пз (1224828), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Расход электроэнергии АТВ, кВт•ч, связанный с потерями в тормозах при регулировочных торможениях на участке пути, зависит от погашенной в тормозах механической энергии поезда на вредных спусках. Значит на участках с вредными спусками значительной крутизны и протяженности снижение потерь энергии в тормозах эффективный путь экономии электроэнергии.
Таким образом, влияние режима ведения поезда на общий расход электроэнергии электровозом проявляется через отдельные составляющие расхода, соответствующие основным слагаемым общей полезной механической работы тягового электрического привода. Затрачиваемой на передвижение поезда по участку пути при среднем реализованном значении к.п.д. При сравнении различных режимов ведения поезда с целью выбора рационального следует, помимо выполняемой механической работы, учитывать и возможные вариации среднего значения к.п.д. электропоезда.
Расчетное среднее значение к.п.д. электропоезда, реализованного на участке пути, можно определить как отношение полезной механической работы тягового электрического привода к механическому эквиваленту затраченной электрической энергии при рассматриваемом режиме ведения поезда.
4.6 Принцип выбора экономичных режимов вождения
Рациональный режим ведения поезда определяют для заданного времени хода по перегонам. Это очень сложная задача, решение которой несколько упрощается, если имеется кривая скорости движения в функции пути, соответствующая заданному времени хода поезда. Эта кривая может быть получена тяговыми расчетами или записана на ленту регистрирующего скоростемера поезда, а затем совмещена с приведенным профилем участка. При этом формирование рационального режима ведения поезда сводится к совершенствованию исходного режима, т.е. к его изменениям, направленным на сокращение расхода электроэнергии или топлива при сохранении заданного времени хода.
Снижение расходов электроэнергии можно достичь уменьшением механической работы поезда и потерь энергии при её преобразованиях на поездах. Значительное сокращение механической работы можно было бы получить за счет увеличения времени хода по перегонам участка. Однако при этом некоторые составляющие эксплуатационных расходов могут возрасти настолько, что их увеличение не будет компенсироваться полученной экономией электроэнергии. В некоторых случаях увеличение времени хода поездов невозможно по условиям требуемой пропускной способности участков.
Уменьшить механическую работу электропоезда можно снижением средней скорости движения поезда, скорости выхода поезда на уклоны с вредными спусками, уменьшением неравномерности скорости движения, скорости начала торможения поезда, применяемого для снижения его скорости движения, в том числе и перед остановками.
Снизить среднею скорость движения при заданном времени хода поезда невозможно. Уменьшение неравномерности скорости дает заметный эффект в экономии электроэнергии на равнинных участках пути с относительно редкими остановками поездов. При изменении режима для выравнивания скорости движения следует учитывать изменение к.п.д. электропоезда, чтобы возможное повышение потерь электроэнергии на поезде было меньше её экономии от выравнивания скорости.
Потери энергии в тормозах поезда пропорциональны длине вредных спусков или квадрату скорости начала торможения. Для уменьшения этих потерь следует в приделах возможного снижать скорость поезда при выходе его на уклоны с вредными спусками и скорость движения в начале торможения. Это достигается увеличением времени движения электропоезда с выключенными тяговыми двигателями перед такими уклонами или торможения. Допустимость таких снижений скорости движения определяется возможностью ее повышения на другой части перегона для обеспечения заданного времени хода поезда, а целесообразность разницей между экономией электроэнергии благодаря снижению потерь в тормозах и увеличением их расхода за счет движения с повышенной скоростью на не которой части участка или перегона.
Уменьшение скорости движения поезда в момент начала его торможения перед остановкой или предупреждением о снижении скорости также способствует экономии электроэнергии, но приводит к увеличению времени хода при работе локомотива с отключенными тяговыми двигателями перед торможением. Снижение скорости начала торможения особенно эффективно в зоне высоких скоростей движения, где значительная экономия энергии сопровождается относительно небольшим увеличением времени хода поезда.
Скорость движения поезда при выходе его с вредного спуска оказывает значительное влияние на расход энергии. Если непосредственно за вредным спуском не требуется снижение скорости поезда, то она при его выходе с такого спуска должна быть равна максимально допустимой или достаточно близкой к ней. При таком выходе с вредного спуска поезд имеет максимально возможный запас кинетической энергии, которая в дальнейшем в значительной мере может быть использована на преодоление сопротивления движению поезда. Такой режим ведения поезда целесообразен и в том случаи, когда на вредных спусках применяется электрическое торможение. Если же поезд выходит с вредного спуска со скоростью меньше допустимой, то в его тормозах будет неоправданно погашена часть кинетической энергии, что при дальнейшем движении поезда повлечет за собой соответствующее повышение расхода энергии или топлива. Экономия времени на подходе к подъему и в начале подъема позволяет более свободно выбирать режим ведения поезда на остальной части перегона и более широко использовать на электровозах позиции регулирования скорости, соответствующие максимальным значениям к.п.д.
При передвижении поезда по участку пути сила тяги электропоезда и скорость изменяется в широких пределах, что сопровождается изменением его к.п.д. согласно соответствующим характеристикам. Для экономии электроэнергии желательно, чтобы поезда как можно большее времени работали с максимальным к.п.д. Однако максимальный к.п.д. соответствует одной определенной точке на тяговых характеристиках поезда, которая не всегда совпадает с требуемыми по условиям движения значениями силы тяги и скорости. Поэтому при выборе рационального режима ведения поезда, помимо анализа составляющих механической работы, следует оценивать и изменения реализуемого среднего значения к.п.д. локомотива. Особое внимание необходимо уделять оценки влияния позиций контроллера управления, на расход электроэнергии, учитывая при этом к.п.д. электропоезда и основное удельное сопротивление движению.
Рассмотрев методику этой оценки. Сначала находятся установившиеся скорости движения поезда при различных ступенях регулирования и разных элементах приведенного профиля пути. Установившейся скорости движения соответствует равенство силы тяги и силы полного сопротивления движению поезда W, Н. В зависимости от скорости для различных выбранных уклонов.
Далее зависимости W(V) для выбранных уклонов наносятся на тяговые характеристики локомотива. Точки их пересечения с тяговыми характеристиками и определяют установившиеся скорости движения. Для оценки и сравнения расхода электроэнергии на различных позициях регулирования скорости электропоездов целесообразно использовать удельный расход электроэнергии, отнесенный к 1 ткм перевозочной работы, кВт∙ч/ткм
, (4.4)
За 100% для каждого уклона принимают удельный расход энергии при наименьшей скорости движения, соответствующий полному возбуждению тяговых двигателей. Переход на высшие ступени регулирования возбуждения сопровождается повышением скорости и увеличением удельного расхода энергии. Последнее происходит, несмотря на повышение к.п.д. электропоезда, так как увеличение основного сопротивления движению оказывает на расход энергии большее влияние, чем увеличение электропоезда.
Однако повышение к.п.д. электропоезда все же заметно ограничивает увеличение удельного расхода электроэнергии, так как уменьшается удельный расход на изменение потенциальной энергии.
При работе поезда на трудных элементах профиля пути возможно буксование его колесных пар. Для оценки потерь энергии связанных с буксованием, необходимо знать силу трения и скорость скольжения, а также время или путь, на котором происходит буксование.
При ведении поезда по участку машинист должен, исходя из конкретных условий движения, быстро и правильно выбирать режим, обеспечивающий заданное время хода при наименьшем расходе электроэнергии. В этих случаях следует руководствоваться следующими общими принципами выбора рационального режима ведения поезда, вытекающими из выполненного анализа его влияния на расход электроэнергии. При электрической тяге после трогания поезда с места его разгон ведут при реализации высокой силы тяги. При движении по участкам с равнинным профилем пути и относительно редкими остановками режим ведения должен обеспечивать наименьшие колебания скорости при использовании позиций, соответствующих наиболее высоким значениям к.п.д. локомотива.
При подходе поезда к подъемам следует заблаговременно увеличивать силу тяги поезда и скорость, чтобы во время входа на подъем поезд имел максимальный запас кинетической энергии. При движении поезда по подъему по мере уменьшения его скорости и увеличения силы тяги переходят на низшие позиции регулирования, но не ниже расчетной. В этом случаи целесообразно использовать позиции регулирования в зависимости от крутизны и протяженности подъемов. Если крутизна и протяженность подъемов достаточно большие, то желательно не допускать продолжительной работы на высоких позициях регулирования при токе, большем соответствующего расчетной скорости и расчетной силе тяги.
При подходе к уклонам с вредными спусками или к местам, где необходимо применение торможения поезда для снижения его скорости движения, в том числе и перед остановками, тяговые двигатели отключают с тем, чтобы получить наименьшую возможную при заданном времени хода скорость выхода на уклон, или скорость начала торможения. Для большего снижения скоростей и соответствующего сокращения потерь энергии в тормозах повышают (в пределах возможного) скорости движения на другой части перегона. Последнее торможение поезда на вредном спуске выполняется с таким расчетом, чтобы скорость поезда при выходе его с этого уклона была равна или достаточно близка к максимально допустимой.
5 ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ
5.1 Подготовка профиля пути
Приведенный профиль пути, для тяговых расчетов,принят из базы данных в программеКортэс и представлен в таблице А.1, в приложение А.
Программа Кортэс – это комплекс расчетов тягового электроснабжения. В программе представлен полный набор пакетов для тяговых и электрических расчетов систем электроснабжения 3,25 и 2∙25 кВ. При тяговых расчетах имеется возможность изменения параметров движения поезда на отдельных участках пути с использованием режимных карт.
5.2 Подготовка тяговой характеристики
Тяговой характеристики электропоезда «DesiroRus» Ласточкапредставлена в [1].На рисунке 5.1 показана тяговая характеристика электропоезда «DesiroRus» Ласточка.
1– сила тяги при 100 % мощности; 2 – сила тяги при 75 % мощности; 3–сила тяги при 50 % мощности;
Рисунок 5.1 – Тяговая характеристика электропоезда «DesiroRus» Ласточка
В таблицу 5.1 сведены показатели тяговой характеристики электропоезда «DesiroRus» Ласточка (скорость и сила тяги на трех зонах регулирования).
Таблица 5.1– Показатели скорости и силы тяги,на трех зонах регулирования, электропоезда «DesiroRus» Ласточка
Зона регулирования Скорость, км/ч Сила тяги, кН
U, км/ч Fк, кН
1 2 3
Первая зона
0 263
36 263
37 246
38 238
41 217
47 183
53 158
62 133
71 117
80 103
89 92
98 82
106 74
116 67
123 61
133 58
142 54
160 50
0 196
36 196
37 192
38 185
41 167
Окончание таблицы 5.1
1 2 3
Вторая зона 47 142
53 121
62 100
71 83
80 73
89 65
98 58
106 53
116 48
123 45
133 42
142 39
160 35
Третья зона 0 129
36 129
37 125
38 121
41 112
47 96
53 83
62 69
71 58
80 52
89 46
98 42
106 38
116 34
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
