Тепловоз 2ТЭ116

Тепловоз 2ТЭ116

Это дизельный магистральный грузовой двухсекционный (есть модификация 3ТЭ116 с тремя секциями) тепловоз с электропередачей, 116 — номер серии. Выпускался на тепловозостроительном заводе в Луганске с 1971 по 2016 г. Один из самых распространенных локомотивов на не электрифицированных участках железнодорожной сети 1524/1520 мм.

По мере развития народнохозяйственного комплекса СССР предыдущее поколение, семейство ТЭ3, перестало удовлетворять растущим требованиям в сфере грузовой тяги. Требовались более мощные дизельные локомотивы и тепловоз 2ТЭ116 с 3060 л. с. в секции стал ответом на вызовы времени. С 2007 года для российских и монгольских железных дорог строилась «усовершенствованная» (с индексом У) версия тепловоза мощностью дизелей 7200 л. с. и модернизированной маской кабины. В 2016 году производство было остановлено в связи с конфликтом в Донбассе.

Другие модификации тепловоза:

• 2ТЭ116Г — газодизельный тепловоз, с дополнительной секцией для хранения газа;
• 2ТЭ116М — с реостатным тормозом, позже ставший серийным оборудованием;
• 2ТЭ116УП — грузопассажирский тепловоз, с системой электроотопления состава;
• 2ТЭ116УМ — для Монголии, мощностью дизеля 3600 л. с. и модернизированной системой очистки воздуха.

Кроме того, было построено несколько типов дизель-поездов с использованием одной или двух секций 2ТЭ116.

• ДТ116 состоит из двух секций в голове и хвосте поезда и нескольких прицепных вагонов электропоезда ЭР9ПК между ними (позже были расформированы);
• ДТЛ2 также из двух секций в голове и хвосте поезда, но вагоны, в количестве трех или четырех единиц, от электропоезда ЭПЛ2Т или ЭПЛ9Т;
• ДПЛ2 состоит из одной секции тепловоза, трех прицепных и головного вагона от ЭПЛ2Т.

Этот локомотив только планируется запускать в серию, а первые экземпляры отправились на обкатку в 2014 году. 2ЭС5 первый российский грузовой локомотив переменного тока, где применены шестиполюсные асинхронные тяговые двигатели. Так же его отличительной особенностью является максимальная унификация с электровозом ЭП20, что удешевляет производство и обслуживание электровоза. В настоящий момент построено 5 экземпляров, которые проходят испытания на Восточно-сибирской железной дороге.

• Максимальная скорость — 120 км/ч
• Скорость длительного режима — 50 км/ч
• Сила тяги длительного режима — 536 кН

Основные параметры

Поскольку тяговые трансформаторы электровозов предназначены для питания тяговых электродвигателей и преобразования напряжения для собственных нужд, то основными параметрами будут являться:

• Номинальное первичное напряжение;
• Номинальное вторичное напряжение;
• Мощность;
• Токи первичной и вторичной обмоток.

Серия и марка

О основном на отечественных железных дорогах используют устройства двух марок – ОДЦЭ и ОДР. В маркировке приняты следующие сокращения:

• О – однофазный;
• Д – принудительное воздушное охлаждение;
• Ц – принудительная циркуляция масла;
• Р – для питания ртутных выпрямителей (или встроенный реактор).

Далее указывается число в виде дроби, где:

• Числитель – типовая мощность в кВА;
• Знаменатель – номинальное напряжение первичной обмотки в кВ.

В конце обозначения может присутствовать буква, характеризующая модификацию устройства.

В частности, на электровозе переменного тока ВЛ80С установлен тяговый трансформатор ОДЦЭ 5000 / 25. На электровозе ЭД9М устанавливается трансформатор со встроенным реактором ОДЦЭР 1600/25А.

Номинальные параметры

Номинальные параметры показывают характеристики, которые обеспечиваются при длительной работе аппаратуры. Для каждого типа трансформатора параметры различны, поскольку они предназначены для работы в разной технике.

Мощность

Наиболее распространены следующие значения номинальной мощности первичной обмотки:

5600, 5000, 1600, 1000 кВА.

Кроме этого, трансформаторы характеризуются мощностями вторичных обмоток, которых бывает несколько:

• Для питания тяговых электродвигателей;
• На собственные нужды.

Напряжение

Первичное напряжение, которое подается на обмотки с контактной сети, составляет 25 кВ. В зависимости от типа транспортного средства, для питания тяговых двигателей используется различное напряжение – от 1040 до 2208 В. Величина тягового напряжения регулируется контроллером при трогании, разгоне или торможении.

Кроме этого, необходимо напряжение на собственные нужды – для питания вспомогательного оборудования, отопления, освещения. Величина дополнительного напряжения составляет от 200 до 600 В.

В случае необходимости, в цепи питания могут включаться дополнительные трансформаторы, которые преобразуют напряжение до необходимой величины.

Частота

Частота напряжения питающей сети является стандартной и составляет 50 Гц, поскольку ток в контактных проводах берется из общей системы электроснабжения.

Ток, потребляемый тяговыми электродвигателями, зависит от состояния дороги, загруженности подвижного состава. Ток тем выше, чем круче подъем профиля следования, больше масса подвижного состава. Максимальной величины ток достигает в момент трогания с места и набора скорости.

В сумме с током на собственные нужды он не должен превышать номинальный ток первичной обмотки.

Выпрямленное напряжение

Напряжение вторичных обмоток поступает на выпрямители, поскольку подавляющее большинство электрических цепей используют постоянное напряжение. Для сглаживания пульсаций после выпрямителя используются реакторы, которые могут быть встроены непосредственно в тяговый трансформатор.

Часовой выпрямленный ток

Номинальный выпрямленный ток может протекать через обмотки в течении длительного времени, не вызывая повреждения оборудования. В случае перегрузок (трогание с места, движение на подъем), ток, проходящий через обмотки, превышает номинальное значение. Величина кратковременного тока называется часовой выпрямленный ток.

Способы передачи электроэнергии

Осуществить передачу электроэнергии можно двумя способами:

• Методом прямой передачи.
• Преобразуя электричество в другой вид энергии.

В первом случае электроэнергия передается по проводникам, в качестве которых выступает провод или токопроводящая среда. В воздушных и кабельных ЛЭП применяется именно этот метод передачи. Преобразование электричества в другой вид энергии открывает перспективы беспроводного снабжения потребителей. Это позволит отказаться от линий электропередач и, соответственно, от расходов, связанных с их монтажом и обслуживанием. Ниже представлены перспективные беспроводные технологии, над совершенствованием которых ведутся работы.

Технологии беспроводной передачи электричества

К сожалению, на текущий момент возможности транспортировки электричества беспроводным способом сильно ограничены, поэтому об эффективной альтернативе методу прямой передачи говорить пока рано. Исследовательские работы в этом направлении позволяют надеяться, что в ближайшее время решение будет найдено.

Схема передачи электроэнергии от электростанции до потребителя

Ниже на рисунке представлены типовые схемы, из которых первые две относятся к разомкнутому виду, остальные — к замкнутому. Разница между ними заключается в том, что разомкнутые конфигурации не являются резервированными, то есть, не имеют резервных линий, которые можно задействовать при критическом увеличении электрической нагрузки.

Пример наиболее распространенных конфигураций ЛЭП

Обозначения:

1. Радиальная схема, на одном конце линии находится электростанция производящая энергию, на втором — потребитель или распределительное устройство.
2. Магистральный вариант радиальной схемы, отличие от предыдущего варианта заключается в наличии отводов между начальным и конечным пунктами передачи.
3. Магистральная схема с питанием на обоих концах ЛЭП.
4. Кольцевой тип конфигурации.
5. Магистраль с резервной линией (двойная магистраль).
6. Сложнозамкнутый вариант конфигурации. Подобные схемы применяются при подключении ответственных потребителей.

Теперь рассмотрим более подробно радиальную схему для передачи вырабатываемой электроэнергии по ЛЕП переменного и постоянного тока.

Рис. 6. Схемы передачи электроэнергии к потребителям при использовании ЛЭП с переменным (А) и постоянным (В) током

Обозначения:

1. Генератор, где вырабатывается я электроэнергия с синусоидальной характеристикой.
2. Подстанция с повышающим трехфазным трансформатором.
3. Подстанция с трансформатором, понижающим напряжение трехфазного переменного тока.
4. Отвод для передачи электироэнергии распределительному устройству.
5. Выпрямитель, то есть устройство преобразующее трехфазный переменный ток в постоянный.
6. Инверторный блок, его задача сформировать из постоянного напряжение синусоидальное.

Как видно из схемы (А), с источника энергии электричество подается на повышающий трансформатор, затем при помощи воздушных линий электропередач производится транспортировка электроэнергии на значительные расстояния. В конечной точке линия подключается к понижающему трансформатору и от него идет к распределителю.

Метод передачи электроэнергии в виде постоянного тока ( В на рис.6) от предыдущей схемы отличается наличием двух преобразовательных блоков (5 и 6).

Закрывая тему раздела, для наглядности приведем упрощенный вариант схемы городской сети.

Наглядный пример структурной схемы электроснабжения

Обозначения:

1. Электростанция, где электроэнергия производится.
2. Подстанция, повышающая напряжение, чтобы обеспечить высокую эффективность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
3. ЛЭП с высоким напряжением (35,0-750,0 кВ).
4. Подстанция с понижающими функциями (на выходе 6,0-10,0 кВ).
5. Пункт распределения электроэнергии.
6. Питающие кабельные линии.
7. Центральная подстанция на промышленном объекте, служит для понижения напряжения до 0,40 кВ.
8. Радиальные или магистральные кабельные линии.
9. Вводный щит в цеховом помещении.
10. Районная распределительная подстанция.
11. Кабельная радиальная или магистральная линия.
12. Подстанция, понижающая напряжение до 0,40 кВ.
13. Вводный щит жилого дома, для подключения внутренней электрической сети.

Передача электроэнергии на дальние расстояния

Основная проблема, связанная с такой задачей – рост потерь с увеличением протяженности ЛЭП. Как уже упоминалось выше, для снижения энергозатрат на передачу электричества уменьшают силу тока путем увеличения напряжения. К сожалению, такой вариант решения порождает новые проблемы, одна из которых коронные разряды.

С точки зрения экономической целесообразности потери в ВЛ не должны превышать 10%. Ниже представлена таблица, в которой приводится максимальная протяженность линий, отвечающих условиям рентабельности.

Таблица 1. Максимальная протяженность ЛЭП с учетом рентабельности (не более 10% потерь)

* — на текущий момент ультравысоковольтная ВЛ переведена на работу с напряжением в половину от номинального (500,0 кВ).

Кто оказался злоумышленником и зачем он это сделал?

Тем самым злоумышленником оказался помощник машиниста Иванов, который не мог получить должность машиниста. По его собственному признанию, на такое преступление его толкнула зависть и обида. На суде обвиняемый полностью признал свою вину и раскаялся, в итоге отделался лишь условным сроком.

Ну а Евгению Николаевичу Парчинскому, указом Президента РФ было присвоено звания «‎Героя Российской Федерации» за мужество и героизм, проявленные в экстремальной ситуации по предотвращению крушения пассажирского поезда.