30 сентября 2020 21:21

фото: Архив / ИД «Гудок»

Локомотивы делятся энергией

На Северной магистрали внедряют новый метод экономии ресурсов

На СЖД в начале июля успешно завершился масштабный эксперимент по распределению энергии рекуперации между локомотивами, находящимися в одной подстанционной зоне.
Как рассказал руководитель проекта – главный инженер Северной дирекции тяги Роман Аржанников, цель эксперимента, осуществлённого в сотрудничестве с Топливно-энергетическим центром дороги, – определить фактическое распределение рекуперативной энергии между локомотивами, находящимися в одной подстанционной зоне, и влияние технологии скрещения грузовых поездов с применением рекуперативного режима на снижение расхода электроэнергии от тяговых подстанций.

Особенность конструкции электровозов постоянного тока позволяет преобразовывать кинетическую энергию поезда, следующего по спуску в режиме рекуперативного торможения, в электрическую. Контактная сеть постоянного тока может принять выработанную электроэнергию, но тяговые подстанции рассчитаны на определённую величину напряжения, и приходящая энергия рекуперации гасится на демпферных сопротивлениях.
– Идея эксперимента заключалась в подтверждении эффективности использования энергии рекуперации при скрещении грузовых поездов в одной подстанционной зоне, где профиль пути позволяет собрать схему рекуперативного торможения локомотиву, следующему по спуску, а локомотиву, следующему в подъём, её принять, исключив тем самым нерациональное гашение на тяговых подстанциях, – пояснил Роман Аржанников. – При такой схеме организации движения поездов питание электровоза, следующего в подъём, происходит не только от тяговой подстанции, но и за счёт энергии рекуперации. Тем самым расход электроэнергии, переданной в контактную сеть от тяговых подстанций, будет сокращён.

В границах Ярославского территориального управления разрешается применение рекуперативного торможения на всех участках обслуживания, кроме однопутного участка Ярославль – Кострома. Также установлены участки обязательного применения рекуперативного торможения с грузовыми поездами, в том числе часть перегонов Уткино – Филино, Коромыслово – Семибратово, Шушково – Рязанцево, Итларь – Сильницы, Коромыслово – Козьмодемьянск – Река и Пантелеево – Данилов.

Участком проведения эксперимента был выбран перегон Филино – Уткино, где смонтирована полукомпенсированная контактная подвеска постоянного тока на железобетонных опорах. Перегон имеет протяжённость 18 км, а тяговые подстанции расположены на станциях, ограничивающих перегон. Это позволило выделить наименьший изолированный от общей сети участок для замера количества переданной энергии в контактную сеть за конкретное время. Профиль пути перегона позволял смоделировать одинаковые режимы ведения поездов: в чётном направлении от станции Филино к станции Уткино – в режиме тяги, а в нечётном – на выбеге за счёт кинетической энергии или применения режима рекуперации для корректировки скорости следования.

Основные серии электровозов постоянного тока, эксплуатирующиеся на участке, – ВЛ10, ВЛ10К, ВЛ11, ВЛ11М.
– Для выполнения эксперимента был выбран электровоз серии ВЛ10 приписки эксплуатационного локомотивного депо Ярославль-Главный. Локомотивы этой серии имеют ряд преимуществ, в том числе могут эксплуатироваться в двухсекционном исполнении, располагают надёжной схемой рекуперативного торможения, имеют счётчики моторного и тормозного режима, – отметил Роман Аржанников.

Для моделирования ситуации скрещения были определены весовые диапазоны требуемых грузовых поездов (от 4000 до 4300 тонн). Эксперимент по скрещению поездов состоял из двух этапов. На первом два локомотива следовали по перегону Филино – Уткино без применения рекуперативного торможения, на втором локомотив, следующий с поездом со станции Уткино в направлении станции Филино на спуск, должен был максимально применить режим рекуперативного торможения.

Второй локомотив, следующий на скрещении от станции Филино до станции Уткино в подъём, применял режим тяги в соответствии с требованиями режимных карт. Результаты показаний счётчиков ЭПС (в моторном и рекуперативном режиме) фиксировали в начале выезда на перегон и в конце его проследования. Также в момент проведения эксперимента снимали показания счётчиков на тяговых подстанциях и производили оценку влияния применения режима рекуперативного торможения на расход электроэнергии. Синхронизированное следование опытных поездов было обеспечено разработанной для этого памяткой для локомотивных бригад с указанием перегонного времени следования и расчётного времени скрещения на перегоне.

Анализ эксперимента показал, что при прохождении второй пары опытных поездов расход электроэнергии по счётчикам тяговых подстанций ниже, чем потреблённый первой парой поездов, на 444,9 кВт.ч, и при наличии в одной подстанционной зоне рекуперирующего и потребляющего эту энергию локомотивов расход электроэнергии на тягу поездов от тяговых подстанций снижается до 93% от объёма рекуперированной.
– При реализации проекта Дирекция управления движением получает технологический эффект в виде увеличения участковой скорости на 0,3 км в час, а Дирекция тяги – экономию электроэнергии, – подчеркнул Роман Аржанников. – Несомненным преимуществом внедряемой технологии по перераспределению энергии в момент одновременного следования на уклоне двух идущих навстречу поездов является отсутствие дополнительных материальных затрат. Для реализации проекта требуется лишь скорректировать график движения поездов.

За счёт снижения удельного расхода электроэнергии на тягу поездов в эксплуатационном локомотивном депо Ярославль-Главный годовой экономический эффект должен составить 12,48 млн руб.
– Правлением компании «Российские железные дороги» ставятся задачи по регулярному снижению энергоёмкости производственной деятельности полигонов железных дорог, – говорит Роман Акулов, начальник Топливно-энергетического центра Северной железной дороги. – Инициатива по осуществлению эксперимента и последующая работа были совместными – центра и Северной дирекции тяги. Работники центра сделали предварительные расчёты и определили участки, где проведение эксперимента потребовало бы минимальных затрат, а точность съёма показаний, наоборот, была бы максимальной. Идеально подошёл участок Филино – Уткино. Результат эксперимента – очень многообещающий.

Для расширения географии применения новой технологии на полигоне Северной железной дороги определены подходящие участки с затяжными подъёмами и спусками, где её применение будет наиболее оправданным и эффективным.

Проведённый анализ показал, что приоритет выбора мест по скрещению поездов должен быть отдан поездам, следующим по Северной железной дороге в чётном направлении – от Александрова до Ярославля-Главного, так как более 83% всего объёма рекуперативной энергии приносит движение в чётном направлении.

Владимир Савичев
Ярославль

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31