurate pe un tronson de cale ferată pentru a face posibilă utilizarea materialului rulant electric pe acesta: locomotive electrice, tronsoane electrice sau trenuri electrice.

Locomotivele electrice sunt folosite pentru a trage trenurile pe secțiuni electrificate ale căilor ferate. Secțiunile electrice sau trenurile electrice sunt folosite ca transport de navetiști.

Sisteme de electrificare

Sistemele de electrificare pot fi clasificate:

• dupa tipul de conductori:
  • cu catenară
  • cu șină de contact
• prin tensiune
• dupa tipul de curent:
  • curent alternativ
    • frecventa curenta
    • numărul de faze

De obicei, se utilizează curent continuu (=) sau alternativ monofazat (~). În acest caz, calea ferată acționează ca unul dintre conductori.

Utilizarea curentului trifazat necesită suspendarea a cel puțin două fire de contact, care nu ar trebui să se atingă în niciun caz (precum un troleibuz), astfel încât acest sistem nu a prins rădăcini, în primul rând din cauza complexității colectării curentului la viteze mari.

Când se utilizează curent continuu, tensiunea din rețea este menținută suficient de scăzută pentru a porni direct motoarele electrice. Când se folosește curent alternativ, se alege o tensiune mult mai mare deoarece la o locomotivă electrică tensiunea poate fi ușor redusă cu ajutorul unui transformator.

Sistem DC

În acest sistem, motoarele de tracțiune cu curent continuu sunt alimentate direct de la rețeaua de contact. Reglarea se realizează prin conectarea rezistențelor, rearanjarea motoarelor și slăbirea excitației. În ultimele decenii, reglarea impulsurilor a devenit larg răspândită, permițând evitarea pierderilor de energie în rezistențe.

Motoarele electrice auxiliare (acționare a compresorului, ventilatoare etc.) sunt, de obicei, alimentate direct de la rețeaua de contact, deci sunt foarte mari și grele. În unele cazuri, pentru alimentarea acestora se folosesc convertoare rotative sau statice (de exemplu, trenurile electrice ER2T, ED4M, ET2M folosesc un motor-generator care transformă curentul continuu de 3000 V în trifazat 220 V 50 Hz).

Pe Căile ferate din Rusiaşi ţări din fosta Uniune Sovietică, tronsoane electrizate conform Sistem DC, acum folosesc în principal tensiune = 3000 V (în secțiunile vechi - = 1500 V). La începutul anilor 70 în URSS, s-au efectuat cercetări practice asupra Căii Ferate Transcaucaziene cu posibilitatea electrificării folosind curent continuu cu o tensiune de = 6000 V, dar mai târziu toate tronsoanele noi au fost electrificate cu curent alternativ de o tensiune mai mare.

Simplitatea echipamentelor electrice de pe locomotivă, greutatea specifică scăzută și randamentul ridicat au dus la utilizarea pe scară largă a acestui sistem în perioada timpurie a electrificării.

Dezavantajul acestui sistem este tensiunea relativ scăzută a rețelei de contact, deci este nevoie de mai mult curent pentru a transmite aceeași putere în comparație cu sistemele cu tensiune mai mare. Aceasta forțează:

• utilizați o secțiune transversală totală mai mare a firelor de contact și a cablurilor de alimentare;
• măriți zona de contact cu pantograful unei locomotive electrice prin creșterea numărului de fire din rețeaua de contact aeriană la 2 sau chiar 3 (de exemplu, pe pante);
• reduceți distanțele dintre stațiile de tracțiune pentru a minimiza pierderile de curent în fire, ceea ce duce în plus la o creștere a costului electrificării în sine și a întreținerii sistemului (deși stațiile sunt automatizate, acestea necesită întreținere). Distanța dintre substații în zonele puternic încărcate, mai ales în condiții montane dificile, poate fi de doar câțiva kilometri.

Tramvaiele și troleibuzele folosesc o tensiune constantă = 550 (600) V, metroul = 750 (825) V.

Sistem AC cu frecvență redusă

Într-un număr de țări europene (Germania, Elveția etc.) se folosește un sistem de curent alternativ monofazat de 15 kV 16⅔ Hz, iar în SUA pe linii vechi 11 kV 25 Hz. Frecvența redusă permite utilizarea motoarelor AC cu perii. Motoarele sunt alimentate de la înfășurarea secundară a transformatorului fără convertizoare. Motoarele electrice auxiliare (pentru compresoare, ventilatoare etc.) sunt, de obicei, motoare cu comutator, alimentate de la o înfășurare separată a transformatorului.

Dezavantajul sistemului este necesitatea de a converti frecvența curentă la substații sau de a construi centrale electrice separate pentru căile ferate.

Sistem de curent alternativ cu frecvență de alimentare

Utilizarea curentului de frecvență industrial este cea mai economică, dar implementarea sa a întâmpinat multe dificultăți. La început, au folosit motoare cu comutator de curent alternativ, motoare-generatoare de conversie (un motor electric sincron monofazat plus un generator de tracțiune de curent continuu, de la care funcționau motoarele de tracțiune de curent continuu) și convertoare de frecvență rotative (furnizează curent pentru motoarele de tracțiune asincrone). Motoarele electrice comutatoare funcționau prost la curentul de frecvență industrială, iar convertoarele rotative erau prea grele și neeconomice.

Sistemul de curent de frecvență de putere monofazat (25 kV 50 Hz) a început să fie utilizat pe scară largă abia după crearea în Franța în anii 1950 a locomotivelor electrice cu redresoare statice cu mercur (aprinderi; ulterior au fost înlocuite cu redresoare mai moderne din siliciu - pt. motive de mediu și economice); apoi acest sistem s-a răspândit în multe alte țări (inclusiv URSS).

La redresarea unui curent monofazat, rezultatul nu este un curent continuu, ci un curent pulsatoriu, prin urmare se folosesc motoare speciale de curent pulsat, iar circuitul conține reactoare de netezire (choke) care reduc ondulațiile de curent și rezistențe de atenuare a excitației constante conectate în paralel cu înfășurările de excitație ale motoarelor și trecând componenta alternativă a curentului pulsatoriu, ceea ce provoacă doar încălzirea inutilă a înfășurării.

Pentru a conduce mașinile auxiliare, se folosesc fie motoare cu curent pulsat, alimentate dintr-o înfășurare separată a transformatorului (înfășurare proprie) printr-un redresor, fie motoare electrice industriale asincrone, alimentate de la un divizor de fază (această schemă era comună la locomotivele electrice franceze și americane). , iar de la ei a fost transferat la sovietic ) sau condensatori de defazare (utilizați, în special, pe locomotivele electrice rusești VL65, EP1, 2ES5K).

Dezavantajele sistemului sunt interferența electromagnetică semnificativă pentru liniile de comunicație, precum și sarcina neuniformă asupra fazelor sistemului de alimentare extern. Pentru a crește uniformitatea sarcinilor de fază în rețeaua de contact, se alternează secțiuni cu faze diferite; Între ele sunt dispuse inserții neutre - scurte, lungi de câteva sute de metri, secțiuni ale rețelei de contact, pe care materialul rulant le trece cu motoarele oprite, prin inerție. Ele sunt realizate astfel încât pantograful să nu reducă decalajul dintre secțiuni sub tensiune liniară mare (fază la fază) în momentul tranziției de la sârmă la sârmă. La oprirea pe inserția neutră, i se poate furniza tensiune din secțiunea înainte a rețelei de contact.

Căile Ferate Ruseşi ţările din fosta Uniune Sovietică, electrizate de Sistem AC utilizare tensiune ~25 kV(adică ~25000 V) frecvență 50 Hz.

Conectarea sistemelor de alimentare

Locomotive electrice cu diferite sisteme de curent la stația de andocare

Locomotiva electrica cu sistem dublu VL82M

Varietatea sistemelor de alimentare cu energie electrică a determinat apariția punctelor de conectare (sisteme de curent, sisteme de tensiune, sisteme de frecvență de curent). Totodată, au apărut mai multe opțiuni pentru rezolvarea problemei organizării traficului prin astfel de puncte. Au apărut 3 direcții principale.