Определение расхода электрической энергии аналитическим способом

Для электровозов переменного тока расход электрической энергии на тягу поезда , кВт∙ч, без учета расхода на вспомогательные цепи, определяется по формуле

(1)

где – расчетное напряжение контактной сети, равное 25000 В; – активный ток, потребляемый электровозом, А; – время, в течение которого электровоз потребляет ток , мин.

Значения токов определяются из токовой характеристики электровоза , приведенной в [1], в зависимости от позиции (зоны) регулирования напряжения на ТЭД.

Расход энергии определяется для каждого элемента профиля пути и в конце тягового расчета суммируется:

(2)

Определение полного и удельного расхода электрической энергии. Кроме энергии, затрачиваемой на движение поезда, электровоз потребляет электроэнергию на собственные нужды. Расход электрической энергии на собственные нужды складывается из энергии, необходимой для работы вспомогательных машин, питания цепей управления, освещения и отопления электроподвижного состава. Эту энергию определяют как произведение среднего потребления электроэнергии вспомогательными машинами за 1 мин на полное время работы электровозов.

Общий расход электрической энергии по перегону электровозами и моторными вагонами электропоездов определяется как сумма расходов на тягу поезда и на собственные нужды по формуле

(3)

где – расход электроэнергии на тягу поезда, кВт∙ч; – расход электроэнергии на собственные нужды, кВт∙ч.

Затем рассчитывают удельный расход электроэнергии по каждому перегону и участку в целом.

Удельный расход энергии, который нормируется в ), определяется по формуле

(4)

где – полный расход электроэнергии, кВт∙ч; – масса состава, т; – длинна перегона (или всего участка), на котором определяется удельный расход электроэнергии, км.

Пример.Требуется рассчитать расход электрической энергии для электровоза массой , с составом массой
3800 т,сформированным из 4-осных вагонов на подшипниках скольжения, со средней нагрузкой . Электровоз работает на позиции ОП2 и перемещает состав по участку, профиль которого представлен в табл. 1.

Таблица 1

Профиль пути

Номер элемента
i, ‰		–2	7,5
S, м

Значения активного тока электровоза определяем, используя зависимость (см. прил. 5) для установившейся скорости каждого элемента профиля пути.

Например при для позиции ОП2 (см. прил. 5) ток электровоза .

Рассчитаем расход электрической энергии на тягу поезда по формуле (1).

Время, в течение которого протекает ток 157 А, для элемента № 1: , следовательно, расход тока, А мин, составит:

Расход электрической энергии, кВт∙ч, составит

Расчет расхода электрической энергии для других элементов профиля пути сведем в табл. 2.

Таблица 2

Расчет расхода электроэнергии электровоза

Номер элемента			Режим работы
	1,5		Тяга		0,89		139,9
		– 2	Выбег		2,18
		7,5	Тяга	63,5	6,61		1885,04
			Тяга	85,5	1,4		266,67
	1,5		Выбег		0,89
Сумма	11,98		Сумма

Рассчитаем расход электрической энергии на собственные нужды электровоза .

В соответствии с прил. 2 расход электрической энергии на собственные нужды для заданного электровоза за 1 минуту составляет 4,83 кВт ч. Время хода поезда: = 14,98 мин. Следовательно,

.

Общий расход электрической энергии, кВт ч, по перегону определяем по формуле(3):

.

Удельный расход, , определяем по формуле (4):

а) на тягу поезда

б) с учетом собственных нужд: