ную сеть вернули 160,7 млн. кВт ч. Как говорится, результаты говорят сами за себя!
Очевидно, что система рекуперативного торможения обеспечивает:
• явно выраженный экономический эффект в части экономии электроэнергии;
Ф неявно выраженный экономический эффект по исключению отказов тягового электрооборудования;
исключение или смягчение последствий крушений по причине отказа пневматического тормоза.
Вышеуказанные факторы обеспечивают технико-экономическую эффективность режима рекуперативного торможения.
Проблемным вопросом остается рациональное планирование задания на возврат электроэнергии в контактную сеть. Например, выполняя до 98,2 % грузовой работы на электровозах, оборудованных рекуперативным тормозом на полигоне Забайкальской дороги, удельный показатель составляет 5,3 кВт-ч/изм. В то же время, на полигоне соседней Дальневосточной дороги этими же электровозами выполняется 67,2 % работы, но удельный показатель при этом составляет
10,1 кВт-ч/изм, т.е. превышает значение Забайкальской дирекции тяги почти в 2 раза.
Похожая ситуация сложилась на полигонах Южно-Уральской и Куйбышевской дорог. Плановое задание удельного показателя рекуперации на горных участках эксплуатации локомотивов Южно-Уральской дирекции тяги составляет 6,6 кВт-ч/изм., тогда как на относительно равнинных участках эксплуатации Куйбышевской дирекции тяги значение этого показателя достигает 9,25 кВт-ч/изм.
Положительным решением этой проблемы может быть пересмотр в сторону ужесточения плановых заданий на полигонах работы локомотивов Забайкальской и Южно-Уральской дирекций тяги. Данное предложение небезосновательное: в 1988 г. локомотивами Южно-Уральской дороги было возвращено путем рекуперации 236 млн. кВт-ч, а в 2014 г. — только 136 млн. кВт-ч. Резерв повышения эффективности рекуперации очевиден.
Значительную роль на рост объемов рекуперации оказало внедрение на сети дорог пассажирских электровозов серий ЭП1 и ЭП1М. Положительные результаты эксплуатации данных локомотивов получены на всех дорогах, где организована их эксплуатация. Так, на Северо-Кавказской дороге благодаря внедрению данных серий локомотивов удельная рекуперация электроэнергии в 2014 г. возросла к уровню 2011 г. с 2,99 кВт-ч/изм. до 3,86 кВт-ч/изм., т.е. на 29 %.
Серьезным препятствием для эффективного применения рекуперации, помимо конструктивных особенностей локомотивов (рода тока, схемы и конструктивных особенностей системы рекуперации) является значительное разнообразие разновидностей модификации тягового электроснабжения и, как следствие, технологии возврата электроэнергии:
• на однопутных, двухпутных и трехпутных участках;
• в системах тягового электроснабжения 25 кВ 50 Гц и 2x25 кВ;
• на участках горных, переменного профиля и равнинных;
• на участках, приближенных к мощным генераторам энергосистем и наоборот, работающих в условиях дефицита электроэнергии и наличия длинных линий электроснабжения, а также удаленных;
• на участках с кратной тягой с головы поезда, тяга «голова-хвост толкание», имеющих свои особенности рекуперации;
• при ведении пассажирских поездов.
К специфическим особенностям технологии применения рекуперации также относится использование комбинированного торможения (рекуперативно-пневматическое).
Учет многообразной специфики рекуперации электроэнергии требует от машиниста электровоза, помимо знаний конструкции локомотива, твердых навыков управления системой рекуперативного торможения. Обеспечение устойчивости работы электровозов в режиме рекуперации является одной из основных задач в реализации его технических характеристик.
Возможность плавного входа в режим рекуперативного торможения, срывы режима рекуперации, броски токов не только нарушают алгоритм ведения поезда, но и создают у машиниста психологическую неуверенность в способности применения на локомотиве этого режима, а иногда и негативное отношение к режиму рекуперации в целом.
Многолетний опыт показывает, что действенными мерами, нацеленными на повышение эффективности рекуперативного торможения как энергосберегающего мероприятия, так и средства обеспечения безопасности движения, являются:
• обучение и стимулирование локомотивных бригад на основе Положения о стимулировании локомотивных бригад от 28.11.2012 №ЦТ-116р;
♦ замена электромашинных преобразователей НБ-436 на грузовых электровозах постоянного тока на электростатические;
♦ установка на грузовые электровозы переменного тока электронных шунтов взамен индуктивных ИШ-95;
♦ восстановление разоборудованных систем рекуперации;
♦ настройка неисправных схем рекуперации;
♦ поставка новых электровозов, оборудованных системой рекуперативного торможения.
Решение организационных вопросов повышения эффективности рекуперации, так же как и вопросы ведения поездов в режиме рекуперации, имеют свою специфику. Так, наличие на Московской дороге значительного числа электровозов с неисправной схемой рекуперации не позволяет локомотивным бригадам поддерживать навыки управления режимом рекуперации на должном уровне. Похожие задачи эффективности рекуперации новых электровозов серий 2ЭС6 и 2ЭС10 Свердловской, Западно-Сибирской и Южно-Уральской дорог требуют своего разрешения.
По своим показателям электрический тормоз фактически является тормозом безопасности. Эффективное его применение позволило бы предотвратить крупнейшее в стране крушение поездов на станции Каменская в 1987 г. Тогда грузовой состав массой 5200 т въехал на занятый пассажирским поездом путь станции при скорости 136 км/ч. При исправно действующем электрическом тормозе электровоза на предшествующем затяжном спуске в 12 %о его скорость могла бы быть погашена до 14 км/ч.
Как показывает опыт, основными рисками отказа в работе системы рекуперативного торможения являются:
О превышение значений тока якоря и тока возбуждения тягового электродвигателя по причине неправильного режима применения тормоза машинистом в зависимости от скорости следования и требуемого снижения или регулирования скорости;
О срыв на юз колесных пар электровоза из-за превышения тормозного усилия по причине неудовлетворительного сцепления колесных пар локомотива и рельсов;
О отсутствие тормозного эффекта из-за наличия в контактной сети напряжения выше допустимого техническими условиями.
Основной причиной риска при следовании поезда к светофору с запрещающим показанием и использовании электрического тормоза локомотива без применения пневматических тормозов поезда является разбор схемы рекуперативного тормоза на расстоянии, не обеспечивающем подготовку пневматических тормозов к работе и недостаточная длина фактического тормозного пути при последующем применении пневматического торможения. Другая причина — отвлечение машиниста на наблюдение за показанием приборов, указывающих ток тяговых электродвигателей в непосредственной близости от светофора с запрещающим показанием.
Рекуперативное торможение поезда без применения автоматических тормозов рекомендуется выполнять для регулирования скорости движения на площадках и спусках, имеющих однородный профиль. Применять рекуперативный тормоз без применения автоматических тормозов поезда запрещается в обрывоопасном месте, где возникает риск обрыва автосцепного устройства вагонов грузового поезда.
Рекуперативное торможение должно выполняться машинистом заблаговременно с учетом соблюдения требований безопасности движения, обеспечивая в случаях срыва работы электрического тормоза применение автоматических тормозов.
Комбинированное торможение, включающее применение рекуперативного тормоза локомотива и автоматических тормозов состава поезда производится в случаях риска возникновения продольно-ди-намических реакций при применении пневматических тормозов в местах со сложным (переломным) профилем пути. Возможность применения комбинированного торможения должно быть подтверждено тормозными испытаниями с применением тормозоиспытательного вагона.
Обучение локомотивных бригад остается приоритетной задачей Дирекции тяги, требующей комплексного решения. Помимо традиционного способа обучения навыкам работы в режиме рекуперации и наставничества, широкое применение получили также режимные карты. Они разрабатываются машинистами-инструкторами эксплуатационных локомотивных депо на основе накопленного опыта вождения поездов с применением рекуперативного торможения, учитывая местные условия эксплуатации. В режимных картах должен быть указан тип торможения.
Наиболее квалифицированно разрабатывают режимные карты и эффективно их используют в следующих эксплуатационных локомотивных депо: Волховстрой, Ярославль-Главный, Туапсе, Лиски,