Обмен опытом

См. также:

Уважаемые коллеги. Размещение авторского материала на страницах электронного справочника "Информио" является бесплатным. Для получения бесплатного свидетельства необходимо оформить заявку

Положение о размещении авторского материала

Размещение информации

Эффективность применения локомотивов серий 2ЭС4К и ВЛ10 на участке Новокузнецк-Артышта II

23.06.2013 677 2419
Голыжбин Виталий Анатольевич
Голыжбин Виталий Анатольевич, преподаватель ТИЖТа

Точило Илья Юрьевич
Точило Илья Юрьевич, студент 4 курса

Тайгинский институт железнодорожного транспорта - филиал ФГБОУ ВО "Омский государственный университет путей сообщения"
Данная статья посвящена проблеме перехода локомотивного эксплуатационного депо Белово с устаревших локомотивов ВЛ10 на новые локомотивы 2ЭС4К Дончак. Проанализированы последствия замены путем сравнения параметров грузоперевозок, которые достигаются под руководством этих локомотивов. Показано, что локомотив 2ЭС4К, обладая более высокими техническими характеристиками, обеспечивает улучшение параметров грузоперевозок в сравнении с локомотивом ВЛ10. Было доказано техническое преимущество и экономическая эффективность в плане меньшего нагрева обмоток электрических машин. Преимуществом выполненной работы является прикладной характер исследования.

 

Ключевые слова: тяговая характеристика, нагрев обмоток, техническая скорость, время следования по участку, профиль пути.

 

В настоящий момент остро стоит вопрос об изношенности текущего парка тягового подвижного состава. В тоже время руководство компании ОАО «РЖД»

ставит своей задачей повышение уровня производительности труда до показателей мировых лидеров железнодорожного транспорта.

 

Известно, что в последние годы в локомотивное депо Белово поступают новые локомотивы 2ЭС4К «Дончак», которые должны постепенно заменить локомотивы серий ВЛ10, ВЛ11. По сравнению с электровозами данных типов новый 2ЭС4К имеет целый ряд существенных преимуществ по техническим характеристикам: мощность часового режима увеличена на 16%; удельный расход электроэнергии снижен на 7-12%; период между ТО увеличен с 72 до 120 часов; затраты на ремонты снижены на 22%; сила тяги увеличена на 15%; имеется возможность работы по системе многих единиц; применена микропроцессорная система управления электрооборудованием локомотива, позволяющая автоматизировать процессы управления режимами тяги и торможения и оперативно обнаруживать и устранять различные неисправности; предусмотрено рекуперативно - реостатное торможение электровоза; система собственных нужд электровоза, включая вспомогательные машины и преобразователь возбуждения, получение питания от статического преобразователя собственных нужд на IGBT-транзисторах; кабина оборудована современной системой управления, отвечает всем эргономическим требованиям, обладает высокой звуко - и теплоизоляцией и прочее.

 

Система МСУД дает определенные преимущества электровозу 2ЭС4К перед  ВЛ10У.

1. Обеспечивает по сравнению с электровозом ВЛ10У, большую на 19% мощность и на 25% силу тяги.

2. Улучшения условия труда локомотивной бригады (удобный пульт управления, удобное расположение органов управления).

3. Возможность управления электровозом в режиме автоматического регулирования силы тяги, автоматического набора позиций, применения электрического торможения (реостат, рекуперация) как раздельно, так совместно.

4. Возможность отключение неисправной секции без захода в машинное отделение.

5. Возможность отключения  неисправной группы ТЭД без опускания токоприемников и открытия сеток высоковольтной камеры.

6. Вентильный переход позволяет производить перегруппировку ТЭД  более мягко без разрыва электрической цепи.

7. Возможность визуального контроля включения электрических элементов и электрических машин не заходя в высоковольтную камеру с выдачей сообщения машинисту (советчик).

 

Предположим, что локомотив с более высокими техническими характеристиками может обеспечить улучшение параметров грузоперевозок на конкретном участке Новокузнецк-Артышта II.

 

Для сравнения температур обмоток электродвигателей локомотивов серий 2ЭС4К и ВЛ-10 на участке Новокузнецк-АртыштаII был составлен план работы:

1. анализ и спрямление профиля пути участка Новокузнецк-Артышта II;

2. определение и проверка массы состава для данного участка по условию прохода на руководящем подъеме и трогания с места;

3. проведение состава одинаковой массы под руководством обоих локомотивов с соблюдением правил безопасности движения и ограничений, действующих на данном участке;

4. определение скорости и времени движения по участку;

5. сравнение работы локомотивов по параметрам нагрева обмоток электрических машин.

 

На начало исследования был выбран участок Новокузнецк-АртыштаII, имеющий стыковой путь, на котором обращаются электровозы ВЛ10 и 2ЭС4К. Наш грузовой состав состоял из восьмиосных полувагонов со средней массой 156 тонн и четырехосных полувагонов на роликовых подшипниках со средней массой 72 тонны. Процентное соотношение вагонов в составе (по массе): восьмиосных p8=30% и четырехосных на роликовых подшипниках p4р=70%. Поезд следует от станции Новокузнецк до станции Артышта II. Мы провели состав под руководством двух разных локомотивов: 2ЭС4К и ВЛ10, так как у них разные характеристики. Целью было узнать, действительно ли у локомотива 2ЭС4К, меньше нагрев обмоток тяговых электродвигателей, чем у локомотива ВЛ10.

 

Произвели спрямление профиля пути в соответствии с правилами спрямления. Кривые на участке заменили фиктивными подъёмами и определили приведённый подъём спрямлённых элементов. Анализируя профиль пути, пришли к выводу, что наиболее тяжёлым является спрямлённый подъем ic=9,1‰ и длину 3987 метров, перед которым расположен короткий подъём 2‰ и длиной 1017 метров, и крутой подъём 8‰ и длиной 2965 метров, вследствие чего нельзя создать большой запас кинетической энергии за счёт увеличения скорости движения. Затем, определили массу состава и проверили её по условиям трогания поезда на остановочных пунктах; рассчитали и построили диаграммы удельных ускоряющих сил, удельных замедляющих сил, в режиме выбега, а так же в режиме механического и рекуперативного торможения; построили кривые скорости и времени графическим методом. После этого выполнили проверку нагревания обмоток тяговых электродвигателей.

 

Наибольшую силу тяги при расчете массы поезда принимаем с учетом ограничения коммутации тяговых электродвигателей или по сцеплению колес с рельсами. Однако, кроме этих ограничений, на электроподвижном составе необходимо учитывать еще и ограничения по нагреванию электродвигателей.

Ранее было установлено, что при работе тягового электродвигателя в нем неизбежны потери энергии, вызывающие нагрев их частей и деталей. Нагревание электрических машин зависит от потерь мощности, продолжительности нагревания и интенсивности охлаждения. Потери в них зависят от нагрузки. Чем больший ток проходит через обмотки машины, тем больше потери энергии в ней и тем сильнее нагреваются ее части.

 

Чтобы уменьшить нагрев тяговых электрических машин, их охлаждают воздухом, поступающим снаружи с помощью вентилятора. Он проходит внутри машины и отводит часть тепла.


При малом нагреве изоляции ее свойства сохраняются долго. При высоких температурах она интенсивно стареет и теряет свои свойства. При большом токе обмотки электрической машины нагреваются до предельно допустимой температуры быстро, а при малом токе - медленнее.

 

В результате исследования было выявлено, локомотив 2ЭС4К за счет своих преимуществ по техническим характеристикам действительно позволяет улучшить эксплуатационные показатели грузовых поездов на участке Новокузнецк- Артышта II. К таким показателям относятся средняя техническая скорость и время следования по участку.

 

Техническая скорость локомотива 2ЭС4К составила 59,1 км/ч, в то время как у локомотива ВЛ10-55,3 км/ч, что на 6,9 % меньше, чем у 2ЭС4К. Таким образом сказалась большая мощность часового режима у более нового локомотива. Следовательно и время движения на участке уменьшится в пользу локомотива 2ЭС4К.




- Время следования по участку у локомотива 2ЭС4К составило 92 минуты, а у электровоза ВЛ10 98 минут, что на 6,5% больше.


 


- Максимальный нагрев обмоток у локомотива 2ЭС4К составил 124 °С, а у локомотива ВЛ10-162 °С, что больше допустимого. Таким образом, локомотив ВЛ10 не сможет провезти данный состав по условиям нагревания электрических машин. Как и предполагалось, локомотив с более высокими техническими характеристиками может обеспечить улучшение параметров грузоперевозок на конкретном участке Новокузнецк-Артышта II. Было доказано техническое преимущество и экономическая эффективность в плане меньшего нагрева обмоток электрических машин, от применения нового локомотива 2ЭС4К в сравнении с локомотивом ВЛ10.

 

Список используемой литературы

1 Режимная карта вождения грузовых поездов на участках обслуживания локомотивными бригадами депо Белово Кузбасского отделения Западно-Сибирской железной дороги. [Текст]/Москва, 2010. 124 с.

2  Инструкция по охране труда для слесаря по ремонту электровозов и электропоездов в ОАО «РЖД» Москва, 2006

3  Приказ от 04.04.2011 № 98-Н «Об установлении максимально допускаемых скоростей движения подвижного состава на Западно – Сибирской железной дороге». [Текст]/Москва, 2011. 35 с.

4  Распоряжение от 31.03.2010 №  684р «Об утверждении регламента переговоров при поездной и маневровой работе на инфраструктуре ОАО «РЖД». [Текст]/Москва, 2010. 39 с.

5  ПТЭ утверждены 21.12.2010 № 286 «Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации». [Текст]/Москва, 2011. 255 с. Тираж 62000 экз. – ISBN978-593647-021-9.




Назад к списку


Добавить комментарий
Прежде чем добавлять комментарий, ознакомьтесь с правилами публикации
Имя:*
E-mail:
Должность:
Организация:
Комментарий:*
Введите код, который видите на картинке:*