Коефіцієнт корисної дії електричної тяги. Функціональна схема електричної тяги

ККД електричної тяги

Приведемо розрахунок коефіцієнта корисної дії електричної тяги. Із цією метою розглянемо функціональну схему електричної тяги на постійному струмі (рис.), що показує перетворення внутрішньої енергії палива в роботу сили тяги.

1 – котел; 2 – парова турбіна; 3 – генератор; 4 – теплова електростанція; 5 – лінія електропередачі (ЛЕП); 6 – тягова підстанція, у якій напруга ЛЕП знижується до робочої величини; 7 – контактна мережа; 8 – електровоз

Рисунок -- Функціональна схема електричної тяги:

Всі перетворення електроенергії в електричному ланцюзі приводять до її втрат, величина яких може бути оцінена за допомогою ККД пристроїв електропостачання η_УЭ:

η_УЭ= η_ЛЕП η_ТП η_{КС } 80–85%,                            (1)

де η_ЛЕП – ККД ЛЕП; η_ТП – ККД тягової підстанції; η_КС – ККД контактної мережі.

Тоді ККД електричної тяги визначиться як

η _ЭТ = η_ТЕС η_уе η_ел = 35 * 80 * 90 * 25%,                        (2)

де η _ТЕС – ККД теплоелектростанції. Найбільші втрати в ній відбуваються в турбіні (η _т= 40%); ККД котла η_к = 80–90%; η_ел – ККД електровоза.

КПД електричної тяги залежить від джерела електроенергії: чим вище ККД електростанції, тим вище ККД електричної тяги. Найбільшим ККД володіють гідроелектростанції (ГЕС 80–85%), а найменшим – атомні електростанції (АЕС 30%). У Росії ТЕС виробляється - 80%, ГЕС 12%, АЕС - 8% всієї електроенергії. Електрична тяга в 4-5 разів економічна ніж парова. При цьому помітно поліпшуються умови праці локомотивних бригад, знижуються обмеження по потужності силових установок.

Основний недолік електричної тяги – її неавтономність і більші капітальні витрати на електрифікацію залізниць. Електрифікація економічно вигідна при перевезеннях 30 млн. ткм брутто на двоколійних ділянках й 15 млн. ткм брутто – на одноколійних.