2ЭС5

2ЭС5 «Скиф» — магистральный грузовой электровоз переменного тока пятого поколения, разрабатываемый совместно ЗАО «Трансмашхолдинг» и французской компанией Alstom для ОАО «Российские железные дороги». Локомотив создан как один из элементов нового семейства российских электровозов, построенных по принципу единой базовой платформы. Унификация узлов и элементов с головным проектом — двухсистемным пассажирским электровозом ЭП20 запланирована на уровне 75 %. Всего было выпущено пять электровозов, все они по состоянию на 2018 год эксплуатируются на Северо-Кавказской железной дороге.

Не следует путать с электровозами 2ЭС5К и 2ЭС5С.
2ЭС5
«Скиф»

Электровоз 2ЭС5-001 на кольце ВНИИЖТа
Производство
Страна постройки  Россия
Завод НЭВЗ
Производитель Трансмашхолдинг
Годы постройки 2012, 2014, 2015
Всего построено 5
Нумерация 001—005
Технические данные
Род службы Магистральный грузовой
Тип токосъёма верхний (полупантограф)
Род тока и напряжение в контактной сети ~ 25 кВ 50 Гц
Осевая формула 2 × 20-20
Полный служебный вес 2 × 100 т.
Нагрузка от движущих осей на рельсы 245 кН (25 тс)
Длина локомотива 35 000 мм (2 × 17 500 мм)
Ширина 3100 мм
Диаметр колёс 1250 мм
Ширина колеи 1520 мм
Система регулирования асинхронный IGBT-привод (частотное регулирование)
Тип ТЭД асинхронный c короткозамкнутым ротором
Сила тяги при трогании с места 833 кН
Часовая мощность ТЭД 8800 кВт
Сила тяги часового режима 690 кН
Скорость часового режима 45 км/ч
Длительная мощность ТЭД 8400 кВт
Сила тяги длительного режима 536 кН
Скорость длительного режима 50 км/ч
Сила тяги при максимальной скорости 247 кН
Конструкционная скорость 120 км/ч
Электрическое торможение рекуперативное
Мощность рекуперативного торможения 7600 кВт
Тормозное усилие 500 кН
Эксплуатация
Страна  Россия
Оператор РЖД
Дорога Северо-Кавказская ж.д., депо Тимашевская
Период —
 Медиафайлы на Викискладе

История создания и эксплуатации

Проектирование

Для разработки локомотива компании Трансмашхолдинг и Alstom создали совместный инжиниринговый центр (обозначенный как ТРТранс)[1]. Меморандум о создании электровоза 2ЭС5 подписан производителями и ОАО «РЖД» 21 сентября 2010 года. В апреле 2011 года создан макетный образец. Производство должно быть развёрнуто на Новочеркасском электровозостроительном заводе[2] (по согласованию с ОАО «Российские железные дороги» электровоз 2ЭС5 получил название «Скиф»).

Производство

Данные по выпуску электровозов 2ЭС5 по годам приведены в таблице:

Год выпускаКоличество
электровозов		Количество
секций		Номера
электровозов
201224001, 002
201412003
201524004, 005
Всего510001 — 005

ЭС5С

В 2015 году на базе электровозов 2ЭС5 была начата разработка проекта электровозов 2ЭС5С, которые должны были отличаться от базовой модели применением отечественного преобразующего и тягового электрооборудования вместо более дорогостоящего импортного при сохранении механической части и всех технических характеристик[3][4]. Однако впоследствии в целях удешевления производства проект был кардинально переработан, и за основу конструкции для 2ЭС5С вместо более современного «Скифа» был взят кузов и тележки электровоза 2ЭС5К «Ермак». Соответственно применены производимые в России ТЭД, тяговый преобразователь, тяговый трансформатор, вспомогательный привод, компрессорное оборудование и оборудование системы управления. По такому (новому) проекту производство 2ЭС5С было начато в 2017 году; в июне 2018 года проведена презентация опытного образца (2ЭС5С-001)[5][6]. В январе 2019 года 2ЭС5С закончил прохождение испытательного 5000-км пробега, а в феврале 2019 г. НЭВЗ выпустил трёхсекционную версию 3ЭС5С.

Испытания и эксплуатация

В июле 2014 года электровоз получил сертификат соответствия нормам безопасности[1].

Весной 2018 года проводились специальные испытания электровоза в области преодоления затяжных подъёмов. Тесты проводились на южном ходу Горьковской железной дороги, главным образом на двух самых проблемных участках: пересечение Уральского хребта, а также перегон Свияжск — Тюрлема с подъёмом на высокий правый берег Волги. Здесь для тяги тяжеловесных поездов используются локомотивы серии ВЛ80 в составе трёх секций, а на последнем из этих участков для таких составов приходится задействовать локомотивы-толкачи (что приводит к непроизводительным потерям в сфере производительности локомотива и расхода энергии). Параллельно с электровозом 2ЭС5 здесь же испытывался ещё один локомотив — электровоз 2ЭС7[7].

Оба локомотива без проблем прошли Уральский хребет, также показав высокую надёжность. Однако перегон Свияжск — Тюрлема в полном объёме смог взять только 2ЭС5 (для прохода 2ЭС7 с составом массой 8300 т пришлось применить локомотив-толкач). При этом 2ЭС5 смог преодолеть этот перегон даже с составом массой 9090 т. Самый сложный подъём состав начал проходить со скоростью 57 км/ч и закончил при 15 км/ч. При подходе к станции Тюрлема скорость возросла до 41 км/ч. Немалую роль здесь сыграли асинхронные ТЭД, для которых не критичны сверхнизкие скорости, а также противоюзовая система[7].

Тем не менее электровоз 2ЭС5 на время проведения испытаний считается экспериментальным, и конкретных планов его поставок пока нет[7].

Все электровозы модели 2ЭС5 приписаны к ТЧЭ-11 Тимашевская Северо-Кавказской железной дороги.

Конструкция
Электровоз 2ЭС5-001 в первоначальной окраске
Электровозы 2ЭС5-002 и 001, вид спереди

Особенностью электровозов нового поколения 2ЭС5 является наличие в их составе системы управления, обеспечивающей не только расширенную диагностику бортовых систем и аппаратов, но и оперативную передачу диагностической информации с борта локомотива в депо по каналам цифровой радиосвязи и GPRS. Кроме того, принципиально новым является применение системы автоведения грузового поезда с использованием средств спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS для обеспечения безопасных и энергорациональных режимов движения поездов.

Предусмотрена возможность соединения по цепям управления двух электровозов (2ЭС5+2ЭС5) или трёх секций и синхронного управления ими из головной секции по системе многих единиц, предусмотрена работа электровоза в голове, середине и конце состава.

Предусмотрена возможность соединения силовых цепей 25 кВ на крыше электровоза при работе электровоза в составе трёх секций.

Компоновка оборудования в кузове электровоза выполнена с центральным проходом по кузову и между кабинами.

Конструкцией электровоза, его электрической схемой, предусмотрена возможность управления электровозом машинистом без помощника («в одно лицо»).

Срок службы электровоза — не менее 40 лет.

Расчётный (средний за срок службы) среднегодовой пробег электровоза 225 тыс. км.

Силовые преобразователи, выполненные на ключах IGBT, обеспечивают возможность эффективно управлять частотой и амплитудой трёхфазного напряжения, подаваемого на тяговые шестиполюсные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. В режиме рекуперативного торможения электронная система управления снижает базовую частоту трёхфазного инвертора до значений меньших частоты ротора, соответствующей скорости движения, и энергия отдаётся в контактную сеть.

Мощность, количество и схема соединений статических вспомогательных преобразователей обеспечивают сохранение работоспособности всех тяговых двигателей электровоза в случае выхода из строя одного из каналов вспомогательного преобразователя.

Электровоз оборудован системой защиты колёсных пар от юза с поосным растормаживанием в случае появления юза при торможении фрикционным тормозом.

Конструкцией преобразователя обеспечено резервирование питания вспомогательных машин. Диагностика устройств электрооборудования обеспечивает следующие функции:

  • выявление недопустимых режимов работы электрооборудования;
  • регистрацию недопустимых и опасных событий и сохранение параметров электрических процессов в энергонезависимой памяти для возможности дальнейшего анализа аварийных ситуаций ремонтным персоналом и определения причин их возникновения;
  • передачу информации в систему управления электровозом.

Наиболее важные устройства имеют датчики для контроля состояния или встроенную систему диагностики:

  • тяговый и вспомогательный преобразователи;
  • тяговый трансформатор;
  • токоприёмник;
  • главный выключатель;
  • отдельные коммутационные аппараты;
  • аккумуляторы и устройства заряда.

В течение всего срока службы средствами бортовых систем обеспечивается автоматическое измерение и учёт фактического пробега электровоза и наработки основного оборудования от начала эксплуатации, а также надёжное сохранение измерений в энергонезависимой памяти локомотива.

Электровоз 2ЭС5 оборудован системой управления электровозом по радиоканалу при подталкивании состава на крутых подъёмах и системой автоматизированного управления по радиоканалу двумя и более электровозами при вождении нескольких соединённых поездов с распределённой тягой.

Машинисту предоставлена возможность видеонаблюдения из кабины за оборудованием, неисправное, или предаварийное состояние которого может быть выявлено визуально.

Машинисту на дисплее, установленном в кабине, предоставляется полная информация о характере неисправности, с рекомендациями о порядке действий и о накладываемых эксплуатационных и функциональных ограничениях.

Система управления осуществляет постоянный мониторинг работоспособности оборудования электровоза и предупреждает появление опасных ситуаций (возможный перегрев оборудования, некорректные переключения, отключение приборов безопасности и т. п.).

Принципиально новыми в конструкции электровоза 2ЭС5 являются следующие технические решения:

  • бесконтактный контроллер машиниста;
  • кран машиниста с дистанционным управлением;
  • кран вспомогательного прямодействующего тормоза с дистанционным управлением;
  • безмасляная компрессорная установка;
  • механическая система блокирования высоковольтного оборудования;
  • блок питания низковольтных цепей управления;
  • комплексная система обеспечения безопасности движения электровоза — «безопасный локомотивный объединённый комплекс»;
  • безбандажные цельнокатаные колёса;
  • гладкостенная наружная конструкция кузова;
  • применение герметичных твёрдотельных реле в качестве коммутационной низковольтной аппаратуры;
  • применение светодиодных ламп в устройствах освещения электровоза;
  • применение технологии Ethernet для передачи данных диагностики.
  • применение технологии MVB для передачи данных тягового и вспомогательного оборудования

Основные технические решения
  • Тележка двухосная, тяговая передача 1-го класса
  • Тяговый привод с асинхронными тяговыми двигателями с индивидуальными инверторами напряжения (поосное регулирование)
  • Микропроцессорная система управления и диагностики
  • Безмасляные поршневые компрессоры с устройствами осушки и очистки воздуха
  • Система вентиляции — рассредоточенная с регулированием производительности
  • Модульная кабина управления с климат-контролем, соответствующая всем современным санитарным, эргономическим нормам и нормам безопасности
  • Энергопоглощающие агрегаты, обеспечивающие безопасность локомотивной бригады при соударениях
  • Компоновка оборудования в кузове с центральным проходом вдоль оси электровоза

Примечания
  1. Электровоз «Скиф» производства Трансмашхолдинг-Alstom прошёл сертификацию. и-Маш. Ресурс машиностроения (30 июля 2014). Дата обращения: 18 июня 2018.
  2. РЖД, ТМХ и Alstom Transport намерены разработать современный грузовой электровоз 2ЭС5. Дата обращения: 17 января 2011. Архивировано 2 апреля 2015 года.
  3. Юрий Орлов. Мнения // «Гудок» : Газета (электронная версия). — ИД «Гудок», 2018. — 19 апреля (№ 66 (26439)).
  4. Сергей Перов. Новая модель будущего // «Гудок» : Газета (электронная версия). — ИД «Гудок», 2017. — 29 мая (№ 86 (26225)).
  5. Список подвижного состава 2ЭС5С. TrainPix. Дата обращения: 14 августа 2021.
  6. Анна Булаева. «Трансмашхолдинг» презентовал новый грузовой электровоз 2ЭС5С. Официальный сайт. ИД «Гудок» (26 июня 2018). Дата обращения: 26 июня 2018.
  7. Николай Морохин. «Скиф» преодолел Уральский хребет // «Гудок» : Газета (электронная версия). — ИД «Гудок», 2018. — 6 июня (№ 94 (26467)).

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.