Admin

Второе рождение электрификации

Создана концепция модернизации устройств электроснабжения
Эксплуатационная длина электрифицированных линий железных дорог России достигла 40 тыс. км , что соответствует 46,2 % общей протяженности сети. На них выполняется 75 % всех перевозок.

Удельный вес электрической тяги в структуре энергопотребления составляет 78 с. о.

В целом по сети расходы на электроэнергию составили 6,2 % от эксплуатационных и превышают затраты на материалы.

Интенсивность использования технических средств электроснабжения характеризуется среднегодовым удельным электропотреблением на один километр эксплуатационной длины в однопутном исчислении, которое пропорционально объему перевозок. Сейчас оно составляет 309 тыс. кВт-ч (783 тыс. в 1988 г.) и соответствует уровню 1967 г.

Вместе с тем, анализ производственной и эксплуатационной деятельности показывает, что 5& % тяговых подстанций, 29,8 % силовых и тяговых трансформаторов эксплуатируются со сроком службы 30 лет и более при нормативе 25 лет, 330 тыс. опор на участках постоянного тока выработали свой ресурс. При существующих темпах на их замену потребуется 99 лет. Более 3700 км электрифицированных линий (9 %) не оборудованы телеуправлением. При сохранении нынешних темпов до завершения этих работ необходимо 20 лет.

Темпы роста протяженное!и электрифицированных линий со сроком службы свыше 40 лет соответствуют планам перевода на электрическую тягу и резко возрастают с 199S г. При этом максимальный прирост протяженности линии с предельным сроком будет в 2000 — 2010 гг. До 2005 г. среднегодовой прирост будет составлять около 1600 км. Протяженность линий со сроком службы более 40 лет к 2005 г. возрастет до 45,7 % против 18,2 % в 1999 г. Соответственно увеличится степень из-носа основных фондов, которая на 01.01.99 г. по хозяйству составляет 49,7 % (а по ряду дорог —до 60 %), что выше чем износ в целом по отрасли (46,4 %).

Учитывая эти обстоятельства, специалисты МПС, научно-исследовательских и проектных институтов разработали концепцию модернизации устройств электроснабжения. На заседании научно-технического совета министерства, состоявшегося в конце минувшего года, с обстоятельным докладом выступил руководитель Департамента электрификации и электроснабжения (ЦЭ) МПС РФ Г. Б. ЯКИМОВ. Сегодня мы знакомим наших читателей с его содержанием.

Основные задачи системы тягового электроснабжения — обеспечение устойчивости электрической тяги поездов, снижение энергетических потерь при преобразовании и передаче электрической энергии от сетей общего назначения к электроподвижному составу. К ним относятся также поддержание надлежащего качества электроэнергии, снижение расходов на электроэнергию для тяги поездов и поддержание необходимого уровня экономической эффективности электрической тяги железных дорог в конкуренции с другими видами транспорта.

Формирование электрифицированной сети железных дорог России в основном завершено. Особенностью настоящего периода является объективная необходимость ремонта и восстановления ресурса устройств электрификации. Их объемы должны соответствовать задействованным при переводе дорог на электрическую тягу с начала массовой электрификации. Напомню, что основными устройствами электрификации являются контактная сеть с развернутой длиной 111 тыс. км, 1342 тяговые подстанции, 127 тыс. км линий электропередач.

Интенсивность использования технических средств электрификации характеризуется удельным электропотреблением на 1 км эксплуатационной длины в однопутном исчислении. В зависимости от величины электропотребления электрифицированные линии разделены на категории: внекатегорийные (9,8 %), I категории (27 %), II категории (49 %), III категории (10,2 %), IV категории (4 %). Категорийность учитыва-
ется при установлении нормативов проектирования устройств электрификации, содержания и ремонта.

Снижение размеров движения привело к значительному сокращению числа повреждений от внешних воздействий и повышению показателей надежности контактной сети. Состояние непосредственно контактной сети стало определять степень ее надежности. Если в 1988 г. доля повреждений по вине хозяйства составляла всего 35 %, то в 1998 г. — 57 %. Удельная повреждаемость контактной сети на 100 км развернутой дпины снижена по отношению к 1988 г. в два раза, а по вине хозяйства электроснабжения — на 46 % при сокращении удельной численности персонала на 20 %. Анализ повреждений свидетельствует, что неуклонно растет доля повреждений от старения, коррозии и износа основных элементов.

Проведенный за последние семь лет анализ работы контактной сети постоянного тока показывает тесную зависимость ее надежности от соока эксплуатации. Удельная повреждаемость на наиболее старых участках выше средней в 1,6 раза, на участках со сроком эксплуатации 10 лет — в 2,3 раза, на участках вне-категорийных и I категории она соответственно больше в 2,7 и 8 раз.

Существующая система текущего и капитального ремонтов и реализация технических мероприятий по повышению надежности достаточна эффективна до срока службы контактной сети 30 — 35 лет. Рост удельной повреждаемости устройств на участках выше средней со сроком службы свыше 35 лет свидетельствует о недостаточной эффективности существующей системы ремонта.

Анализ надежности основных узлов и конструкций устройств электроснабжения свидетельствует о значительном отставании от мирового уровня в области конструктивных элементов контактной сети и, в первую очередь, материалов и технологий изготовления ее э/ „ментов (зажимов, поддерживающих и фиксирующих узлов).

Первоначально принятая идеология их изготовления как второстепенной продукции на предприятиях отрасли привела к тому, что удельная повреждаемость контактной сети России значительно выше, чем на зарубежных дорогах. В то же время применяемая на контактной сети арматура должна обеспечивать высокий уровень надежности, иметь ресурс не менее 50 лет и не требовать осмотров и диагностики.

За последние годы разработаны новые конструкции арматуры, ее производство переведено на специализированные предприятия. Арматура производится по современным технологиям из специальных бронзовых сплавов, имеющих высокие механические свойства и электропроводность. В настоящее время на сети устанавливается до 80 % арматуры новой конструкции. Создание в России производства специализированных изоляторов для контактной сети позволило обеспечить их механическую прочность на уровне зарубежных фирм, электрическую прочность — выше.

Диагностика и необходимые измерения составляют существенную часть в расходах на обслуживание и ремонт. В то же время по ряду элементов должного эффекта, в первую очередь экономического, не достигнуто. Представляется целесообразным экономически оценить роль средств диагностики и качества изделий в повышении надежности работы устройств и оптимизировать перспективное применение средств диагностики.

Анализ надежности работы и ресурса основных элементов контактной сети свидетельствует о том, что ее технические показатели зависят от экономических показателей: стоимость и качество изделий; расходы на эксплуатацию и ремонт; надежность, ресурс. Поддержание необходимого состояния технических средств путем капитального ремонта отдельных элементов с экономической точки зрения является простым воспроизводством без применения технических и экономических показателей. Как показывает изучение надежности и ресурса устройств, срок службы устройств электроснабжения до реконструкции не должен превышать 40 лет.

Основная доля капитальных вложений выделяется на электрификацию новых участков дорог. Лишь в двух случаях значительные средства пошли на реконструкцию ранее электрифицированных участков: при переводе участка Зима — Слюдянка с постоянного тока на переменный и комплексной реконструкции и капитальном ремонте магистрали Москва — Санкт-Петербург.

Недостаток финансовых средств, а также несогласованность планов реконструкции технических средств со смежными хозяйствами привели к некомп-лексности выполнения работ и необходимости принятия временных решений. К сожалению, значительная часть технических средств эксплуатируется с отступлениями от норм ПТЭ железных дорог.

Так, 3970 км электрифицированных линий (9 %) не имеют систем телеуправления; 5349 км участков с автоблокировкой (8,6 %) не оборудованы энергодис-
петчерской связью. Работы по устройству связи практически не ведутся. Более 2100 км участков с автоблокировкой (3,5 %) обеспечены электроснабжением по II категории надежности. Почти 11600 км участков с попуавтоматической блокировкой (55 %) обеспечиваются по II категории электроснабжения.

Следует подчеркнуть, что работы по оборудованию каналов связи для энергодиспетчерской связи и телеуправления должны предусматриваться в планах развития средств связи на сети дорог. Крайне недостаточно средств выделяется на приобретение машин и механизмов, что не позволяет внедрять современные технологии при ремонте средств.

Программа модернизации хозяйства на 2000 — 2005 гг. предполагает:

$ повышение надежности работы технических средств с одновременным снижением эксплуатационных расходов на содержание и ремонт;

€ снижение технических потерь в системе тягового

электроснабжения и повышение энергетических показателей системы;

сокращение расходов железнодорожного транспорта на оплату электроэнергии;

увеличение ресурсов основных элементов контактной сети, сближение их сроков службы.

Предлагается принять представленные в концепции технические и экономические критерии модернизации устройств электроснабжения и разработать методику планирования инвестиций на модернизацию. В составе концепции разработано «Положение по организации ремонта и модернизации устройств электроснабжения железных дорог».

Предлагается установить следующие основные принципы полной и частичной модернизации.

Полной модернизации подлежат: контактная сеть постоянного 11 переменного тока на участках со сроком службы более 40 лет внекатегорийных и I категории по электропотреблению с полу-компенсированной подвеской с переводом ее п компенсированную; контактная сеть на участках перспективного повышения скоростей движения до 160 км/ч;

тяговые подстанции с первичным напряжением 6. Ю 35 кВ при наличии технической возможности повышения уровня питающего напряжения;

замена работающих передвижных тяговых подстанций на агрегатные.

Частичной модернизации подлежат:

тяговые подстанции и контактная сеть на участках постоянного тока, электрифицированных до 1956 г.;

контактная сеть на внекатегорийных и I категории со сроком службы солее 40 лет независимо от рода тока; контактная сеть постоянного тока на станциях с металлическими опорами гибких поперечин при сроке службы более 40 лет;

тяговые подстанции с отделителями, короткозамыкателями в силовых схемах ОРУ-110 — 220 кВ;

О системы телемеханики с заменой аппаратуры устаревших типов БСТ, ЭСТ-5, ЭСТ-60, ЭСТ-62 и монтажа устройств телемеханики на электрифицированных участках, работающих без телеуправления.

Модернизация включает полное или значительное обновление основного и вспомогательного электрооборудования электрифицированных участков федеральных железных дорог устройствами, имеющими, в сравнении с заменяемыми, улучшенные технические, эксплуатационные, энергетические и экономические характеристики.


При модернизации предполагают заменить устройства, выработавшие более 75 % нормативного срока службы или понизившие более, чем на 25 % несущую способность, основное силовое оборудование.

Модернизация выполняется по проектам, разработанным специализированными проектными организациями.

Трудозатраты на модернизацию контактной сети на 1 км составляют около 2000 человеко-дней (использованы данные при реконструкции линии Москва — Санкт-Петербург с учетом продолжительности “окна” 4 ч) и на 70 % превышают затраты на строительство контактной сети. В общих трудозатратах на содержание и ремонт устройств доля капитального ремонта в дистанциях электроснабжения сегодня достигает 10 %.

Очевидно, что модернизация возможна только при производстве работ специализированными организациями. К сожалению, в результате непоследовательной технической политики созданные на ряде дорог в составе служб электромонтажные поезда ликвидированы.

Модернизация контактной сети при однотипности работ во время ее строительства имеет принципиальное отличие: открытие движения на электротяге с установленными скоростями движения в пределах анкерного участка протяженностью до 1600 м после завершения «окна». Только в случае выполнения полного комплекса работ в границах анкерного участка возможно решение проблемы обеспечения бесперебойности в движении поездов после их окончания. Поэтому создание специальных машин для современных технологий реконструкции в границах анкерного участка — ключевая задача модернизации.

Основным средством механизации оздоровления контактной сети являются дрезины и автомотрисы, обеспечивающие подъем ремонтного персонала в рабочую зону. В отличие от зарубежном практики значительная часть операций (до 40 %) проводилась без снятия напряжения с изолированных площадок дрезин. Это привело к формированию взгляда о невозможности механизации работ по ремонту контактной сети. Переход на конструкцию неизолированных монтажных площадок на автомотоисах позволяет механизировать ряд наиболее повторяющихся и трудоемких операций. Область применения изолированных съемных вышек должна резко сокращаться.

Для выполнения большого объема работ по модернизации устройств в концепции предусматривается создание на дистанциях электроснабжения монтажного участка и формирование установочного поезда. Строительные работы будут выполнять дорожные строительные тресты. Предполагается развитие существующих дорожных электромеханических мастерских для изготовления конструкций и реставрации демонтируемых изделий. Чтобы повысить использование машин и механизмов, создадут дорожные производственно-ремонтные базы.

Дорожные базы предназначены для эксплуатации и ремонта машин и механизмов — котлованокопателей, вибропогружателей, оборудования для установки свайных основании, кранов, гидроподъемников, средств для демонтажа и монтажа проводов, в объемах, соответствующих планам модернизации. Для выполнения своих задач дорожная база должна иметь соответствующие здания, сооружения, подъездные пути и возможности дальнейшего развития.
Организация монтажных работ возможна по двум вариантам:

создание на базе ликвидированных или укрупненных дистанций электроснабжения дистанций по ремонту устройств электроснабжения;

организация при службах или в составе Цортрестов энергомонтажных поездов.

С учетом перспективы проведения операций на анкерных участках в одно технологическое «окно» наиболее рациональным представляется уже на первом этапе при создании структур предусматривать выполнение ими всего комплекса строительных и монтажных работ.

Чтобы повысить производительность труда, представляется целесообразным рассматривать организацию работ на контактной сети с закрытием движения на период их производства по одному из путей на двухпутных участках.

При модернизации контактной сети должны быть решены следующие задачи:

- повышен срок службы контактного провода постоянного тока до 1,5 млн. проходов токоприемников;

- исключена необходимость ревизий основных объемов массовых узлов контактной подвески, существенно снижены объемы работ по диагностике, увеличена периодичность планово-предупредительных работ, конструкция подвески должна быть малообслу-живаемой;

- повышена надежность работы контактной подвески за счет исключения повреждений по низкому качеству изделий, снижения нарушений работы от ошибок персонала при обслуживании, повышение устойчивости работы при сложных метеоусловиях;

- продлен и сближен ресурс основных элементов для создания предпосылок комплексного ремонта;

снижен за счет увеличения рециклинга расход на капитальные ремонты.

Все инвестиции по программе составляют 9258 млн. руб.

Реализация предложенных технических решений позволит существенно изменить технологический процесс обслуживания и ремонта. Так, будут исключены из этого процесса диагностика изоляторов и электрических соединений, ручные замеры износа контактного провода. Состояние опор на постоянном токе начнут диагностировать только на коррозионноопасных участках. Исключат текущим ремонт контактно!^ сети с периодичностью 1 раз в год и станут проводить его выборочно по результатам осмотров. Периодичность капитального ремонта основных элементов увеличится в 1,5 — 2 раза.

Вложение средств, предусмотренных концепцией, позволит стабилизировать старение основных фондов и поддержать степень износа, увеличить межремонтные сроки, снизить удельную повреждаемость контактной сети. Оздоровление будет способствовать уменьшению износа контактных проводов и повышению срока их службы на участках постоянного тока до 15 млн. проходов токоприемников.

Это позволит снизить эксплуатационные расходы на содержание и ремонт контактной сети на модернизированных участках на 7 — 10 %. За счет сокращения потерь при переработке электроэнергии на тяговых подстанциях, оптимизации уровней напряжения удастся снизить технологические потери в устройствах электроснабжения на 3 — 4 %, расходы на оплату электроэнергии — на 4 — 5 %.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin