Ермак Шилка 2. Забайкальская железная дорога филиал оао рждэлектровоз магистральный
 Скачать 1.98 Mb.
|
|
Забайкальская железная дорога – филиал ОАО «РЖД» ЭЛЕКТРОВОЗ МАГИСТРАЛЬНЫЙ 2ЭС5К (3ЭС5К) «ЕРМАК»: техническое обслуживание и эксплуатация ТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОДБОРКА 2020 Содержание 1. Бондарик В. В. Схемы питания вспомогательных машин на электровозах « Ермак» нужно доработать // Локомотив. – 2017. – № 8. – С. 29- 31: рис.; 2. Воронин В. В. Схемы пневматического оборудования электровозов серии ЭС5К «Ермак» // Локомотив. – 2019. – № 1. – С. 35-38: рис.; 3. Воронин В. В. Схемы пневматического оборудования электровозов серии ЭС5К «Ермак» // Локомотив. – 2019. – № 2. – С. 40-43: рис. – (Окончание. Начало см. "Локомотив" № 1, 2019 г.); 4. Газизов Ю. В. " Ермак" должен стать лучшим в мире электровозом! / Ю. В. Газизов, О. В. Мельниченко // Локомотив. – 2017. – № 2. – С. 21- 23: рис.; 5. Ермоленко М. " Ермаки" рулят // РЖД-Партнер. – 2015. – № 24. – С. 56; 6. Задорожный В. Л. Особенности электровозов серии "Ермак" с поосным регулированием силы тяги // Локомотив. – 2019. – № 10. – С. 11- 16; 7. Кабанцев А. А. Некоторые изменения в конструкции электровозов 2ЭС5К « Ермак» // Локомотив. – 2017. – № 1. – С. 30-31; 8. Кабанцев А. А. Некоторые изменения в конструкции электровозов 3ЭС5К " Ермак" // Локомотив. – 2017. – № 7. – С. 20-21; 9. Кабанцев, А. А. Схема цепей управления вспомогательными машинами с дополнительным пусковым двигателем электровозов 2(3)ЭС5К // Локомотив. – 2018. – № 1. – С. 20-21: рис.; 10. Семье «Ермаков» исполнилось 15 лет // Локомотив:. – 2019. – № 9. – С. 25; Передовой производственный опыт (информационные листки) 11. Прибор для проверки исправности контактов рукоятки бдительности РБ-80 12. Методика применения рекуперативного торможения на локомотивах серии 1,5ВЛ80ТК и 3ЭС5К "Ермак" с неисправной секцией 13. Хомут для ориентирования тележек электровоза 2ЭС5К, 3ЭС5К "Ермак" тяговыми тросами 1 7 13 18 23 24 37 41 45 48 50 53 56 Телефон отдела обслуживания читателей линейной технической библиотеки ст. Шилка (0536)28-48 Заказ полного текста статей: PokoevaEN@zrw.rzd Сайт ЗабЦНТИБ в Интранет: http://zabcntib.zrw.oao.rzd/jirbis2/ http://zrw-dntbsite.zrw.oao.rzd/pls/dntb_publ/!dntb.test.news2 Источники информации: − электронный каталог ДНТБ; − портал корпоративных изданий; − электронная библиотека Public.ru; − ресурсы интернет. Составители: библиотекарь 1 категории ЛТБ ст. Шилка – Покоева Е.Н. Ответственный: начальник ЗабЦНТИБ – Рехова Ю.Ю. СХЕМЫ ПИТАНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ «ЕРМАК» НУЖНО ДОРАБОТАТЬ В ходе эксплуатации электровозов 2(3)ЭС5К «Ермак» на разных дорогах выявился повышенный выход из строя вспомогательных машин, что подтверждается рядом публи- каций в технической литературе [1], [2]. Предлагаем вниманию читателей статью инженера сервисного локомотивного депо Иркутское В.В. Бондарика, проанализировавшего большой объем статистических данных о подобных отказах и подготовившего рекомендации, позволяющие снизить повреждаемость вспомогательных машин на данных электровозах. Надеемся, что советы нашего многолетнего автора будут полезны всем специалистам, занятым проектированием и ремонтом локомотивов. Структура отказов вспомогательных машин электровозов 2(3)ЭС5К «Ермак» в 2016 г. и I квартале этого года свидетельствует, что около 45 % поврежденных электрических двигателей составили мотор-вентиляторы МВ3 для обдува блока балластных резисторов и пусковые двигатели НВА-55. Наиболее вероятная причина их повышенного выхода из строя связана с недоработками электрической схемы локомотивов. ЦЕПИ СИГНАЛИЗАЦИИ МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРОВ МВ3 НУЖНО ДОРАБОТАТЬ Чтобы предупредить отказы двигателей МВ3 электровозов «Ермак», предлагается контролировать включение контактора КМ13: зачастую двигатели МВ3 выходят из строя из-за приваривания контактов аппарата КМ13. Как следствие — после проследования нейтральных вставок мотор-вентиляторы МВ3 оказываются под напряжением сразу же после подачи питания в электрические цепи локомотива от контактного провода (в схеме не предусмотрено подключение конденсаторов), а также без пускового двигателя. Такой запуск без третьей фазы в режиме короткого замыкания приводит к выплавлению обмоток и выходу из строя двигателя. Кроме того, запуск двигателя МВ3 в режиме короткого замыкания сопровождается резким снижением рабочего напряжения на вспомогательных машинах. Поэтому запуск пускового двигателя будет происходить при пониженном напряжении, что также приведет к повышенным пусковым токам, перегреву обмоток и выходу из строя самого пускового двигателя. Чтобы контролировать контакты контактора КМ13, надо обеспечить постоянную индикацию состояния аппарата. Для этого на свободные (ранее не задействованные) замыкающие (разомкнутые) блокировки контактора КМ13 вместо провода Н43 следует подсоединить провод Н410 (от сигнализации), например, от соседнего контактора КМ12 (рис. 1). Длина устанавливаемой перемычки — 1 м. Провод Н43 нужно отнять и заизолировать. В случае приваривания контактов контактора КМ13 хотя бы в одной секции сигнальная лампа «ВЗ» будет гореть после разбора схемы тяги. Переключив сигнализацию, можно узнать, в какой секции это произошло. 1 Такая нештатная работа сигнализации непривычна локомотивным бригадам, но подобный контроль намного лучше, чем «блуждание в потемках». Дело в том, что питание на блокировку контактора КМ13 приходит от провода Н43 только при сборе схемы рекуперации в течение 1 — 2 с. Поэтому штатная схема электровоза предусматривает горение лампы «ВЗ» только в течение этого времени. Далее контроль включения или выключения контактора КМ13 не обеспечивается. Таким образом, нельзя узнать, приварились или нет его контакты. При следующем сборе схемы рекуперации лампа опять мигнет штатно, если хотя бы один из трех контакторов КМ13 не будет поврежден. В случае горения сигнальной лампы «ВЗ» после разбора схемы рекуперации локомотивная бригада должна определить секцию, где это произошло, и предпринять меры к механическому разъединению контактов или отключить секцию, чтобы не вывести из строя вспомогательные машины данной секции и предупредить ее возгорание. Это необходимо выполнить либо до проследования нейтральной вставки, либо до включения главного выключателя после его отключения по какой-либо причине. Предложенный вариант изменения заводской схемы сигнализации был внедрен на нескольких электровозах 3ЭС5К в сервисном локомотивном депо Иркутское. На обложках бортовых журналов формы ТУ-152 всех локомотивов наклеили стикеры с информацией о проведенной доработке и рекомендациями для локомотивной бригады. Приведем текст наклейки: «Для контроля за привариванием контактов контакторов КМ13, что вызывает выход из строя мотор -вентиляторов МВЗ, произведена доработка схемы сигнализации. При сборе схемы рекуперации (включении контакторов КМ13) лампа «ВЗ» загорается и горит постоянно до разбора схемы торможения. В случае горения сигнальной лампы «ВЗ» после разбора схемы рекуперации необходимо определить секцию, где остался включенным контактор КМ13, и либо принять меры к механическому разъединению контактов этого аппарата, либо отключить секцию, чтобы не вывести из строя вспомогательные машины этой секции. Данные действия необходимо выполнить до проследования нейтральной вставки или до включения главного выключателя после его отключения по какой -либо причине. Выявленные замечания о работе схемы направлять начальнику технического отдела ТЧЭ -5». Не менее важно уменьшить вредное тепловое воздействие на двигатель МВЗ в случаях приваривания контактов контактора КМ13 и подачи напряжения в цепь вспомогательных машин. Предлагаю при включенном состоянии контактора КМ13 обеспечивать обязательное включение контактора КМЗ, подсоединяющего к цепи статора двигателя МВЗ симметрирующие конден- саторы С107. По штатной схеме управления включение контактора КМЗ и ввод симметрирующих конденсаторов в силовую цепь вентиляторов МВЗ происходит через провод Н61 контроллера машиниста после постановки его в режим рекуперативного торможения (рис. 2). При выходе контроллера из этого режима контактор КМЗ теряет питание. Далее возможно следующее. При следовании в режиме тяги, выбега или при нахождении на месте с поднятым токоприемником контактор КМ13 с приварившимися контактами (при отключенных остальных вспомогательных машинах) приводит к работе двигателя МВЗ в режиме короткого замыкания, так как в отсутствии конденсаторов он просто не может раскрутиться, полу- чив с их помощью третью фазу. В случае режима короткого замыкания обмотки двигателя быстро выходят из строя из-за выплавления. Предлагается в схеме управления (см. рис. 2) подать на катушку контактора КМЗ дополнительное питание от системы сигнализации (например, от провода Н410 блокировок контактора КМ12) через свободные (ранее не задействованные) замыкающие блокировки контактора КМ13. В этом случае при включенном контакторе КМ13 всегда будет включен и контактор КМ3. Опыт эксплуатации на Восточно-Сибирской дороге электровозов ВЛ80Р и ВЛ85 с установленными на них тумблерами принудительного включения вентиляторов МВ5 обдува блоков балластных резисторов показал, что в тех случаях, когда бригады забывали отключать тумблер «МВ5», на нейтральные вставки электровоз заезжал с включенным контактором этого мотор-вентилятора. 2 При выезде со вставок (даже без включенного фазорасщепителя) вследствие постоянно находящегося в цепи двигателя симметрирующего конденсатора вентилятор в течение какого-то времени раскручивался до номинальной частоты вращения. При этом иногда приваривались контакты контактора включения вентилятора из-за повышенных пусковых токов, иногда от нагрева дымились обмотки двигателя. Однако двигатель практически никогда не терял свою работоспособность и после остывания оставался в эксплуатации. Для доработки схемы электровоза требуется установить перемычку длиной 1 м от провода Н410, закрепленного на контакторе КМ12, на вход замыкающей блокировки контактора КМ13. Затем от выхода этой блокировки следует поставить перемычку длиной 1,5 м либо на вывод катушки контактора КМЗ, либо на соединительную шину диодных мостов U57 и U58, к которой подсоединяется провод Н246. Отмечу, что оба предложения модернизации цепи управления мотор-вентиляторами МВ3 следует реализовать одновременно с использованием одной и той же замыкающей блокировки контактора КМ3. ИЗМЕНЕНИЯ В СИЛОВОЙ ЦЕПИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН В штатной силовой схеме вспомогательных машин электровозов «Ермак» в цепи двигателей МВЗ находится один симметрирующий конденсатор КПС-0,5-3802, в то время как к двигателям мотор-вентиляторов МВ1 и МВ2 подключены по полтора конденсатора, а к двигателю мотор- компрессора — две силовые емкости. Надо отметить, что к такому же двигателю НВА-55 мотор- вентиляторов охлаждения блоков балластных резисторов на электровозах ЭП1 и ЭП1П подсоединены полтора конденсатора. Поэтому на локомотивах серии ЭП1 нет проблем с надежностью указанных электрических машин. Все двигатели вспомогательных машин — однотипные (НВА-55), их мощность одинакова. Поэтому и емкость симметрирующих конденсаторов должна быть равной на всех двигателях. Несмотря на то, что пусковой двигатель работает практически постоянно на холостом ходу, он 3 потребляет суммарную мощность порядка 55 кВ-А. Через фазы протекают токи до 80 А (что подтверждено экспериментами специалистов ООО «НПП ЛМ Инвертор», проведенными в 2014 г.). При пуске других вспомогательных машин потребляемая активная мощность увеличивается на (10... 18) кВт. Если трехфазный двигатель необходимо подключить к однофазной сети, то емкость симметрирующего конденсатора рассчитывают по следующей формуле: С раб. = k·I ф / U сети , где k — коэффициент, зависящий от соединения обмоток, для схемы соединения «звезда» k = 2800; I ф — номинальный фазный ток двигателя, А. U сети — напряжение однофазной сети, В. Номинальный ток двигателя НВА-55 — 100 А, напряжение обмотки питания вспомогательных машин — 400 В. Подставив в формулу данные параметры, получим емкость симметрирующего конденсатора — около 700 мкФ. Номинальная емкость конденсатора типа КПС-0,5-3802 — 484 мкФ. Значит, требуется подключать полтора конденсатора. В работе [3] показано, что емкость симметрирующих конденсаторов двигателей НВА-55 должна быть 726 мкФ. Это также соответствует емкости полутора конденсаторов КПС-0,5-3802. На рис. 3 представлен один из вариантов реализации силовой схемы, когда к пусковому двигателю и вентилятору МВЗ подсоединены по полтора конденсатора, на рис. 4 — монтажная схема выводов конденсаторов. Напомню, что во время запуска вспомогательных машин суммарная емкость пусковых конденсаторов не изменяется. 4 В конце минувшего года несколько трехсекционных электровозов оснастили новой схемой. Для сравнения подготовили группу локомотивов со штатной схемой. Спустя пять месяцев подвели итоги: в бустерных секциях электровозов с заводской схемой зафиксировали случаи выхода из строя тепловых реле вентиляторов МВ2, МВ3, а также двигателя МВ3. На опытных локомотивах за тот же период неисправностей вспомогательных машин не было. (Справедливости ради отметим, что в бустерной секции электровоза 3ЭС5К № 046 дважды выходили из строя двигатели мотор-вентиляторов МВ3. Однако, по мнению специалистов, эти случаи были обусловлены не из- менением емкости конденсаторов, а иной причиной, которая, к сожалению, не была выявлена ранее.) Таким образом, вариант модернизации силовой схемы вспомогательных машин был проверен экспериментально, и явных противопоказаний для их внедрения не выявили. Однако решение о начале его внедрения не принимают. Тем не менее, при ремонте электровозов приходится вынужденно частично внедрять данное предложение. Так, при выявлении недопустимо малой емкости симметрирующих конденсаторов на пусковом двигателе или двигателе МВ3 к поврежденному прибору подсоединяют половину пускового конденсатора С108 (при отсутствии исправных конденсаторов). УСОВЕРШЕНСТВОВАТЬ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРН-318 Данная панель предназначена для отключения пусковых конденсаторов после того, как напряжение между фазами С2 и С3 достигнет (300... 350) В. В этой ситуации срабатывает реле контроля напряжения панели. Напряжение срабатывания является контрольным параметром и обеспечивается при проверке и регулировке панели на испытательной станции. Регулируемый диапазон напряжения довольно значителен. При номинальном напряжении в контактной сети 25 кВ напряжение холостого хода на обмотке собственных нужд составляет 405 В. Упомянутые ранее измерения параметров вспомогательных машин на электровозах «Ермак», проведенные в 2014 г. специалистами ООО «НПП ЛМ Инвертор» на участке Большой Луг — Слюдянка, показали, что рабочие напряжения в фазах достигали (430... 440) В. С другой стороны, проанализировав в ноябре 2016 г. расшифровку файлов микропроцессорной системы управления и диагностики электровозов, на которых в тот же период выходили из строя электрические машины, установили, что сетевое напряжение зачастую было гораздо больше номинального. Иногда оно достигало (30... 32) кВ при том, что максимальное сетевое напряжение в эксплуатации электровозов не должно превышать 29 кВ. Проверки панелей ПРН-318 электровозов «Ермак» показали, что напряжение их уставки, в основном, составляет (310... 320) В. Таким образом, при рабочих напряжениях более 400 В пусковой двигатель будет «разгоняться» до установившейся частоты вращения после отключения пусковых конденсаторов, достигая равновесного напряжения, возросшего более чем на 100 В. Присутствие пусковых конденсаторов увеличивает вращающий момент, ускоряет разгон электрической машины и уменьшает время разгона, в течение которого наблюдаются повышенные токи в обмотках. Поэтому уставку срабатывания панели надо регулировать по максимальному значению. В связи с этим при текущих ремонтах все панели ПРН-318 были переданы в аппаратный цех, где их отрегулировали на напряжение срабатывания 350 В. Возможно, при сложившемся уровне рабочих напряжений можно было бы еще повысить уставку, но этот рост ограничен предельными значениями диапазона, указанными в нормативной документации. Кроме напряжения срабатывания, важную роль играет напряжение возврата. Отношение величины отпускания (возврата) к величине срабатывания электрического реле называют коэффициентом возврата. После начала работы пускового двигателя практически одновременно включаются вентиляторы и компрессор. Возможна ситуация, когда при этом резко снижается напряжение, что приводит к увеличению пусковых токов, времени запуска двигателей и как следствие — перегреву изоляции обмоток. Для этих случаев было бы полезным подключение пусковых конденсаторов. В Руководстве по эксплуатации электровозов 2(3)ЭС5К [4] отмечено, что коэффициент возврата у панели ПРН-318 — не менее 0,25. Это указывает на возможность подключения 5 пусковых конденсаторов при напряжении не менее 90 В. В действительности столь низкое на- пряжение невозможно. Иными словами, после срабатывания панели (запуска пускового двигателя) панель до его отключения уже не сработает. Наблюдения показали, что при запуске пускового двигателя панель может сработать через 1 с. Значит, и пусковые конденсаторы, исключая эту секунду, практически не работают (кроме конденсатора, подключенного к двигателю мотор-вентилятора МВ3 на время рекуперативного торможения). Следует отметить, что при включении МВ1 и отключенном пусковом двигателе панель срабатывает за 5 — 6 с. Анализ имеющейся многочисленной информации о работе асинхронных двигателей от однофазной сети в общем машиностроении показал, что применяемые реле напряжения, в основном, имеют коэффициент возврата 0,7 — 0,8. В разделе «Цепи вспомогательных машин» руководства по эксплуатации электровозов 2(3)ЭС5К [5] указано, что коэффициент возврата реле KV0 1 панели А1 принят равным 0,8, что соответствует упомянутой норме. Однако непонятно, почему в качестве панели А1 выбрали панель типа ПРН-318, коэффициент возврата которой не может достичь значения 0,8. При однократной проверке панелей ПРН-318, когда уставку напряжения регулировали по максимально допускаемому значению, одновременно (для сбора статистики) определили напряжение возврата. Оно оказалось равным (120... 130) В. Коэффициент возврата для реле зависит от соотношения тяговой характеристики электромагнита, характеристик возвратных и нажимных пружин, гистерезиса магни-топровода, зазора между якорем и сердечником. Попытки повысить напряжение возврата регулировками реле без замены пружин и катушек в отдельных случаях привели к его увеличению не более, чем до 170 В. Это соответствовало коэффициенту возврата порядка 0,5. Дальнейшее повышение было ограничено из-за уменьшения величины провала контактов реле ниже минимально допустимого значения. |