Статья П. А. Светлова раскрывает необходимость перехода железнодорожного транспорта СССР от паровой тяги к электрической. Паровозы, несмотря на их массовость и техническое совершенствование, крайне неэкономичны: их КПД редко превышает 6–10%, а железные дороги сжигают треть всего топлива страны. Электрификация позволяет резко сократить расход угля, использовать местные энергетические ресурсы и повысить эффективность перевозок. Третий пятилетний план предусматривает электрификацию 1840 км путей и дальнейшее расширение работ. Академия наук исследует различные системы электрической тяги — постоянный ток 3–6 тыс. В и однофазный переменный ток — с учётом географии, нагрузки, влияния на связь и особенностей энергосистем. Рассматриваются вопросы строительства специализированных электростанций, подстанций и выбора оптимальных схем питания. Электрификация должна стать ключевым фактором развития транспорта и рационального использования энергетических ресурсов страны.
Свыше 85 тыс. километров железнодорожных путей пересекают в различных направлениях огромные пространства нашей страны. По протяжённости железных дорог Советский Союз стоит на втором месте в мире после США. Сеть наших дорог растёт с каждым годом. По сравнению с довоенным 1913 г. она увеличилась в полтора раза. Напряжённость грузового движения железных дорог Союза уже в 1935 г. в два с половиной раза превосходила загрузку железных дорог Америки.
Из всех видов тяги, применяющихся в нашем железнодорожном транспорте, первым, и главнейшим сегодня ещё остаётся паровая тяга. Мощность паровозного парка в СССР достигает 40 млн. лошадиных сил. Чтобы оценить масштабы этой цифры, достаточно сказать, что в конце третьей пятилетки мощность всех электростанций Советского Союза будет равна 25 млн. лошадиных сил.
За годы сталинских пятилеток и количество и качество паровозов резко изменились. Выпускаемые сериями наши новые мощные паровозы «ИС», «ФД», «СО» и другие стоят на уровне передовой техники машиностроения.
Однако по самой своей технической природе паровоз является крайне неэкономичным двигателем. Коэффициент полезного действия даже наиболее совершенных паровозов не достигает и 10%. У подавляющего же количества паровозов коэффициент полезного действия не превышает 5—6%. Нет ни одной отрасли народного хозяйства, в которой силовые установки имели бы такой низкий коэффициент, и нет ни одной отрасли народного хозяйства, которая потребляла бы такое огромное количество топлива, как железнодорожный транспорт. Достаточно сказать, что на железных дорогах Советского Союза сжигается около одной трети всего потребляемого в стране топлива.
Помимо низкого коэффициента полезного действия, большим недостатком паровой тяги является также необходимость перевозить уголь на далёкие расстояния. Очень много топлива, таким образом, расходуется на его перевозку.
Каким же способом можно улучшить современное силовое хозяйство железных дорог? Какими средствами можно уменьшить огромный расход топлива?
Существуют два основных пути рационализации железнодорожного транспорта. Один сводится к разработке более совершенных типов паровозов, другой — к переводу железнодорожного транспорта с паровой тяги на электрическую.
Ни один вид энергии, которым владеет в наше время человечество, не обладает такими ценными свойствами, как электричество. Передача огромных мощностей на большие расстояния стала возможной только благодаря электричеству. За годы сталинских пятилеток Советский Союз достиг выдающихся успехов в области электрификации. Мощность электростанций в нашей стране возросла с 1,1 млн. киловатт в 1913 г. до 8,1 млн. в 1937 г. Третий пятилетний план предусматривает доведение этой мощности до 17,2 млн. киловатт в 1942 г.
Электрификация в СССР имеет особо благоприятную почву для развития благодаря огромным пространствам страны. Наиболее эффективная утилизация электроэнергии центральных станций возможна лишь тогда, когда она распределяется на пространствах не менее 3—5 тыс. километров. Такие дальние линии электропередачи позволяют сглаживать разницу в ночном и дневном потреблении электроэнергии в тех случаях, когда линии идут с востока на запад.
По технической культуре в области электрификации Советский Союз стал передовой страной в мире. У нас накоплен уже богатый опыт в области централизованного электроснабжения и электромашиностроения, и это позволяет ставить проблему электрификации в очень широких масштабах.
Третий пятилетний план развития народного хозяйства СССР предусматривает электрификацию 1840 километров железнодорожных путей. В первую очередь будут электрифицированы горные дороги, линии, имеющие напряженный грузооборот, и крупные железнодорожные узлы с интенсивным пригородным движением. В последующие годы темпы электрификации железных дорог будут расти. Всё это придаёт особенное значение работам по изучению и выбору систем электрической тяги. Общее научное руководство этими работами Экономический совет при Совете народных комиссаров СССР возложил на Академию наук.
Программа работ по изучению системы электрификации железных дорог охватывает огромный комплекс вопросов. Изучаются системы электрической тяги на постоянном токе напряжением от 3 тыс. до 6 тыс. вольт и на однофазном переменном токе.
Дискуссия о том, какого рода ток должен быть применён для электрификации железных дорог, имеет уже десятилетнюю давность. Она продолжается с первых дней электрификации дорог в Союзе. В начале этой дискуссии в распоряжении советских инженеров был только опыт электрификации транспорта капиталистических стран. Сейчас же у нас накопился и свой богатый опыт. Задача состоит в том, чтобы систематизировать всё, что дала в этой области зарубежная и советская наука, и остановиться на определённых системах для конкретных географических и экономических условий.
В 1937 г. на всём земном шаре было свыше 30 тыс. километров электрифицированных железных дорог, не считая трамваев и метрополитенов. Для электрификации этих железных дорог были использованы различные системы тока. На железных дорогах Советского Союза применяется в настоящее время постоянный ток напряжением 1500 и 3000 вольт. Электрические железные дороги США работают на переменном однофазном токе с частотой 25 герц и напряжением 11 тыс. вольт, а также на постоянном токе напряжением 2400—3000 вольт. Во Франции применяется постоянный ток напряжением 1500 вольт. В Германии — переменный однофазный с частотой 16⅔ герц напряжением 15 тыс. вольт, а также постоянный ток напряжением 1500 вольт. В Италии дороги работают на постоянном токе напряжением 3 тыс. вольт и на трёхфазном переменном токе с частотой 16⅔ герц, и т. д. Приведённые данные свидетельствуют о большом разнообразии систем электрификации железных дорог. В некоторых странах применяется даже не одна, а две различные системы.
Какими же условиями определяется выбор тока и системы тяги для электрификации железных дорог?
Выбор рода тока и системы электрической тяги сводится к решению ряда инженерно-технических и экономических задач применительно к конкретным особенностям данного района. В первую очередь электрификации подлежат линии железных дорог с напряженным грузооборотом и интенсивным движением. Перевод таких дорог на электрическую тягу
наиболее эффективен. Выбирая род тока, необходимо учитывать наилучшее использование существующих уже районных электрических станций. Напряжение тока для электрификации железных дорог зависит от капитальных затрат на сооружение тяговых подстанций и расхода цветных металлов да электрическую сеть. Важнейшие задачи при выборе системы тяги — это защита телеграфных и телефонных линий от влияния на них электротяговых токов и установка таких систем электрической сигнализации, централизации и блокировки, которые могут бесперебойно работать при данном роде тягового тока. При питании железных дорог и промышленных предприятий от одних и тех же электрических станций особое внимание должно быть уделено вопросу о влиянии непостоянных тяговых нагрузок на промышленные нагрузки.
Каждая из этих задач является предметом глубоких научно-технических и экономических исследований. Определяя эффективность применения той или другой системы электрической тяги, надо учитывать и новейшие научные открытия и прогрессивные тенденции в транспортном машиностроении, которые могут и должны быть использованы при электрификации железных дорог в ближайший период. Но, само собою разумеется, что выявление положительных и отрицательных свойств каждой системы должно производиться применительно к конкретным естественно-географическим условиям. Система, приемлемая и рациональная для электрификации дорог одного района страны, может оказаться совершенно непригодной и нецелесообразной в другом районе, с иными географическими и экономическими условиями. Так, например, при электрификации железных дорог, проходящих в районах с густой сетью линий электропередач, едва ли целесообразно сооружать специальные электрические станции для электротяги. В иных же условиях, например при электрификации железных дорог, связывающих центр страны с Восточной Сибирью, питание током от собственных электрических станций может оказаться наиболее рациональным решением вопроса.
Сооружение собственных электростанций для электрификации железных дорог не будет требовать привоза топлива за сотни и тысячи километров. При питании от собственных электростанций отпадает необходимость в сооружении специальных линий электропередач.
В связи с этим возникают новые инженерно-технические задачи. Электрические станции, специально сооружаемые для электрификации железных дорог, должны существенно отличаться от электрических станций общего пользования. Эти станции должны вырабатывать ток такого рода и напряжения, который не требует преобразований. Если, скажем, электрическая тяга будет осуществляться на постоянном токе, то электрическая станция должна генерировать постоянный ток напряжением 6 тыс. — 10 тыс. вольт. Если электрификация железных дорог будет базироваться на однофазном переменном токе, то электрическая станция должна в этих случаях генерировать однофазный ток напряжением порядка 15 тыс. — 20 тыс. вольт стандартной (50 герц) или пониженной частоты.
При сооружении станций специально для электрификации железных дорог нужно предусмотреть, чтобы они могли снабжать электроэнергией и других потребителей. Это необходимо для создания равномерной загрузки и рационального использования мощности электростанций. Генераторы таких станций должны вырабатывать ток двух различных напряжений: для электрической тяги и для промышленных и бытовых нужд. Задача и состоит в том, чтобы создать такой генератор. Другая важнейшая задача — сооружение понизительных и тяговых подстанций для электрификации железных дорог от электрических линий, передающих большие мощности при высоком электрическом напряжении.
Некоторые из важнейших задач электрификации железнодорожного транспорта близки уже к разрешению. Народный комиссариат связи заканчивает работу по изучению влияния тяговых токов на провода телеграфной и телефонной связи. Средства защиты линий электрической связи от влияния на них тяговых токов в основном уже определены. Коллектив инженерно-технических работников завода «Динамо» имени Кирова работает над выбором системы электрической тяги для электрификации железных дорог Союза. Завод сконструировал и выпустил новый тип электровоза и заканчивает проектирование новых тяговых двигателей.
Применение электричества на железнодорожном транспорте вместо пара позволяет не только сократить, а в некоторых случаях и полностью прекратить потребление высококачественных углей, иногда привозимых за сотни и тысячи километров. Электрификация дорог позволяет наиболее эффективно использовать местные энергетические ресурсы: низкокачественные угли, торф, лес, природные газы, гидроэнергию больших, средних и малых рек и другие источники энергии, распылённые на громадных пространствах, через которые пролегают магистрали железных дорог Советского Союза.
Комментариев нет:
Отправить комментарий