Расчет расхода электроэнергии электровозом

Расход электроэнергии на движение поезда определяется выражением

,

где U_кс – напряжение в контактной сети, В;

I_э – ток нагрузки электровоза, А.

В качестве I_э для электрической тяги на переменном токе принимают действующее значение активного тока, потребляемого на тягу I_da . При рекуперативном торможении I_э принимают равным току рекуперации I_р, взятому со знаком минус.

Разделяя режимы тяги и рекуперативного торможения, полный расход электроэнергии электровозом, отнесенный к токоприемнику, определяют в соответствии с выражением

, ( 54)

где A_д – расход электроэнергии на движение поезда при отсутствии рекуперации, Вт·ч;

A_р – возврат электроэнергии в контактную сеть при рекуперативном торможении, Вт·ч.

Расчет расхода электроэнергии выполняют на основе построенных ранее кривых скорости v(s), времени t(s) и тока, нагрузки электровоза I_э(v) [I_da(v) для электровозов переменного тока или I_р(v) при рекуперативном торможении].

Разбивая весь участок на отдельные интервалы, запишем в конечных приращениях расчетные выражения для определения расхода электроэнергии.

Для электровозов постоянного тока, кВт·ч,

,

где U_кс = 3000 В;

– среднее на i-м интервале значение тока, А;

Dt_i – время прохождения i-го интервала, мин.

Для электровозов переменного тока, кВт·ч,

,

где U_кс = 25 000 В;

– средняя на i-м интервале величина действующего значения активного тока, потребляемого на тягу, А.

Количество электроэнергии, возвращаемой в контактную сеть при рекуперации, кВт·ч,

,

где U_р = 3300 В при постоянном токе и U_р = 25 000 В при переменном токе;

– среднее на i-м интервале значение тока рекуперации, А.

Расход электроэнергии на собственные нужды электровоза (вспомогательные машины, отопление, освещение) определяют по средним значениям электроэнергии, потребляемой вспомогательными машинами одного электровоза, приведенными в таблице 20.

Таблица 20 – Средние значения электроэнергии, потребляемой на собственные нужды электровоза

Окончание таблицы 20

Правила тяговых расчетов рекомендуют в отопительный сезон учитывать расход электроэнергии на отопление исходя из полного времени работы электровоза и среднего рекомендуемого значения потребления энергии 0,07–0,14 кВт·ч/мин на один электровоз.

Расход электроэнергии на собственные нужды электропоездов, пассажирских и почтово-багажных вагонов определяют исходя из полного времени их работы и значений потребляемой электроэнергии, приведенных в таблице 21.

Таблица 21 – Средние значения электроэнергии, потребляемой на собственные нужды электропоездов пассажирских и почтово-багажных вагонов

Удельный расход электроэнергии определяют по формуле

Вт·ч/ткм

или

кВт·ч/10⁴ткм

Значение удельного расхода электроэнергии, как и топлива, изменяется в широких пределах в зависимости от осевой нагрузки, массы состава и др. В грузовом движении удельный расход наименьший 10–20 Вт·ч/ткм. В пассажирском движении a = 20…30 Вт·ч/ткм. В пригородном движении a = 30…40 Вт·ч/ткм. Самые большие значения удельного расхода электроэнергии в скоростном движении – a = 60 Вт·ч/ткм и более.

Чтобы пересчитать расход электрической энергии в расход условного топлива, учитывая, что 1кВт·ч эквивалентен 0,123 кг условного топлива, используют выражение

(53)

для приведения удельного расхода электроэнергии в кВт·ч/10⁴ткм к расходу условного топлива в .

Если удельный расход электроэнергии получен в Вт·ч/ткм, то

. (53′)

Заключение

Автор надеется, что читатель, который, разбирая примеры и выполняя курсовую работу, прочитал пособие и добрался до этой страницы, приобрел необходимые знания и навыки для того, чтобы применять их в будущем в своей профессиональной деятельности.

Многое из того, что есть в литературе по тяговым расчетам, не вошло в данное пособие. Теория локомотивной тяги развивается, появляются новые методы, приемы и инструменты тяговых расчетов. Поэтому для успешной работы необходимо постоянно учиться, пополняя свои знания и умения. Все известные методы тяговых расчетов не могут вместиться в рамках одного пособия или одного учебника. Специалисту, заботящемуся о своем профессиональном росте, следует пополнять свои знания информацией и из других источников – учебников, статей в профессиональных журналах и сборниках научных трудов, материалов научных конференций. Желаю успехов в этой нелегкой, но увлекательной работе.

Список использованной литературы

1 Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985. – 287 с.

2 Гребенюк, П. Т. Тяговые расчеты: справочник / П. Т. Гребенюк, А. Н. Долганов, А. И. Скворцова; под ред. П. Т. Гребенюка. – М.: Транспорт, 1987. – 272 с.

3 Бабичков, А. М. Тяга поездов и тяговые расчеты / А. М. Бабичков, П. А. Гурский, А. П. Новиков. – М.: Транспорт, 1971. – 280 с.

4 Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог. – М.: Трансинфо, 2002. – 160 с.

5 Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: справочник / В. И. Крылов [и др.]. – М.: Транспорт, 1989. – 487 с.

7 Осипов, С. И. Основы тяги поездов / С. И. Осипов, С. С. Осипов. – М.: УМК МПС России, 2000. – 592 с.

8 Розенфельд, В. В. Теория электрической тяги / В. В. Розенфельд [и др.]; под ред. И. П. Исаева. – М.: Транспорт, 1995. – 294 с.

9 Кузьмич, В. Д. Теория локомотивной тяги: учебник для вузов ж.-д. транспорта / В. Д. Кузьмич, В. С. Руднев, С. Я. Френкель; под ред. В. Д. Кузьмича. – М.: Изд-во «Маршрут», 2005. – 448 с.

10 Рациональные режимы вождения поездов и испытания локомотивов / под ред. С. И. Осипова. – М.: Транспорт, 1984. – 280 с.

11 Пособие теплоэнергетику железнодорожного транспорта / под ред. В. С. Моляр­чука. – М.: Транспорт, 1973. – 392 с.

12 Деев, В. В. Тяга поездов / В. В. Деев, Г. А. Ильин, Г. С. Афонин. – М.: Транспорт, 1987. – 264 с.

Учебное издание

Френкель Семен Яковлевич