ПЗ Сальников А. С. 23.05.05 2016г (1235039), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Из опыта Северной Америки в области железнодорожного хозяйства можем подчеркнуть технологию перевозки крупнотоннажных контейнеров в два ярусана вагонах-платформах колодезного типа (с пониженной грузовой площадкой) [5]. Именно американская железнодорожная компания впервые организовала регулярное сообщение с использованием таких платформи в настоящее время железные дороги Северной Америки ежегодно перевозят более 1 млн крупнотоннажных контейне­ров, что составляет 70% всех интермодальных отправок. До недавнего времени инфраструктура железной дороги Северной Америки не позволяла выполнять такие перевозки главным образом из-за недостаточной высоты тоннелей и наличия других ограничений, в основном габаритных. Поэтому была поставлена задача снять все эти ограничения, причем не в отдельных местах, а сразу на целых направлениях — коридорах.

В настоящее время разрабатываются и реализуются проекты по реконструкциям коридоров. Эти разработки соответствуют намерениям всех железных дорог США, которые даже в условиях экономического спада продолжают верить в целесообразность программ, направленных на увеличение объемов перевозок и повышению их эффективности.

Таким образом, из анализа мировых тенденций можем выделить основные аспекты в области повышения эффективности тяжеловесного движения, а именно:

• применение превентивного шлифования и лубрикации рельсов, по­зволяющее уменьшить трение между колесами всего поезда и рельсами, что способствует снижению воздействия на путь;

• применение распределенной тяги, позволяющее снизить уровень попе­речных сил во взаимодействии подвижного состава и пути в кривых;

• технология перевозки крупнотоннажных контейнеров в два яруса на вагонах-платформах колодезного типа, которая позволяет повысить прирост перевозок без увеличения числа поездов.

Мероприятия по организации тяжеловесного движения выбираются подходящие по климату и рельефу территории, инвестиционных вкладов в развитие железнодорожного хозяйства и других индивидуальных особенностей стран. Поэтому темпы развития тяжеловесного движения на железных дорогах мира различны и стратегии по организации тяжеловесного движения субъективны.

2.2 Обзор темпов развития тяжеловесного движения в России

Для решения проблем грузоперевозок на РЖД разработана «Стратегия развития железнодорожного транспорта Российской Федерации». Эта Стратегия до 2030 года должна обеспечить решение задачи эффективной реализации уникального географического потенциала страны.

Как было рассмотрено в предыдущем пункте, повышение весовых норм является одним из приоритетных направлений мирового развития железнодорожных перевозок, позволяющих обеспечить возрастающие объемы перевозок грузов, повысить эффективность работы железных дорог, поэтому одним из пунктов Стратегии является развитие тяжеловесного движения.

Для организации тяжеловесного движения предусматривается, начиная с 2008 года, выполнение работ по подготовке инфраструктуры железнодорожного транспорта (путевого хозяйства, системы электроснабжения, системы центральной блокировки, связи и других) для обеспечения беспрепятственного пропуска грузовых поездов с повышенными осевыми нагрузками до 25 - 30 тонно-сил/ось в зависимости от рода груза на всем протяжении маршрута.

Подготовку инфраструктуры для обращения поездов повышенного веса предусматривается осуществлять путем поэтапного усиления (комплексной реконструкции) при выполнении работ по капитальному ремонту и обновлению основных фондов, выработавших ресурс.

Принципиально важным для перспективных условий эксплуатации является использование возможностей габарита максимального приближения к объекту при разработке перспективных грузовых вагонов для перевозки, прежде всего угля и руды. При внедрении подвижного состава указанного габарита должна быть реализована осевая нагрузка до 30 тонно-сил/ось. В этом случае на путях длиной 1050 м может быть сформирован состав весом до 8 - 9 тыс. тонн.

Применение подвижного состава указанного габарита даст ряд преимуществ по сравнению с эксплуатируемым в настоящее время подвижным составом, а именно:

• уменьшение количества подвижного состава для перевозки того же объема груза на 20 процентов;

• прирост производительности вагона на 9,2 процента;

• увеличение провозной способности железных дорог на имеющейся путевой инфраструктуре, развитой под унифицированную длину на 15 процентов;

• снижение потребности в локомотивах до 10 процентов и в локомотивных бригадах - до 20 процентов;

• сокращение эксплуатационных затрат на транспортировку, в том числе удельного расхода электроэнергии из-за увеличения массы поезда до 5 процентов.

Такое масштабное развитие железнодорожного транспорта требует соответствующего развития комплексов проектирования и транспортного строительства, а так же усиления систем тягового электроснабжения (СТЭ) уже существующих участков, то есть сокращения «узких мест» на участках железных дорог. Таким участком является участок Хабаровск 2 – Бикин, который является объектом исследования данной ВКР.

3 ВЫПОЛНЕНИЕ И АНАЛИЗ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ ДЛЯ УЧАСТКА ХАБАРОВСК 2 - БИКИН ПРИ СУЩЕСТВУЮЩИХ РАЗМЕРАХ ДВИЖЕНИЯ

Надежная работа устройств электроснабжения является одним из основных требований по обеспечению пропуска поездов. Устройства элек­троснабжения должны без сбоев обеспечивать исполнение заданного графика движения поездов. Однако, в связи с увеличением грузопотока в восточном направлении и повыше­нием максимальной массы грузовых со­ставов, значительно повысилась нагрузка на существующие элементы тяговой сети.

В начале 90-х годов ВНИИЖТом на основе проведенных исследований был разработан пакет программ NORD для тяговых и электрических расчетов в сфере проектирования и эксплуатации систем тягового электроснабжения. Это позволило выбирать варианты технических решений по способам усиления устройств на действующих участках и оптимальных параметров для вновь электрифицируемых линий. С учетом опыта эксплуатации пакета NORD в последние годы создан программный комплекс расчетов тягового электроснабжения КОРТЭС, предназначенный для работы в современных операционных системах. Он внедрен на сети железных дорог, а также в ряде проектных организаций.

Расчеты с использованием КОРТЭС позволяют решать задачи по выбору наиболее эффективных способов усиления системы тягового электроснабжения, при которых обеспечиваются нормируемые показатели по уровню напряжения на токоприемниках электровозов, температуре нагрева проводов контактной сети и допустимым перегрузкам силового оборудования тяговых подстанций.

Параметры оказывающие влияние на степень нагрузки элементов тяговой сети:

- сложность профиля пути (наличие значительных подъемов);

- длина участка, питаемого от тяговой подстанции;

- схема секционирования контактной сети (наличие постов секционирования и пунктов параллельного соединения);

- электрическое сопротивление тяговой сети, определяемое типом подвески кон­тактной сети и наличием усиливающих проводов;

- количество и мощность работающих тяговых трансформаторов;

- напряжение на шинах подстанций;

- график движения поездов (пакетный или равномерный).

Использование в этом случае специальных компьютерных программ намного облегчает поставленную задачу и позволяет смоделировать режим работы СТЭ наиболее близкий к реальному.

Для расчетов параметров СТЭ Хабаровской ЭЧ используется комплекс программ для расчетов систем тягового электроснабжения (КОРТЭС), разработанный всероссийским научно  исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) в 2002 - 2003 годах.

Программный комплекс КОРТЭС предназначен для решения различных расчётных задач, связанных с выбором параметров, определением характеристик режимов и нагрузочной способности систем тягового электроснабжения и их отдельных элементов [23].

Рисунок 3.1 – Главное окно

программы КОРТЭС

Программа КОРТЭС позволяет производить расчет, при кото­ром определяются следующие параметры СТЭ, влияющие на пропускную способность межподстанционных зон:

- минимальное напряжение на токоприемнике локомотива;

- токи фидеров подстанций;

- температура нагрева проводов от протекающих по ним токов;

- коэффициент перегрузки трансформаторов.

Расчеты производятся на основании данных профиля пути и ограничения допустимых скоростей движения на участках, схемы электроснабжения и заданного графика движения поездов.

Перейдем к анализу базы данных КОРТЭС и выполнению тяговых расчетов.

3.1 Анализ базы данных профиля пути подпрограммы «Uchastk» программного комплекса КОРТЭС

Программа Uchastk является составной частью комплекса КОРТЭС и предназначена для ввода и редактирования параметров расчетных участков. К этим параметрам относятся: число главных путей, названия и координаты расположения раздельных пунктов, спрямленный продольный профиль пути с учётом фиктивных уклонов от кривых, категории и типы обращающихся на участке поездов, ограничения скорости для каждой категории поезда и др. данные [25].

Согласно рекомендации ДЭЛ, Дальневосточной железной дороги, рассматриваемый участок разбивается на пять расчетных блоков, которые обозначены на рисунке 3.1 и 3.2.

Продольный профиль пути с существующими уклонами на участке Хабаровск 2 - Бикин, представлен на рисунках 3.1 и 3.2, соответственно.

На рисунке 3.1 и 3.2 стрелками указано грузовое направление движения поездов (четное, с запада на восток), а также для каждого из рассматриваемых пяти блоков (МПЗ) стрелками выделены участки с максимальными уклонами профиля пути и их длинна в километрах.

а) – Хабаровск 2-Кругликово, б) – Кругликово-Дормидонтовка,

в) – Дормидонтовка-Аван

Рисунок 3.1 – Профиль пути с существующими

уклонами на участке Хабаровск 2-Аван

а) – Аван-Розенгартовка, б) – Розенгартовка-Бикин

Рисунок 3.2 – Профиль пути с существующими

уклонами на участке Аван-Бикин

Как следует из рисунков 3.1 и 3.2, наиболее тяжелые, с точки зрения условий прохода поезда, участки с наибольшим уклоном продольного профиля пути расположены для всех МПЗ ближе к середине МПЗ.

Для удобства проведения сравнительного анализа особенностей МПЗ сведем в таблицу 3.1 протяженности участков и их максимальный уклон.

Таблица 3.1 – Протяженность и максимальный уклон участков

Как следует из таблицы 3.1, максимальный уклон профиля пути участка Хабаровск 2-Бикин составляет 11,7%, участка Кругликово-Дормидонтовка -10,4%. На участке Дормидонтовка- Аван сложность для тяжеловесного движения составляет участок между 8637,3 и 8649,2 километрами, так как сначала идет крутой спуск -8,2% за ним следует подъем 10,3%, так же сложность будет составлять участок Аван-Розенгартовка между 8674,64 и 8695,18 километрами, так как за крутым подъемом в 10,2% следует спуск в -9,9%. И самый максимальный уклон на участке Розенгартовка-Бикин – 10,8%. На сложных участках пути скорость движения поезда ограничена и составляет 60 км/ч.

Таким образом, из пяти рассматриваемых МПЗ трудность для прохождения тяжеловесного состава представляют следующие участки, которые буем считать лимитирующими:

• Хабаровск 2-Кругликово (с максимальным из всех рассматриваемых участков уклоном продольного профиля пути равным около 25%)

• Аван-Розенгартовка (с максимальным уклоном профиля пути из всех рассматриваемых участков, что составляет около 35,7% всей МПЗ)

Произведем тяговый расчет и анализ для двух выявленных лимитирующих участков (МПЗ)

3.2 Тяговый расчет лимитирующих МПЗ в программном комплексе КОРТЭС

Для выполнения тяговых расчетов будем использовать подпрограмму «Trelk». Программа Trelk, входящая в состав комплекса КОРТЭС, выполняет тяговые расчеты для поездов с электроподвижным составом (ЭПС) магистральных железных дорог постоянного и переменного тока, в том числе для скоростных и высокоскоростных пассажирских поездов.

Предусмотрены два вида расчетов [23]:

• специализированные для определения параметров тяговой нагрузки, используемых при электрических расчётах на основе моделирования графиков движения поездов;

• общего назначения, результаты которых используются, например, для определения времён хода и расходов электроэнергии, выбора массы состава и требуемого числа локомотивов, построения кривых скорости и токопотребления, сравнительного анализа энергетических показателей в зависимости от выбранного режима ведения поезда и напряжения в контактной сети.

Тяговые расчёты производятся численным интегрированием уравнения движения поезда с заданным шагом по времени, что обусловлено требованиями к расчётам режимов систем тягового электроснабжения. В программе Trelk реализованы следующие основные функции:

• определение параметров тяговой нагрузки, в т. ч. при применении рекуперативного торможения;

• учёт кратности тяги по отдельным перегонам участка;

• задание продолжительности стоянок для охлаждения тяговых двигателей;

• возможность учёта среднего уклона профиля пути по длине поезда;

• расчёт режима движения и тяговой нагрузки ЭПС с плавным регулированием силы тяги, в частности, при асинхронных и вентильных двигателях [23].

В данной версии программы предусмотрены также дополнительные функции:

• возможность изменения параметров движения поезда с использованием режимных карт;

• реализация различной интенсивности торможения поезда в зависимости от рода службы локомотива ­– грузовой, пассажирский или электропоезд;

• управление видом и размером окна графиков результатов так же, как окна схемы в программах электрических расчётов КОРТЭС.

Для выполнения тягового расчета зададим в программе КОРТЭС следующие исходные данные:

 четное направление (на Восток), нечетное направление (на Запад);

 ЭПС типа 2ЭС5К "Ермак";

 число секций локомотива- 2;

 категория состава- грузовой 100 % скольжение;

Характеристики

Список файлов ВКР