Действительная диаграмма распределения мощностей несколько отличается от упрощенной, так как следует учесть механические и магнитные потери (линия 1), а так же влияние насыщения магнитной системы и увеличение сопротивление движению с ростом скорости, вследствие чего линии, ограничивающие площадь, характеризующую потери на активных сопротивлениях обмоток ТД будут несколько выпуклыми. Однако величина механических и магнитных потерь, по сравнению с полезной работой, невелика и ими можно пренебречь.
В том случае, если имеется несколько группировок ТД, то диаграмма изменения потерь в пусковых резисторах принимает ступенчатый вид. Это относится и к ступенчатому изменению пускового сопротивления. Потери в пусковых сопротивлениях характеризуются коэффициентом пусковых потерь, который в общем случае равен отношению мощности потерь в пусковых сопротивлениях к мощности на совершение полезной работы. Так как потери энергии в пусковых резисторах пропорциональны квадрату напряжения, то можно записать:
,
где Ui, Ui–1 – напряжение на ТД на i-й и i–1-й группировках ТД.
n – количество группировок;
Uдн – номинальное напряжения ТЭД.
Пренебрегая потерями в ТД можно записать:
- для одноступенчатого пуска ТД kп = 1 (ЭТ2);
-
для двухступенчатого пуска ТД kп
= 0,5 (ЭР2);
- для трехступенчатого пуска шестиосного электровоза kп = 1/3 (ЧС2Т);
- для трехступенчатого пуска восьмиосного электровоза kп = 3/8 (ВЛ10, ВЛ11.
Следовательно, с увеличением группировок ТД уменьшается доля пусковых потерь, но усложняется силовая схема ЭПС.
Полный расход электроэнергии не является качественным показателем использования электроэнергии, т.к. два поезда разной массы могут быть проведены по одному и тому же перегону с одинаковым расходом электроэнергии (возможно за одно и то же время). Показателем эффективности использования электроэнергии при ведении поезда является удельный расход электроэнергии:
.
Для практических расчетов удобнее использовать удельный
расход электроэнергии, имеющий размерность 
.
6.3. Статистические методы определения расхода электроэнергии.
Статистические методы определения расхода электроэнергии на движение поезда применяются лишь для нормирования расхода электроэнергии на какой либо промежуток времени (сутки, месяц, год). Основываясь на методах математической статистики такие методы дают лишь математическое ожидание расхода электроэнергии.
Обработав значительное
количество исходных данных можно получить частные аналитические зависимости
удельного расхода электроэнергии от случайных факторов таких как техническая
скорость, нагрузка на ось вагона веса поезда, его загрузки и т.д. Имея математическое
описание таких частных зависимостей можно прогнозировать как будет изменяться
расход электроэнергии при изменении одного или нескольких внешних 
случайных
факторов.
Разновидностью статистических методов является базовый метод планирования расхода электроэнергии. Этот метод основан на использовании энергетического паспорта локомотива. Базовая норма определяется для движения поезда, состоящего из однотипных равномерно загруженных вагонов с постоянной скоростью по участку, имеющему такую же длину, что и рассматриваемый, но с нулевым уклоном. Т.е. за базовый расход принимаются затраты на преодоление основного сопротивления движению. Учет реальных характеристик участка производится с помощью многочисленных поправочных коэффициентов:
.
6.4. Факторы, влияющие на расход электроэнергии.
Полный расход электроэнергии при движении поезда по перегону складывается из затрат энергии на:
преодоление сил сопротивления движению основного;
преодоление сил сопротивления движению дополнительного;
собственные нужды;
потери при пуске;
потери в ТД и преобразовательных установках (если таковые имеются);
потери в тормозах.
А = Аw + Асн + Ап + Атд + Ат.
Все перечисленные составляющие и являются факторами, влияющими на расход электроэнергии при движении поезда по перегону. Рассмотрим подробнее влияние каждого из них.
Основное сопротивление движению складывается из сопротивления движению в узлах трения, качения колес по рельсам (от скорости практически не зависят) и аэродинамического сопротивления (имеет квадратичную зависимость от скорости). Для уменьшения первых двух составляющих основного сопротивления движению необходимо следить за состоянием узлов трения и использовать тяжелые типы верхнего строения пути. В грузовом движении важно следить за загрузкой вагонов, т.к. сопротивление движению обратно пропорционально нагрузке на ось.
Для уменьшения аэродинамического сопротивления движению с одной стороны надо уменьшать скорость движения, но т.к. график движения является законом, следовательно, уменьшение аэродинамического сопротивления возможно подбором рациональных режимов движения, исключающих подтормаживания, а, следовательно, и движение с повышенными скоростями. В грузовом движении следует следить за правильным формированием поездов. При проектировании нового ПС, особенно для скоростного движения возможно уменьшение аэродинамического сопротивления движению за счет обтекаемой формы ПС.
Кроме основного сопротивления движению существует еще и дополнительное – от уклонов и кривых, на преодоление которого так же затрачивается энергия. На существующих линиях снижение затрат электроэнергии возможно за счет организационных мероприятий:
- выбор рациональных режимов движения, исключающих лишние подтормаживания на спусках и перед кривыми участками пути (при наличии ограничения скорости);
- смазка боковой поверхности головки рельса в кривых (не только уменьшает затраты электроэнергии, но и уменьшает износ рельсов и гребней бандажей КП).
При проектировании новых линий возможно уменьшение дополнительно сопротивления движению за счет увеличения радиусов кривых. При проектировании линий метрополитена возможен выбор профиля перегона с точки зрения рационального расхода электроэнергии на движение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.