В промышленно развитых странах большие объёмы грузовых и пассажирских перевозок осваиваются преимущественно электрической тягой;
Грузонапряжённость (млн. ткм/км) электрифицированных железных дорог мира в 3 раза выше, чем на тепловозных линиях. В промышленно развитых странах в 4 раза выше тепловозных.
Распределение электрификации железных дорог между континентами и регионами различно: Европа – 45,7% , страны СНГ – 24,3% (в основном за счёт России), Юго-Восточная Азия – 19,3% (в основном Япония, Китай, Индия), Африка – 8% ( в основном за счёт ЮАР), Южная Америка – 1,3%, Австралия и Новая Зеландия – 1,0%, Северная Америка – 0,4% (рис.6). В Европе 70% объёма перевозок осуществляется электрической тяги.
На Американском континенте (Северная и Южная Америка) электрифицировано всего 1,7%. Причины по данным американских специалистов:
· Большие капиталовложения в инфраструктуру электроснабжения железных дорог:
· Необходимость изменения системы сигнализации и связи для обеспечения её совместимости с электротягой;
· Отсутствие возможности перевозок контейнеров в два яруса.
· Агрессивный маркетинг тепловозной тяги: политика гарантий, скидок для опта, протекционизма, низких цен на топливо, унификации локомотивов по основным энергосиловым узлам тепловозов.
· Две фирмы Дженерал Электрик и Дженерал Моторс монопольно обеспечивают и контролируют огромный рынок производства тепловозов в мировом масштабе.
По всем остальным промышленно развитым странам больший объем перевозок выполняется электрической тягой.
· Лидирующие страны мира по протяжённости электрифицированных линий (более 5000 км) и процент от общей протяжённости сети ЖД страны
1. Россия – 40300 км (46,8%); | 2. Япония – 12037 км (59,8%); |
3. Германия – 18857 км (49,5%); | 4. Польша – 11614 км (50,0%); |
5. ЮАР – 16858 км (84,2%); | 6. Италия 10488 км (65,2%); |
7. Франция – 14148 км (44,5%); | 8. Украина – 8927 км (39,7%); |
9. Индия – 13490 км (43,5%); | 10. Швеция – 7483км (74,4%); |
11. Китай – 12984 км (22,5%); | 12. Испания – 6450 км (54,6%). |
· Россия владеет 9% общей протяжённости сети железных дорог мира и имеет 16,9% их общего электрифицированного перегона (рис. 3, 4);
· Российские железные дороги занимают первое место в мире по абсолютной протяжённости электрифицированных железных дорог и степени их загруженности.
По мнению международных экспертов для стран с развитой железнодорожной инфраструктурой аналогично России оптимальным является электрификация 50-60% общей протяжённости железнодорожной сети с выполнением электрической тягой 80-90% общего объёма перевозки грузов.
На ЭЖД применяют различные по роду тока, номинальному напряжению и частоте СТЭ:
· система постоянного тока напряжением 1,5 и 3 кВ;
· система переменного тока напряжением 1х25 кВ 50 Гц;
· система переменного тока напряжением 2х25 кВ 50 Гц;
· система переменного тока напряжением 15 кВ частотой 16 2/3 Гц;
· системы переменного 50 кВ 50 Гц..
Преимущественно применяется тяга переменного тока напряжением 25 кВ.
2.1.4 Технико-экономическая эффективность электрификации железных дорог
Полезность и эффективность электрификации железных дорог радикально определилась в 1956г при принятии Генерального плана электрификации железных дорог. Сегодня электрифицированные линии при 47,7% протяжённости железных дорог России выполняют 78,3 % общего объёма ЖД перевозок в стране.
Основные преимущества электрической тяги перед автономной (тепловозной), имеющей генераторы на локомотивах, определяются централизованным электроснабжением:
1.Производство электроэнергии на крупных электростанциях уменьшает её стоимость.
2. Тепловозы работают только на дорогом дизельном топливе высокого качества.
3. При электрической тяги возможна рекуперация (возврат) электроэнергии в питающую сеть при электрическом торможении.
4. При централизованном электроснабжении реализуются большие мощности, скорости движения и веса поездов чем при автономном локомотиве.
5. Электровоз не имеет собственных генераторов энергии и поэтому он дешевле, надёжнее автономного локомотива тепловоза.
6. Электровоз имеет меньшие расходы на ремонт локомотива.
7. Опыт применения электрической тяги показал её значительную эффективность:
7.1. Значительная экономия топливно-энергетических ресурсов;
7.2. Значительная экономия электроэнергии за счёт рекуперации;
7.3. Значительно меньше эксплуатационные расходы.
7.4.Удельная повреждаемость электровоза в 3-4 раза меньше тепловозов
7.4. Электрическая тяга более экологична, чем тепловозная. При ограниченных габаритах тепловоза создать очистку выхлопных газов затруднительно. На ТЭЦ имеются большие возможности очистки газов и их утилизация.
7.5. Электрификация ЖД повышает провозную и пропускную способность.
Технико-экономические показатели электрической тяги по сравнению с тепловозной:
Основные показатели полигонов | Виды тяги | Кратность | |
Электрическая | Тепловозная | ||
1. Эксплуатационная длина, тыс. км | 40,3 (46,8%) | 45,7 (53,2%) | -------- |
2.Удельный вес общего объёма перевозок, % | 77,7 | 22,2 | 3,5 |
3. Средняя участковая скорость грузовых поездов, км/ч | 40,7 | 33,2 | 1,23 |
4.Средний вес грузового поезда брутто, тонн | 3484 | 2936 | 1,19 |
5. Производительность грузового локомотива, тыс. ткм брутто/сутки | 1479 | 961 | 1,54 |
6. Среднесуточный пробег грузового локомотива, км/сутки | 533,9 | 408,3 | 1,31 |
7.Средняя грузонапряжённость, млн. ткм/км | 23,1 | 5,7 | 4,05 |
8. Себестоимость перевозок, коп./ткм | 83.3 | 133,1 | 1, 6 |
9. Удельный расход условного топлива, кг на 104 ткм брутто (энергетическая эффективность) | 38,2 | 63,8 | 1,67 |
· Удельный вес общего объёма перевозок электрической тяги в 3,5 раза больше при меньшей протяженности линий 46,8% при ЭТ и 53,2% ТТ.
· Себестоимость (коп/ткм) перевозок электрической тягой в 1,5-2 ниже, чем тепловозной (рис.1);
· Энергетическая эффективность электрической тяги (удельный расход условного топлива, кг / 104 ткм брутто) выше в 1,4 – 1.6 раз;
· Весовые нормы поездов электрической тяги в 1,2 – 1.3 раза выше
· Ремонтно-эксплуатационные расходы содержания тепловозов в 2-2,5 раза выше, чем у электровозов. Значительная разница в себестоимости перевозок (коп./ткм) является устойчивой на протяжении всего периода электрификации и с течением времени имеет тенденцию к росту (рис.2).
· Грузонапряжённость (млн. ткм/км) электрифицированных линий в 4 раза выше тепловозных.
Мировые тенденции в развитии электрификации железных дороги и автономных видов тяги (обзор ВНИИЖТа) показал:
· В промышленно развитых странах большие объёмы грузовых и пассажирских перевозок осваиваются преимущественно электрической тягой;
· Грузонапряжённость в промышленно развитых странах на электрифицированных линиях в 2-4 раза выше тепловозных;
· При общей протяжённости железных дорог мира 954,6 тыс. км 25% составляют электрифицированные линии (238,5 тыс. км), 75% (около 716 тыс. км) – тепловозные линии (рис. 6);
· Распределение мирового объёма перевозок между этими видами тяги примерно одинаково по 50% (рис.6);
· Грузонапряжённость электрифицированных железных дорог мира в 3 раза выше, чем на тепловозных линиях;
· Промышленно развитые страны больший объем перевозок выполняют электрической тягой.
· Серьёзным преимуществом ЭТ является экономия жидкого топлива, мировые запасы которого иссякают.
Для России оптимальным является электрификация 50-60% общей протяжённости железнодорожной сети с выполнением электрической тягой 80-90% общего объёма перевозки грузов.
Критический грузооборот Ткр, выше которого целесообразен перевод тепловозной тяги на электрическую, для России Ткр = 20-25 млн. ткм брутто. За рубежом: Англия – 44,Польша – 10, Германия – 16 млн. ткм брутто.
Величина Ткр корректируется в пользу дальнейшей электрификации железных дорог России из-за перспективы увеличения стоимости дизельного топлива.
На слабонагруженных не протяжённых тепловозных ответвлениях и соединительных линиях целесообразно применение упрощенной системы электрификации. Применено для участка Хребтовая – Усть-Илимская ВСЖД.
Использование тепловозной тяги целесообразно:
· Транспортное обеспечение малозагруженных и малодеятельных участков;
· Линии, имеющие социальное значение для жизнеобеспечения населения в слабо развитых регионах;
· Участки, где отсутствует внешнее электроснабжение;
· Военно-стратегическое значение тепловозной тяги;
· Прикрытие электрифицированных линий в аварийных и экстремальных ситуациях.
Политика
· перевод на электрическую тягу ЖД линий и участков считать приоритетной задачей развития ЖД транспорта в ближайшей перспективе.
· Наибольший эффект от электрификации достигается повышением веса и длины поездов.
· Целесообразным является перевод постоянного тока на переменный.
На ЖД преимущественное развитие получила ЭТ по системе однофазного переменного тока промышленной частоты напряжением 25 кВ по следующим причинам:
· по сравнению с постоянным током эксплуатационные расходы на переменном токе на 15-20 % ниже;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 |
