Расчет расхода электроэнергии на движение поезда

По перегону

 

В данном пункте требуется произвести расчет расхода электроэнергии на движение поезда для следующих значений скорости V _п: 40; 50; 60; 70; 80 км/ч.

При движении поезда по перегону из контактной сети потребляется электроэнергия, которая расходуется на увеличение кинетической энергии поезда, преодоление основного и дополнительного сопротивления движению, собственные нужды. Кроме этого происходят потери энергии в ТЭД, тяговой передаче, пусковых сопротивлениях. Если электровоз оборудован системой рекуперативного торможения, часть кинетической энергии преобразуется в электрическую и возвращается в контактную сеть.

А = Ак + А w р + А w п + Апп + Асн – Ар,

(44)

где А_к – расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии, кВт×ч;

А _{w р} – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне, кВт×ч;

А _{w п} – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью, кВт×ч;

А_пп – потери электроэнергии при пуске, кВт×ч;

А_сн – расход электроэнергии на собственные нужды, кВт×ч;

А_р – возврат электроэнергии при рекуперации, кВт×ч.

.

(45)

Вычисление затрат электроэнергии на преодоление сопротивления движению на участке разгона производится как сумма затрат электроэнергии:

А w р = А w рп + А w ров + А w ра,

(46)

где А _{w рп} – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при пуске, кВт×ч;

А _{w ров} – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, кВт×ч;

А _{w ра} – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне на автоматической характеристике, кВт×ч.

Расчет каждой составляющей производится по формуле

,

(47)

где w _{ор i} – усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на соответствующем участке разгона, Н/кН. Принимается по табл. 4;

S _{р i} – путь, пройденный поездом на соответствующем участке разгона, м.

,

(48)

где а_i – усредненное ускорение на соответствующем участкеразгона, м/с². Принимается по табл. 4;

t_i – время прохождения соответствующего участка разгона, мин.

,

(49)

где D V_i – изменение скорости на соответствующем участкеразгона, км/ч.

Правила выбора величины D V сведены в табл. 5.

 

Таблица 5

 

Режим	D Vi
V п < V р	V п < V ов	V п ³ V ов
Пуск	Vп	Vр	Vр
Разгон до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения		V п – V р	V ов – V р
Разгон на автоматической характеристике			V п – V ов
	V п < V р min	V п ³ V р min
Рекуперативное торможение		V п – V р min
Дотормаживание	V р min – V п	V р min

 

Затраты электроэнергии на участке движения с постоянной скоростью вычисляются по формуле

,

(50)

где w _оу – основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью, Н/кН. Рассчитывается по формуле (42) для каждого значения скорости V _п;

S _у – путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью, м.

S у = S пер – S рп – S ров – S ра – S рт – S дт,

(51)

где S _пер – длина рассчитываемого перегона, м;

S _рп – путь пуска, м;

S _ров – путь разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, м;

S _ра – путь разгона на автоматической характеристике, м;

S _рт – путь рекуперативного торможения, м;

S _дт – путь дотормаживания, м.

.

(52)

Величины S _рп, S _ров, S _ра вычислены при расчете А _{w p}. Величины S _рт и S _дт вычисляются аналогичным образом.

Потери электроэнергии при пуске вычисляются как доля от расхода электроэнергии при разгоне до скорости выхода на безреостатную позицию параллельного соединения ТЭД:

,

(53)

где w _оп – усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на пути пуска, Н/кН. Принимается по табл. 4;

k _пп – коэффициент пусковых потерь. Для электровоза ВЛ11М при нечетном числе секций k _п = 0,5; при четном числе секций .

Если V _п < V _р, в формулу для А_пп подставляется величина V = V _п; величина S _рп вычисляется по формуле (48). Если V _п ³ V _р, в формулу для А_пп подставляется величина V = V _р; величина S _рп принимается из расчетов А _{w pп}.

,

(54)

где I _сн – расчетный ток, потребляемый на собственные нужды электровоза, А. Принимается по приложению 1;

Т _х – расчетное время хода по перегону, мин.

Расчетное время хода поезда по перегону определяется как суммарное время прохождения отдельных участков кривой движения:

Т х = t п + t ов + t а + t у + t рт + t дт,

(55)

где t _п – время пуска, мин;

t _ов – время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, мин;

t _а – время разгона на автоматической характеристике, мин;

t _у – время движения с постоянной скорости, мин;

t _рт – время рекуперативного торможения, мин;

t _дт – время дотормаживания, мин.

Величины t _п, t _ов, t _а вычислены при расчете А _{w p}. Величины t _рт и t _дт вычисляются аналогичным образом. При этом приращение скорости на участках рекуперативного торможения и дотормаживания принимается по табл. 5.

Величина t _у вычисляется по формуле

.

(56)

При рекуперативном торможении количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть, равно разности кинетической энергии поезда в начале и конце рекуперативного торможения за вычетом расхода электроэнергии на преодоление сопротивления движению на пути рекуперативного торможения:

,

(57)

где w _орт – усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на пути рекуперативного торможения, Н/кН. Принимается по табл. 4.

Результаты расчетов по данному пункту следует оформить в виде табл. 6.

Величина А_т, приведенная в табл. 6, является расходом электроэнергии на движение поезда по перегону без учета рекуперации:

Ат = Ак + А w р + А w п + Апп + Асн.

(58)

 

8. Расчет удельного расхода электроэнергии

 

Удельным расходом электроэнергии на железнодорожном транспорте называется расход электроэнергии на выполнении единицы перевозочного процесса. В грузовом движении это величина электроэнергии, затраченной на единицу выполненной работы. Размерность удельного расхода электроэнергии .

Удельный расход электроэнергии определяется выражением

.

(59)

Для оценки эффективности применения рекуперативного торможения на участке может быть использована величина удельного расхода электроэнергии без учета рекуперации:

.

(60)

Результаты расчета заносятся в табл. 6. По результатам расчета необходимо построить зависимости а = ¦(Т _х), а _бр = ¦(Т _х).

Таблица 6

 

V п, км/ч
t п, мин.
t ов, мин.
t а, мин.
t у, мин.
t рт, мин.
t дт, мин.
Т х, мин.
S рп, м
S ров, м
S ра, м
S у, м
S рт, м
S дт, м
Ак, кВт×ч
Апп, кВт×ч
Асн, кВт×ч
А w рп, кВт×ч
А w ров, кВт×ч
А w ра, кВт×ч
А w р, кВт×ч
А w п, кВт×ч
Ат, кВт×ч
Ар, кВт×ч
А, кВт×ч
а бр, Вт×ч/т×км
а, Вт×ч/т×км

 

 

 

Библиографический список

 

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

2. Осипов С. И. [и др.] Основы локомотивной тяги / С. И. Осипов. – М.: Транспорт, 2000. − 440 с.

3. Гребенюк П. Г. Тяговые расчеты: справочник / П. Г. Гребенюк, А. Н. Долганов, А. И. Скворцива. − М.: Транспорт, 1987. − 272 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: