Loading

Zakres stosowania trakcji elektrycznej na PKP

mgr inż. Włodzimierz Wasilewicz mgr inż. Feliks Frontczak
st. projektant w CBPBBK "Kolprojekt"

 

"Trakcja i Wagony" Nr.10-11-12/1981

UKD:621.331: [656.2:338.47]

 

1. Stan istniejący i dotychczas przyjmowane kryteria elektryfikacji linii

Transport kolejowy odgrywa podstawową rolę w produkcji lądowych usług transportowych. Proces technologiczny stosowany do przewozów kolejowych wpływa w decydujący sposób na gospodarkę kolejową i ma również duże znaczenie dla całokształtu gospodarki narodowej.
Warunkiem właściwego rozwoju transportu "kolejowego jest sukcesywne zastępowanie trakcji parowej przez nowoczesne trakcje - elektryczną i spalinową - w tempie możliwie najszybszym. Potrzeba eliminacja trakcji parowej na PKP jest bezsporna już od dawna.
Prawidłowe ukierunkowanie i właściwy przebieg modernizacji trakcji wymaga perspektywicznego podziału zadań przewozowych między trakcją elektryczną i spalinową, a zatem na 2 części, tj. zelektryfikowaną i nie zelektryfikowaną. Dalszy rozwój gospodarczy i społeczny będzie charakteryzować się wzrostem zapotrzebowania na przewozy.
Przebieg modernizacji trakcji jest uwarunkowany przede wszystkim: względami technicznymi poszczególnych rodzajów trakcji oraz energetycznymi i ekonomicznymi. Uwzględnienie planowanego, znacznego wzrostu zadań przewozowych tak ilościowego, jak i jakościowego, jest związane z koniecznością spełnienia następujących podstawowych warunków:
- ograniczenie zużycia energii i paliw,
- ograniczenie zależności gospodarki od importu energii i paliw na użytek transportu,
- zapewnienie małych kosztów eksploatacji,
- możliwie najlepsza ochrona środowiska.

Spełnienie tych warunków zapewnia daleko posunięta elektryfikacja transportu, jako że kolejowa trakcja elektryczna jest najbardziej korzystnym rodzajem trakcji - z punktu widzenia każdego z tych warunków.
Do 1.01.1981 r. zelektryfikowano na PKP/ 6 868 km linii, tj. 28,1% długości sieci, na których w 1980 r. została wykonana praca przewozowa 204,3 min btkm, tj. 61,1% ogólnej pracy PKP (trakcja parowa ok. 7%, trakcja spalinowa ok. 32%). Elektryfikacja PKP była realizowana przez dłuższy czas w stopniowo rosnącym tempie, począwszy od 30,4 km/rok w latach 1946- 1950 aż do 470 km w 1975 r.
Plany elektryfikacji na lata 1976-1980 przewidywały co najmniej 2100 km linii, jednakże nie zostały one zrealizowane. W 1977 r. tempo elektryfikacji uległo zasadniczemu zwolnieniu. W latach 1978, 1979 i 1980 zelektryfikowano jedynie po ok. 190 km rocznie. Średnie tempo elektryfikacji za lata 1976-1980 wyniosło 256 km/rok.
Zahamowanie procesu elektryfikacji PKP w ostatnich latach spowodowało konieczność jeszcze znacznego udziału w eksploatacji trakcji parowej (unikalne zjawisko w skali europejskiej), bo aż ok. 7%, która zużyła na to 1,55 min ton węgla umownego, a trakcja elektryczna na wykonanie 61% pracy przewozowej zużyła 4,098 mld kWh energii-elektrycznej. Na jej wytworzenie zużyto w elektrowniach jedynie 1,7 min ton węgla umownego. Zmniejszenie tempa elektryfikacji spowodowało również odsunięcie ostatecznego terminu likwidacji na PKP trakcji parowej na okres po 1985 roku.
Dotychczas były elektryfikowane linie o naj-, większym obciążeniu pracą przewozową (średnie natężenie pracy przewozowej na liniach zelektryfikowanych PKP wynosiło w 1980 r. 29,7 min btkm/km przy średnim natężeniu o-gólnym dla sieci PKP ok. 14 min btkm/km, zaś dla linii nie zelektryfikowanej ok. 8 min btkm/ /km).
Natężenie pracy przewozowej na poszczególnych liniach przyjmowane było dotychczas jako podstawa do rozpatrywania i kwalifikowania linii do elektryfikacji. W warunkach PKP już ok. 1970 r. została przesądzona sprawa opłacalności elektryfikacji wszystkich linii, o- natężeniu pracy przewozowej powyżej 10 min btkm/ /km (linie 2-torowe). Obliczony w 1975 r., w związku z pierwszą podwyżką cen paliwa płynnego, nowy próg elektryfikacji uzasadnił obniżenie tego granicznego natężenia do 8,7 dla linii 2-torowej i 5,7 min btkm/km dla linii 1-torowej.

 

2. Założenia obliczeniowe, metody rachunku techniczno-ekonomicznego, wyniki obliczeń

Ze względu na likwidację trakcji parowej, prawidłowe przeprowadzenie modernizacji trakcji wymaga określenia perspektywicznego podziału zadań przewozowych PKP między trakcją elektryczną i spalinową. Wiadomo, że trakcja elektryczna ze względu na swe znacznie mniejsze koszty eksploatacyjne oraz koszty zakupu taboru trakcyjnego, jak również większe możliwości techniczne jest wprowadzana na liniach o większym natężeniu pracy przewozowej. Szczegółowe określenie granicy opłacalności stosowania trakcji elektrycznej sprowadza się do porównawczego obliczenia wszystkich kosztów (inwestycyjnych i eksploatacyjnych), aby wykonać określoną na poszczególnych liniach pracę przewozową. Taki rachunek ekonomiczny można przeprowadzać dla poszczególnych linii o znanej strukturze pracy przewozowej i określać progi opłacalności stosowania trakcji elektrycznej w funkcji natężenia pracy przewozowej. Progi takie określa się dla paru wariantów struktury przewozów (% udziału ruchu pasażerskiego w ogólnej pracy przewozowej, który waha się w granicach 0-40%, przy tym większy udział pracy pasażerskiej jest czynnikiem sprzyjającym elektryfikacji)
W ostatnim czasie, ze względu na gwałtowne zmiany ceny paliwa płynnego oraz dalszy przewidywany wzrost, przy uwzględnieniu pewnego wzrostu ceny energii elektrycznej (wzrost ceny węgla), progi takie określa się również w funkcji przewidywanych cen paliwa i energii.
Przy obliczaniu progów elektryfikacji przeprowadza się rachunek porównawczy, przyjmując najważniejsze pozycje nakładów i kosztów różniących się w sposób znaczący w obu porównywanych trakcjach. Są to:
- nakłady inwestycyjne na tabor trakcyjny i uzupełniający (wagony pasażerskie zastępujące w trakcji spalinowej wagony zespołów elektrycznych), na budowę zaplecza naprawczego taboru trakcyjnego oraz na urządzenia zasilające trakcji elektrycznej,
- koszty eksploatacji związane ze zużyciem energii i paliwa trakcyjnego, z płacami drużyn trakcyjnych oraz z utrzymaniem taboru i urządzeji zasilających trakcji elektrycznej itd.
Nakłady inwestycyjne są przyjmowane do rachunku z uwzględnieniem obowiązującego w kraju oprocentowania kapitału (8%) i stawek amortyzacyjnych. Rachunek przeprowadza się dla umownej linii o długości 100 km. Rachunek taki został przeprowadzony dla następujących cen paliwa i energii:

Tablica 1

  1979 1982 1985 1990
Cena energii elektrycznej za 1 kWh   0,64 zł   0,64 zł   0,70 zł   0,80 zł
Cena oleju napędowego wraz z olejem smarnym za 1 kg   5,92 zł   11,0 zł   13,2 zł   16,5 zł
Cena oleju napędowego za 1 kg 5,40 zł 10,0 zł 12,0 zł 15,0 zł

Tablica 2

Udział ruchu pasażerskiego Cena paliwa
1979 1982 1985 1990
linia
2-tor 1-tor 2-tor 1-tor 2-tor 1-tor 2-tor 1-tor
0% 16,3 11,5 10,0 7,1 8,7 6,2 7,3 5,2
20% 10,3 7,3 6,8 4,8 6,0 4,2 5,1 3,6
40% 8,9 6,3 5,8 4,1 5,1 3,6 4,3 3,0

 

1979 r. - wg obecnych cen (analityczna cena energii elektrycznej ustalona wg ustaleń PIGPE z 1979 r. - nieco wyższa od płaconej przez PKP),
1982, 1985, 1990 r. - wg szacunku cen dla podanych lat, przy uwzględnieniu ich wzrostu na Tynku światowym.

Układ przyjętych do rachunku cen dla podanych umownych okresów podano w tablicy 1.
Uzyskane przy powyższych założeniach wartości progów elektryfikacji przedstawiono w tablicy 2 (w min btkm/km na rok).
Wartości oznaczone w tablicy 2 drukiem wytłuszczonym stanowią zasadnicze wartości progowe do określania zakresu elektryfikacji.
Kwalifikowanie poszczególnych linii sieci PKP do elektryfikacji następuje na zasadzie porównania przewidywanego natężenia pracy przewozowej na tych liniach z wartością progową, obliczoną z punktu widzenia opłacalności ekonomicznej, przy uwzględnieniu zarówno charakteru linii, jak i przewidywanej pracy przewozowej. Ponadto należy uwzględniać dodatkowe czynniki kwalifikujące linię i odcinki do elektryfikacji, nawet bez względu na kryterium wydajności ekonomicznej, do której należą:
- tworzenie pełnych zelektryfikowanych ciągów komunikacyjnych i układów eksploatacyjnych,
- zapewnienie elastyczności układu (więcej niż 1 połączenie zelektryfikowane między 2 ważniejszymi punktami sieci kolejowej) i tworzenie zapasu zdolności przewozowej,
- rozwój istniejących i powstających ośrodków przemysłowych, górniczych i innych ośrodków gospodarczych oraz skupisk o-siedleńczych, wymagających obsługi nowymi układami komunikacyjnymi lub uzupełnień w istniejącym układzie,
- elektryfikacja odcinków uzupełniających system obsługiwany trakcją elektryczną,
- uwzględnienie regionów szczególnej ochrony środowiska oraz turystyki i rekreacji.

3. Prognoza przewozów i obciążeń poszczególnych linii

Sieć PKP (linie normalnotorowe) wynosi o-becnie ok. 24 tys. kilometrów i nie należy oczekiwać w przyszłości większych zmian (pewne linie będą ulegać likwidacji, a jednocześnie będą budowane nowe). Systematycznie zwiększa

się i będzie się zwiększał udział linii 2- i więcej torowych (Ok. 7800 km w 1970 r., ok. 8 100 km w 1975 r., ok. 8 800 km w 1980 r., ok. 9 900 km w 1990 r. i ok. 11 400 km w 2000 r.).

Zadania przewozowe PKP systematycznie wzrastają tak w ruchu towarowym, jak i pasażerskim, co jest związane z rozwojem naszej gospodarki i społeczeństwa. Według przewidywań trend ten będzie utrzymywał się aż do 2000 r., a sytuacja związana z trudnościami na rynku paliw płynnych spowoduje niewątpliwie pewne przesunięcie^ z transportu samochodowego na kolejowy i przyczyni się do wzrostu pracy przewozowej kolei. Przewidywany wzrost ogólnych zadań przewozowych PKP przedstawiono w tablicv 3.

Tablica 3

Rok 1950 1960 1970 1975 1980 1985 1990 2000
Mld btkm 93,9 164,7 248,5 317,3 334,3 418,4 503,0 668,4
Trend rozwojowy 1950 r. = 1 1,0 1,75 2,64 3,38 3,56 4,45 5,34 7,10
1980 r. = 1   1,0 1,25 1,50 1,99

 

Kwalifikowanie poszczególnych linii sieci PKP do elektryfikacji przebiega przede wszystkim na zasadzie porównywania przewidywanego natężenia pracy przewozowej na tych liniach z wartością progową, obliczoną z punktu widzenia kryterium opłacalności ekonomicznej, przy uwzględnieniu zarówno charakteru linii, jak i struktury ruchu oraz przewidywanej na niej pracy przewozowej. Dlatego też rozkład obciążeń pracą przewozową na poszczególne linie kolejowe jest bardzo istotny.

Tablica 4

  1975 r. 1980 r. 1985 r. 1990 r. 2000 r.
Długość lini kolejowej ogółem (km)
w tym o natężeniu (mln btkm/km/rok)

powyżej 90

60÷90
25÷60
10÷25
3÷10
3
23 766 24 356 24 000 24 000 24 000
 
- - 367 551 856
367 791 749 596 1 579
2 476 2 909 3 534 4 503 4 215
4 823 5 656 5 900 6 300 6 850
6 750 6 500 4 250 5 300 3 300
9 350 8 500 8 200 7 750 7 200

Dotyczy to zarówno linii, które wchodzą w rachubę do elektryfikacji, jak też linii już zelektryfikowanych, na których ma miejsce wzrost natężenia pracy przewozowej w takim stopniu, iż konieczna jest rekonstrukcja układu zasilającego trakcji elektrycznej, zbudowanego dawniej, lecz nie przewidzianego do tak wielkich obciążeń.

Przewidywany rozkład unii PKP w km, wg natężeń pracy przewozowej w poszczególnych latach, przedstawiono w tablicy 4 oraz na rysunku 1.

Rys. 1. Struktura obciążenia pracą przewozową linii PKP w latach 1975-2000

Na podstawie powyższych rozważań ustalono, ilość w kilometrach linii kwalifikujących się do elektryfikacja w poszczególnych okresach. Odnośne dane podano w tablicy 5.

Ponadto ocenia się, że linie o "przyprogowym" natężeniu ruchu, lecz kwalifikujące się w latach 1990-2000 do elektryfikacji - ze względów techniczno-ruchowych - obejmą od 1000 do 1500 km.

4. Tempo elektryfikacji a horyzont czasowy jej zakończenia

Biorąc pod uwagę stan elektryfikacji istniejący pod koniec 1980 r. oraz tendencje rozwoju ruchu kolejowego, podane wyżej, można rozpatrzyć horyzont czasowy całkowitej realizacji elektryfikacji PKP. Jak wiadomo możliwości istniejące w tym zakresie są całkowicie rozbieżne z potrzebami, warto jednak jako symptom naszej obecnej sytuacji przedstawić następujące wyliczenie: wg danych z punktu 3 linii "dojrzałych" do elektryfikacji było w 1976 r. 13 000 km, a w 1980 r. 14 000 km. W 1976 roku zelektryfikowano 5988 km, a więc do wykonania było 7012 km, stan zaś elektryfikacji w 1980 r. - 6868 km, a do wykonania 7132 km. Zatem ilość linii do elektryfikacji wzrosła o 120 km. Przy obecnym tempie elektryfikacji stosunki takie będą istniały do 1990 r.

Uwzględniając jedynie zakres elektryfikacji umotywowany rachunkiem ekonomicznym (bez linii "przyprogowych"), opracowano wykresy przedstawione na rysunku 2 (linie przerywane) określające przebieg elektryfikacji PKP przy stałym tempie 200, 300, 400, 500 i 600 km/rok. Wyniki zebrano w tablicy 6.Oczywiście są to terminy teoretyczne, natomiast przejścia od obecnego tempa elektryfikacji do tempa maksymalnego oraz od tempa

Tablica 5

Rok obliczeniowy 1980 1985 1990 2000
Linie nadające się do elektryfikacji [km] 14 000 15 000 16 000 17 000
% sieci PKP 57 5 62 5 66 5 71 0

Tablica 6

Tempo średnio roczne [km/rok] .600 500 400 300 200
Rok zakończenia elektryfikacji 1996 2000 2007 2021 po roku
2040

maksymalnego do zakończenia elektryfikacji - muszą odbyć się stopniowo. Na rysunku 2 przedstawiono górny zakres elektryfikacji linii PKP umotywowany ekonomicznie i technicznie oraz dwie propozycje przebiegu realizacji elektryfikacji: przy maksymalnym tempie 500 km/ /rok (krzywa 1) i 600 km/rok (krzywa 2). Z wykresów tych wynika, że nawet przy maksymalnym tempie 600 km/rok nie można oczekiwać zakończenia elektryfikacji przed 2000 rokiem, a przy tempie maksymalnym 500 km/rok - przed 2007 rokiem.Oba terminy są bardzo odległe oraz wiążą się, z uwagi na wymieranie trakcji parowej, z koniecznością zastosowania najpierw trakcji spalinowej (tabor i całe zaplecze), a potem jej wymiany na trakcję elektryczną. Szkodliwość takiego rozwiązania jest oczywista i nie wymaga dokładniejszego omawiania.
Dla określenia kosztów inwestycji rocznych i spodziewanych korzyści eksploatacyjnych wykonano dodatkowe obliczenia przy następujących założeniach:
- przyjęto średnie koszty inwestycyjne i przewidywane oszczędności eksploatacyjne, wg średnich danych ustalonych w ZTE, elektryfikacji średnio dla 6 linii kolejowych,
- ustalone dane odniesiono do obliczeniowej linii 2-torowej o długości 100 kni i średnich przewozach17 min bt/rok,
- obliczenia wykonywano osobno dla każdego roku, uwzględniając roczne koszty inwestycji oraz roczne zyski eksploatacyjne, dla obu wariantów (1 i 2),
- za początek obliczeń przyjęto 1981 r. oraz uwzględniono, że inwestycje będą realizowane w ciągu 2 lat, tzn. zyski eksploatacyjne wystąpią dopiero w 2 lata po rozpoczęciu inwestycji.

 

Rys. 2. Warianty tempa elektryfikacji i horyzont czasowy jej zakończenia

wariant 1- przewidywany przebieg realizacji przy tempie maksymalnym 500 km/rok,
wariant 2 - jw., lecz przy tempie maksymalnym 600 km/rok
Na podstawie powyższych danych uzyskano wyniki, przedstawione graficznie na rysunku 3. Wynika z niego, że już po 5 latach następuje samospłata całych nakładów inwestycyjnych, a dalsze nakłady są z nawiązką pokrywane przez zyski eksploatacyjne.
Z analizy wykonanej jeszcze w 1972 r. przez COBiRTK wynika, że chcąc zaspokoić wzrastające przewozy i tempo wypierania trakcji parowej - przez trakcję elektryczną należałoby elektryfikować co najmniej 500 km linii rocznie. Również na sesji naukowej w 1976 r., poświęconej 40-leciu trakcji elektrycznej na PKP, przyjęto we wnioskach jako wskazane tempo 600 km/rok. Tempo takie nie było na PKP nie tylko nigdy osiągnięte, ale nawet nie planowane, gdyż wymagało spełnienia co najmniej 3 warunków, tj.:
- rozbudowy, z odpowiednim wyprzedzeniem, energetyki zawodowej zarówno w zakresie źródeł energii, jak i linii przesyłowych oraz stacji rozdzielczych na obszarach mających linie kolejowe przewidziane do elektryfikacji,
- rozbudowy przemysłu dostarczającego PKP tabor oraz aparaty, urządzenia elektryczne, osprzęt i materiały,
- rozbudowy potencjału własnego PKP w zakresie: biur projektowych, przedsiębiorstw budowlano-montażowych; przygotowania kadr do eksploatacji (wraz z zapleczem mieszkaniowym), zwiększenia służb inwestycyjnych itd.

Rys. 3. Wyniki rachunku nakładów inwestycyjnych i zysków eksploatacyjnych wg tempa elektryfikacji PKP

wariant 1 - przewidywany przebieg realizacji przy tempie maksymalnym 500 km/rok,
wariant 2 - jw., lecz przy tempie maksymalnym 600 km/rok

Należy też uwzględnić, że są już prowadzone rekonstrukcje i remonty kapitalne istniejących urządzeń (sieć trakcyjna, układ zasilania, tabor), które wymagają od przemysłu dodatkowych dostaw, a częściowo obciążają energetykę dodatkowymi punktami zasilania oraz wzrostem mocy i energii pobieranej.
Z podanych powodów wariant 2 (tj. 600 km/rok) uznano za nierealny w naszych warunkach, tym bardziej że tempo takie trzeba by utrzymywać przez 11-i-12 lat. W naszych warunkach można przyjąć za realne tempo 400 km/rok, które było już na PKP osiągane przez 3 lata. Jest to jednak .tempo niewystarczające. Dlatego należy postulować tempo maksymalne 500 km/rok, tj. wariant 1, które jest z jednej strony mobilizujące, a z drugiej zapewnia zbliżenie momentu zakończenia elektryfikacji PKP. Jak wykazano wyżej, tempo to należy utrzymywać przez co najmniej 16 lat.

5. Perspektywy systemu prądu stałego 3 kV na PKP

Ze względu na stały wzrost przewozów na liniach zelektryfikowanych oraz nacisk służby ruchu, aby prowadzić pociągi coraz to cięższe - powstaje pytanie, czy istniejący system 3 kV prądu stałego będzie mógł w przyszłości zaspokoić wzrastające potrzeby ruchowe.

5.1. Graniczne możliwości systemu prądu stałego 3 kV

Problem ten rozpatrzono szczegółowo w o-pracowaniu Politechniki Łódzkiej z 1974 r. i po uwzględnieniu różnych kryteriów stwierdzono,ze:
- istniejący system trakcji elektrycznej 3 kV prądu stałego może, po odpowiednim jego wzmocnieniu, zapewnić realizację przewozów planowanych aż do 2000 r.,
- system ten można wzmacniać "różnymi sposobami, np. przez:
- umieszczenie nowych podstacji między podstacjami istniejącymi; jest to sposób radykalny choć kosztowny,
- zwiększenie przekroju sieci trakcyjnej, co jest z reguły możliwe przy wykorzystaniu istniejących konstrukcji wsppr-czych. Wzrost przekroju sieci zapewnia wiele 'korzyści, z których wymienimy jedynie: zmniejszenie strat energii, wyższy poziom napięcia średniego, lepszą selekcję i wyłączanie zwarć,
- zwiększenie mocy podstacji trakcyjnych. Można to osiągnąć przez dostawienie dalszych zespołów prostownikowych (w wielu podstacjach jest rezerwowe miejsce) lub przez zmianę zespołów istniejących na większe, które jednak mieszczą się w istniejących stoiskach,
- budowę punktów połączeń poprzecznych między istniejącymi podstacjami i kabinami. Jest to sposób względnie tani, lecz o ograniczonym oddziaływaniu i związany z pewnymi komplikacjami w zakresie właściwego zabezpieczenia urządzeń.
Należy również zauważyć, że jeżeli wzrost mocy podstacji trakcyjnej nie jest radykalny, to istniejące linie zasilające WN nie wymagają przebudowy, gdyż są one obliczane na ekonomiczną gęstość prądu. Kryterium to jest z reguły znacznie ostrzejsze niż wymagania w stosunku do spadków napięcia lub dopuszczalnego nagrzewania przewodów.
Obecne natężenie przewozów na liniach PKP ustępuje w Europie jedynie przewozom na kolejach ZSRR. Należy przy tym zauważyć, że transportochłonność na jednostkę produkcji w Polsce jest znacznie większa jak w wielu krajach Europy Zachodniej. Można założyć, uwzględniając obecną sytuację kraju i zapowiadane zmiany w życiu gospodarczym, że tempo wzrostu przewozów oraz związane z tym wymagania dotyczące trakcji elektrycznej będą znacznie mniej dynamiczne.
Należy również przeanalizować celowość techniczną i opłacalność prowadzenia coraz to cięższych pociągów zamiast zwiększania ich liczby..Z wykonanych już analiz skutków wprowadzania ciężkich pociągów na linie zelektryfikowane wynikają dwa podstawowe wnioski:
- wprowadzenie pociągów ciężkich zmusza do znacznego rozbudowania istniejących urządzeń zasilających,
- wykorzystanie granicznych możliwości tych urządzeń jest małe, gdyż pociągi ciężkie stanowią jedynie część liczby pociągów towarowych, a nierównomierność obciążeń zmusza do zamawiania dużych mocy w Energetyce Zawodowej, której urządzenia są wykorzystywane tylko przez krótki czas. Powoduje to znaczne koszty nie umotywowane średnim wzrostem przewozów.
Wyniki eksploatacyjne kolei ZSRR [2] wykazują, że system trakcji elektrycznej 3 kV prądu stałego pozwala na prowadzenie przewozów, nawet o natężeniu 110 min ton netto na linii 2-torowej. Zakładając, że przewozy netto stanowią ok. 50% przewozów brutto, otrzymamy natężenie przewozów brutto ok. 220 min/ /rok - oczywiście przy odpowiednio- mocnym układzie zasilania. Przewozów o takim natężeniu na PKP nie ma i wątpliwe jest, czy w realnym czasie będą osiągnięte. Zatem w świetle doświadczenia uzyskanego przez koleje ZSRR można stwierdzić, że istniejący u nas system trakcji 3 kV prądu stałego jest w stanie podołać wszelkim przewozom, jakie na PKP mogą być prowadzone.

5.2. Celowość i potrzeba zmiany istniejącego na PKP systemu trakcji 3 kV prądu stałego na system prądu przemiennego 25 kV 50 Hz

Doświadczenia kolei ZSRR z systemem 6 kV prądu stałego wykazały jego przydatność oraz możliwość względnie łatwego przejścia z istniejącego systemu 3 kV na 6 kV. Podobne analizy wykonane przez Włoskie Koleje Państwowe, przy udziale przemysłu włoskiego, potwierdziły zalety systemu 6 kV prądu stałego. Mimo to, koleje włoskie w ogóle tego systemu nie wprowadziły, a koleje radzieckie po udanych eksperymentach na liniach próbnych nowego systemu nie rozwijają. Upoważnia to do stwierdzenia, że łatwiej i taniej jest wzmocnić istniejący system 3 kV prądu stałego niż przebudować go na 6 kV.
Jeżeli chodzi o system prądu przemiennego 25 kV, 50 Hz warto przypomnieć, że jego współpraca z systemem prądu stałego 3 kV jest możliwa albo przy stosowaniu licznych stacji stykowych, albo przy stosowaniu taboru dwusystemowego. Nie wymieniając nawet znanych wad taboru dwusystemowego, należy wskazać na doświadczenia kilku zarządów kolei (np. SNCF, CSD) eo do uciążliwości eksploatacyjnej stacji stykowych. Jest ona tak duża, że nawet wówczas, gdy zostały one wybudowane i wyposażone w odpowiednie układy zabezpieczenia i sterowania - zainteresowane zarządy wprowadzają po pewnym czasie tabor dwusystemo-wy, który jest wyraźnie droższy, bardziej skomplikowany oraz uciążliwszy w naprawach i konserwacji.
Robi się to, by uniknąć konieczności ciągłego przełączania napięć i wymiany lokomotyw oraz związanych z tym utrudnień ruchowych i zagrożenia bezpieczeństwa pracy.
Należy również zauważyć, że w literaturze fachowej nie jest znany przypadek, aby istniejący gdziekolwiek system 3 kV prądu stałego został przebudowany na system prądu przemiennego 25 kV, 50 Hz. Upoważnia to do stwierdzenia, że gdyby nawet PKP zostały zmuszone do zastosowania tego systemu, to byłby to na pewno drugi system, co jest bezpośrednio związane ze wszystkimi uciążliwościami wynikającymi z eksploatacji 2 systemów trakcji elektrycznej na terenie jednej sieci kolejowej. Chcąc uzmysłowić sobie warunki wprowadzenia drugiego systemu trakcji na PKP, należy uwzględnić istniejący zakres i geografię linii już zelektryfikowanych. Daje to obraz obszarów możliwych zastosowań nowego systemu oraz pojęcie o' liczbie i położeniu stacji styku 2 systemów, które należałoby wybudować.
Wiadomo również z praktyki, z jakimi trudnościami i jak długotrwałe było wdrożenie zarówno przemysłu, jak i PKP do powszechnej realizacji systemu 3 kV prądu stałego. System prądu przemiennego 25 kV, 50 Hz jest technicznie trudniejszy, zatem jego wprowadzenie byłoby co najmniej równie trudne i długotrwałe jak systemu 3 kV. System prądu przemiennego 25 kV, 50 Hz jest uciążliwy dla energetyki zwłaszcza tam, gdzie system energetyczny jest słaby, a takie właśnie obszary mogą wchodzić głównie w rachubę na terenie naszego kraju (np. część południowo-wschodnia). Poza tym zaangażowanie przemysłu i energetyki nowym systemem na pewno odciągnie część ich sił od zaopatrzenia w niezbędną aparaturę i urządzenia systemu obecnego, co źle wpłynie na tempo elektryfikacji, które już obecnie trudno jest podnieść na niezbędny poziom, mimo że nasze potrzeby są ogromne.

Bibliografia:
[1] Kożuchowski K., Polak Z., Wasilewicz W.: Niezbędny zakres elektryfikacji kolei w aktualnej sytuacji paliwowo-energetycznej. Przegląd Komunikacyjny 1980 nr 1 s. 8-16
[2] Serdinov S. M.: Etektryfikacija źeleznych dorog v SSSR. Zeleznyje Dorogi Mira 1981 nr 1 s. 3-12
[3] Analiza możliwości rozwojowych systemu trakcji elektrycznej 3 kV prądu stałego oraz max możliwości przewozowe przy tym systemie. Tom MII. Opracowanie Politechniki Łódzkiej praca COBiRTK nr 3004 1972/74
[4] Prognoza -elektryfikacji PKP do 2000 r. na tle rozwoju transportu kolejowego 1972 r. Praca COBiRTK nr 3105/17