[02-2013] Задачи тягово-энергетических лабораторий

[Admin]

Задачи тягово-энергетических лабораторий

Наблюдаемый за последние несколько лет рост объема грузовых перевозок создает на действующих грузонапряженных магистралях высокую плотность движения поездов. В таких условиях для увеличения пропускной способности и обеспечения устойчивого выполнения плана перевозок, сокращения задержек поездов при предоставлении «окон» для ремонтно-путевых и строительных работ, а также работ по модернизации контактной сети организуется постоянное обращение поездов повышенного веса и длины, в том числе и соединенных составов весом до 12000 т.

При этом большую важность приобретают тягово-энергетические лаборатории (ТЭЛ), используемые для решения самого широкого спектра задач:

- определение нагруженности локомотивов по сцеплению и продольно-динамических усилий по условиям прочности автосцепных устройств и устойчивости вагонов в рельсовой колее;
- установление оптимального температурного режима электрических машин локомотивов;

- определение и эксплуатационная проверка расчетных, унифицированных, критических весовых норм грузовых поездов и составности пассажирских поездов, в том числе по условиям обеспечения электроотопления от локомотива;

- разработка и корректировка режимных карт вождения поездов;

- проверка нормативов графика движения пассажирских, грузовых поездов и соответствия расчетного и фактического тормозного пути действующим правилам и инструкциям МПС России и ОАО «РЖД»;

- разработка нормативных документов, рекомендаций и инструктивных указаний по режиму управления тягой и автоматическими тормозами с учетом местных условий;

- определение и проверка норм расхода топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов.
Сегодня ТЭЛ — это пассажирские вагоны, дооснащенные дополнительным энергетическим оборудованием (дизель-генераторная установка, дополнительная аккумуляторная батарея, высоковольтный статический преобразователь, инверторы и др.) для бесперебойной работы измерительно-вычислительной системы (ИВС) и бытовых приборов.

Для организации системной работы по методическому руководству и организации научно-технического сопровождения деятельности ТЭЛ необходимо было создать структуру, которая бы взяла на себя эти функции. Так, в 2008 г. в Проектноконструкторском бюро локомотивного хозяйства (далее - ПКБ ЦТ) был организован сектор тягово-энергетических лабораторий.

За несколько лет его существования специалистами было подготовлено значительное количество нормативных документов, регламентирующих не только работу ТЭЛ, но и локомотивного хозяйства в целом.

Например, в 2010 г, подготовлено и утверждено распоряжение ОАО «РЖД» «О согласовании и утверждении дорожного приказа "Об установлении весовых норм и длин поездов”». Благодаря этому документу стало невозможным хаотичное изменение критических весовых норм.

Кроме того, специалисты сектора принимают участие в тягово-энергетических испытаниях новых локомотивов. В ходе опытных поездок выявляются замечания к конструкции локомотивов, узкие места по инфраструктуре. Совместно с причастными работниками разрабатываются предложения по их устранению (по скоростям движения, напряжению контактной сети, порядку пропуска и формирования поездов).

Например, на Восточно-Сибирской дороге на участке Тайшет - Коршуниха препятствием повышения массы поезда до 6000 т являлось несоответствие напряжения в контактной сети требованиям ПТЭ. Благодаря предложениям специалистов, выданным после проведения тягово-энергетических испытаний, была проведена модернизация тяговых подстанций данного участка и установлена требуемая весовая норма.

Немаловажным фактором технического развития ТЭЛ является разработка современных измерительных систем для проведения испытаний, имеющих новую элементную базу по сбору данных и их первичной обработке, что положительным образом скажется на скорости их передачи и подготовки отчетных материалов по результатам поездок.

В прошлом тяговые усилия на автосцепке измеряли гидравлическим динамометром, оттого и назывались эти вагоны динамометрическими. Сегодня на смену им пришли тензодат-чики и тарированные автосцепки.

В настоящее время в ОАО «РЖД» имеются 15 ТЭЛ, которые в ходе реформирования локомотивного хозяйства перешли из подчинения начальников дорог под управление территориальных дирекций тяги. Для организации их работы специалистами ПКБ ЦТ совместно с работниками Дирекции тяги разработано и утверждено «Положение о тягово-энергетиче-ской лаборатории Дирекции тяги - структурного подразделения Дирекции тяги», которое определяет основные задачи, функции, права и организацию ее деятельности.

Учитывая большую значимость ТЭЛ в деле обеспечения бесперебойного перевозочного процесса, перед центральной и территориальными дирекциями тяги стоят следующие задачи:

- проведение капитальных, деповских ремонтов и продление срока службы служебнотехнических вагонов;

- замена (ремонт) энергетического и другого оборудования ТЭЛ;

- техническое обслуживание и обновление (модернизация) ИВС;

- обучение и аттестация персонала лабораторий.

Выполнение поставленных задач позволит наиболее эффективно организовывать перевозочный процесс при переходе на полигонную технологию работы. На рисунке представлено рабочее место специалиста ТЭЛ.

Большинство измерительных систем, эксплуатируемых на ТЭЛ, содержат минимальный перечень измерительных каналов, зачастую недостаточный для проведения полноценных тягово-энергетических испытаний нового тягового подвижного состава. Учитывая тот факт, что с 2000 г., после более чем десятилетнего перерыва, возобновилась поставка тягового подвижного состава нового поколения, потребовалась разработка новых методов проведения испытаний и постройки скоростного тягово-энергетического вагона-лаборатории (ТЭЛ-С) с передовой ИВС.

На протяжении последних шести лет специалистами ПКБ ЦТ совместно с научными работниками Ростовского государственного университета путей сообщения, ЗАО «Новые Технологии. Неразрушающий Контроль», Томского политехнического университета разрабатывалась ТЭЛ-С, а в 2013 г. она будет введена в эксплуатацию.

ТЭЛ-С предназначена для:

- проведения предварительных, приемочных и эксплуатационных испытаний вновь создаваемых, модернизируемых и серийно изготавливаемых локомотивов по оценке тяго-во-энергетических, тягово-теплотехнических, тормозных параметров, виброакустических и экологических требований;

- эксплуатационной проверки соответствия локомотивов действующим правилам и инструкциям (на основании проведения тяговых, энергетических, тормозных испытаний):

- режимов вождения пассажирских, скоростных (до 200 км/ч) и грузовых поездов массой до 5000 т;

- качества энергообеспечения локомотивного парка;

- состояния тормозного оборудования, его эффективности, соответствия фактических тормозных путей поездов действующим правилам и инструкциям МПС России и ОАО «РЖД»;

- динамических усилий в составе поезда в процессе движения (оценка уровней тяговых и тормозных усилий по условиям прочности автосцепки и устойчивости вагонов в рельсовой колее, сцепления колес с рельсом);

- нагрева тяговых, вспомогательных машин, преобразовательных установок и электрооборудования;

- сравнительной оценки:

- расчетного (нормативного) и фактического (эксплуатационного) расхода ТЭР натягу и интенсивности расхода песка;

- систем лубрикации и их влияния на сопротивление движения поездов, расхода ТЭР на тягу поездов и трибологических показателей взаимодействия бандажей локомотивов с рельсами (проскальзывание);

- параметров энергоэффективности и теплотехнического состояния локомотивов в эксплуатации.

Особой отличительной чертой ТЭЛ-С является наличие инновационного измерительновычислительного комплекса «Эвклид» (ИВК «Эвклид»), Он предназначен для многоканальных распределенных измерений электрических и физических параметров подвижного состава, записи, отображения в реальном времени на экране монитора и последующей обработки результатов измерений.

Комплекс состоит из измерительных постов, соединенных с помощью коммутаторов в сеть Ethernet, центрального компьютера и пакета программного обеспечения.

Измерительный пост включает в себя измерительную систему (набор датчиков, подключенных к измерительной системе), сетевой коммутатор, блок питания и набор соединительных проводов.

Измерительная система поста построена на основе модульного измерительного устройства Compact RIO производства компании «National Instruments». Каждый пост может измерять до 128 аналоговых сигналов и до четырех тахометрических каналов.

По сравнению с другими измерительными системами ИВК «Эвклид» имеет ряд преимуществ:

- практически неограниченная масштабируемость, т.е. изменение количества измерительных постов без снижения точности измерений;

- измерительная и вычислительная автономность каждого измерительного поста;

- высокая надежность комплекса;

- подключение к измерительным постам любых датчиков и дополнительных измерительных приборов;

- малая погрешность и высокая скорость измерения, позволяющая делать замеры параметров переходных процессов и нестационарных сигналов высокой частоты;

- возможность создания дополнительных виртуальных (вычислительных) каналов;

- низкое энергопотребление и мобильность.

Данная система позволяет проводить замеры без потери точности в диапазоне температур от -40 до +70 ‘С и относительной влажности до 90 %. Ее питание может осуществляться от любого источника постоянного тока с напряжением от 9 до 30 В с возможностью подключения дополнительного резервного источника.

В качестве центрального компьютера используются промышленный компьютер и монитор, сертифицированные по промышленному стандарту. Программа «Эвклид-П», входящая в пакет программного обеспечения, позволяет удаленно настраивать измерительные посты, считывать с них данные, отображать в реальном времени в цифровом и графическом виде показания любых каналов любого измерительного поста с возможностью переключения на отображение других параметров во время измерения. Данные по выбору оператора могут отображаться по времени или по координате пути.

С помощью программы «Эвклид-Вью» обработка измеренных данных может проводиться на любом компьютере с операционной системой Windows.

Создание ТЭЛ-С является одним из механизмов в достижении стратегической цели технической политики ОАО «РЖД» — повышения эффективности работы локомотивного хозяйства и устойчивости технологического процесса перевозок за счет соблюдения требуемого уровня энергетического, тягового и тормозного обеспечения локомотивов.

По материалам ПКБ ЦТ ОАО «РЖД»

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin