Электроподвижной состав на напряжение 6000 В

ЭР2^в−556 — первый в мире электропоезд постоянного тока напряжением 6 кВ

Электроподвижной состав на напряжение 6000 В — опытный электроподвижной состав (электровозы и электропоезда) постоянного тока, предназначенный для эксплуатации на напряжении 6000 В. Сама система электрификации на столь высоком (для линий постоянного тока) напряжении была предложена как альтернатива системе электрификации на переменном токе частотой 50 Гц и напряжением 25 кВ. В мире существовала лишь одна железная дорога электрифицированная по такой системе — участок Гори — Цхинвали Закавказской железной дороги (с 1969 по 1979 гг.).

Предпосылки к созданию

В 1920-х годах в СССР начали эксплуатировать первые электропоезда, а на Сурамском перевале начались работы по электрификации на постоянном токе напряжением 3000 В железнодорожного участка. Напряжение 3000 В было принято потому, что в этом случае было возможным создать достаточно надёжное тяговое электрооборудование для электровозов и в то же время по контактной сети было возможным передать достаточно высокую мощность. Однако уже тогда многие специалисты, которые работали в области электрификации железных дорог, достаточно хорошо понимали, что такая система электрической тяги не самый лучший вариант и в скором будущем будет существенно ограничивать попытки увеличения провозной способности путём повышения весов поездов и скоростей их движения. Так согласно элементарным расчётам, если при такой системе электрической тяги на подъёме в 10 ‰ вести со скоростью 50 км/ч поезд массой 10 000 т, суммарный тяговый ток электровозов будет превышать 6000 А, что уже является предельным для воздушной контактной подвески (даже современные контактные подвески рассчитаны на максимальный ток в 3684 А, при этом суммарное сечение проводов составляет 875 мм²). Такой ток требует более частого расположения тяговых подстанций, усложняет получение надёжного токосъёма с контактного провода, а также увеличивает потери электроэнергии. Если для электроподвижного состава напряжение 3000 В уже достаточно велико, то для системы электроснабжения — слишком мало.

В июне 1932 года Техническая комиссия Научно-исследовательского института электрификации железных дорог Народного комиссариата путей сообщения сделала вывод о том, что наиболее выгодными являются 2 системы электрификации: однофазного тока промышленной частоты (50 Гц) и постоянного тока с номинальным напряжением 20 000 В. Так как первая из них хоть и мало, но была исследована, то вторая не была исследована вообще. Поэтому дальнейшие работы вылились в создание первого в СССР электровоза переменного тока (см. электровоз ОР22).

Однако были и сторонники системы электрификации на постоянном токе высокого напряжения. Прежде всего это было связано с тем, что при электрификации на переменном токе требовалось переустройство средств связи и автоблокировки, к тому же она менее экономична, так как при этом к активному сопротивлению проводов добавляется индуктивное.

В 1930 году был создан Московский энергетический институт, и том же году на факультете «Электрический транспорт» этого же института по инициативе В. Е. Розенфельда были начаты работы по изучению электрификации железных дорог на постоянном токе на повышенном напряжении (для начала было принято напряжение 6000 В). Была спроектирована установка по преобразованию постоянного тока в переменный ток повышенной частоты (до нескольких сотен Гц) с последующим преобразованием его в постоянный ток. В 1959 году такая установка была смонтирована в депо Панки Московской железной дороги на трёхвагонной электросекции С^р−550. В этой установке постоянный ток напряжением 3000 В с помощью вентильного инвертора преобразовывался в однофазный переменный ток частотой 400—600 Гц, а затем по двумя вентилями преобразовывался в постоянный и питал 2 последовательно соединенных тяговых электродвигателя. В ходе испытаний электровагон развивал мощность до 150 кВт, что послужило основанием того, что в ноябре того же года на комиссии электрификации и локомотивного хозяйства Научно-технического совета Министерства путей сообщения доктор технических наук профессор Розенфельд выступил с докладом «Система электрической тяги на постоянном токе высокого напряжения (6кВ) с преобразователем тока на электровозе». Этот доклад вызвал серьёзные обсуждения, ведь перевод линий постоянного тока напряжением 3 кВ на напряжение 6 кВ обходился гораздо дешевле, нежели перевод на переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 25 кВ. К тому же в то время в Советском Союзе на переменном токе было электрифицировано лишь 412 км магистральных железных дорог, в результате чего такая система электрификации ещё не успела завоевать всеобщую поддержку. Поэтому многие учёные поддержали начало работ по внедрению системы постоянного тока напряжением 6 кВ.

Схема силовой цепи

Подвижной состав

Электровозы

Электропоезда

Преимущества и недостатки

См. также

• Виталий Евгеньевич Розенфельд

Литература

• В. А. Раков. Локомотивы отечественных железных дорог, 1956—1975. — Москва: Транспорт, 1999. — 444 с. — ISBN 5-277-02012-8
• Электроподвижной состав: вчера, сегодня, завтра