Темир йўлларда энергетика таъминоти ва ҳаракат воситалари режа: Электр таъминоти

7-МАЪРУЗА
ТЕМИР ЙЎЛЛАРДА ЭНЕРГЕТИКА ТАЪМИНОТИ ВА ҲАРАКАТ ВОСИТАЛАРИ


Режа:
1. Электр таъминоти
2. Ўзбекистонда темир йўлларни электрлаштириш
3.Тортувчи ҳаракат таркиби турлари, уларнинг қиёсий сифатлари ва тавсифи
4. Электрли ҳаракат таркиби
5.Тепловозлар ва уларнинг тузилиши
6. Локомотив хўжалиги ҳақида умумий маълумотлар

Таянч сўз ва иборалар:электр таъминоти, ўзгарувчан ток, ўзгармас ток, тортиш тури, тепловоз, электрли тортиш локомотиви, тепловозларнинг дизел айланиши, электр узатишли тепловозлар, паровоз, газотурбовоз, локомотив хўжалиги, локомотив депоси, локомотивларни таъмирлаш, экипировка.

1.Электр таъминоти

Темир йўл транспорти мустақил давлатлар ҳамдўстлиги электр станцияларида ишлаб чиқариладиган электр энергиясининг 7 % дан кўпроғини истеъмол қилади. Электр энергияси асосан поездлар тортишга ва қисман нотортувчи истеъмолчилар (депо, бекат, устахона, ҳамда ноҳия истеъмолчилари) таъминотига ишлатилади.

Техникавий фойдаланиш қоидаларига кўра темир йўлларда электр таъминоти ускуналари қуйидагиларни таъминлаши керак:
-белгиланган масса, тезлик ва оралиқ интервал билан талабий миқдордаги поездлар ҳаракатининг бетиним ва хавфсизлиги;
-СМБ қурилмалари, алоқа ва ҳисоблаш техникаларининг I– тоифали истеъмолчи сифатида ишончли таъминоти;
-темир йўл транспортининг барча истеъмолчиларини ишончли таъминлаш.
Электрлашган йўл электр таъминоти тизимига (расм 7.1) ташқи қисм (электр станциялар, ноҳиявий трансформатор нимстанциялари, тармоқлари ва электр узатиш линиялари) ва тортувчи қисмдан (тортувчи нимстанция ва электрли тортиш тармоқлари) иборат қурилма киради.

Расм 7.1. Электрлашган темир йўлларда электр таъминотининг принципиал чизмаси: 1-иссиқлик электр станцияси; 2- гидроэлектрстанция; 3- атом электр станцияси; 4-ноҳиявий трансформатор нимстанцияси; 5- юқори кучланишли ноҳия линияси; 6-тортувчи нимстанция; 7- таъминот линияси; 8-контакт тармоғи; 9-энергия тизимларини боғловчи линия.

Йирик иссиқлик, гидравлик ва атом электрстанциялари 6÷21 кВ кучланишли уч фазали ўзгарувчан токли электр энергиясини ишлаб чиқаради.
Токнинг ушбу тури электр энергияни ишлаб чиқишда ва тақсимлашда, ҳамда саноатда кенг тарқалган асинхрон моторларни таъминлашда қулайдир.
Электр-энергиясини энергия тизимларига узатиш учун нимстанцияларда электр узатиш линияси узунлигига қараб кучланиш 25-750 кВ гача оширилади.
Электр энергияси истеъмолчисига яқин жойлардаги трансформатор нимстанцияларида кучланиш 110-220 кВ гача пасайтирилади ва ток юқори кучланишли ноҳиявий тармоқларга берилади.
Ушбу тармоққа бошқа истеъмолчилар билан бир қаторда электрлашган темир йўлларнинг тортиш нимстанциялари ва тепловоз тортишли йўлларнинг трансформатор нимстанциялари уланади. Электр тортиш йўлларини ва ноҳия истеъмолчиларини электр билан ишончли таъминлаш учун, тортиш истеъмолчилари икки мустақил манба–электр станция ёки ноҳия нимстанциясидан - икки томонлама таъминланади.
Айрим ҳолларда тортувчи нимстанциялар бир манбадан икки параллел электр узатиш линияси ёки ягона икки занжирли линия орқали таъминлайдилар. Контакт тармоғи участкалари қўшни тортувчи нимстанцияларга электр энергиясини икки томонлама оладиган қилиб уланади.
Бунда нимстанция ва контакт тармоғи бир текис ва кам юкланиб, контакт тармоғида электр энергия ва тортувчи нимстанцияларда қувват йўқолишини камайтиришга ёрдам беради.
Темир йўллар ўзгармас ёки ўзгарувчан ток тизимида электрлаштирилиши мумкин. Бироқ, иккала ҳолатда ҳам электрли ҳаракат таркибида (ЭҲТ) ўзгармас токли тортиш моторидан фойдаланилади. Уч фазали ўзгарувчан токли тортиш тизими ривожланмади. Чунки, яқин жойлашган икки фаза контакт тармоғи симларини ўзаро (учинчи фаза-релс) изоляциялаш жуда мураккаб. Контакт осмаси конструкциясининг ўзига хослиги тармоқда кучланишни ва ҳаракат тезлигини чеклашга олиб келади. Одатда, электрли ҳаракат таркиби бир фазали ўзгарувчан ток билан таъминланиб, уни бевосита локомотивнинг ўзида ўзгармас токка ўзгартирилади. Ўзгарувчан токли локомотивларда бир фазали тортиш моторларини қўллаш 50 Гц саноат частотали кучланиш частотасини 2-3 марта пасайтирилгандагина мумкин бўлади.
Электрлаштирилган темир йўлларда электр ҳаракат таркибининг (ЭҲТ) ток қабул қилгичларидаги кучланишнинг номинал даражаси ўзгармас токда 3 кВ ва ўзгарувчан токда 25 кВ қилиб белгиланган.
Электрлашган темир йўлларда электр таъминот тизимининг асосий параметрлари тортувчи нимстанциялар қуввати, улар орасидаги масофа ва контакт осмасининг кесим юзасидан иборат. Электр таъминотида муҳим элементларнинг (трансформаторлар, тўғрилагичлар, контакт тармоқлари) юкланиш қобилияти, уларнинг йўл қўиладиган қизишига боғлиқ бўлиб, ўтаётган ток қиймати ва давомийлиги билан аниқланади.
Тортиш тармоғи контакт ва релс тармоғидан, таъминловчи ва сўрувчи линиялардан ташкил топади. Контакт тармоғи электр энергияни тортиш нимстанцияларидан электр ҳаракат таркибининг ток қабул қилгичларига узатишни таъминловчи ўтказгич симлар, конструкцилар ва қурилмалар жамланмасини ташкил этади. У шу тахлитда қурилганки, ҳар қандай атмосфера шароитларида юқори тезликдаги ҳаракатларда локомотивларнинг узлуксиз ток олишини таъминлайди.
Контакт тармоқлари ҳаво осмалари шаклида бажарилади. Локомотив ҳаракатланганда ток қабул қилгич контакт симларидан узилмаслиги лозим, бўлмаса ток олиш бузилади ва сим ёниб кетиши эҳтимоли бўлади. Контакт тармоғининг ишончли ишлаши, кўпчилик ҳолларда, симнинг осилиб туриши ва ток қабул қилгични симга босишига боғлиқ.
Темир йўлларда поездлар катта тезликда ҳаракатланади, шунинг учун контакт симларининг осилиб салқи бўлиб туриши минимал бўлиши керак.
Шу мақсадда занжирли осмадан фойдаланилади. Занжирли осмада контакт симлари таянчлар орасидаги оралиқда оддий (трамвай) контакт осмасидагидек эркин осилмаган, балки кўтарувчи тросга маҳкамланган, яқин жойлашган струналарга осилган. Шу сабабли оддий осмаларга нисбатан кам таянч керак бўлади, улар орасидаги масофа 70-75 м га етади. Ҳароратнинг мавсумий ўзгаришларида осилиб қолишни камайтириш учун, контакт симларининг (баъзан кўтарувчи троснинг) иккала охири ҳам анкер таянчларига тортилади ва блок, ҳамда изоляторлар тизими орқали унга юк компенсаторлари осилади. Темир йўл ўзгармас ёки ўзгарувчан ток тизимида электрлаштирилиши мумкин. Бироқ, иккала ҳолатда ҳам электрли ҳаракатланувчи таркибларда (ЭҲТ) ўзгармас токли тортиш моторидан фойдаланилади. Уч фазали ўзгарувчан токли тортиш тизими ривожланмади. Чунки, яқин жойлашган икки фаза контакт тармоғи симларини ўзаро (учинчи фаза – рельс) изоляциялаш жуда мураккаб. Контакт осмаси конструкциясининг ўзига хослиги тармоқда кучланишни ва ҳаракат тезлигини чеклашга олиб келади. Одатда, электрли ҳаракат таркиби бир фазали ўзгарувчан ток билан таъминланиб, уни бевосита локомотивнинг ўзида ўзгармас токка ўзгартирилади. Ўзгарувчан токли локомотивларда бир фазали тортиш моторларини қўллаш 50 Гц саноат частотали кучланиш частотасини 2-3 марта пасайтирилгандагина мумкин бўлади.
Электрлаштирилган темир йўлларда электр ҳаракат таркибининг (ЭҲТ) ток қабул қилгичларидаги кучланишнинг номинал даражаси ўзгармас токда 3 кВ ва ўзгарувчан токда 25 кВ қилиб белгиланган.
Электрлашган темир йўлларда электр таъминот тизимининг асосий параметрлари тортувчи нимстанциялар қуввати, улар орасидаги масофа ва контакт осмасининг кесим юзасидан иборат. Электр таъминотида муҳим элементларнинг (трансформаторлар, тўғрилагичлар, контакт тармоқлари) юкланиш қобилияти, уларнинг йўл қўйиладиган қизишига боғлиқ бўлиб, ўтаётган ток қиймати ва давомийлиги билан аниқланади.
Ўзгармас ток билан электрлашган темир йўлларда тортувчи нимстанциялар икки асосий функцияни бажаради: келтирилаётган уч фазали ток кучланишини пасайтиради ва уни ўзгармас токка айлантиради (7.2-расм).

7.2-расм. Ўзгармас токли электр таъминот чизмаси

Ушбу мақсадларда трансформаторлар, тўғрилагичлар ва бошқа қурилмалардан фойдаланилади. Ярим ўтказгичли тўғрилагичлар кенг қўлланилиб, улар ўзининг чидамлилиги, қурилиш, хизмат кўрсатиш ва бошқариш ишларининг соддалиги ва ихчамлиги билан ажралиб туради. Ўзгарувчан токнинг барча қурилмалари тортиш нимстанциясининг очиқ майдонида, тўғрилагич ва қўшимча агрегатлар эса ёпиқ биноларда жойлаштирилади (7.3-расм). Электр энергия тортувчи нимстанциялардан таъминот линиялари орқали контакт тармоғига узатилади. Ўзгармас ток тизимининг асосий камчилиги – кучланишнинг нисбатан кичик (3 кВ) бўлиши сабабли, контакт тармоғи бўйлаб электрли ҳаракат таркибига катта тортувчи токли (кучланишнинг токка кўпайтирилганига тенг) қувват олиб келинади. Локомотивнинг ток қабул қилгичларида кучланишни керакли даражада ушлаб туриш учун тортиш нимстанциялари бир-бирига яқин (ҳар 10-20 км) масофада жойлаштирилади, катта токларни узатиш учун эса контакт симларининг кесим юзасини оширишга тўғри келади.

Юк ташиш ҳажми ўсганда қўшимча тортиш нимстанциялари қурилади, контакт симларининг кесим юзаси оширилади (кучайтирувчи симлар осилади ва бошқалар), чунки поездлар сони ва массасининг ошиши кучланишни кескин пасайтирмаслиги керак. Ўзгармас токли электр таъминотидаги камчиликларни йўқотишнинг радикал усули, контакт тармоқларида кучланишни ростлаб турувчи тизим яратишдир.
Ўзгарувчан токда кучланишнинг сезиларли ошиши натижасида контакт тармоғи қувватининг ошиши юқори кучланишда ишлашга мўлжалланган, бирмунча қийин тайёрланадиган тортиш моторларини ишлаб чиқишни талаб қилади (электр қурилма изоляцияси ўта мураккаблашади, ҳавонинг ионлашган қатламини электр ёриб ўтиши хавфи ошади ва бошқалар).
25-28 кВ кучланишли бир фазали ўзгарувчан ток тизими мустақил давлатлар ҳамдўстлиги темир йўлларида поездларни тортиш учун кенг қўлланилади.

7.3-расм. Ўзгарувчан токли электр таъминот чизмаси

Ўзгарувчан токда контакт тармоғи бўйлаб ўзгармас ток тизимига нисбатан кичик токда қувват узатилиши оғир вазнли поездларни белгиланган тезликда ўта юкланган линияларда ҳаракатланишига имкон бериб, техник-иқтисодий кўрсаткичларни сезиларли яхшилайди. Тортувчи нимстанциялар бир-биридан 40-60 км масофада жойлаштирилади. Улар моҳиятига кўра 110-220 кВ ни 25 кВ гача пасайтирувчи трансформатор нимстацияси вазифасини ўтайди. Ушбу нимстанцияларда ўзгарувчан ток ўзгармас токка айлантирилмаслиги сабабли, уларда тўғрилагич агрегатлар ва у билан боғлиқ қўшимча қурилмалар бўлмайди. Қурилмалари ва хизмат кўрсатишлари ўзгармас ток тортиш нимстанциясига нисбатан анча содда ва арзон. Бундай нимстанцияларнинг барча қурилмалари очиқ майдонда жойлаштирилади, бироқ, ўзгарувчан токли электрли ҳаракат таркибининг тузилиши бир мунча мураккаброқдир.
Кучланишни кўтариш, кучланиш ва энергия йўқотишни камайтириш ва тортувчи нимстанциялар орасидаги масофани ошириш имконини беради. Бироқ, кучланишни бундай ошириш электр изоляцияни кучайтириш харажатларини ошириш ва электрли ҳаракатланувчи таркибни алмаштириш билан боғлиқ бўлади. Ўзгарувчан токда электрлаштириш кўрсаткичларини яхшилаш мақсадларида бир-биридан 8-15 км масофада жойлашган оралиқ автотрансформаторли 2×25 кВ тизим ишлаб чиқилган. Тортиш нимстанцияларидан автотрансформаторларга электр энергия 50 кВ кучланиш билан контакт осмаси ва қўшимча таъминловчи сим орқали олиб келинади, сўнг энергия автотрансформатордан электр ҳаракат таркибига 25 кВ кучланиш билан узатилади.
2×25 кВ кучланишли электр таъминот тизимини қўллаш электрли ҳаракат таркибида катта ўзгартиришлар чақирмайди, аммо махсус таъминловчи симли осма керак бўлади.
Ўзгарувчан токли участкаларда локомотивлар статистик ўзгартиргич ва пульсланувчи ток двигатели билан ишлайди. Ҳозирда коллекторсиз двигателли (асинхрон ва вентил-моторли) кучли электровозлар яратилган.
Ўзгарувчан токда ҳаракатланувчи таркибнинг ўзига хослиги шундаки, уларни тиристорли ўзгартиргичлар, электрон бошқарув тизими ва бошқалар қўллаш ҳисобига такомиллаштириш мумкин.
Темир йўл яқинида жойлашган металл иншоот ва коммуникацияларга ўзгарувчан ток электр магнит таъсир кўрсатади. Натижада, уларда хавфли кучланиш пайдо бўлади, алоқа ва автоматика линияларида эса нормал ишлашга халақит пайдо бўлади. Шунинг учун иншоотларни ҳимоялашнинг алоҳида тадбирлари ишлаб чиқилади, алоқа ҳаво линиялари эса кабелли ёки радиорелели турига алмаштирилади, автоматика воситалари реконструкция қилинади. Буларга электрлаштириш умумий нархининг 20-25% миқдори сарф қилинади. Автоматика ва телемеханика воситалари электрлаштирилган темир йўл электр таъминоти қурилмаларининг ажралмас қисми ҳисобланади.
Ўзгармас ва ўзгарувчан токда электрлаштирилган линияларнинг контакт тармоқларини туташтириш махсус жиҳозланган темир йўл станцияларида амалга оширилади ёки тортувчи куч сифатида ўзгармас ва ўзгарувчан токда ишловчи икки таъминотли электровозлар ишлатилади.