Очень важное значение имеет правильное техническое нормирование расхода электроэнергии, ему должно уделяться самое серьезное внимание. Нормы должны

разрабатываться с учетом всех факторов, влияющих на них. Они должны быть основаны на результатах, достигнутых передовыми машинистами, и выполнимы в среднем для всего коллектива в течение небольшого отрезка времени. Правила тяговых расчетов нс дают определенных нормативов или рекомендаций для выбора условий движения. Как известно, машинисты почти во всех случаях применяют «выбег» при движении поезда по перегону. Это и приводит к значительной экономии электроэнергии, но какой применять «выбег» и применять ли его вообще, правила не устанавливают. Нет также указаний, в какой мере использовать приведенные в Правилах массы порожних вагонов. В связи с этим расчеты по расходу электроэнергии очень часто делаются с большими отклонениями от практических условий движения, расчетные затраты электроэнергии значительно отличаются от действительных. Поэтому работники эксплуатации по-разному пытаются восполнить имеющиеся пробелы в нормировании расхода электроэнергии, учитывая энергоемкость ниток графика движения.

Как показывают исследования, профиль пути и действительные условия эксплуатации определяют характер разгона и замедления состава, степень использования кинетической энергии, режим ведения поезда, а следовательно, расход электроэнергии за поездку. Следовательно, при нормировании удельного расхода электроэнергии необходимо учитывать все факторы, влияющие на ее расход - это направление движения и вес поезда, количество вагонов и нагрузку на ось, техническая и участковая скорости, расход электроэнергии на каждом перегоне и применение рекуперации, расход на каждую остановку и на нагон опозданий, метеорологические условия и среднемесячная температура воздуха и др. Специалистами топливно-теплотехнического управления немало сделано для усовершенствования системы нормирования расхода энергетических ресурсов в грузовом движении. Это во многом помогло электровозникам дифференцированно применять нормы расхода электроэнергии на каждый поезд. Удельный расход электроэнергии, выраженный в ватт-часах, отнесенных к 1 тс веса на 1 км пробега (Вт-ч/тс-км), можно подсчитать по формуле:

где 1000 - коэффициент для перевода киловагг-часов в ватт-часы; Л -полный расход электроэнергии, кВт-ч;

Р+С} - вес электровоза и состава, тс?

Р - длина участка, км.

Таким методом можно подсчитать удельный расход электроэнергии за любой промежуток времени - год, квартал, месяц, смену, поездку.

По ниже приведенному уравнению можно определить, как влияют эксплуатационные измерители на удельный расход электроэнергии (Вт-ч/тс-км):

= Ьх •+- 2,01Пр - 3,1 - 0,1# - 0,1/р 0,2от + 5.6(1.

где 6, - коэффициент, который представляет постоянную составляющую удельного расхода электроэнергии при среднем значении эксплуатационных измерителей:

6] - ах - 2,0 (пр -г 3,7С/! + 0,1^ + 0,17р - 0,2от - 5,65,

здесь 1Пр - приведенный уклон, %;

С}[ - вес состава, тс; ц - нагрузка на ось вагона, тс; р - коэффициент рекуперации, %; ат - техническая скорость, км/ч;

Р - коэффициент технической скорости.

Для рассматриваемого депо: 1пр=0,8 %о; (2 = 2,5 тыс. тс; ?=15,0 тс; р=13 %; ог=55 км/ч; р = 1,05. Удельный расход для депо в 1980г. составлял 12,0Вт-ч/тс-км. Тогда Ь1 = 12,0-2,0 • 0,8+3,7 • 2,5 +1,0 • 15,0+0,17 • 13-0,2 - 55- -5,6-1,05»=20,0 Вт-ч/тс-км.

В депо Подмосковная Московской дороги на основе опытных поездок, использовав статистические данные предыдущих лет, разработана прогрессивная технология расчета норм в грузовом движении, которой можно пользоваться при ведении поезда в тяговом режиме и при применении рекуперации. Технология заключается в следующем.

Даны исходные данные расхода электроэнергии на всем тяговом плече в четном и нечетном направлениях в зависимости от веса и количества вагонов в составе. Расчет исходных норм производится по инструкции с последующей корректировкой их опытным путем. Удельные нормы пересчитаны в общую норму в зависимости от веса поезда. На этой основе данные сведены в табл. 19, где вес поезда приводится с интерва-

Примечание. Таблица показана в сокргщенном виде.

лом в 50 тс, количество вагонов - в четырехосном исчислении.

Расход электроэнергии по каждому перегону в зависимости от веса поезда сведен в табл. 20 с поправочным коэффициентом в процентах от исходных норм, указанных в табл. 19.

Отведена норма расхода электроэнергии для каждой остановки на промежуточной станции.

Опытным путем установлены нормы на опробование тормозов и установлено увеличение нормы за эффективность применения рекуперативного торможения и нормы на одиночное следование локомотива, а также на час маневровой работы.

Общая норма расхода электроэнергии подсчитывается по формуле, которую можно использовать и для пассажирского движения,

где п 1 - исходная норма расхода электроэнергии;

Кл 1 - поправочный коэффициент расхода электроэнергии по перегонам (от исходной нормы);

П2 - норма расхода электроэнергии при падении поезда иа двойную тягу;

яз - норма расхода электроэнергии при одиночном следовании локомотива;

«4 - норма расхода электроэнергии при остановке поезда на промежуточной станции;

пъ - норма расхода электроэнергии на нагон опаздывающих поездов;

Пв~ норма расхода на маневровую работу;

п7 - норма расхода электроэнергии на опробование тормозов в пути следования;

- температурный коэффициент;

Лг - количество возвращенной электроэнергии в контактную сеть при рекуперативном торможении;

Ла2 - поправочный коэффициент за эффективность применения рекуперации.

Определим норму расхода электроэнергии;

П\ - исходная норма определяется по табл. 19. При весе поезда, взятом по вертикальной графе, и числе вагонов, взятом по горизонтальной графе, «і =4640 кВт-ч;

Каі - поправочный коэффициент определяется но табл. 20 от станции отправления до станции прибытия;

«4 - норма расхода электроэнергии па возмещения потерь при остановке поезда (табл. 21);

Пь = ЛгКа2 - увеличение нормы расхода электроэнергии за эффективность применения рекуперативного торможения, определяется но данным табл. 22.

Исли по счетчику возвращено в контактную сеть 300 кВт-ч, а коэффициент /Са2 = 0,2, то надбавка к норме «8 = 800-0,2-160 кВт-ч.

Расход электроэнергии при одиночном следовании локомотива и двойной тягой при пересылке определяют по табл. 23.

На нагон 1 мин пассажирского поезда выделяется дополнительно от 15 до 25 кВт-ч электроэнергии, на 1 ч маневровой работы - 50-60 кВт-ч, на опробование тормозов в пути следования - 20 кВт-ч электроэнергии.

Некоторые локомотивные депо, совершенствуя нормирование электроэнергии, учитывают величину нагрузки на ось вагона. Например, в депо Московка Западно-Сибирской дороги нормируют в зависимости от веса вагона брутто с интервалом в 4 тс, т. е. 20, 24, 28, 32, 36, .., 84 тс. В этом случае в депо рассчитывают 144 нормы для транзитных поездов и 15 норм для вывозных, передаточных, хозяйственных поездов и маневровых локомотивов. Нормирование производят по заданному удельному расходу, планируемому объему работы, проценту потерь в устройствах тяговой сети. При этом учитывают выполненную тонно-километровую работу предыдущего месяца, потери в контактной сети нормируемого месяца за последние 5 лет. Ожидаемую работу на нормированный месяц по каждой градации веса вагона определяют следующим образом. Вычисляют коэффициент распределения кр по формуле

Таблица 22

Таблица 23

Примечание. На 1 км нуги дается норма при двойной тяге на первый токо'ютин 2,5 кВт-ч. и я второй- 1 кВ1-ч. для одиночного следования

кр - Лн,.1и,

где А„ - плановая работа нормируемого месяца;

Ап - фактически выполненная работа согласно отчету ТХО-1 прошлого месяца.

Затем коэффициент умножают па фактически выполненную работу по каждой градации и получают ожидаемую работу нормируемого месяца.

Рассчитанную работу на месяц заносят в таблицу, где для каждого веса вагона указывают ожидаемую работу, удельный расход электроэнергии и ее общий расход в четном и нечетном направлениях. Затем устанавливают удельный расход для каждой градации. Сравнивая с данными ТХО-1 прошлого месяца при необходимости делают корректировку. Рассчитанные нормы расхода электроэнергии на тягу поездов проверяют по планируемому удельному расходу на токоприемнике электровоза и проценту потерь в устройствах тяговой сети. При подсчете электроэнергии на поезд машинист по маршрутному листу определяет вес вагона методом деления веса поезда на число вагонов. При несовпадении с принятыми градациями по весу вагона берут ближайший вес.

Для выбранной весовой градации по таблице находят удельный расход. Умножив вес поезда на длину участка и удельный расход, полученную величину делят на 10 тыс., получают норму расхода электроэнергии на измеритель, Таким же методом расчет производят и в группе учета.

Нормирование электроэнергии для пригородного движения. При анализе графика и расписания движения пригородных электропоездов на Московско-Ярославском отделении видно, что поезда, идущие до одной конечной станции, имеют неодинаковое число остановок, разнос время хода. Степень населенности поездов также различна. Такая же картина наблюдается и на других отделениях. Все это ставит машиниста в неодинаковые условия по расходованию электроэнергии на тягу поезда.

Существующая методика нормирования производится в основном по статистическим, данным (реже опытным путем), когда учитывается только расстояние и не принимается в расчет различие между поездами, имеющее место в действительности. Отсутствие какой-либо системы, основанной на определенных зависимостях или соотношениях, хотя бы эмпирических, приводит к тому, что у машинистов по сменам наблюдается большая разница в затратах электроэнергии, т. е. в одну смену машинист дает большую экономию, а в другую - большой перерасход. При нормировании следует учитывать основные факторы, влияющие на расход электроэнергии, о которых говорилось выше, так как от этого во многом зависит снижение числа локомотивных бригад, допускающих перерасход электроэнергии. Например, в депо Москва II в прошлые годы при общей экономии по депо большой процент локомотивных бригад перерасходовал электроэнергию. Это и заставило задуматься над введением дифференцированной нормы на каждый поезд. Автором была предложена формула, по которой она подсчитывается. Если раньше наблюдался разрыв между машинистами, экономящими и перерасходующими энергию, то в настоящее время он резко уменьшился.

Норма расхода электроэнергии для поезда, состоящего из пяти секций (кВт-ч),.

Лр»Ф - премя, заложенное но графику или расписанию, от начального до конечного пункта, мин; к„ - коэффициент, учитывающий населенность, равный для малонаселенных поездов 0,95, среднеиаселенных-1 и перенаселенных- 1,05;

АЛ от - энергия, необходимая для отопления вагонов, кВт-ч.

Рассмотрим правильность выбранных величин. Расход электроэнергии на 1 км пути при движении со скоростью 60 км/ч взят из расчета 5,5-6,5 кВт-ч/км. Согласно Правилам тяговых расчетов (ПТР) сопротивление движению десятивагонного поезда ЭР2 под током при скорости движения 60 км/ч равно 2,51-570=1430,7 кге, или 71 кгс на двигатель. При последовательном соединении тяговых двигателей на полном поле по характеристике двигателя ДК-Ю6Б находим, что сила тяги 71 кге на двигатель соответствует току 27 А при скорости 60 км/ч, а расход энергии при расхождении 1 км пути

т. е. выбранная величина примерно равна расчетной. Но при этих условиях к.п.д. двигателей мал;

Поезд выгоднее вести на другом режиме, увеличивая его «выбег». В этом случае должно быть учтено повышенное удельное сопротивление движению без тока

о.'х = 3,145 кге, что для скорости 60 км/ч дает полное сопротивление движению поезда: ш = 3,145-570 =

= 1790 кге.

При параллельном соединении двигателей на ослабленном ноле (положение IV рукоятки контроллера) и скорости 60 км/ч ток двигателя будет равен 207 А, сила тяги 1670 кге, а к.п.д. поднимется до 0,868. Сила тяги всего поезда /-'к= 1670-20=33400 кге. Потребление электроэнергии из сети на 1 км пути

что также сходится с выбранной величиной (без учета влияния кривых). Кривые участки пути предлагается учитывать путем увеличения расхода электроэнергии на 1 кВт-ч/км на 16,7 %. Если бы движение поезда происходило непрерывно по пути с кривыми, имеющими радиус 700 м, сопротивление движению увеличилось бы па 35-40 %• В данном случае имеется в виду, что протяженность кривых на пригородных участках составляет не более 35-40 % пути. Практически трассы пригородного движения без кривых у нас не встречаются (кроме Октябрьской дороги). Необходимо отметить, что В цифру 5,5-6,5 кВт-ч/км включена некоторая часть электроэнергии, которая должна быть отнесена к сумме затрат на остановку поезда, так как путь, который проходит поезд от начала торможения до полной остановки и первоначальной скорости 60 км/ч, из общего расстояния не выбрасывается. Это сделано с целью облегчения расчета дифференцированных норм.

Величина 21 кВт-ч учитывает энергию, теряемую непосредственно в тормозах и затраченную на безостановочное прохождение поездом пути от начала торможения до набора скорости 60 км/ч. Это составит около 350 м, па которые приходится 2,2 кВт-ч энергии. Проверка правильности ьыбранной цифры по тяговым расчетам, выполненным в соответствии с ПТР, показывает, что поезд ЭР2 потребляет 31,3 кВт-ч на каждое торможение. Сравнивая величину электроэнергии, затраченную па каждую остановку поезда, в предлагаемой формуле с расчетной, видим, что она несколько ниже расчетной. Но сказать, что в практике это невыполнимо, нельзя, так как но нормам, рассчитанным по данной формуле, коллектив депо Москва 11 проработал больше пяти лет и перерасход электроэнергии допустили всего 10 % локомотивных бригад. Таким образом, данная норма доступна всем машинистам депо.

Расчетная скорость 60 км/ч взята из следующих соображений: во-первых, она близка к средней скорости, заложенной в графике; во-вторых, облегчается расчет норм.

Справедливость выбранного времени для остановки поезда 1 мин доказывается ПТР (см. с. 22), увеличение времени на разгон равно 0,5 мин и па замедление - 0,4 мин. По тяговым расчетам время разгона поезда до 60 км/ч равно 21,6 с, а потеря времени на замедление - 20,4 с, но необходимо учесть, что часть времени, отведенного для разгона и замедления поезда, включена в ?Расч при безостановочном движении, т. е. в зависимости от расстояния, пройденного поездом от начала торможения до набора скорости 60 км/ч. Это составляет для разгона 11,4 с, для замедления - 10,4 с. Тогда потеря времени на разгон составит

21 ,С - 11,4- 10,2 с;

на замедление

20,4- 10,4 = 10 с.

Таким образом, время, предусмотренное для стоянки, равно 60-10,2-10 = 39,8 с.

На первый взгляд-это время больше, чем достаточное для посадки и высадки пассажиров, но, учитывая, что расчет проводился при идеальных условиях, чего в практике почти не бывает, фактическое время стоянки значительно уменьшается.

При безостановочном движении поезда расход электроэнергии можно подсчитывать по формуле

l6.eS 21) /расч

Дг = ----

‘граф

Отношение /расч/Лраф представляет коэффициент времени /0, от которого зависит скорость движения поезда (рис. 33). Он может быть больше, меньше или равен единице, т. е. скорость в прямой зависимости от времени, заложенного в расписании, с ней связан расход электроэнергии.

Важное значение имеют технически обоснованные нормы расхода электроэнергии на отопление поезда. В депо Москва II, например, в период отопительного сезона при длительных отстоях выделяется еще 60 кВт-ч

для подогрева одной секции, состоящей из одного прицепного и одного моторного вагона, и 15 кВт-ч при дневных стоянках свыше 1,5 ч. Конечно, во всех депо устанавливать одинаковые нормы расхода электроэнергии нельзя. Это зависит от условий, в которых эксплуатируются электропоезда. При расчетах к норме прибавляют электрическую энергию на тягу поезда и на отопление вагонов. Последняя составляет определенный процент от энергии, отведенной на тягу. Величина процента берется из практических соображений в зависимости от среднемесячной, а при расчете на декаду - от среднедекадной температуры. При уменьшении скорости количество энергии на тягу уменьшается, а на отопление, наоборот, возрастает. Расход электроэнергии на отопление находится в зависимости не только от температуры наружного воздуха, но и число остановок и времени нахождения в пути, количества пассажиров в поезде.

Зависимость расхода электроэнергии на отопление от окружающей температуры следующая:

Температура наружного -10 -35 -30 -25-20 - 15-10-5 0-(-5 воздуха, °С

Расход электроэнергии 33 30 27 24 21 13 15 12 8 о

на отопление, % от расхода на тягу

Если количество энергии, необходимой для тяги при скорости 60 км/ч, обозначим ЛЛр.ео > то норма на отопление при температуре воздуха -20° С определится по формуле

где ДЛ„.бо=5-6,5+л-21 (отношение Л-раф//расч представляет коэффициент К%).

В формуле (5) влияние профиля пути отдельно НС учитывается, поскольку эмпирические величины учитывают среднеэквивалентные подъемы в обоих направлениях движения. Исходные нормы на 1 км пути и одну остановку поезда определяются по энергетическим емкостям электропоездов, в данном случае расчет взят для поездов ЭР1, ЭР2. По формуле (5) можно также подсчитать количество расходуемой энергии и для других серий электропоездов и локомотивов, изменяя эмпирические величины.

Пример 1. Поезд Л"® 6320 Александров - Москва. Расстояние 112 км, остановок 12, время по расписанию 2 ч 10 мин. Определяем количество энергии, необходимое для тяги,

Поезд средненаселенный, коэффициент /Си = 1. Найдем электроэнергию, необходимую для отопления при температуре наружного воздуха - 20° С:

Всего для поезда Л» 6320 потребуется 1140 кВт-ч.

Пример 2. Поезд ЛЬ 6901, остановок 31, время по расписанию 2 ч 13 мин:

Поезд малонаселенный, поэтому коэффициент Кч=0,95.

Всею для поезда Лр9 6901 потребуется 1769 кВт-ч.

Из примеров видно, что разница в нормах составляет 629 кВт-ч, а при планировании старым методом на все поезда, идущие до станции Александров, норма отводилась одинаковая, учитывалось только расстояние. В депо Москва II в соответствии с описанным выше методом общественный совет по экономии электроэнергии подсчитывает необходимую норму для каждого поезда. Данный метод нормирования облегчает работу группы учета и уменьшает возможные ошибки при подсчете. В тех случаях, когда по какой-либо причине машинисту пришлось работать не по графику, он делает об этом отметку в маршрутном листе.

В заключение следует отметить, что данный метод нормирования имеет недостаток, так как он не связан со средним нормативом, планируемым для депо на определенный период. Чтобы устранить этот недостаток, целесообразно использовать рекомендуемую методику для оценки относительной «энергоемкости» в каждой нитке графика. Умножив этот относительный показатель на показатель среднею расхода энергии для одного поезда (меняющийся из года в год в соответствии с заданной нормой), можно получить норматив расхода электроэнергии для данного поезда.

Разработка режимных карт ведения поезда | Экономия электроэнергии на электро-подвижном составе | График движения поездов

Рекомендуемый контент: