Определение расхода энергоресурсов на тягу поездов
10.1 Построение кривых тока
Для определения расхода электроэнергии электровозом необходимо построить кривую тока, потребляемого им.
При построении кривой тока следует руководствоваться кривой скорости V(S) и токовой характеристикой: Iэ(V) – для электровозов постоянного тока, Ida (V) – для электровозов переменного тока.
Токовые характеристики электровозов приведены в приложении Г. Токовую характеристику заданного электровоза необходимо аккуратно вычертить на миллиметровой бумаге и привести в курсовой работе.
Найденные значения тока для переломных точек кривой V(S) наносятся в масштабе на график, на котором уже построены кривые V(S) и t(S), для вариантов движения поезда с остановкой и без остановки на промежуточной станции. Нанесенные точки соединяются прямыми линиями. Получают кривую Iэ(S).
В местах выключения тока кривую обрывают и проводят вертикально вниз до нуля. Включение тока показывается вертикальной линией от нуля до значения тока, соответствующего скорости движения поезда в данной точке пути.
10.2 Расчет полного и удельного расхода электроэнергии
Расчет расхода электроэнергии выполняют, используя построенные ранее кривые скорости V(S), времени t(S) и тока нагрузки электровоза постоянного тока Iэ (V) или Ida (V) для электровозов переменного тока.
Все расчёты по определению расхода электроэнергии следует свести в таблицу 10.1.
Таблица 10.1 – Результаты расчета расхода электроэнергии
| Участок кривой тока | Iэн, А | Iэк, А | Iэср, А | Dt, мин | Iср×Dt, А×мин |
| Без остановки на промежуточной станции Б |
Продолжение таблицы 10.1
| … | … | … | … | … | … | |
| … | … | … | … | … | … | |
| Всего на перегоне А (В) – Б |  | |||||
| … | … | … | … | … | … | |
| … | … | … | … | … | … | |
| Всего на перегоне Б – В (А) | | |||||
| Итого на участке А (В) – В (А) | | |||||
| С остановкой на промежуточной станции Б | ||||||
| … | … | … | … | … | … | |
| … | … | … | … | … | … | |
| Всего на перегоне А (В) – Б | | |||||
| … | … | … | … | … | … | |
| … | … | … | … | … | … | |
| Всего на перегоне Б – В (А) | | |||||
| Итого на участке А (В) – В (А) | | |||||
Расход электроэнергии на собственные нужды Асн, кВт·ч, пределяяют исходя из энергии, которую потребляют вспомогательные машины за 1 мин, по формуле
(10.1)
где асн – удельный расход на собственные нужды, кВт·ч/мин;
tх – время хода по участку, мин.
Удельный расход электроэнергии на собственные нужды, потребляемой вспомогательными машинами одного электровоза, приведен в таблице 10.2.
Таблица 10.2 – Удельный расход электроэнергии электровозами
на собственные нужды
| Серия электровоза | Потребление электроэнергии на собственные нужды, кВт·ч/мин |
| ВЛ8 | 1,67 |
| ВЛ10, ВЛ10У | 2,08 |
| ВЛ11 (2 секции) | 2,08 |
| ВЛ11 (3 секции) | 3,12 |
| ВЛ22М | 0,83 |
| ВЛ23 | 1,25 |
| ВЛ80К | 4,83 |
| ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ85 | 5,50 |
Расход электрической энергии, потребляемой тяговыми электродвигателями Ат, кВт·ч, определяется по следующим выражениям:
– для электровозов постоянного тока
, (10.2)
где Uс – напряжение на токоприемнике электровоза, Uс = 3000 В;
Iэср – среднее значение тока электровоза, равное полусумме токов
в начале и конце i-го отрезка графика тока, А;
Dti – промежуток времени, в течение которого поезд прошёл i-й
отрезок, мин;
– для электровозов переменного тока
, (10.3)
где Uс – напряжение на токоприемнике электровоза, Uс = 25000 В;
Ida ср – среднее значение действующего активного тока электровоза,
равное полусумме токов в начале и конце i-го отрезка графика
тока, А.
Полный расход электроэнергии на тягу поезда А, кВт·ч, определяется по формуле
А = Асн + Ат. (10.4)
Удельный расход электроэнергии а, кВт×ч/(10 тыс. т×км), подсчитывают по формуле
a = 
, (10.5)
где L – длина участка, L = 32,95 км;
mп – масса поезда (mп = mс + mэ), т.
Результаты расчета по расходу электроэнергии свести в табли- цу 10.3.
Таблица 10.3 – Расход электроэнергии
| Перегоны | Длина, км | Движение без остановки | Движение с остановкой | ||
| Ат, кВт·ч | а, кВт×ч/(104 т×км) | Ат, кВт·ч | а, кВт×ч/(104 т×км) | ||
| А (В) – Б | … | ||||
| Б – В (А) | … | ||||
| Всего | 32,95 |
На основании расчетных значений определяют разницу в расходе электроэнергии при движении с остановкой на промежуточной станции и без остановки и рассчитывают экономию средств за счет снижения расхода электрической энергии при безостановочном движении поезда. Стоимость 1 кВт·ч электроэнергии на тягу поезда принять на момент выполнения курсовой работы.