Проблема организации достоверного учета электрической энергии в «Горячем» простое локомотивов при депо и ее распределения по причастным бизнес-единицам

Перечень укрупненных технологических операций среднего ремонта электровоза ВЛ10

Номер технологической операции Наименование работ Цех

0 Заезд в депо «Среднего ремонта»

1 Подготовка электровоза к подъему кузова «Среднего ремонта»

2 Выкатка секции «Среднего ремонта»

3 Отсоединение тележек «Среднего ремонта»

4 Подъем секции «Среднего ремонта»

5 Выкатка тележек «Среднего ремонта»

6 Опускание секции «Среднего ремонта»

88 Выезд электровоза БПР

На основе полученной структурно-алгоритмической модели выполняется построение имитационной модели в терминах выбранного языка имитационного моделирования. Причем в зависимости от сложности укрупненной технологической операции следует выбирать и уровень детализации ее описания. Для некоторых позиций описание может представлять собой отдельную большую программу, а некоторые позиции могут быть описаны одним блоком (например, технологическая операция «подъем секции», которая предусматривает работу домкратов в течение фиксированного промежутка времени).

Применение многократного запуска имитационной модели с входными параметрами, отражающими местные условия работы, и последующей статистической обработки выборки откликов позволяет получать интервальные оценки норм расхода электрической энергии. Такой подход отражает реальный ТП, учитывающий различные штатные отклонения в процессе электропотребления. Например, к таким отклонениям можно отнести повышенный процент установления дефектов изделий и, как следствие, повышение уровня электропотребления на позициях устранения дефектов. Существенным плюсом предлагаемого метода является также возможность нормирования расхода электроэнергии на ремонт различных серий электровозов, за счет изменения структурно-алгоритмической модели ТП и номенклатуры производимых работ.

Список литературы

1. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 г. Утв. распоряжением Правительства Российской Федерации № 1734-р от 22.11.2008 г.

2. Пономарев, А. В. Метод априорной оценки расхода электрической энергии на технологические процессы ремонта подвижного состава [Текст] / А. В. Пономарев // Известия Транссиба. Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2010. - № 1(1). - С. 66 - 73.

3. Находкин, В. М. Технология ремонта ТПС [Текст] / В. М. Находкин. - М.: Транспорт, 1998. - 461 с.

УДК 621.316

С. Ю.Ушаков, В. И. Гутников, А. Н. Ларин

ПРОБЛЕМА ОРГАНИЗАЦИИ ДОСТОВЕРНОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В «ГОРЯЧЕМ» ПРОСТОЕ ЛОКОМОТИВОВ ПРИ ДЕПО И ЕЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ПРИЧАСТНЫМ БИЗНЕС-ЕДИНИЦАМ

В статье представлены экспериментальные исследования расхода электрической энергии на электровозах в «горячем» простое при депо и способ разделения его по причастным бизнес-единицам.

70 ИЗВЕСТИЯI Транссиба

По оценочным данным Центрального управления планирования и нормирования материально-технических ресурсов ОАО «РЖД» объем расхода электроэнергии по электроподвижному составу в «горячем» простое при депо составляет до 7 % от общего расхода электроэнергии на тягу поездов, поэтому сокращение доли «горячего» простоя может существенно снизить затраты электроэнергии на тягу поездов.

Однако в связи с реформированием ОАО «РЖД» возникла ситуация, когда не все образованные бизнес-единицы, причастные к непроизводительному расходу электроэнергии на «горячий» простой локомотивов, заинтересованы в снижении его доли. Так, несмотря на то, что на долю «горячего» простоя напрямую влияют территориальные и структурные подразделения Дирекции по ремонту тягового подвижного состава (ЦТР) и Дирекции тяги (ЦТ), весь расход электрической энергии в «горячем» простое относится на последнюю, в то время как в тепловозной тяге существует распределение расхода дизельного топлива между данными бизнес-единицами. Сложившаяся ситуация не способствует снижению доли «горячего» простоя электроподвижного состава при депо, а также повышению рациональности эксплуатации локомотивов. Продолжительность «горячего» простоя электровозов при депо в ожидании ремонта в среднем составляет 12 - 14 ч, иногда достигая 20 ч.

Кроме того, на низком уровне остается состояние учета электрической энергии при простое электроподвижного состава в «горячем» состоянии при депо. В режиме «горячего» простоя в работе находится только вспомогательное оборудование электровоза [^(мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры, отопительные приборы, фазорасщепители и др.). Номинальная мощность всех вспомогательных машин электровозов постоянного тока превышает номинальную мощность локомотивов на 2 %. На электровозах переменного тока эта цифра составляет 2,5 - 4,5 %. Однако реальная мощность вспомогательного оборудования, реализуемая в режиме «горячего» простоя, оказывается существенно меньше суммарных паспортных значений. Как показывают результаты исследований, проведенных в ремонтных локомотивных депо Западно-Сибирской железной дороги Московка, Барабинск и Карасук, время работы мотор-компрессоров обычно составляет 2 - 3 % от всего времени простоя, мотор-вентиляторы работают, как правило, при пониженном напряжении, что соответствует половине их номинальной мощности, а обогрев кабин осуществляется в основном половиной обогревательных элементов. Таким образом, суммарная мощность, потребляемая вспомогательным оборудованием во время «горячего» простоя, составляет несколько десятков киловатт. Экспериментальные часовые значения электропотребления вспомогательным оборудованием электровозов приведены в таблице 1. Причем энергия, потребляемая мотор-компрессорами, рассчитана исходя из среднего фактического времени его работы в течение одного часа простоя.

Порог чувствительности каждого типа счетчиков приведен в соответствующих паспортах. Для электромеханических счетчиков постоянного тока типа СКВТ-Д600М и СКВТ-Д621 приведен порог чувствительности по току, который составляет 2 % от номинального значения. Для электровозов постоянного ВЛ10, ВЛ11, ЧС2, ЧС4 номинальный ток составляет 1500 А, что при номинальном напряжении в сети 3 кВ соответствует мощности 90 кВт. Для электровозов ВЛ10 и ВЛ11, прошедших капитальный ремонт, устанавливают счетчики в каждой секции, поэтому фактическая мощность вспомогательного оборудования на каждый счетчик уменьшается в два раза.

Разработанный заводом «ЛЭМ» электронный счетчик постоянного тока типа СКВТ-Ф610 имеет порог чувствительности 1 % от номинального тока, но ими оборудовано незначительное количество электровозов. Установленные на электровозах ВЛ10 и ВЛ11 системы РПДА-Г нормально работают только при установке именного картриджа машиниста. В режиме «горячего » простоя при отсутствии картриджа у системы РПДА-Г цена одного деления составляет 100 кВт-ч, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым системам коммерческого учета.

№ 3(3) 2010

ИЗВЕСТИЯ Транссиба

71

Таблица 1 - Экспериментальные часовые значения электропотребления вспомогательным оборудованием электровозов по сериям

Серия электровоза Часовые значения электропотребления вспомогательным оборудованием электровозов, кВт-ч Общее часовое электропотребление, кВт-ч

мотор-вентиляторы обдува двигателей и очистки воздуха мотор-компрессоры печи (калориферы) вспомогательное оборудование питания

ВЛ10 39,5 1,5 5 - 46,0

ВЛ11 39,5 1,5 5 - 46,0

ЧС2 48 0,8 2,7 - 51,5

ВЛ80с 80 3,5 2 60 145,5

ЭП1 55 0,4 4 6,5 65,9

ЭП2К 45 0,5 4 - 49,5

ЭП10 - - - - 72,0

На электровозах переменного тока основных серий ВЛ80, ВЛ80т, ВЛ80с порог чувствительности штатных счетчиков составляет 2 % от номинальной активной мощности электровоза, что при коэффициенте трансформации тока кц, равном 60, и номинальном питающем напряжении 25 кВ составляет 150 кВт.

Следовательно, порог чувствительности штатных приборов учета электрической энергии, установленных на ЭПС как переменного, так и постоянного тока, часто превышает фактическую суммарную мощность установленного вспомогательного оборудования, что приводит к существенному недоучету электрической энергии, который по результатам экспериментальных исследований для разных серий электровозов может составлять от 30 до 80 %.

Порог чувствительности штатных приборов учета на ЭПС и суммарная фактическая мощность вспомогательного оборудования при неработающих и работающих мотор-компрессорах приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика основных штатных приборов учета электрической энергии и суммарная мощность вспомогательного оборудования

Штатные приборы учета электрической энергии Суммарная экспериментальная мощность

Серия локомо- вспомогательного

класс порог чувств. по мощности, кВт оборудования

тива тип счетчика точности с мотор-компрессорами без мотор-компрессоров

ВЛ10 СКВТ Д600М СКВТ Д621 3,0 2,5 90 103 74,4

ВЛ10к* СКВТ Д600М 3,0 90 51,5 37,2

ВЛ11* СКВТ Д621 2,5

ЧС2 СКВТ Д621 2,5 90 92,8 58,8

ВЛ80с* Ф440 Ф442 2,0 2,0 150 155 115

ВЛ80т* Ф440 Ф442 2,0 2,0 150 155 115

ВЛ80р* Ф440 Ф442 2,0 2,0 150 155 115

ЭП1 Альфа 1,0 75 86 64

ЭП2К СКВТ Д621 2,5 90 78 53

* Счетчики электроэнергии установлены в каждой секции.

72 ИЗВЕСТИЯI Транссиба ^*

Сравнивая пороговые значения чувствительности штатных счетчиков и мощности вспомогательного оборудования, можно сделать вывод о том, что только при работе мотор-компрессоров мощность вспомогательного оборудования (и то не всегда) превышает порог чувствительности. Учитывая, что порог чувствительности по мощности штатных приборов учета электрической энергии (особенно электромеханических типа СКВТ-Д600М и СКВТ-Д621) имеет разброс в пределах 1,5 - 3 % от номинальных значений, погрешность учета электрической энергии в «горячем» простое также изменяется в широких пределах (30 - 80 % от номинальных значений).

Достоверность учета электропотребления электровозов в «горячем» простое можно обеспечить наличием приборов учета на фидерах контактной сети, питающих тракционные пути локомотивного депо. Однако следует отметить, что данные фидеры тяговых подстанций далеко не всегда оборудованы приборами учета электроэнергии, а если и оборудованы, то учет по ним, как правило, не ведется.

Существенный недоучет расхода электрической энергии в «горячем» состоянии по счетчикам локомотивов является одной из причин высокого уровня небаланса электрической энергии на тягу поездов в осенние, зимние и весенние месяцы.

Учитывая сказанное выше, можно выделить два основных направления по снижению доли непроизводительного расхода электрической энергии в «горячем» простое при депо:

повышение заинтересованности в снижении доли «горячего» простоя причастных к перевозочному процессу бизнес-единиц (ЦТР и ЦТ) за счет разработки порядка распределения между ними расхода электроэнергии по электроподвижному составу в «горячем» простое;

повышение достоверности учета расхода электрической энергии электровозами в «горячем» простое при депо.

В настоящее время расход электроэнергии на «горячий» простой определяется в соответствии с маршрутными листами машинистов по разнице показаний счетчиков электрической энергии, фиксируемых локомотивными бригадами при сдаче электровоза в ремонт и при его приеме из ремонта. При этом от момента сдачи электровоза в ремонт до его приема из ремонта можно выделить четыре временных отрезка:

ожидание ремонта - отрезок времени между сдачей локомотива эксплуатационной бригадой в ремонт и приемом локомотива в ремонт;

ремонт - отрезок времени между приемом локомотива в ремонт и сдачей локомотива из ремонта приемочной бригаде;

приемка локомотива - отрезок времени между сдачей локомотива из ремонта приемочной бригаде и окончательной его приемкой;

ожидание работы - отрезок времени между окончательной приемкой локомотива приемочной бригадой и приемом локомотива эксплуатационной бригадой в работу.

Каждый из данных промежутков времени должен относиться на ту или иную бизнес-единицу. Так, «горячий» простой в ожидании ремонта и в ходе приемки локомотива должен полностью относиться на Дирекцию по ремонту тягового подвижного состава, а «горячий» простой в ожидании работы - на Дирекцию тяги. При этом стоит учитывать тот момент, что рабочая смена в ремонтном локомотивном депо длится с 8:00 до 20:00, поэтому в случае если локомотив был сдан эксплуатационной бригадой в ремонт до 8:00 местного времени, часть расхода электрической энергии на «горячий» простой до 8:00 должна быть отнесена на ЦТ, а начиная с 8:00 - на ЦТР. Такой подход будет стимулировать ремонтные депо в снижении времени ожидания ремонта.

В случае внепланового ремонта локомотива все время ожидания ремонта относится на ЦТР. Для контроля электропотребления в «горячем» простое в ремонтных локомотивных депо предлагается ввести специальную форму отчетности (таблица 3), а ответственным за ее заполнение назначить дежурного по депо.

№ 3(3) 2010

ИЗВЕСТИЯ Транссиба

73

Таблица 3 - Типовая форма контроля времени нахождения электроподвижного состава при депо в «горячем» простое в ожидании ремонта и в ожидании работы

Серия локомотива Номер локомотива (секции) Тип требующихся работ Тип ремонта Серия счетчика* Состав вспомогательного оборудования, находящегося в работе (да/нет) * * Сдача локомотива эксплуатационной бригадой в ремонт Показание счетчика в 8:00*** Прием локомотива в ремонт Сдача локомотива из ремонта Окончательная приемка локомотива приемочной бригадой Прием локомотива эксплуатационной бригадой

мотор-вентиляторы обдува двигателей мотор-вентиляторы для очистки воздуха мотор-компрессоры печи шкаф питания фазорасщепитель дата и время показание счетчика* дата и время показание счетчика* дата и время показание счетчика* дата и время показание счетчика* дата и время показание счетчика*

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

* - только для приборов учета, отвечающих требованиям, предъявляемым к системам коммерческого учета электроэнергии;

** - только если в графе 5 стоит прочерк, т. е. на электровозе отсутствуют приборы учета электроэнергии, отвечающие требованиям, предъявляемым к системам коммерческого учета;

*** - только если электровоз сдан эксплуатационной бригадой в плановый ремонт в период с 20:00 до 8:00.

В графе 4 (см. таблицу 3) отмечается тип ремонта: плановый или внеплановый, а в графах 12 -22 фиксируются показания счетчиков и моменты перехода локомотива из одного состояния в другое. При этом расход электрической энергии по показаниям счетчиков может определяться лишь для приборов, отвечающих требованиям, предъявляемым к системам коммерческого учета. В остальных случаях расход электрической энергии в «горячем» простое предлагается определять расчетным способом на основании экспериментальных данных о часовых значениях электропотребления вспомогательным оборудованием электровозов в соответствии с данными таблицы 2. Состав вспомогательного оборудования, находящегося в работе, фиксируется в графах 6 - 11 предлагаемой формы (см. таблицу 3).

Ежемесячные относительные потери электрической энергии в тяговой сети при наличии приборов учета электрической энергии на фидерах контактной сети тяговых подстанций, питающих тракционные пути, должны определяться в соответствии с показаниями данных приборов по формуле:

Жш - Ж

мес

ЭПС мес

Ж

ТП

мес

1)

где Жюс - месячный расход электрической энергии на «горячий» простой по счетчику на фидере тяговой подстанции, питающему тракционные пути;

тг/ЭПС ~ ~ ~

Жмес - месячный расход электрической энергии на «горячии» простои при депо всеми

электровозами, определенный по счетчикам ЭПС или расчетным способом.

В случае отсутствия учета электрической энергии на фидере тяговой подстанции, питающем тракционные пути локомотивного депо, потери электрической энергии в тяговой сети определяются расчетным путем на основании данных о длине и удельных активных со -противлениях контактной сети и питающих линий, а также о среднем токе, потребляемом электровозами.

Расход электрической энергии в «горячем» простое с учетом потерь электрической энергии для каждого отдельного локомотива определится по формуле:

Жтп =

г.п

Ж

ЭПС

1 -8.

тт/ ЭПС ~ ~

где Ж - расход электрической энергии на «горячии» простои одного электровоза, опре-

г.п

деленный по показаниям счетчиков ЭПС или расчетным способом.

Достоверный учет расхода электрической энергии в «горячем» простое позволит снизить небаланс электрической энергии на тягу поездов, а разделение расхода электрической энергии между причастными бизнес-единицами позволит сократить долю «горячего» простоя и, как следствие, сократить непроизводительный расход электрической энергии.

1. Айзенбуд, С. Я. Эксплуатация локомотивов [Текст] / С. Я. Айзенбуд, П. И. Кельперис. - М.: Транспорт, 1990. - 261 с

м;п3(п3} ИЗВЕСТИЯ Транссиба 75