Оценка эффективности работы ЭПС. Основными направлениями деятельности по снижению удельного расхода электроэнергии (урэ) являются

• Название: Основными направлениями деятельности по снижению удельного расхода электроэнергии (урэ) являются
• Анкор: Оценка эффективности работы ЭПС
• Дата: 13.03.2022
• Размер: 2.84 Mb.
• Имя файла: Оценка эффективности работы ЭПС.doc
• Тип: Документы; #394572
• страница: 3 из 3

V_уст для электровозов, оборудованных коллекторными и бесколлекторными тяговыми двигателями. Результаты построения графиков показывают, что электровозы ЭП10 имеют высоко лежащие характеристики, позволяющие иметь установившиеся скорости движения порядка 150 км/ч на уклонах свыше 10 ‰ .

Чем выше установившаяся скорость движения, тем большее значение имеет удельный расход электроэнергии. Поэтому сравнение в таких условиях удельного расхода энергии различными типами электровозов некорректно.

Полученные зависимости для одинаковых позиций электровозов разных типов V_уст(i) и а(i) можно оценить, если воспользоваться отношением а/V_уст, при одинаковых уклонах i, ‰.

Отношение а/V_уст позволяет определить, какой удельный расход электроэнергии приходится на единицу установившейся скорости движения.

Именно дополнительная характеристика а/V_уст даёт возможность сравнить энергоёмкость различных типов электровозов.
а)



б)

Рисунок 2.3 – Установившиеся значения скорости движения электровозов при весе пассажирского поезда 900 т. (а – режим НВ, б – режим ОВ)

а)



б)

Рисунок 2.4 – Установившиеся значения скорости движения электровозов при весе грузового поезда 2000 т (а – режим НВ, б – режим ОВ)

3 УДЕЛЬНЫЕ ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ЭЛЕКТРОВОЗОВ РАЗЛИЧНЫХ СЕРИЙ
Посредством тягово-энергетического паспорта возможно сравнить удельные энергозатраты пассажирских электровозов с асинхронными (KZ4A и ЭП10) и коллекторными тяговыми двигателями применительно к электровозам переменного тока.

В главе 2 представлены расчёты тягово-энергетических паспортов нескольких серий электровозов. Расчёты позволяют сравнить энергоёмкости каждого из электровозов при работе на различных позициях. Удельные расходы электроэнергии электровозов отличны друг от друга, так как каждый из них на одном и том же значении уклона имеет разные значения установившихся скоростей движения и разные значения удельного расхода электроэнергии. Более высокая установившаяся скорость движения соответствует большему расходу электроэнергии в абсолютном и удельном значениях. Универсальный показатель - отношение а/V_уст. - показывает, какая доля удельного расхода энергии приходится на единицу установившейся скорости движения.

Посредством отношения а/V_уст. оценивается энергетическая экономичность позиций контроллера машиниста в зависимости от уклонов для каждого из электровозов.

На рисунках 3.1 и 3.2 построены графики отношений а/V_уст рассматриваемых в работе серий электровозов с различными типами двигателей. Исходные данные были представлены в таблицах 2.1 и 2.2.

Нормальная работа электровозов в тяге грузовых и пассажирских поездов дальнего следования характеризуется относительно небольшими отклонениями от установившихся скоростей движения поездов по тяговому участку. Поэтому оценку энергоёмкости электровозов можно считать состоятельной. Роль такой оценки возрастает при оснащении электровозов переменного тока, имеющих коллекторные тяговые двигатели,
а)



б)



Рисунок 3.1 – Удельный расход электроэнергии, приходящийся на единицу установившейся скорости движения с пассажирским поездом 900 т (а – режим НВ, б – режим ОВ)

а)



б)



Рисунок 3.2 – Удельный расход электроэнергии, приходящийся на единицу установившейся скорости движения с грузовым поездом 2000 т (а – режим НВ, б – режим ОВ)
автоматическими системами управления, позволяющими в автоматическом режиме иметь уставку постоянствой скорости движения поезда. В настоящее время такой принцип управления движения заложен в электровозах с ЭП10 и KZ4А с асинхронными тяговыми двигателями и в электровозах ЭП1, оснащенных коллекторными двигателями.

По выполненным расчетам можно сделать следующие выводы. Работа электровозов с пассажирскими составами весом 900 т наилучшим образом с точки зрения энергетики производится электровозами KZ4A. Практически такие же показатели имеет пассажирский электровоз ЭП10.

При работе на высоких позициях весьма экономичными по энергетическим показателям являются электровозы ЧС4Т с коллекторным тяговым приводом. Характеристика а/V_уст шестиосного электровоза ВЛ60ПК является наихудшей. Данный факт является следствием того, что этот электровоз оснащён двигателями, имеющими неоптимальное номинальное напряжение в 1600 В. Современные электровозы оснащены двигателями с номинальным напряжением порядка 1000 В, что позволило улучшить энергетические показатели как двигателей. Так и самих электровозов.

Четырехосный электровоз KZ4A имеет лучшие энергетические показатели по сравнению с шестиосным ЭП10 и электровозами с коллекторным тяговым приводом в режиме НВ в тяге пассажирских поездов весом 900 т. При использовании последней ступени ослабления возбуждения ОВ3 и уклонах более 7‰ энергетически лучшим является электровоз ЧС7Т. Однако уклоны более 7‰ составляют на равнинных железных дорогах незначительную долю.

В целом выполненный анализ энергозатрат посредством тягово-энергетического паспорта для электровозов ВЛ80С, ВЛ60ПК с коллекторными тяговыми двигателями и электровозов KZ4A, ЭП10, имеющих асинхронные тяговые двигатели, показал лучшие энергетические показатели бесколлекторных тяговых двигателей.

Построение и использование тягово-энергетических паспортов является состоятельной оценкой для нормальной работы электровозов в грузовом и пассажирском движении поездами дальнего следования при условии движения по тяговому плечу с относительно небольшими отклонениями от среднетехнической скорости.

Четырехосные электровозы типа KZ4A с асинхронными тяговыми двигателями, используемые в настоящее время в пассажирских перевозках, вполне могут быть универсальными и эксплуатироваться также и в сегменте грузовых перевозок до 2000 т, превосходя по энергетическим и скоростным показателям четырехосные электровозы ВЛ40 с коллекторными тяговыми двигателями. Бесколлекторный тяговый привод способен обеспечить значительную экономию электроэнергии.

Таким образом, выполненный анализ энергоемкости электровозов с коллекторными и бесколлекторными тяговыми двигателями показал, что в энергетическом аспекте бесколлекторный привод имеет существенные преимущества перед коллекторным тяговым приводом. При перевозках грузов неполновесными составами электровозы типа KZ4A по скоростным и энергетическими показателям предпочтительнее применяемых в настоящее время электровозов двух- и трехсекционных ВЛ80С. Согласно тягово-энергетическому паспорту, работа электровоза KZ4A с составами до 2000 т ограничивается подъемом + 7‰. Так как до 90% грузовых перевозок осуществляются на Казахстанской железной дороге с уклонами, не превышающими + 7‰. Железнодорожные перевозки неполновесных составов электровозами KZ4A позволят значительно снизить расход электроэнергии.

Принципиально использование ТЭП для сравнительных расчетов возможно, если средние скорости движения на тяговых плечах не слишком отличаются от установившихся. Достоинство ТЭП – простота. Подтвердить правомерность использования тягово-энергетических паспортов можно с помощью другого - графо-аналитического метода, являющегося по сути кусочно-линейной аппроксимацией дифференциального уравнения движения поезда с последующим расчётом энергетических характеристик.

ВЫВОДЫ

1. 
   Тягово-энергетический паспорт выполняется при фиксированных параметрах , которыми являются вес поезда и профиль пути.
   
2. 
   С помощью тягово-энергетического паспорта можно оценить энергозатраты от массы поезда и профиля пути для электровозов с количеством тяговых осей и типом тяговых двигателей.
   
3. 
   Тягово-энергетический паспорт даёт возможность определить оптимальный тип электровоза по количеству тяговых осей, типу тяговых двигателей, роду тока в системе электроснабжения для конкретных тяговых плеч и дать их сравнительную оценку с точки зрения энергоёмкости.
   

4. тягово-энергетический паспорт даёт приемлемую в инженерных расчётах точность, если скорость движения поездов по тяговому плечу производится со скоростями, близкими к установившимся, что характерно для пассажирского и грузового движения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Сидорова Н.Н., Бакланов А.А. Расчет эффективности мероприятий по управлению перевозками на основе диаграммы энергобаланса. В кн.: Современные проблемы экономики и управления на ж.-д. транспорте// Труды научн. – пр. конф. – М., МИИТ, 1998. – С.III-13.
   
2. 
   Осипов С.И., Осипов С.С., Феоктистов В.П. Теория электрической тяги: Учебник для ВУЗов ж.-д. транспорта / Под ред. С.И. Осипова. – М.: Маршрут, 2006. – 436 с.
   
3. 
   Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985. 287 с.
   
4. 
   Сидорова Н.Н., Сорокин С.В. Экономия электроэнергии при отключении части секций многосекционных электровозов ВЛ80С для неполновесных составов. В кн. Совершенствование форм управления режимом топливно-энергетических ресурсов на железнодорожном транспорте в новых условиях хозяйствования // Труды науч.-техн. конф. – М.: МИИТ, 1988 –С.31-32.
   
5. 
   . Сидорова Н.Н., Альжанов Б.Б. Рекомендации по практическому применению тягово-энергетического паспорта «TRANS-MECH-ART-CHEM». – М.: МИИТ, 2008. с.12-14.
   
6. 
   Альжанов Б.Б. Определение энергозатрат на основе тягово-энергетического паспорта // Журнал «Мир транспорта», М. 2009. №1 с56.
   

ПРИЛОЖЕНИЕ

(Расчёты тягово-энергетического паспорта)


Рисунок П 1 – ТЭП электровоза ВЛ60ПК при весе 900 т.


Рисунок П 2 – Зависимость УРЭ электровоза ВЛ60ПК, приходящегося на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 900 т.



Рисунок П.3 - Тягово-энергетический паспорт электровоза ВЛ40 при весе 900 т.


Рисунок П 4 – Зависимость УРЭ электровоза ВЛ40, приходящуюся на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 900 т.


Рисунок П 5 - Тягово-энергетический паспорт электровоза ВЛ80С при весе 900 т.


Рисунок П 6 – Зависимость УРЭ электровоза ВЛ80С, приходящуюся на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 900 т.



Рисунок П 7 - Тягово-энергетический паспорт электровоза KZ4A при весе 900 т.



Рисунок П 8 – Зависимость УРЭ электровоза KZ4A, приходящегося на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 900 т.


Рисунок П 9 - Тягово-энергетический паспорт электровоза ЧС4Т при весе 900 т.


Рисунок П 10 – Зависимость УРЭ электровоза ЧС4Т, приходящуюся на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 900 т.


Рисунок П 11 - Тягово-энергетический паспорт электровоза ВЛ40 при весе 2000 т.


Рисунок П 12 – Зависимость УРЭ энергии электровоза ВЛ40, приходящуюся на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 2000 т.


Рисунок П 13 - Тягово-энергетический паспорт электровоза ВЛ80С при весе 2000 т.


Рисунок П 14 – Зависимость УРЭ электровоза ВЛ80С, приходящуюся на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 2000 т.



Рисунок П 15 - Тягово-энергетический паспорт электровоза KZ4A при весе 2000 т.
Рисунок П 16 – Зависимость УРЭ электровоза KZ4A, приходящегося на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 2000 т.
Рисунок П 17 - Тягово-энергетический паспорт электровоза ЭП10 при весе 2000 т.


Рисунок П 18 – Зависимость УРЭ электровоза ЭП10, приходящегося на единицу установившейся скорости движения при массе пассажирского поезда 2000 т.