Повышение эффективности работы вспомогательных машин электровоза переменного токи при изменении величины питающего напряжения
ВВЕДЕНИЕ
Одним из условий успешного развития экономики Российской Федерации является наличие эффективной и надёжной транспортной системы.
В настоящее время в Российской Федерации эксплуатационная длина электрифицированных линий составляет более 47 тысяч километров железных дорог, из которых более 23 тысяч электрифицировано на переменном токе.
Вождение поездов обеспечивают более 5000 электровозов переменного тока. Основная часть – это электровозы отечественного производства, на которых для привода вспомогательных механизмов используются трехфазные асинхронные электродвигатели. С 2006 года на железные дороги Восточного региона России начали поступать электровозы переменного тока нового поколения серий ЭП1 и 2,3,4ЭС5К.
Простота системы питания вспомогательных машин в сочетании с асинхронными двигателями предполагали высокий уровень
надёжности вспомогательных электроприводов на этих электровозах.
Данный принцип заложен при проектировании отечественных электровозов переменного тока.
В 2016 году имело место повышение отказов асинхронных вспомогательных машин в отношении к предыдущим годам на 260%. Выявлена тенденция роста количества отказов вспомогательных электродвигателей при увеличении массы поездов и скоростей движения. Основными причинами отказов асинхронных вспомогательных машин электровозов являются пробой изоляции статора, выплавление обмотки ротора, выгорание изоляции обмотки
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 7
1.1 Вспомогательные машины и их роль в обеспечении работоспособности электроподвижного состава (ЭПС) 7
1.2 Требования, предъявляемые к вспомогательным машинам 8
1.3 Типы систем вспомогательных машин 10
1.4 Схема питания вспомогательных машин переменного тока с асинхронными двигателями 12
1.5 Цепи вспомогательных машин электровоза ЭП1 19
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН. 23
3. СПОСОБЫ МОДЕРНИЗАЦИИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗА 44
3.1 Разработка метода модернизации 44
4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДЕРНИЗАЦИИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ 53
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ТО И ТР ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗА 59
5.1 Введение 59
5.2 Опасные и вредные производственные факторы 60
5.2.1 Факторы, оказывающие влияние на сотрудников при ремонте подвижного состава 60
5.2.2 Воздействия электрического тока 61
5.2.3 Микроклимат 62
5.2.4 Химический фактор 63
5.2.5 Шум и вибрация 64
5.3 Меры безопасности при ТО и ТР вспомогательных электрических машин 64
5.3.1 Подготовка ремонтного персонала и инструмента к ремонту асинхронного двигателя 64
5.3.2 Меры безопасности при подготовке асинхронного двигателя к ремонту 65
5.3.3 Меры безопасности при демонтаже и монтаже асинхронного двигателя на электровозе 66
5.3.4 Меры безопасности при ремонте и испытаниях асинхронного двигателя в электромашинном цехе 66
6. ТЕХНИКО-ЭЕОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ ИЗМЕНЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ 71
6.1 Основные понятия, используемые при расчете технико-экономической оценки при использовании системы изменения емкости конденсаторов вспомогательных цепей электровоза переменного тока 71
6.2 Определение стоимости внедрения системы изменения емкости конденсаторов и расходов на заработную плату труда рабочим. 72
6.3 Определение экономического эффекта от внедрения модернизированного преобразователя 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
Список используемых источников 79
Список используемых источников
1. ГОСТ Р 55364-2012 Электровозы. Общие технические требования.
2. Захарченко Д. Д. Подвижной состав железных электрических дорог. Тяговые электромашины и трансформаторы / Д. Д. Захарченко, Н. А. Ротанов, Е. В. Горчаков, П. Н. Шляхто – М.: Транспорт, 1968 – 296 с
3. Ермолин П. П. Надёжность элекрических машин / Н. П. Ермолин, И. П. Жерихин – Л.: Эрегия, – 248 с.
4. Иванов П. Ю. Повышение эксплуатационной надёжности асинхронных вспомогательных машин магистральных электровозов переменного тока: дисс. канд. тех. наук // Иркутск: ИрГУПС, 2015.
5. Федюков Ю. А. Расщепитель фаз и расщепительный эффект / Ю. А. Федюков, Е. А. Марченко, С. В. Фошкина // Локомотив, 2011 №4.
6. Некрасов О. А. Вспомогательные машины электровозов переменного тока / О. А. Некрасов, А. М. Рутштейн – М.: Транспорт, 1988 – 223 с
7. Тушканов Б. А. Электровоз ВЛ85. Руководство по экплуатации / Б. А. Тушканов, Н. Г. Пушкарёв, Л. А. Позднякова – М.: Транспорт, 1992 – 480 с
8. Федюков Ю. А. Энергетические характеристики расщепителей фаз // Электровозостроение. Сборник научных трудов. – Новочеркасск: ОАО "ВЭлНИИ", 2011 т. 43.
9. Электровоз ЭП1 Магистральный. Руководство по эксплуатации. Ред. Воробьев Книга 1. Описание и работа. Электрические схемы ИДМБ.661142.004-01РЭ1 – Новочеркасск: ОАО «ВЭлНИИ», 2007.
10. Литовченко В. В. Совершенствование системы питания вспомогательных машин электровозов переменного тока / В. В. Литовченко, А. В. Невинский // Сборник научных трудов XI научно-практической конференции "Безопасность движения поездов" – М.: МИИТ, 2010.
11. Электровоз 2ЭС5К (3ЭС5К) Магистральный. Руководство по эксплуатации. Книга 1. Описание и работа. Электрические схемы ИДМБ.661142.009РЭ1 (3ТС.001.012РЭ1) – Новочеркасск: ОАО «ВЭлНИИ», 2004.
12. Правила по охране труда при техническом обслуживание и текущем ремонте локомотивов ОАО «РЖД» [Текст]: Распоряжение ОАО «РЖД»: [от 30.01.2013 № 226р] / ОАО «РЖД». – 2013. – 63 с.
13. Инструкция по о
При емкости конденсатора 0,484 мФ (рисунок 2.9а) – КПД 89,74%, изменяя емкость фазосдвигающего конденсатора, был найден максимальный КПД – 92,67% при емкости 0,726 мФ (рисунок 2.9б). Если далее увеличивать емкость, то КПД начинает снижаться. Так при 1,452мФ (рисунок 2.9 в) КПД – 83,06%.
Было выяснено, что наилучшая симметрия фазных токов достигается при емкости 0,726 мФ, а значит, именно в этом случае будет реализован наиболее оптимальный режим питания. Также видно, что при другой емкости амплитуды фаз резко меняются, так же нарушается симметричность фаз, вследствие чего уменьшается КПД.
Таким же образом были исследованы другие уровни напряжения от 18 кВ до 29 кВ. Результаты исследования были занесены в таблицу 2.1
Таблица 2.1 – Результаты исследования для раб