Расход электроэнергии на собственные нужды, по сравнению с затратами на тягу, крайне мал, но даже здесь имеются резервы. Для уменьшения затрат на работу компрессоров необходимо следить за плотностью пневматических магистралей поезда. Для уменьшения расхода воздуха следует избегать лишних торможений, а, следовательно, выбирать рациональные режимы движения. Возможно регулировать скорость вращения вентиляторов в зависимости от температуры обмоток ТД. Затраты на отопление существенны только в пассажирском движении (при температуре воздуха ниже 20°С на электропоездах затраты на отопление могут достигать 25% от затрат на тягу). Для уменьшения затрат на отопление вагонов необходимо следить за их теплоизоляцией и применять терморегуляторы (желательно непрерывного действия).
Пусковые потери для ЭПС с классической системой регулирования напряжения на ТД зависят от времени нахождения на реостатных позициях и квадрата тока. При разгоне с большими токами уменьшается время нахождения на реостатных позициях, но потери растут в квадратичной зависимости от тока, следовательно, они увеличиваются. Кроме этого пусковые потери зависят от числа соединений ТД при пуске (чем больше соединений, тем меньше процент пусковых потерь). Пусковые потери на ЭПС с плавным регулированием напряжения зависят от характеристик используемого преобразователя.
Потери в ТД и преобразователях зависят от режима их работы – следовательно, для их снижения, необходимо выбирать режим работы с максимальным КПД.
Потери в тормозах зависят от скорости начала торможения. Следовательно, существует как минимум два способа для их снижения:
- выбор рационального режима движения, обеспечивающего минимальную скорость начала торможения;
- использование рекуперативного торможения.
Применительно к перегонам, которые возможно пройти за одно подключение ТД возможно снижение потерь в тормозах за счет повышения пускового ускорения.
При наличии ограничений скорости на перегоне происходит увеличение всех составляющих расхода электроэнергии (при сохранении времени хода на прежнем уровне). Уменьшение влияния ограничений на расход электроэнергии необходим рациональный выбор режимов движения поезда при нагоне опозданий, вызванных ограничениями скорости.
6.5. Выбор энергооптимального режима движения поезда по перегону.
Минимальный расход электроэнергии соответствует движению поезда по перегону с постоянной скоростью, равной технической скорости на данном перегоне. В этом случае электроэнергия расходуется только на преодоление сопротивления движению. Режим движения по перегону с постоянной скоростью возможен при отсутствии остановок поезда на станциях, ограничивающих перегон.
Для ЭПС с контакторной системой регулирования режим движения с постоянной скоростью возможен лишь как частный случай: перегон имеет монотонный подъем, на котором установившаяся скорость на одной их имеющихся позиций регулирования соответствует заданной технической скорости; перегон имеет монотонный спуск, на котором установившаяся скорость в режиме выбега соответствует заданной технической скорости. Для ЭПС с плавным регулированием возможно выполнение режима движения с постоянной скоростью практически для любого профиля перегона, однако в случае наличия подъемов и спусков необходимо реализовывать режим движения тяга–электрическое торможение, что нерационально с точки зрения расхода электроэнергии.
В случае, если поезд имеет остановки на станциях, ограничивающих перегон, энергооптимальным режимом движения является разгон с максимальным ускорением, движение с постоянной скоростью, торможение с максимальным замедлением. Величина ускорения и замедления может быть ограничена условиями сцепления колес с рельсами или условиями комфорта пассажиров.
Режим
выполним только для ЭПС с системой плавного регулирования напряжения на ТД.
Однако для "длинных" перегонов режим точного поддержания постоянной
скорости нерационален с точки зрения расхода электроэнергии. Для ЭПС с контакторной
системой регулирования напряжения на ТД данный режим может быть получен только
как частный случай – например, профиль перегонов метрополитена подбирается
таким образом, чтобы приблизить кривую движения к энергооптимальной.
При выборе энергооптимального режима движения поезда по перегону уравнение движения поезда решается с точки зрения минимума расхода электроэнергии при выполнении заданного времени хода по перегону.
Для "коротких" перегонов (которые возможно пройти за одно подключение ТД) решение задачи сводится к нахождению скорости отключения тяги, т.е. к выбору режима разгона. Данный тип решения наиболее характерен для пригородного движения.
Для "длинных" перегонов (которые невозможно или нерационально пройти за одно подключение ТД) решение задачи усложняется, т.к. необходимо не только выбирать режим разгона, но и режим и место повторных подключений ТД.
Из сказанного можно сделать вывод, что выбор энергооптимального режима движения поезда по перегону наиболее точно можно выполнить на основании многовариантных тяговых расчетов – т.е. с использованием ЭВМ.
Решение задач по выбору энергооптимального режима движения поезда по перегону возможно как минимум двумя способами:
- использование режимных карт ведения поезда;
- использованием систем автоведения.
Хотя, исторически первым способом является использование режимных карт, рассмотрим сначала использование систем автоведения. Исходными данными для выбора энергосберегающего режима ведения поезда по перегону являются:
- характеристики перегона (план, профиль, допустимые скорости);
- характеристики ПС (электромеханические характеристики ЭПС, количество вагонов, их тип, нагрузка на ось (для электропоезда количество пассажиров), зависимости КПД ТД и преобразователей от реализуемой мощности);
- уровень напряжения в КС (при учете системы энергоснабжения – характеристики ТП, схема секционирования КС и ее параметры);
- график движения (перегонные времена хода);
- сигналы датчиков состояния электрооборудования ЭПС и автоблокировки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.