Мой недавний пост в очередной раз напомнил, что на РЖД, равно как на УЗ и некоторых дорогах Европы, не один род тока для питания электровозов и электропоездов — в России и у юго-западного соседа это постоянный 3 киловольта и переменный 25 кВ, 50 Гц:
3 кВ и 25 кВ — номинал на токоприёмнике, на подстанции номинал — 3,3 кВ и 27,5 кВ
До конца 1950-х годов дороги СССР электрифицировались постоянным током, но потом после опытов с ВЛ61 начал крупной серией выпускаться электровоз ВЛ60 — и началось шествие переменного тока, об этом есть подробные статьи «ТЭД-15» и «Эволюция ездового быка» (если нажать на цветное — откроются). Сейчас постоянного и переменного тока примерно поровну, причём в некоторых местах коктейль замешан весьма круто: Московская, Северная и Куйбышевская дороги с большинства сторон окружены переменным током и сами включают в себя участки переменного тока, хотя их центры (Москва, Ярославль и Самара) — на постоянном токе.
Скажем, поезд 464 Адлер — Челябинск с Адлера отправится под электровозом постоянного тока (2ЭС4К), вскоре, в Горячем Ключе, «эска» сменится на «переменник» ЭП1М, под ним уже поезд будет идти больше суток. Горключ — станция стыкования, секции (участки) контактной сети могут переключаться на нужный под тока, подробнее — в статье «ТЭД-12».
А дальше — чехарда, в Сызрани прицепится «постоянник» ЭП2К, через пару часов его в Самаре сменит тепловоз (скорее всего, секция 2ТЭ10УТ), через несколько часов в Оренбурге эстафету примет «переменник» ЭП1, а ещё через полсуток поезд снова повезёт ЭП2К.
Чуть меньше трёх суток в пути — пять смен локомотива, из них две весьма неудобных — участки обращения получаются короткими (Карталы́ — Челябинск и особенно Сызрань — Самара). Это плохо и для бригады — мало часов за поездку, и для дирекции тяги — мал суточный пробег локомотива. Поезд 128 Адлер — Красноярск за те же трое суток сменит локомотив лишь трижды — в тех же Горключе, Сызрани плюс в Мариинске Кемеровской области, хотя пройдёт большее расстояние.
Или взять поезда, идущие из Казани в Екатеринбург: если не использовать электровоз двойного питания вроде ЭП20, то все они меняют локомотив в Дружинине, за пару часов до конечной. Неудобно и пассажирам, и локомотивным бригадам.
Итак, первый недостаток двух систем — необходимость менять локомотив, если не использовать сложные электровозы двойного питания. Второй — необходимость содержать на участках постоянного тока куда больше подстанций, чем на переменнотоковых. Ведь напряжение довольно низкое, токи огромные, потери в контактной сети — тоже. В середине межподстанционной зоны напряжение может просесть и до 2,5 кВ, и даже ниже, хотя подстанции исправно выдают под 4 кВ. Об этом я рассказывал в «...страшных киловольтах»:
Чтобы удержать напряжение — на загруженных участках подстанции приходится ставить как грибы после дождя. Кое-где стоят маломощные передвижные — вот, например, подстанция Аверкино, стоящая на 24-километровом перегоне Подбельская — Похвистнево КБШ ЖД, ближе к Подбельской:
Или взять не особо загруженный Южный ход самарского узла — однопутный участок с двухпутными вставками. Одна из подстанций стоит в посёлке Залесье, это 1062-й километр, конец затяжного подъёма — синее здание за составом, а на заднем плане видна линия электропередачи (ЛЭП), эту подстанцию питающая:
Следующая — через 20 км, у поста 1082 км, между ними однопутный перегон и две двухпутных вставки, обычно тут одновременно находятся 2, максимум 3 поезда, обе заметных «ямы» находятся недалеко от подстанций. Одна из них — посередине между постами 1077 км и 1082 км, если её пройти сходу, то сильно нагружать электровоз не понадобится:
Правильно: подкрасться к краю «ямы» на не очень большой скорости, дать поезду раскатиться до предельных 60 — 80 км/ч (смотря какой поезд), перед наинизшей точкой «выхватить» поезд, чтобы он не сжимался, когда голова вступит на подъём, а хвост ещё будет набегать со спуска (есть даже опасность выдавливания вагонов), и взять подъём, используя инерцию состава вместе с тягой электровоза.
Если поезд идёт по боковому пути вставки и на посту ему выезжать по стрелочному переводу на главный путь — то можно подвести его к посту так, что скорость как раз упадёт до нужных 40 км/ч, если по главному — то тоже можно не напрягаться, после «кочки» поста разогнать его будет легче. Как дяде Фёдору — "машина из ямы выбралась, дальше я уже своим ходом могу".
А вот следующий пост, 1092 км, стоит куда хуже — недалеко ото дна глубокой «ямы», перипетии движения поездов в этом месте описаны в начале статьи «ТЭД-11»:
Чётному поезду, на посту ушедшему на боковой путь (помните — скорость по стрелке набок не более 40 км/ч?), приходится несколько километров тянуться по тяжёлому подъёму к посту 1097 км, а нечётному — ступенчато подниматься к посту 1082 км. О чётности номеров поездов я рассказал во второй «Зелёной полосе»:
Следующая же подстанция находится аж на 1108 км, в Новолопатинском:
Поэтому на посту 1092 км стоит передвижная тяговая подстанция — она маломощная, запитана по ЛЭП всего 10 кВ, а не 110, как большинство тяговых подстанций, но чтобы подкормить дымящиеся от нагрузки электровозы — её хватает. Вот она, видна справа от электровоза (справа — со стороны машиниста):
Итого межподстанционные зоны (МПЗ) тут получаются 10 (1082 — 1092) и 16 (1092 — 1108 км) километров. Если участок двухпутный и с интенсивным движением — то там может быть ещё меньше. А что ж на переменном токе? Вот подстанция Сызрань-тяговая, выдающая оба рода тока для работы станции стыкования — видны шины аж четырёх разных цветов:
Где находятся соседние подстанции постоянного тока — даже смотреть неинтересно, ясно, что недалеко, а вот на направлении с переменным током следующая подстанция — аж в Громове, это 40 км от Сызрани-I:
И это при том, что направление не просто грузонапряжённое — от Сызрани до Рябины работают толкачи, некоторые грузовые поезда наверх поднимают 5 — 6, а изредка и 7 секций ВЛ80, то есть нагрузки огромные:
Работа толкачей здесь показана во второй части «Тяни-толкая»:
А дальше МПЗ совсем огромная, так как участок довольно ровный и больших нагрузок нет — следующая тяговая подстанция стоит аж в Буровке, это почти 80 км, и потом — на узловой станции Сенная, это ещё 50 км. Правда, здесь используется не простая система 25 кВ, а 2х25 кВ, о которой расскажу в другой раз — сейчас это особого значения не имеет, так как локомотивы работают те же самые.
Или взять участок Полтава — Кременчуг длиной 120 км, на нём одиноко стоит лишь передвижная тяговая подстанция Кобеляки:
Хотя участок двухпутный (как видим по фото, а оно 2012-го года — тогда второй путь ещё строился) и движение по нему слабым назвать было нельзя.
В общем, подстанций при переменном токе нужно в несколько раз меньше, линий электропередач к ним — тоже. Износ контактного провода тоже значительно меньше — во-первых, он подвешен один, а не два, как на «постоянке», во-вторых, полозья токоприёмников лёгкие, а не двойные, как на «постоянниках»:
Электровозы на участках переменного тока куда реже «тупят» из-за просадок напряжения, а если дорога эксплуатирует старые электровозы постоянного тока с реостатным пуском (на РЖД и тем более УЗ почти везде так) — то «переменники» оказываются заметно экономичнее. О реостатном пуске подробно рассказано в статье «ТЭД-5».
Раньше машины на 25 кВ были ещё и значительно дороже, чем на 3, с техническим прогрессом эта разница сильно усохла — на 2ЭС6, например, и сложные дорогие преобразователи есть, и реакторы, от 2ЭС5К, грубо говоря, серьёзно его отличает лишь отсутствие трансформатора (только не скажите так на экзамене — это «фигура речи»).
Почему же тогда не переведут все линии на переменный ток? Больших переводов было по сути два: Лоухи — Мурманск и Зима — Иркутск — Слюдянка; ещё переведена масса «островных» участков, на которых работали пригородные электропоезда постоянного тока — Волгоград, столица УССР... На это есть несколько причин.
- Сложность организации. Нужно назначить день и час Х, собрать подвижной состав переменного тока, остановить ПС постоянного тока, переключить напряжение, оперативно выявить отказы (где загорелась дуга, где что разлетелось). В масштабах, например, Московского узла с сотнями электропоездов — задача практически нереальная.
- Слишком большой срок окупаемости. Подстанции построены, подвижной состав бегает, постепенно всё планово либо по отказу по заменяется — и всё хорошо. Для перевода нужно вложить уйму денег — построить новые подстанции, доработать контактную сеть (заменить изоляторы, а в ряде случаев и консоли, если не позволяет высота провода — то перевесить все консоли), закупить подвижной состав, подготовить ремонтные депо... Переделка контактной сети потребует «окон» в графике, а перерыв в движении тоже денег стоит. Эти внеплановые вложения экономией на контактном проводе и электроэнергии окупятся очень нескоро.
- В некоторых местах — невозможность по местным условиям. Где-то ЖД идёт слишком рядом с морем — влажный солёный воздух и загрязнение солью изоляторов сильно снижают надёжность работы, где-то имеются негабаритные тоннели, где минимальное расстояние от контактного провода до свода на постоянном токе выдержать можно, а на переменном — нельзя.
На иркутском и мурманском участках перевод был оправдан — там тяжелейший профиль пути, пригородное и пассажирское движение слабое — проще организовать «окна»... Плюс иркутский по мере электрификации Красноярска и Забайкалья оказывался в окружении переменного тока, к мурманскому 25 киловольт подступали с фланга — с Сумского Посада, через который идёт довольно плотный поток грузов с востока в мурманский порт, а обратно на восток — удобрений из Апатитов.
А главные направления Западно-Сибирской и востока Южно-Уральской дороги, где в Барабинских степях на сотни километров практически нет ни уклонов, ни кривых, переводить нет никакого смысла — там поезд по сути надо лишь стронуть и разогнать, дальше его можно тянуть даже не вполсилы, а в четверть, много мощности не надо. Поэтому каких-то серьёзных изменений на карте уже ждать не стоит.
Обновления канала также выходят в Телеграме:
—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—
