吳江

(烏魯木齊鐵路局計(jì)劃統(tǒng)計(jì)處，新疆烏魯木齊 830011)

近幾年，隨著電氣化鐵路的發(fā)展，對(duì)電力機(jī)車提出了更高的節(jié)能要求。電力機(jī)車主變壓器風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置已在其它路局進(jìn)行了運(yùn)用試驗(yàn)［1］，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。2012年對(duì)“電力機(jī)車主變壓器風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置”在我局SS4電力機(jī)車上進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)研究。經(jīng)測(cè)試，在不改變電力機(jī)車原有操作方式的情況下，通過(guò)采樣被測(cè)介質(zhì)(主變壓器冷卻油)的溫度來(lái)控制介質(zhì)散熱裝置(主變風(fēng)機(jī))的啟動(dòng)與停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)介質(zhì)溫度的完全閉環(huán)自動(dòng)控制，從而減少了主變風(fēng)機(jī)所做的無(wú)用功，節(jié)省了電能，不會(huì)增加其他能耗，能顯著降低機(jī)車能耗，產(chǎn)生十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)

1．1 技術(shù)參數(shù)

工作環(huán)境溫度:控制器 -25℃ ～+70℃

傳感器:-30℃ ～+99℃

溫度測(cè)量范圍:-30℃ ～+99℃

溫度分辨率:1℃

溫度測(cè)量精度:小于等于1℃

控制模塊電源:DC77V～DC144V

控制器功耗:小于5W

外形尺寸:190 mm×104 mm×48 mm

重量:0．975 kg

1．2 特點(diǎn)

(1)本裝置控制電源直接取自電力機(jī)車上的風(fēng)機(jī)控制接觸器兩端的DC110V，不需另外接線，穩(wěn)定可靠，避免網(wǎng)壓波動(dòng)造成裝置的可靠性差問(wèn)題，且連接方便。

(2)對(duì)于關(guān)鍵的控制部位——接觸器控制，裝置采用大容量無(wú)觸點(diǎn)的MOS開(kāi)關(guān)，以防止裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)觸點(diǎn)燒損和接觸器抖動(dòng)，保證了裝置控制的可靠性。

(3)傳感器采用雙數(shù)字式溫度傳感器進(jìn)行備份，傳感器的安裝采用直接深入變壓器油箱并浸入油中的方式。裝置能自動(dòng)檢測(cè)傳感器連接線斷線、短路、兩個(gè)傳感器溫度不一致的故障，并顯示故障代碼，明顯提高了測(cè)溫的可靠性。

(4)系統(tǒng)采用了安全可靠的防回塵措施，解決了機(jī)車節(jié)能與由于主變風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)回塵進(jìn)入機(jī)械間，所帶來(lái)的機(jī)車故障隱患的問(wèn)題。

(5)裝置帶有二組輔助觸頭以適應(yīng)SS7機(jī)車，以及已經(jīng)加裝或?qū)⒁友bLCU裝置的機(jī)車的控制要求，以使得加裝了裝置后不會(huì)改變機(jī)車原有的邏輯控制流程。

(6)對(duì)于非獨(dú)立風(fēng)道機(jī)車(SS3、SS7)，裝置采用了安全可靠的防塵措施，解決了因主變風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)造成機(jī)車外部風(fēng)倒灌所帶來(lái)的灰塵的問(wèn)題，確保機(jī)車正常運(yùn)行。

(7)裝置并有額外的外部開(kāi)關(guān)，以便當(dāng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)可通過(guò)該開(kāi)關(guān)而不是裝置原有執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)切換恢復(fù)機(jī)車原有的主變風(fēng)機(jī)控制模式。

(8)裝置在兩端司機(jī)室加裝了聲音報(bào)警裝置以適應(yīng)單司機(jī)值乘，當(dāng)油溫超過(guò)報(bào)警溫度時(shí)通過(guò)語(yǔ)音提示司機(jī)處理故障。

(9)本裝置通過(guò)使用高集成度的微處理器，使集成度大大提高，為裝置的維修也提供了方便。

2 實(shí)施效果

針對(duì)某機(jī)務(wù)段目前配屬的電力機(jī)車情況，選擇在SS4-0571號(hào)機(jī)車上安裝了一套主變壓器風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置，2012年5月3日開(kāi)始投入運(yùn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的試驗(yàn)，裝置未出現(xiàn)故障，運(yùn)行穩(wěn)定。

該機(jī)車測(cè)試期間只在B節(jié)安裝了節(jié)能控制裝置，A節(jié)未安裝(該節(jié)仍按原有方式運(yùn)行)。并且在A、B兩節(jié)主變壓器風(fēng)機(jī)的輸入電路上各加裝了一塊三相電能表，三相電能表所計(jì)量的電量即為主變壓器風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中所消耗的實(shí)際電量。為了能夠準(zhǔn)確計(jì)量、分析該裝置的節(jié)電效果，從以下幾個(gè)方面采集數(shù)據(jù):⑴采集該車安裝節(jié)能控制裝置后主變壓器風(fēng)機(jī)的實(shí)際用電量;⑵采集該車安裝節(jié)能控制裝置后的運(yùn)用數(shù)據(jù);⑶該運(yùn)用時(shí)間段的氣象數(shù)據(jù)。

表1為5月6日至6月8日的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù):

表1 節(jié)能控制裝置在SS4－0571號(hào)機(jī)車上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表1可見(jiàn)，安裝了主變壓器風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置的B節(jié)比A節(jié)少耗電1 444 kW·h。若按此數(shù)據(jù)計(jì)算，則整車在該段時(shí)間主變壓器風(fēng)機(jī)實(shí)際可節(jié)電1 444 kW·h×2=2 888 kW·h(按2節(jié)計(jì))，全年預(yù)計(jì)可節(jié)電約3．2萬(wàn)kW·h，如該段電力機(jī)車都安裝該節(jié)能裝置，按每天運(yùn)行電力機(jī)車78臺(tái)計(jì)算，全年可節(jié)電234．88萬(wàn)kW·h，年內(nèi)可節(jié)約成本235萬(wàn)元，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，也減少了機(jī)車運(yùn)行時(shí)的噪聲干擾，減輕了設(shè)備的磨損。

3 結(jié)論

通過(guò)開(kāi)展電力機(jī)車主變壓器風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置的應(yīng)用試驗(yàn)研究，對(duì)某機(jī)務(wù)段一臺(tái)SS4型電力機(jī)車做了適應(yīng)性改造和加裝試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的實(shí)車運(yùn)行后對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析。該節(jié)能控制裝置采用全數(shù)字傳感器直接讀取溫度，電源直接取自原機(jī)車上的風(fēng)機(jī)控制接觸器的輸入端，不需另外接線，控制電源為DC110V，穩(wěn)定可靠;對(duì)于關(guān)鍵的控制部位—接觸器控制采用有觸點(diǎn)的繼電器和無(wú)觸點(diǎn)的MOS開(kāi)關(guān)進(jìn)行并聯(lián)，控制裝置的溫度傳感器的安裝采用直接深入變壓器油箱并浸入油中，保證測(cè)溫的快速、準(zhǔn)確;安裝操作簡(jiǎn)便，不會(huì)影響機(jī)車主變壓器的使用壽命和原有的控制方式，不增加其他損耗，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，節(jié)能效果顯著，建議在 SS3、SS4、SS6、SS7、SS8、SS9等型號(hào)電力機(jī)車上推廣應(yīng)用。

［1］ 馮嘉慶，李瑋利，張立所．韶山型電力機(jī)車主變風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置［J］．鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生，2011，1(1):22-24．