Электровозы серии БКГ Белорусской железной дороги

Локомотив-інформ 266 просмотр 20.10.2018, 13:54

Республика Беларусь, благодаря своему географическому расположению, является неотъемлемым звеном в грузовых перевозках по маршруту Китай–Европа–Китай. В последние годы Белорусская железная дорога прилагает большие усилия для модернизации железной дороги и обновления тягового подвижного состава, тем самым повышая уровень организации перевозок, их эффективности, что способствует значительному увеличению объема транзитных перевозок.

Значимым шагом по обновлению парка грузовых локомотивов является приобретение Белорусской железной дорогой электровозов переменного тока БКГ1 и БКГ2, производимых компанией CRRC Datong Co., Ltd. (Китай). Эти электровозы были разработаны с учетом особенностей эксплуатации на территории Республики Беларусь. Для электровоза БКГ1 в марте 2013 года был получен сертификат Национальной системы подтверждения соответствия Республики Беларусь, а в июне 2017 года для электровоза БКГ2 получен сертификат Евразийского экономического союза ЕАС. В электровозах БКГ1 и БКГ2 75% оборудования является взаимозаменяемым, что существенно снижает затраты на их обслуживание и ремонт. На основе опыта эксплуатации и обслуживания электровозов, также материалов, представленных китайской стороной, представляем краткую характеристику этих электровозов.

Основные технические характеристики электровозов серии БКГ

Основные технические характеристики электровозов серии БКГ приведены в таблице 1. Тяговая характеристика электровоза БКГ2 приведена на рис. 1. Характеристика электродинамического тормоза электровоза БКГ2 приведена на рис. 2.

Таблица 1. Основные технические характеристики электровозов серии БКГ
Наименование характеристики Значение для БКГ2 Значение для БКГ1
Страна-производитель КНР
Назначение Вождение грузовых составов Вождение тяжеловесных грузовых составов
Год начала производства 2015 2012
Формула ходовой части С0 – С0 2 (В0 – В0)
Ширина колеи, мм 1520
Конструкционная скорость, км/ч 120
Скорость длительного режима, не менее, км/ч 65
Нагрузка от колесной пары на рельсы, тс 25
Полный служебный вес, тс 150 195
Мощность длительного режима на валах АТД, кВт 7200 9600
Пусковое тяговое усилие, кН 570 760
Тяговое усилие непрерывного режима, не менее, кН 400 533
Тип электропривода Переменно-постоянно-переменный
Система регулирования напряжения на тяговых электродвигателях Плавное регулирование
Вид торможения Пневматическое и электрическое рекуперативное
Общий КПД 86%

Рис. 1. Тяговая характеристика электровоза БКГ2

Рис. 2. Характеристика электродинамического тормоза БКГ2

При проектировании электровозов БКГ применены проверенные мировые концепции, зарекомендовавшие себя с положительной стороны

Наличие функции непрерывной электрической компенсации обеспечивает плавное и стабильное пусковое тяговое усилие в начале движения электровоза. Эти электровозы имеют возможность быстрого соединения их для работы по системе многих единиц (СМЕ), что значительно увеличивает вариантность их использования, повышает эффективность грузовых перевозок на Белорусской железной дороге и на участках соседних стран. По сравнению с другими электровозами, эти электровозы обладают следующими положительными свойствами: имеют широкий диапазон стабильной мощности, большую мощность на валах, хорошие характеристики сцепления, высокий коэффициент мощности, низкие гармонические помехи, низкие затраты на обслуживание в течение всего периода эксплуатации, также отличаются безопасной и надежной работой и широкой сферой применения.

Электровозы рассчитаны для работы на номинальной мощности при температуре окружающей среды от -40 °C до +40 °C.

При проектировании электровоза конструкторы применяли передовые мировые концепции управления жизненным циклом продукта. В соответствии с функциями схема разбивается на много подфункций, каждая подфункция занимают свое место в иерархической связи. Таким образом, создается соответствующая конструкция продукции, которая эффективно повышает степень стандартизации продукции, перевода ее на серийное производство, ремонтопригодности и применяемости, а также минимизирует стоимость обслуживания электровоза.

Схема проектирования показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема проектирования

В электровозе используется интеллектуальная система управления, технологии энергосбережения и защиты окружающей среды

Электровозы серии БКГ оснащены современной системой управления (распределенная микрокомпьютерная система TCMS), которая обеспечивает быстрое реагирование на изменения, высокую точность и безопасную работу электровозов. Система управления состоит из устройства управления машиниста, блока управления приводами DCU, блока управления электровозом VCU, блока управления торможением BCU, дисплея DDU, цифрового модуля ввода/вывода MIO, аналогового модуля ввода/вывода AX, коммутатора Ethernet, шлюза TCN, системы управления питанием, устройства контроля температуры оси, комплексного локомотивного устройства безопасности KЛУБ-У, системы радиосвязи PCB-1, телемеханической системы контроля бодрствования машиниста ТСКБМ. Система управления обеспечивает комплексное управление информацией в реальном времени посредством распределенного сбора информации, дистанционной диагностики, передачи по сети и централизованной обработки. Осуществляются функции логического управления, самодиагностики, самозащиты и дублирования функций. Быстрое реагирование и высокая точность системы гарантирует безопасную работу электровозов.

Схема сетевой топологии электровоза БКГ-2 приведена на рис. 4.

Рис. 4. Схема сетевой топологии электровоза БКГ-2

При проектировании электровоза расчет энергосбережения электровозов серии БКГ производился с учетом руководящего уклона участка Красное–Брест (уклон 9,0 ‰). Расчет потребления энергии для электровоза БКГ2 приведен в таблице 2.

Таблица 2. Расчет потребления энергии
Нагрузка электровоза Тяжелая нагрузка Тяжелая нагрузка Неполная нагрузка Отсутствие нагрузки
Тяговый вес (т) 5500 5000 2000 0
Общее энергопотребление (кВт ч) 13187 11340 5243 2811
Количество электричества рекуперативного торможения (кВт ч) 683 1439 253 202
Энергопотребление(10 000ткм) 106.8 93.1 118 96.9

Конструкция электровоза соответствует концепции эргономичности, безопасности и удобства

Конструкторами соблюдены принципы проектирования электроподвижного состава, целенаправленно осуществлено проектирование сетевой электрической цепи, системы тягового преобразователя, системы электропитания, защиты, прокладки электрических проводов, заземления таким образом, чтобы предотвратить возникновение электромагнитной индукции и нанесения тем самым вреда здоровью человека и оборудованию. Помимо других рационально подобранных параметров, электровоз также обладает хорошими возможностями по прохождению кривых. Электровоз проходит кривые радиусами R300, R400, R600 со скоростями 75 км/ч, 110 км/ч и 132 км/ч соответственно, а со скоростью 10 км/ч безопасно проходит кривую радиусом 125 м и S-образную кривую радиусом 170 м.

Для рамы электровоза применена технология интегрированной конструкции, что позволило уменьшить вес конструкции и максимально реализовать для этого имеющийся потенциал. Для отделки внутренней стороны кабины машиниста использован композиционный материал. Перегородка, отделяющая кабину от машинного отделения, заполнена звукоизоляционным материалом, который эффективно задерживает поступающий извне шум. Кабина машиниста электровоза эстетически красива, удобна и безопасна для работы локомотивной бригады. Общий вид кабины приведен на рис. 5.

В кабине машиниста установлен кондиционер. На электровозе имеется холодильник, микроволновая печь, установлен вакуумный туалет, все это значительно повышает уровень комфорта при работе локомотивной бригады. Дверь со стороны кабины машиниста оборудована аварийной рукояткой, предназначенной для быстрого открытия двери.

Рис. 5. Общий вид кабины машиниста

Ориентированная на клиента концепция централизованного технического обслуживания для обеспечения бесперебойной эксплуатации электровозов

В целях выполнения гарантийных обязательств китайской Стороной в локомотивном депо Барановичи создан сервисный центр со статусом юридического лица, на который возложены функции снабжения запасными частями, а также предоставления технической поддержки при производстве крупных видов ремонта электровозов, их отдельных узлов, сложного технического оборудования. Возникающие неисправности в оперативном порядке устраняются специалистами сервисного центра совместно со специалистами депо.

В целях повышения квалификации ремонтного персонала, подготовки и переподготовке работников локомотивных бригад, повышения качества проведения технических знаний, на Белорусской железной дороге создано учебное пособие по эксплуатации электровозов серии БКГ. С участием специалистов Белорусского государственного университета транспорта (г. Гомель) проведены научно-технические исследования тормозной системы электровозов БКГ и особенностей ее взаимодействия с тормозами состава вагонов в грузовых поездах. Полученные результаты используются в совершенствовании программного обеспечения управления электровозом при вождении тяжеловесных и длинносоставных поездов. Они положены также в основу при подготовке нормативных документов о порядке применения на Белорусской железной дороге Правил технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава.

Заключение

В настоящее время на дороге эксплуатируются 30 электровозов серии БКГ. Первые электровозы введены в эксплуатацию более пяти лет назад. На основе опыта проведенной работы очевидны технические преимущества электровозов, которые значительно повысили эффективность перевозочного процесса на Белорусской железной дороге. Эти электровозы способны удовлетворить все требования эксплуатации на железных дорогах стран СНГ.

Автор:  С. Е. Ткаченко, ведущий инженер службы локомотивного хозяйства Белорусской железной дороги