电力机车节能降耗操纵技术

　　为有效降低电力机车能耗，本文基于电力机车平稳操纵节能降耗技术现状，以HXD3D型电力机车为例，分析了其牵引客车能耗情况，并提出了HXD3D型电力机车平稳节能操纵的方法，实际应用结果表明，通过科学、合理的应用这些节能操纵方法，不仅可有效降低HXD3D型电力机车能耗，而且有助于进一步保障HXD3D型电力机车的安全平稳运行，此项研究可为类似情况下的，电力机车节能降耗操纵提供参考。

　　关键词：电力机车；节能降耗；操纵方法；安全运行

　　1电力机车节能降耗技术现状

　　目前，机车所采取的先进的节能技术为再生制动型技术。当该技术落实在列车中时，利用电机所使用的控制方式来驱动机车通过齿轮运行，将其传输到异步电机的转子上，机车的制动速度将会降低，同时异步电机将保持发电的状况，促使机械能转变为交流电能。对该再生制动进行充分运用，一方面列车所形成的电能可以被二次利用，这就是资源得到了极大的节约；另一方面机车的用电状况较为经济，极大缓解了磨损的状况，促使摩擦制动器的使用年限得以延长。目前，在我国所使用的客运型电力机车中，HXD3D型是最先进的一种，该机车在2014年北京铁路局正式投入使用，并且这两年内在我国开始全面投入使用，逐渐成为现阶段主要的一种机型。该机车所安装的设备主要为：变压器（1台）、主变流器（2台）、交流牵引电机（6台）及一些辅助装置，在实施再生制动的过程中，机车中所配置的牵引电机就会成为发电机，而动能就会成为电能，并传送到接触网中。

　　2HXD3D机车牵引客车能耗情况

　　机车的能耗指的是在各个运行状态下机车所消耗的能源总量，其单位为kW·h，机车单耗指的是机车实现1万个t·km所需要消耗的电力，其单位为kWh/万t·km。对单耗指标造成影响的因素较多，如列车的运行密度、线路的施工等等。通过对该机车牵引客车的能源损耗状况进行收集与分析可以发现，通过运用再生制动形式进行操纵的能耗要远远小于运用空气制动的形式，因此再生制动的操纵形式具有较显著的节能特点。

　　3HXD3D型电力机车平稳节能操纵的方法

　　3.1HXD3D机车平稳节能操纵方法

　　（1）列车启动之时要掌握一个“稳”字。在启动的时候需要运用低手柄，在保证启动电流较低的前提下，应尽可能避免列车的冲动，在全列车完成启动之后，再逐次将手柄进行提升，确保机车的电流始终维持在输出状态，并经过岔区；在抵达限速点之前，维持电流不变；气候较差时应当实时撒沙，避免出现空转现象。（2）提、回手柄时要掌握一个“缓”字。机车若在牵引工况的背景下运行，在将手柄进行提升的时候，应当选择与运行速度相一致的极位，当电流保持稳定之后，手柄的极位再次提升；回手柄之时，必须把握好时机缓慢退回手柄，当电流全部消失之后，手柄应当维持在一位之后，再回归0；机车在运用再生制动形式的时候，将其手柄置于一位，带制动电流保持稳定并提升之后，才可以依据减速的需求来调节手柄的极位。回手柄的时候，应当逐渐放缓并逐渐退回，手柄在一位保持相应的时间之后，再归为0。（3）牵引列车时把握一个“明”字。对区段之内存在的曲线半径、路线坡道、分相部位等各个参数的实际状况加以明确，对机车的各个技术指标进行确定，对机车的制动性能及调速时机进行充分的掌握，保证列车的稳定运行，避免机车产生不必要的制动调速。（4）列车制动应遵循一个“精”字。在开展空气制动的过程中，应将调速单阀进行缓慢的放缓。采取牵引形式来进行操纵时，应当充分把握长波浪的方法进行制动，依据限速的要求来掌握缓解的速度。在采取再生制动形式进行调速时，应当对制动的距离进行有效的控制，一般都会远远超出空气制动的距离。在实际应用的时候必须将手柄置于首位，再依据限速的相关要求来有效地调节手柄极位，当与目标速度相接近时可事先降低制动的电流；在进入站内停车之后，应对进站时的速度及制动的距离加以掌握。若列车停止运行时采取了空气制动时，应尽可能降低追加。（5）工作细节应维持一个“省”字。在操纵列车的时候，其主要通过再生制动来进行展现。从细节的角度讲，必须充分掌握一个“省”字。例如：在对单机进行转线的时候，应严禁辅助设备及微机体制出现重复启动，节省电能；当机车停止运行的时候，应当对换向手柄进行有效的调整，保证牵引及辅助的电机停止运行；将非必需的设备及时关掉，列车在夜间停止运行之后，应当及时关闭灯具，冬季及时断掉冰箱及空调的开关；在对机车进行整改时必须对其中安装的各个设备进行及时保养，确保机车具备较好的散热性及热力性。

　　3.2HX3D机车平稳节能操纵的应用方法

　　在运行的过程中，列车的调速时机主要存在三个程序，分别为进站之前、限速部位及长大小坡道等，下面针对这三个流程进行详细的探究。（1）列车进站前的再生制动使用。一控：在列车进入车站之时，应当将速度加以较好的控制，在正式应用的时候，制定手柄必须放在初制位；二调：当列车进入车站之后，应基于速度来对制动手柄的极位进行适当的调整，与停车标之间保持100m，速度应小于10km/h之下；三回：当速度不断降低，直至5km/h的时候，机车的电制动力就会消失，应及时将制动手柄的极位调节到1.0，之后再恢复至0。四停：当列车的状态恢复正常的时候，可以运用自阀空气制动来停止运行。（2）列车过限速部位处采用再生制动。一清：对限速部位、线路纵断面、分相部位等状况加以掌握；二用：首先运用空气制动，在其产生一定的效果之后，在采取再生制动；三缓：当列车运行的速度与相关要求相一致的时候，保持再生制动，优化空气制动；四调：依据列车速度的降低状况及其与限速部位的距离来调节制动手柄的极位；五回：在回手柄的时候必须基于限速值及线路的纵断面来选择最恰当的时间。（3）列车过长大下坡道处再生制动使用。①当列车进入到该坡道的时候，其运行速度应当与限速数值保持5km/h的距离，及时开启再生制动。在列车的运行速度不断增加时，通过将手柄的极位进行提升，就可以确保制动电流得到极大增加，当速度保持固定的时候，手柄的极位必须维持最恰当的位置；②如果该坡道出现分相问题，并且与分相相接近的时候，列车应当维持有效的运行速度，在到达要求的部位时，回手柄就会出现断裂问题，机车的网压在保持正常之后应将手柄及时调节到最有效的部位；③当列车从长大下坡道转到过小的坡道时，应对制动手柄进行适当的调整，确保列车维持一顶的速度，若需要转变工况时，则必须在零位维持10s以上的时间。

　　4结论

　　通过对HXD3D型机车进行持续的研究及试验，本文针对其归纳出了5字稳定节能操作的方法，即“稳、缓、明、精、省”，在调速的过程中进行操纵的实际特点。通过采取这种方法，不仅可以确保列车运行的稳定性及安全性，而且极大减少了机车的能源消耗，对该机车牵引客车的稳定操纵有着较好的参考意义。

　　参考文献：

　　[1]于百齐.SS4B型电力机车快速切除非操纵节的方法探究[J].科技经济导刊,2019(05):33-35.

　　作者：杨斌 单位：中国铁路北京局集团有限公司天津机务段