Исследование влияния уровня напряжения в контактной сети.

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

"Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"

(ФГБОУ ВОПГУПС)

Кафедра "Электрическая тяга"

Отчет по лабораторной работе №1

«ИССЛЕДОВАНИЕ влияния эксплуатационных факторов

на расход электроэнергии в пригородном движении»

Выполнил студент группы:

ЭТ-306 В Портов Д.А.

Санкт-Петербург

Целью лабораторной работы является исследование влияния уровня напряжения в контактной сети и величины пускового тока на расход электроэнергии на тягу и ее возврат при рекуперации.

Исследование влияния уровня напряжения в контактной сети.

1.1 Исходные данные:

напряжение сети – 2400 В;

пусковой ток – 350 А;

тормозной ток – 350 А;

число моторных вагонов – 5;

число прицепных вагонов – 5;

загрузка вагонов – 0%;

позиция КМ при тяге – 4;

позиция КМ при торможении – 3;

скорость отключения тяги – 80 км/ч;

скорость повторного подключения – 0 км/ч.

уклон на участке = 1‰;

1.2 Результаты моделирования.

Результаты моделирования приведены в таблице 1.

Таблица 1

Uкс, В
Vот, км/ч
Vнт, км/ч	61,6		60,6	60,3	60,1		59,9	59,6
Ат, кВт×ч	29,36	31,04	32,73	34,67	36,79	38,87	41,18	45,14
Ар, кВт×ч	14,12	12,89	11,71	10,5	9,181	7,931	6,65	4,17
Аобщ = Ат + Ар, кВт×ч	43,48	43,93	44,44	45,17	45,971	46,801	47,83	49,31
Vп, км/ч		26,3	28,8	31,2	33,6		38,3	41,9

Продолжение таблицы 1

sп, м
sр, м
Vрт, км/ч	33,2	35,8	38,2	40,8	43,5	45,9	48,3	52,4
sнт, м
sрт, м

1.2 Примеры расчетов производятся для 1 столбца. Расчет ведется по формулам:

Расход электроэнергии на приобретение электропоездом кинетической энергии

,

(1)

где m_э – масса тары электропоезда, т. m_э = 495 т;

1+g – коэффициент инерции вращающихся частей. 1+g = 1,07;

V_от – скорость отключения тяги, км/ч;

h_тд – КПД тяговых электродвигателей. h_тд = 0,925;

h_тп – КПД тяговой передачи. h_тп = 0,985.

Основное удельное сопротивление движению на участке разгона

.

(2)

Расход электроэнергии на преодоление основного сопротивления движению

,

(3)

где g – ускорение силы тяжести, м/с². g = 9,81 м/с²;

i_пеp – уклон перегона, ‰;

s_р – путь разгона, м.

Основное удельное сопротивление движению на участке пуска

.

(4)

где V_п – скорость окончания пуска, км/ч.

Расход электроэнергии на пусковые потери

,

(5)

где s_п – путь пуска, м;

k_п – коэффициент пусковых потерь. Для электропоездов серии ЭТ2 k_п = 1.

Основное удельное сопротивление движению на участке рекуперативного торможения

.

(6)

где V_нт – скорость начала торможения, км/ч;

V_рт – скорость окончания рекуперативного торможения, км/ч.

Суммарный расход электроэнергии на тягу

Ат = Ак + Аwр + Апп.

(7)

Возврат электроэнергии при рекуперативном торможении

,

((8)

где s_нт – координата начала торможения, м;

s_рт – координата окончания рекуперативного торможения, м.

1.3 Таблица результатов расчетов.

Таблица 2

Uкс, В	Ак, кВт×ч	Аwр, кВт×ч	Апп, кВт×ч	Ат, кВт×ч	Ар, кВт×ч
	35,98	2,12	3,34	41,44	13,39
	35,98	1,83	4,09	41,91	12,16
	35,98	1,62	4,8	42,41	11,067
	35,98	1,47	5,64	43,1	9,88
	35,98	1,37	6,54	43,9	8,63
	35,98	1,31	7,51	44,81	7,5
	35,98	1,25	8,51	45,74	6,31
	35,98	1,17	10,18	47,34	4,06

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3
2 Исследование влияния величины пускового тока.

2.1 Исходные данные:

длина перегона – 3000 м;

напряжение в контактной сети – 3000 В;

тормозной ток – 350 А;

число моторных вагонов – 5;

число прицепных вагонов – 5;

загруженность вагонов – 0%;

позиция КМ при тяге – 4;

позиция КМ при торможении – 3;

Таблица 3

Iп, А
Vот, км/ч	84,1					75,3
Vнт, км/ч	74,8	67,4	63,9	61,9	60,3	59,2
Ат, кВт×ч	38,92	37,08	35,87	35,16	34,67	34,34
Ар, кВт×ч	20,85	15,31	12,83	11,52	10,5	9,775
Аобщ = Ат + Ар, кВт×ч	59,77	52,39	48,7	46,68	45,17	44,115
Vп, км/ч	43,5	38,6	35,3		31,2	29,7
Vрт, км/ч	40,8	40,8	40,8	40,8	40,8	40,9
sр, м
sп, м
sнт, м
sрт, м

2.2 Примеры расчетов производятся для 1 столбца. Расчет ведется по формулам:

Расход электроэнергии на приобретение электропоездом кинетической энергии

,

(1)

где m_э – масса тары электропоезда, т. m_э = 495 т;

1+g – коэффициент инерции вращающихся частей. 1+g = 1,07;

V_от – скорость отключения тяги, км/ч;

h_тд – КПД тяговых электродвигателей. h_тд = 0,925;

h_тп – КПД тяговой передачи. h_тп = 0,985.

Основное удельное сопротивление движению на участке разгона

.

(2)

Расход электроэнергии на преодоление основного сопротивления движению

,

(3)

где g – ускорение силы тяжести, м/с². g = 9,81 м/с²;

i_пеp – уклон перегона, ‰;

s_р – путь разгона, м.

Основное удельное сопротивление движению на участке пуска

.

(4)

где V_п – скорость окончания пуска, км/ч.

Расход электроэнергии на пусковые потери

,

(5)

где s_п – путь пуска, м;

k_п – коэффициент пусковых потерь. Для электропоездов серии ЭТ2 k_п = 1.

Основное удельное сопротивление движению на участке рекуперативного торможения

.

(6)

где V_нт – скорость начала торможения, км/ч;

V_рт – скорость окончания рекуперативного торможения, км/ч.

Суммарный расход электроэнергии на тягу

Ат = Ак + Аwр + Апп.

(7)

Возврат электроэнергии при рекуперативном торможении

,

((8)

где s_нт – координата начала торможения, м;

s_рт – координата окончания рекуперативного торможения, м.

2.3 Таблица результатов расчетов.

Таблица 4

Iп, А	Ак, кВт×ч	Аwр, кВт×ч	Апп, кВт×ч	Ат, кВт×ч	Ар, кВт×ч
	44,06	5,13	11,46	60,66	19,49
	39,87	3,09	8,83	51,8	14,36
	37,902	2,25	7,307	47,46	12,098
	36,93	1,78	6,34	45,06	10,88
	35,98	1,47	5,64	43,10	9,90
	35,32	1,3	5,096	41,72	9,22

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6