книги из ГПНТБ / Сорокин, Владимир Иванович. Промышленные электровозы учебное пособие для учебно-курсовой сети и для подготовки квалифицированных рабочих на производстве
.pdf
В. И. Сорокин
Промышленные
электровозы
О д о б р е н о Ученым Советом Государственного комитета Совета Министров СССР
по профессионально-техническому образованию в качестве учебного пособия
для учебно-курсовой сети и для подготовки квалифицированных рабочих на производстве
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ
М о с к в а 1 9 6 0
■— - ____
**0G. ПУБ.
[jj i
К' f ирИБЯИиГЕ)
АННОТАЦИЯ
В книге даны общие сведения об элек трифицированных железных дорогах, описано механическое и электрическое оборудование электровозов, приведены правила эксплуатации электровозов, а также организация их ремонта и тех ника безопасности при обслуживании электровозов.
Книга является учебным пособием для подготовки машинистов электрово зов на угольных карьерах.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В контрольных цифрах развития народного хозяйства СССР
на 1959—1965 гг., утвержденных XXI съездом КПСС, особое вни мание уделяется развитию добычи полезных ископаемых наибо лее эффективным — открытым способом. Добыча угля открытым способом за этот" период увеличится в 1,4 раза, объем добычи руд цветных металлов открытым способом увеличится более чем в 2,8 раза. Для обеспечения черной металлургии железной рудой предусматривается освоение новых железорудных месторожде ний, которые в основном будут разрабатываться также откры тым способом.
При разработке месторождений открытым способом породы вскрыши и полезное ископаемое перемещаются главным обра зом железнодорожным транспортом, в котором электрическая тяга, как наиболее эффективная, получает исключительное рас пространение.
Введение в эксплуатацию электрифицированных железнодо рожных путей на новых карьерах и электрификация путей на эксплуатируемых требует подготовки хорошо обученных и знаю щих свое дело машинистов и помощников машинистов электро возов.
Настоящая книга имеет целью оказать этим лицам помощь
визучении современных мощных промышленных электровозов.
Вкниге дано описание механической, электрической и пневма тической частей мощных промышленных электровозов, приво дятся основные сведения по эксплуатации электровозов и орга низации их ремонта, а также необходимый минимум сведений по технике безопасности при обслуживании электровозов.
Рассматривая впервые большинство мощных промышлен ных электровозов в небольшой по объему книге, автор не может претендовать на исчерпывающую полноту описания устройства и обслуживания этих электровозов и будет благодарен за все
указания на недостатки книги.
Автор выносит глубокую благодарность инж. А. Д. Коломийцеву за большую работу, проведенную им при подготовке рукописи к печати.
Г л а в а I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
§ 1 КРАТКИЙ о б з о р р а з в и т и я ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ в СССР
Электрическую энергию для целей тяги впервые применил русский ученый Б. С. Якоби. В 1838 г. Б. С. Якоби установил изобретенный им электродвигатель постоянного тока на судне и, питая двигатель от батареи гальванических элементов, заставил это судно с пассажирами двигаться против течения со скоростью 2,8 км/ч. Электрическая тяга на железнодорожном транспорте впервые в виде опытов была применена в апреле 1876 г. рус ским инженером Ф. Л. Пироцким в районе г. Сестрорецка на конной железной дороге.
Практическое применение электрическая тяга вначале нашла на городских железных дорогах (трамваях). Одним из первых в мире был построен трамвай в г. Киеве (1892 г.). После этого строительство трамваев началось и в других крупных городах России.
Однако, несмотря на передовую роль русских ученых и инже неров в области применения электроэнергии для целен тяги, ши рокого применения электрическая тяга в царской России вслед ствие экономической отсталости страны не получила.
В СССР электрификация железных дорог началась вскоре после принятия плана ГОЭЛРО. 6 июля 1926 г. был переведен на электрическую тягу пригородный участок Баку—Сабунчи— Сурахаиы на напряжении 1200 в постоянного тока. В 1929 г. был введен в эксплуатацию электрифицированный пригородный участок Москва—Мытищи Ярославской железной дороги. За тем были переведены на электрическую тягу участок Хашури— Зестафопи Закавказской железной дороги, отдельные участки Свердловской, Томской, Южно-Уральской, Кировской, Сталин ской, Закавказской и Ярославской железных дорог.
С развитием тяжелой индустрии и освоением нашей промыш ленностью выпуска магистральных и промышленных электро возов была создана материальная база для электрификации
5
железнодорожного транспорта открытых горных разработок по лезных ископаемых.
Электрическая тяга была введена на Магнитогорском руд нике, на медных и асбестовых разработках, на добыче торфа и других предприятиях. На угольных карьерах электрическая тяга
впервые введена в 1949 г. (Богословские и Коркинские карь еры) .
Первые промышленные электровозы сцепным весом 17—25 т были изготовлены для электрокомбината им. Куйбышева и Ба кинского трамвая в 1926 г. Магистральные электровозы ВЛ-19 начали изготовлять с 1932 г.
Тяжелые промышленные электровозы серии СО сцепным ве сом 92 т стали выпускать с 1937 г. для Прибалхашского комби ната. После второй мировой войны наша промышленность изго
товляла промышленные электровозы |
1УКП-1 сцепным весом |
80 т для напряжения 825 и 1650 в |
постоянного тока. Выпу |
скаются магистральные электровозы ВЛ-22м, ВЛ-23 на напря жение 3300 в сцепным весом 132 т, мощный электровоз Н8 сцеп ным весом 180 т и электровоз переменного тока НО с напряже нием в контактной сети 22 000 в.
Ведутся работы по проектированию промышленных электро возов переменного тока напряжением 6000 в и частотой 50 гц сцепным весом 100—120 и 150—180 т. В 1960 г. должно быть выпущено 10 электровозов сцепным весом 100 т. В настоящее время поступают электровозы EL-1 и EL-2 из ГДР и 21Е-1 из Чехословакии. Изготовляются опытные образцы самоходных думпкаров, т. е. думпкаров, оборудованных электродвига телями. Выяснено, что тяга самоходными думпкарами для карьеров глубиной 100—500 м обладает существенными экономическими преимуществами по сравнению с электро возной.
§ 2. ПИТАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ
П р о и з в о д с т в о э л е к т р и ч е с к о й э н е р г и и . Питание электрифицированных участков железнодорожных путей уголь ных карьеров производится от центральных или районных элек трических станций. На тепловых электрических или гидроэлек трических станциях вырабатывается переменный трехфазный ток частотой 50 гц.
Тепловые центральные электрические станции обычно соору жаются в непосредственной близости от естественных запасов топлива (угля или торфа). Топливо сжигается в топках паро вых котлов; получаемый от котлов пар при помощи паропрово дов подводится к паровым турбинам и приводит их во враще ние. На одном валу с паровой турбиной вращается генератор электрической энергии. Выработанный генератором переменный трехфазный ток подается на повысительную подстанцию, где
е
первичное напряжение генераторов 6—11 кв в зависимости от расстояний до потребителя энергии повышается до 35, 110, 220 или 400 кв.
На гидроэлектрических станциях для приведения во враще ние водяных турбин используется напор воды, создаваемый плотиной. Электрическая энергия, вырабатываемая гидрогенера торами так же, как и в тепловых станциях, поступает на повысительную подстанцию и далее по линиям передач к потре
бителям. |
осуществляется |
П е р е д а ч а э л е к т р и ч е с к о й э н е р г и и |
|
линиями электропередачи; при расположении |
потребителя в |
непосредственной близости от электростанции электрическая энергия может передаваться при напряжении 6—10 кв, однако в большинстве случаев потребители бывают расположены на до вольно больших расстояниях от центральных станций — до не скольких сот километров. При этом обычно применяются зна чительно более высокие напряжения, которые являются эконо мически более целесообразными, так как для той же мощности уменьшается величина тока. Линии электропередачи в СССР
выполняются воздушными или подземными и строятся на напря жение 6, 10, 35, 110, 150, 220, 400 и 500 кв.
Для увеличения надежности воздушных линий они во многих случаях выполняются двухцепными, т. е. на одних и тех же опо рах прокладываются две параллельные линии.
В районе потребления напряжение понижается на понизи тельной подстанции, принципиально ничем не отличающейся от повысительной подстанции. Обычно сооружаются районные по низительные подстанции, от которых по линиям напряжением 35, 10 или 6 кв питаются непосредственно потребители электриче ской энергии, в том числе и тяговые подстанции электрифициро
ванных |
путей угольных карьеров. |
Т я г |
о в ы е п о д с т а н ц и и являются наиболее ответствен |
ными звеньями в общей системе электроснабжения электрифици рованных участков железнодорожных путей угольных карьеров; от правильного выбора их мощности и конструктивного выпол нения зависит в основном надежное и бесперебойное снабжение электровозов электроэнергией.
Тяговая подстанция состоит из распределительного устрой ства переменного тока высокого напряжения, ртутно-выпрями тельных агрегатов, распределительного устройства постоянного тока напряжением 1500 или 3000 в, устройства собственных нужд.
В распределительном устройстве переменного тока высокого напряжения происходит распределение получаемой по линии передачи электрической энергии между ртутно-выпрямитель ными агрегатами и другими потребителями тяговой подстанции. Это устройство выполняется в виде одинарной или двойной си стемы шин, к которой с одной стороны подходят питающие линии
7
передачи, с другой — отходят линии для питания ртутных вы прямителей и трансформаторов собственных нужд.
Выпрямленный ток от ртутно-выпрямительных агрегатов по дступает на шины распределительного устройства постоянного тока напряжением 1500—3000 в. Ртутно-выпрямительные агре гаты со стороны постоянного тока защищаются быстродействую щими автоматами.
Для питания цепей защиты и сигнализации на тяговой под станции устанавливается аккумуляторная батарея напряжением
110—220 в.
Э л е к т р о т я г о в а я с е т ь служит для передачи электриче ской энергии от шин тяговой подстанции к электроподвижному составу. Электротяговая сеть состоит из питающих линий, кон тактной сети, рельсовой сети и отсасывающих линий.
П и т а ю щ и е л и н и и отходят от шин тяговой подстанции и присоединяются к контактной сети непосредственно или через распределительные посты контактной сети. Каждая питающая линия на тяговой подстанции имеет максимальную защиту. Пи тающие линии могут выполняться воздушными или кабельными. В большинстве случаев на угольных карьерах эти линии выпол няются воздушными.
К о н т а к т н о й с е т ь ю называется часть электротяговой сети, состоящая из проводов, расположенных вдоль электрифи цированных путей и служащих для подведения электрической энергии к токоприемникам электроподвижного состава.
В зависимости от скорости движения и мощности применяе мых электровозов существует много систем воздушной контакт ной сети, которые в основном можно свести к следующим: про стая подвеска контактного провода (рис. 1, а и б) и цепная под веска контактного провода (рис. \,в иг).
Простая подвеска контактного провода в свою очередь мо жет быть подразделена на компенсированную подвеску и жест кую подвеску. При жесткой подвеске контактный провод жестко закрепляется в каждой точке подвески (рис. 1,а). Регулировка тяжения провода при изменении температурных режимов осуще ствляется температурными винтами. Простая жесткая подвеска контактного провода применяется на угольных карьерах на пере движных железнодорожных путях.
Компенсированная простая подвеска отличается от жесткой тем, что в контактном проводе поддерживается постоянное тяжение при помощи грузов (компенсаторов). Таким образом, при этой системе подвески отпадает необходимость ручной регули ровки тяжения контактного провода при изменении температур ных режимов. Благодаря простоте и сравнительно несложному конструктивному выполнению простая компенсированная под веска контактного провода (рис. 1,6) нашла широкое примене ние на электрифицированных участках железнодорожных путей угольных карьеров. Простая подвеска обеспечивает удовлетвори
8