Расход электроэнергии на собственные нужды

От правильного управления работой вспомогательных машин, отопления, освещения в большой степени зависит расход электроэнергии на электровозах и электропоездах. Затраты на собственные нужды для электропоезда ЭР2 (10 вагонов) составляют 485 кВт-ч: на вспомогательные машины - 60 кВт-ч, отопление - 407 кВт-ч (установленная мощность печей и калориферов), освещение 18 кВт-ч, а на электровозе ВЛ8 - 160 кВт-ч (мотор-вентиляторы на высокой частоте вращения расходуют 87 кВт-ч, мотор-компрессоры - 57 кВт-ч, электропечи- 16 кВт-ч).

На электровозах переменного тока ВЛ80^К и ВЛ60 расход электроэнергии только на охлаждение тягового оборудования составляет в среднем 15 % расхода на тягу, а в отдельных случаях эта величина достигает 25-30 %. Наиболее эффективный способ уменьшения расхода электроэнергии на охлаждение - это снижение частоты вращения мотор-вентиляторов электровозов в случаях, когда это допустимо по тепловому состоянию оборудования. Ученые подсчитали, что сравнительно небольшое уменьшение частоты вращения приводит к существенному сокращению потребляемой мощности. Так, при частоте вращения, равной 0,75; 0,5 и 0,33 номинальной, потребляемая мощность снижается соответственно в 2,4; 8 и 27 раз. В эксплуатации температура тягового оборудования, особенно тяговых двигателей, изменяется в широких пределах в зависимости от профиля участка и веса поезда. Расход электроэнергии на охлаждение при регулируемой вентиляции уменьшается при снижении веса поезда и частоты вращения вентиляторов (рис. 26). На рис. 26 видно, что наибольшая экономия электроэнергии достигается при частоте вращения, равной 0,33 номинальной.

Необходимо отметить, что на электровозах постоянного тока значительное количество электроэнергии также тратится на работу вентиляторов. Так, включение вентилятора на 2 ч на электровозе ВЛ8 без необходимости вызывает дополнительный расход электроэнергии 174 кВт-ч, а перевод с низкой частоты на высокую приводит к увеличению. расхода электроэнергии в 3-3,5 раза. Мотор-компрессоры электровозов ВЛ80, ВЛ10, ВЛ8 расходуют за 1 ч работы около 60 кВт-ч. Для уменьшения расхода электроэнергии нельзя допускать утечек воздуха из тормозной и напорной магистралей.

На электропоездах большое количество электроэнергии расходуется на отопление салонов вагонов. Расход электроэнергии на отопление зависит от климатических зон страны и периода отопления. Для средних условий работы сети железных дорог и особенностей работы отопительной системы (автоматический температурный режим) расход электроэнергии на отопление поезда (с учетом увеличения размеров пригородного движения в летний период в среднем на 20 %) может быть принят равным 40 % установленной мощности электрических печей и калориферов. Мощность освещения электропоезда с учетом дневного периода времени может быть также принята 40 %• Тогда мощность собственных нужд электропоезда ЭР2 (пять секций)

Рис. 26. Зависимость относительной экономии электроэнергии при различной частоте вращения мотор-вентиляторов при весе поезда:

7 - 3700 тс; 2 - 2770 тс; 3 - 1800 тс

На отопление вагонов в холодное время ежесуточно расходуется около 25 % электроэнергии, затраченной поездом на тягу. Поэтому заранее нужно готовить электропоезда к осенне-зимним перевозкам пассажиров. Для более рационального использования электроэнергии надо разрабатывать наиболее выгодные режимы отопления, повышать надежность и устойчивость работы терморегуляторов, обеспечивать плотность автоматических салонных дверей, устанавливать вторые рамы в окна вагонов.

Большое внимание должно уделяться регулировке салонных дверей, так как на стоянках и остановочных пунктах при низких температурах окружающего воздуха через неплотно закрытые или открытые салонные двери мгновенно улетучивается тепло и вагон наполняется холодным воздухом. Особенно часто это бывает на конечном пункте следования, где двери длительное время остаются открытыми и запас тепла, па который затрачено большое количество электроэнергии, уходит в атмосферу. Двери салона конструктивно выполнены с расчетом на самозакрывание, но по многим причинам (заедание, перекос или неправильный наклон направляющего и поддерживающего рельсов, погнутость нижней направляющей, отсутствие фиксатора на закрывание) они могут быть закрыты неплотно. На тех электропоездах, где локомотивные бригады уделяют этому узлу должное внимание и требуют этого от ремонтников, расход электроэнергии на отопление нагонов, как правило, резко сокращается. Регулировку салонных дверей на закрытие производят при помощи переднего и заднего регулирующих болтов. Передний болт регулируют так, чтобы дверь в закрытом положении немного не доставала до пола. При помощи заднего болта устанавливают наклон рельса, который должен быть поднят таким образом, чтобы двери свободно закрывались под действием собственного веса. Задняя державна ролика примерно на 30 мм выше передней; из этого расчета следует делать и наклон рельса. При слишком большом наклоне рельса дверь будет находиться в перекошенном состоянии, что ухудшает ее работу. Направляющие рельсы необходимо периодически очищать от грязи и пыли, а ролики дверей еще и смазывать.

Основным узлом автоматического регулирования температуры в вагоне, от которого зависит расход электроэнергии на отопление, является терморегулятор. Терморегуляторы РТ-4 и ТЖ-В предназначены для автоматического регулирования в заданных пределах температуры воздуха в салонах вагонов с учетом экономного расходования электроэнергии. На электропоездах ЭР1 и ЭР2 терморегулятор печного отопления и малой группы калориферов должен поддерживать температуру воздуха в пределах 12-14° С. Практика показала, что этот ответственный узел не отвечает задачам, которые перед ним поставлены.

Остановимся конкретно на недостатках терморегуляторов, установленных в пассажирском помещении на боковой стенке вагона. Терморегулятор представляет собой прибор, в котором использовано расширение жидкости в герметично закрытом термоиатроне - чувствительном элементе регулятора. Он изготовлен из медной трубки е заглушкой и сильфоном, впаянным в штуцер. При температурах ниже -10° С во время ночных и дневных отстоев масло в термоиатроне настолько загустевает, что терморегулятор на длительное время выходит из строя. Кроме того, при ремонте часто выясняется, что рабочая жидкость в термоиатроне отсутствует или ее остается очень мало. Объясняется это тем, что при изготовлении или ремонте терморегулятора но всегда соблюдается герметичность термопатропа и жидкость из него постепенно улетучивается. Влияет также резкое понижение температуры, так как терморегулятор рассчитан на работу в диапазоне температур оз -10 до +18 °С.

Терморегулятор - прибор манометрического типа двухконтактный. Работает он на замыкание и размыка ние контактов и непосредственно управляет контакт рами электрических нагревателен без применения про межуточного реле. Поэтому из-за большого тока кон такты часто подгорают и отопление отключается. Зачастую наблюдается пробои изоляции, особенно в месте соединения с контактами, а это приводит к тому, что в данном вагоне остается постоянно включенным отопление.

Перепад температуры между включением и выключением контактов зависит от величины зазора между постоянным магнитом и контактной пружиной. В практике это расстояние .нарушается из-за тряски и вибрации вагона. Особое внимание к терморегулятору РГ-4 требуется со стороны ремонтников. Регулировка этих приборов сложна и длительна. При этом надо использовать две водяные ванны с температурой 12 и 14 °С: первая для проверки замыкания, а вторая-для размыкания контактов. При переносе из ванны с температурой воды 12 °С контакты первой группы должны замыкаться через 10-45 с, а второй - через 45-65 с. Вели же осуществить перенос в обратном порядке, то первый контакт должен разомкнуться через 45--65 с, а второй - через 10-15 с. Для правильной регулировки прибора необходимо эти процедуры проделать несколько раз, при этом все время следить за температурой воды. Из-за сложности процесса регулировки ремонтники обычно производят ее, надеясь на интуицию, а это приводит к большим погрешностям в работе регуляторов. Очевидно, назрел вопрос о применении на всех электропоездах более совершенных терморегуляторов. Ртутные термоконтакты ТК-52А, размещенные в потолочном вентиляционном канале для поддержания постоянной температуры воздуха, также работают неудовлетворительно.

Расход электроэнергии на сжатый воздух определяется мощностью пяти компрессоров и временем их работы. При длительных стоянках (более 10 мин) для экономии электроэнергии необходимо выключать вспомогательные машины. На электропоездах ЭР9Г1 каждая минута стоянки с выключенными воздушными выключателями дает экономию около 2 кВт-ч электроэнергии. При стоянках менее 10 мин выключать вспомогательные машины нерационально, так как пусковые токи асинхронных двигателей большие, и липший пуск будет влиять на расход электроэнергии.