Электровоз ЭП20: снижение расхода электроэнергии при простое в ожидании работы
До последнего времени обогрев подвижного состава в эксплуатационных локомотивных депо производился исключительно при питании от контактной сети, хотя проблема значительного расхода электроэнергии на горячий простой беспокоила как руководителей депо, так и специалистов топливно-энергетического центра (ТЭЦ) Московской дороги. Собственно, ими и был предложен путь снижения расхода электроэнергии на горячий простой, основанный на использовании наиболее подходящего для этих целей энергоносителя (в данном случае — электроэнергии от источников низкого напряжения).
На состоявшемся в июле 2016 г. Техникотехнологическом совете под председательством начальника Московской дороги В.И. Молдавера, посвященном вопросу использования топливно-энергетических ресурсов, предложение специалистов ТЭЦ нашло поддержку. В сентябре была образована рабочая группа по внедрению технологии прогрева электроподвижного состава, находящегося в ожидании работы в эксплуатационных локомотивных и моторвагонных депо, под председательством главного инженера Московской дороги С.А. Вязанкина.
Помимо снижения расхода электроэнергии собственно на тягу поездов, резервы экономии электроэнергии существуют и при организации простоя электроподвижного состава в ожидании работы. И если раньше задачи руководителя (начальника, главного инженера депо) в этой области сводились к строгому контролю выполнения существующих норм расхода электроэнергии, то с появлением электроподвижного состава нового поколения появились также технические возможности снижения расхода электроэнергии на горячий простой.
Так, электровоз двойного питания ЭП20 оснащен розетками и необходимым коммутационно-защитным оборудованием для подачи переменного напряжения 3x380 В, 50 Гц на низковольтную часть системы собственных нужд, что необходимо для питания системы обеспечения микроклимата, обогрева кабины машиниста, а также устройств обогрева тягового оборудования и радиостанции при температурах воздуха ниже -25 °C.
При таком способе организации электроснабжения электровоза во время простоя в ожидании работы (в отличие от питания от контактной сети) исключается расход электроэнергии на работу достаточно мощных потребителей, в использовании которых нет необходимости, а именно: Ф шести жидкостных насосов системы охлаждения тягового преобразователя (мощностью по 2,2 кВт); двух маслонасосов тягового трансформатора и блока дросселей (мощностью по 5,6 кВт);
[топ]> мотор-компрессора мощностью 16 кВт в повторно-кратковременном режиме; ■
> источника питания цепей управления мощностью 2 кВт; => шести мотор-вентиляторов тягового двигателя (мощностью по 7 кВт).
Последовательность действий при осуществлении горячего простоя электровоза ЭП20 с питанием от низковольтного источника определена «Инструкцией по переводу электровозов ЭП20 в режим подогрева оборудования и контролю состояния оборудования в режиме подогрева». Подача напряжения производится при выключенных главном и быстродействующем выключателях, опущенных токоприемниках, заблокированных щитах и дверях шкафов с высоковольтным оборудованием.
Для подачи переменного напряжения 3x380 В, 50 Гц от внешнего источника его кабель подсоединяют к розеткам X I2 «Розетка питания вспомогательных машин» и X I4 «Нейтраль». После этого для включения на электровозе контакторов цепей подогрева КМ7 и КМ8 переключатель SA32 «Подогрев от депо», расположенный на лицевой панели шкафа № 3, переключают в положение «Вкл».
После выполнения указанных действий на электровозе включают соответствующие автоматические выключатели для обеспечения питания: & устройств обеспечения микроклимата и обогрева санитарного модуля (общей мощностью 10 кВт); & обогрева тягового оборудования и радиостанции при температуре окружающего воздуха ниже -25 °C (общей мощностью 18,41 кВт).
Таким образом, для осуществления питания оборудования электровоза ЭП20 при горячем простое от источника низкого напряжения необходимо наличие на тракционных путях депо стационарных устройств электроснабжения и комплектов кабелей.
Для проведения специалистами ТЭЦ эксперимента по организации низковольтного электроснабжения электровозов ЭП20 было выбрано эксплуатационное локомотивное депо Москва-Сортировочная-Рязанская.
Следует отметить, что поскольку розетками для подключения низковольтного электропитания оборудованы также электропоезда ЭД4М, намечено проведение экспериментов в моторвагонных депо Домодедово и Александров. Для проведения эксперимента изготовлено устройство электроснабжения, изображенное на фото. 7 сентября 2016 г. в эксплуатационном локомотивном депо Москва-Сортировочная- Рязанская проведены замеры расхода электроэнергии при питании электровоза ЭП20 в режиме горячего простоя от контактной сети напряжением 3 кВ постоянного тока и от низковольтной сети переменного тока.
При подключении к контактной сети учет потребления электроэнергии осуществлялся по данным бортовой системы электровоза (РПДА); при подключении к низковольтному источнику — с помощью электросчетчика «Микрон» ПСЧ-ЗТМ.05М.01. Время работы при питании от контактной сети и от низковольтного источника составляло один час, температура наружного воздуха — 16,8 °C.
При подключении к контактной сети расход электроэнергии за один час горячего простоя составил 61 кВт-ч, а при подключении к низковольтному источнику — 3,17 кВт-ч. Таким образом, установлена возможность снизить расход электроэнергии на горячий простой электровоза ЭП20 в 19 раз.
Такая экономия возможна при температурах наружного воздуха не ниже -2 5 °C.
Для уточнения расчета возможного экономического эффекта необходимо провести такие же замеры при низких отрицательных температурах наружного воздуха. В этом случае расход электроэнергии будет выше, так как включатся устройства обогрева тягового оборудования, но даже при этом, по мнению специалистов ТЭЦ Московской железной дороги, можно получить заслуживающий внимания результат.
По данным, полученным от сотрудников Московской дирекции по энергообеспечению, при использовании четырех устройств низковольтного электроснабжения только электровозами ЭП20 в течение трех часов в сутки затраты на их оборудование окупятся в течение 180 дней. А с учетом возможности использования аналогичного оборудования и для прогрева моторвагонного подвижного состава срок окупаемости такого оборудования может быть еще меньше.
Инженеры Г.Е. СЕЛЕЗНЕВ, К.А. ПЛАТОНОВ
