1. Elektr ta’minoti O‘zbekistonda temir yo‘llarni elektrlashtirish

7-MA’RUZA
TEMIR YO‘LLARDA ENERGETIKA TA’MINOTI VA HARAKAT VOSITALARI


Reja:
1. Elektr ta’minoti
2. O‘zbekistonda temir yo‘llarni elektrlashtirish
3.Tortuvchi harakat tarkibi turlari, ularning qiyosiy sifatlari va tavsifi
4. Elektrli harakat tarkibi
5.Teplovozlar va ularning tuzilishi
6. Lokomotiv xo‘jaligi haqida umumiy ma’lumotlar

Tayanch so‘z va iboralar:elektr ta’minoti, o‘zgaruvchan tok, o‘zgarmas tok, tortish turi, teplovoz, elektrli tortish lokomotivi, teplovozlarning dizel aylanishi, elektr uzatishli teplovozlar, parovoz, gazoturbovoz, lokomotiv xo‘jaligi, lokomotiv deposi, lokomotivlarni ta’mirlash, ekipirovka.

1.Elektr ta’minoti

Temir yo‘l transporti mustaqil davlatlar hamdo‘stligi elektr stansiyalarida ishlab chiqariladigan elektr energiyasining 7 % dan ko‘prog‘ini iste’mol qiladi. Elektr energiyasi asosan poezdlar tortishga va qisman notortuvchi iste’molchilar (depo, bekat, ustaxona, hamda nohiya iste’molchilari) ta’minotiga ishlatiladi.

Texnikaviy foydalanish qoidalariga ko‘ra temir yo‘llarda elektr ta’minoti uskunalari quyidagilarni ta’minlashi kerak:
-belgilangan massa, tezlik va oraliq interval bilan talabiy miqdordagi poezdlar harakatining betinim va xavfsizligi;
-SMB qurilmalari, aloqa va hisoblash texnikalarining I– toifali iste’molchi sifatida ishonchli ta’minoti;
-temir yo‘l transportining barcha iste’molchilarini ishonchli ta’minlash.
Elektrlashgan yo‘l elektr ta’minoti tizimiga (rasm 7.1) tashqi qism (elektr stansiyalar, nohiyaviy transformator nimstansiyalari, tarmoqlari va elektr uzatish liniyalari) va tortuvchi qismdan (tortuvchi nimstansiya va elektrli tortish tarmoqlari) iborat qurilma kiradi.

Rasm 7.1. Elektrlashgan temir yo‘llarda elektr ta’minotining prinsipial chizmasi: 1-issiqlik elektr stansiyasi; 2- gidroelektrstansiya; 3- atom elektr stansiyasi; 4-nohiyaviy transformator nimstansiyasi; 5- yuqori kuchlanishli nohiya liniyasi; 6-tortuvchi nimstansiya; 7- ta’minot liniyasi; 8-kontakt tarmog‘i; 9-energiya tizimlarini bog‘lovchi liniya.

Yirik issiqlik, gidravlik va atom elektrstansiyalari 6÷21 kV kuchlanishli uch fazali o‘zgaruvchan tokli elektr energiyasini ishlab chiqaradi.
Tokning ushbu turi elektr energiyani ishlab chiqishda va taqsimlashda, hamda sanoatda keng tarqalgan asinxron motorlarni ta’minlashda qulaydir.
Elektr-energiyasini energiya tizimlariga uzatish uchun nimstansiyalarda elektr uzatish liniyasi uzunligiga qarab kuchlanish 25-750 kV gacha oshiriladi.
Elektr energiyasi iste’molchisiga yaqin joylardagi transformator nimstansiyalarida kuchlanish 110-220 kV gacha pasaytiriladi va tok yuqori kuchlanishli nohiyaviy tarmoqlarga beriladi.
Ushbu tarmoqqa boshqa iste’molchilar bilan bir qatorda elektrlashgan temir yo‘llarning tortish nimstansiyalari va teplovoz tortishli yo‘llarning transformator nimstansiyalari ulanadi. Elektr tortish yo‘llarini va nohiya iste’molchilarini elektr bilan ishonchli ta’minlash uchun, tortish iste’molchilari ikki mustaqil manba–elektr stansiya yoki nohiya nimstansiyasidan - ikki tomonlama ta’minlanadi.
Ayrim hollarda tortuvchi nimstansiyalar bir manbadan ikki parallel elektr uzatish liniyasi yoki yagona ikki zanjirli liniya orqali ta’minlaydilar. Kontakt tarmog‘i uchastkalari qo‘shni tortuvchi nimstansiyalarga elektr energiyasini ikki tomonlama oladigan qilib ulanadi.
Bunda nimstansiya va kontakt tarmog‘i bir tekis va kam yuklanib, kontakt tarmog‘ida elektr energiya va tortuvchi nimstansiyalarda quvvat yo‘qolishini kamaytirishga yordam beradi.
Temir yo‘llar o‘zgarmas yoki o‘zgaruvchan tok tizimida elektrlashtirilishi mumkin. Biroq, ikkala holatda ham elektrli harakat tarkibida (EHT) o‘zgarmas tokli tortish motoridan foydalaniladi. Uch fazali o‘zgaruvchan tokli tortish tizimi rivojlanmadi. Chunki, yaqin joylashgan ikki faza kontakt tarmog‘i simlarini o‘zaro (uchinchi faza-rels) izolyatsiyalash juda murakkab. Kontakt osmasi konstruksiyasining o‘ziga xosligi tarmoqda kuchlanishni va harakat tezligini cheklashga olib keladi. Odatda, elektrli harakat tarkibi bir fazali o‘zgaruvchan tok bilan ta’minlanib, uni bevosita lokomotivning o‘zida o‘zgarmas tokka o‘zgartiriladi. O‘zgaruvchan tokli lokomotivlarda bir fazali tortish motorlarini qo‘llash 50 Gs sanoat chastotali kuchlanish chastotasini 2-3 marta pasaytirilgandagina mumkin bo‘ladi.
Elektrlashtirilgan temir yo‘llarda elektr harakat tarkibining (EHT) tok qabul qilgichlaridagi kuchlanishning nominal darajasi o‘zgarmas tokda 3 kV va o‘zgaruvchan tokda 25 kV qilib belgilangan.
Elektrlashgan temir yo‘llarda elektr ta’minot tizimining asosiy parametrlari tortuvchi nimstansiyalar quvvati, ular orasidagi masofa va kontakt osmasining kesim yuzasidan iborat. Elektr ta’minotida muhim elementlarning (transformatorlar, to‘g‘rilagichlar, kontakt tarmoqlari) yuklanish qobiliyati, ularning yo‘l qo‘iladigan qizishiga bog‘liq bo‘lib, o‘tayotgan tok qiymati va davomiyligi bilan aniqlanadi.
Tortish tarmog‘i kontakt va rels tarmog‘idan, ta’minlovchi va so‘ruvchi liniyalardan tashkil topadi. Kontakt tarmog‘i elektr energiyani tortish nimstansiyalaridan elektr harakat tarkibining tok qabul qilgichlariga uzatishni ta’minlovchi o‘tkazgich simlar, konstruksilar va qurilmalar jamlanmasini tashkil etadi. U shu taxlitda qurilganki, har qanday atmosfera sharoitlarida yuqori tezlikdagi harakatlarda lokomotivlarning uzluksiz tok olishini ta’minlaydi.
Kontakt tarmoqlari havo osmalari shaklida bajariladi. Lokomotiv harakatlanganda tok qabul qilgich kontakt simlaridan uzilmasligi lozim, bo‘lmasa tok olish buziladi va sim yonib ketishi ehtimoli bo‘ladi. Kontakt tarmog‘ining ishonchli ishlashi, ko‘pchilik hollarda, simning osilib turishi va tok qabul qilgichni simga bosishiga bog‘liq.
Temir yo‘llarda poezdlar katta tezlikda harakatlanadi, shuning uchun kontakt simlarining osilib salqi bo‘lib turishi minimal bo‘lishi kerak.
Shu maqsadda zanjirli osmadan foydalaniladi. Zanjirli osmada kontakt simlari tayanchlar orasidagi oraliqda oddiy (tramvay) kontakt osmasidagidek erkin osilmagan, balki ko‘taruvchi trosga mahkamlangan, yaqin joylashgan strunalarga osilgan. Shu sababli oddiy osmalarga nisbatan kam tayanch kerak bo‘ladi, ular orasidagi masofa 70-75 m ga yetadi. Haroratning mavsumiy o‘zgarishlarida osilib qolishni kamaytirish uchun, kontakt simlarining (ba’zan ko‘taruvchi trosning) ikkala oxiri ham anker tayanchlariga tortiladi va blok, hamda izolyatorlar tizimi orqali unga yuk kompensatorlari osiladi. Temir yo‘l o‘zgarmas yoki o‘zgaruvchan tok tizimida elektrlashtirilishi mumkin. Biroq, ikkala holatda ham elektrli harakatlanuvchi tarkiblarda (EHT) o‘zgarmas tokli tortish motoridan foydalaniladi. Uch fazali o‘zgaruvchan tokli tortish tizimi rivojlanmadi. Chunki, yaqin joylashgan ikki faza kontakt tarmog‘i simlarini o‘zaro (uchinchi faza – rels) izolyatsiyalash juda murakkab. Kontakt osmasi konstruksiyasining o‘ziga xosligi tarmoqda kuchlanishni va harakat tezligini cheklashga olib keladi. Odatda, elektrli harakat tarkibi bir fazali o‘zgaruvchan tok bilan ta’minlanib, uni bevosita lokomotivning o‘zida o‘zgarmas tokka o‘zgartiriladi. O‘zgaruvchan tokli lokomotivlarda bir fazali tortish motorlarini qo‘llash 50 Gs sanoat chastotali kuchlanish chastotasini 2-3 marta pasaytirilgandagina mumkin bo‘ladi.
Elektrlashtirilgan temir yo‘llarda elektr harakat tarkibining (EHT) tok qabul qilgichlaridagi kuchlanishning nominal darajasi o‘zgarmas tokda 3 kV va o‘zgaruvchan tokda 25 kV qilib belgilangan.
Elektrlashgan temir yo‘llarda elektr ta’minot tizimining asosiy parametrlari tortuvchi nimstansiyalar quvvati, ular orasidagi masofa va kontakt osmasining kesim yuzasidan iborat. Elektr ta’minotida muhim elementlarning (transformatorlar, to‘g‘rilagichlar, kontakt tarmoqlari) yuklanish qobiliyati, ularning yo‘l qo‘yiladigan qizishiga bog‘liq bo‘lib, o‘tayotgan tok qiymati va davomiyligi bilan aniqlanadi.
O‘zgarmas tok bilan elektrlashgan temir yo‘llarda tortuvchi nimstansiyalar ikki asosiy funksiyani bajaradi: keltirilayotgan uch fazali tok kuchlanishini pasaytiradi va uni o‘zgarmas tokka aylantiradi (7.2-rasm).

7.2-rasm. O‘zgarmas tokli elektr ta’minot chizmasi

Ushbu maqsadlarda transformatorlar, to‘g‘rilagichlar va boshqa qurilmalardan foydalaniladi. Yarim o‘tkazgichli to‘g‘rilagichlar keng qo‘llanilib, ular o‘zining chidamliligi, qurilish, xizmat ko‘rsatish va boshqarish ishlarining soddaligi va ixchamligi bilan ajralib turadi. O‘zgaruvchan tokning barcha qurilmalari tortish nimstansiyasining ochiq maydonida, to‘g‘rilagich va qo‘shimcha agregatlar esa yopiq binolarda joylashtiriladi (7.3-rasm). Elektr energiya tortuvchi nimstansiyalardan ta’minot liniyalari orqali kontakt tarmog‘iga uzatiladi. O‘zgarmas tok tizimining asosiy kamchiligi – kuchlanishning nisbatan kichik (3 kV) bo‘lishi sababli, kontakt tarmog‘i bo‘ylab elektrli harakat tarkibiga katta tortuvchi tokli (kuchlanishning tokka ko‘paytirilganiga teng) quvvat olib kelinadi. Lokomotivning tok qabul qilgichlarida kuchlanishni kerakli darajada ushlab turish uchun tortish nimstansiyalari bir-biriga yaqin (har 10-20 km) masofada joylashtiriladi, katta toklarni uzatish uchun esa kontakt simlarining kesim yuzasini oshirishga to‘g‘ri keladi.

Yuk tashish hajmi o‘sganda qo‘shimcha tortish nimstansiyalari quriladi, kontakt simlarining kesim yuzasi oshiriladi (kuchaytiruvchi simlar osiladi va boshqalar), chunki poezdlar soni va massasining oshishi kuchlanishni keskin pasaytirmasligi kerak. O‘zgarmas tokli elektr ta’minotidagi kamchiliklarni yo‘qotishning radikal usuli, kontakt tarmoqlarida kuchlanishni rostlab turuvchi tizim yaratishdir.
O‘zgaruvchan tokda kuchlanishning sezilarli oshishi natijasida kontakt tarmog‘i quvvatining oshishi yuqori kuchlanishda ishlashga mo‘ljallangan, birmuncha qiyin tayyorlanadigan tortish motorlarini ishlab chiqishni talab qiladi (elektr qurilma izolyatsiyasi o‘ta murakkablashadi, havoning ionlashgan qatlamini elektr yorib o‘tishi xavfi oshadi va boshqalar).
25-28 kV kuchlanishli bir fazali o‘zgaruvchan tok tizimi mustaqil davlatlar hamdo‘stligi temir yo‘llarida poezdlarni tortish uchun keng qo‘llaniladi.

7.3-rasm. O‘zgaruvchan tokli elektr ta’minot chizmasi

O‘zgaruvchan tokda kontakt tarmog‘i bo‘ylab o‘zgarmas tok tizimiga nisbatan kichik tokda quvvat uzatilishi og‘ir vaznli poezdlarni belgilangan tezlikda o‘ta yuklangan liniyalarda harakatlanishiga imkon berib, texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichlarni sezilarli yaxshilaydi. Tortuvchi nimstansiyalar bir-biridan 40-60 km masofada joylashtiriladi. Ular mohiyatiga ko‘ra 110-220 kV ni 25 kV gacha pasaytiruvchi transformator nimstatsiyasi vazifasini o‘taydi. Ushbu nimstansiyalarda o‘zgaruvchan tok o‘zgarmas tokka aylantirilmasligi sababli, ularda to‘g‘rilagich agregatlar va u bilan bog‘liq qo‘shimcha qurilmalar bo‘lmaydi. Qurilmalari va xizmat ko‘rsatishlari o‘zgarmas tok tortish nimstansiyasiga nisbatan ancha sodda va arzon. Bunday nimstansiyalarning barcha qurilmalari ochiq maydonda joylashtiriladi, biroq, o‘zgaruvchan tokli elektrli harakat tarkibining tuzilishi bir muncha murakkabroqdir.
Kuchlanishni ko‘tarish, kuchlanish va energiya yo‘qotishni kamaytirish va tortuvchi nimstansiyalar orasidagi masofani oshirish imkonini beradi. Biroq, kuchlanishni bunday oshirish elektr izolyatsiyani kuchaytirish xarajatlarini oshirish va elektrli harakatlanuvchi tarkibni almashtirish bilan bog‘liq bo‘ladi. O‘zgaruvchan tokda elektrlashtirish ko‘rsatkichlarini yaxshilash maqsadlarida bir-biridan 8-15 km masofada joylashgan oraliq avtotransformatorli 2×25 kV tizim ishlab chiqilgan. Tortish nimstansiyalaridan avtotransformatorlarga elektr energiya 50 kV kuchlanish bilan kontakt osmasi va qo‘shimcha ta’minlovchi sim orqali olib kelinadi, so‘ng energiya avtotransformatordan elektr harakat tarkibiga 25 kV kuchlanish bilan uzatiladi.
2×25 kV kuchlanishli elektr ta’minot tizimini qo‘llash elektrli harakat tarkibida katta o‘zgartirishlar chaqirmaydi, ammo maxsus ta’minlovchi simli osma kerak bo‘ladi.
O‘zgaruvchan tokli uchastkalarda lokomotivlar statistik o‘zgartirgich va pulslanuvchi tok dvigateli bilan ishlaydi. Hozirda kollektorsiz dvigatelli (asinxron va ventil-motorli) kuchli elektrovozlar yaratilgan.
O‘zgaruvchan tokda harakatlanuvchi tarkibning o‘ziga xosligi shundaki, ularni tiristorli o‘zgartirgichlar, elektron boshqaruv tizimi va boshqalar qo‘llash hisobiga takomillashtirish mumkin.
Temir yo‘l yaqinida joylashgan metall inshoot va kommunikatsiyalarga o‘zgaruvchan tok elektr magnit ta’sir ko‘rsatadi. Natijada, ularda xavfli kuchlanish paydo bo‘ladi, aloqa va avtomatika liniyalarida esa normal ishlashga xalaqit paydo bo‘ladi. Shuning uchun inshootlarni himoyalashning alohida tadbirlari ishlab chiqiladi, aloqa havo liniyalari esa kabelli yoki radioreleli turiga almashtiriladi, avtomatika vositalari rekonstruksiya qilinadi. Bularga elektrlashtirish umumiy narxining 20-25% miqdori sarf qilinadi. Avtomatika va telemexanika vositalari elektrlashtirilgan temir yo‘l elektr ta’minoti qurilmalarining ajralmas qismi hisoblanadi.
O‘zgarmas va o‘zgaruvchan tokda elektrlashtirilgan liniyalarning kontakt tarmoqlarini tutashtirish maxsus jihozlangan temir yo‘l stansiyalarida amalga oshiriladi yoki tortuvchi kuch sifatida o‘zgarmas va o‘zgaruvchan tokda ishlovchi ikki ta’minotli elektrovozlar ishlatiladi.