9.3. Определение расхода электроэнергии электровозами переменного тока

Расчет расхода электроэнергии электровозом переменного тока может быть произведен по формулам (44) – (48). Однако расход электроэнергии при дви­жении электровозов переменного тока в режиме тяги необхо­димо определить по следующей формуле, кВт∙ч:

Результаты расчета расхода электроэнергии электровозом переменного тока представлены в табл. 17

Таблица 17 - Расхода электроэнергии электровозом 2ВЛ80^С при движении в режиме тяги

№ интервала	н, км/ч	Idaн, А	к, км/ч	Idaк, А	Idaср, А	t, мин	Idaср∙t, А∙мин
1	0	46,3	10	90,5	68,4	0,26	17,784
2	10	90,5	20	138,1	114,3	0,287	32,804
3	20	138,1	30	189,2	163,65	0,304	49,75

Продолжение таблицы 17

№ интервала	н, км/ч	Idaн, А	к, км/ч	Idaк, А	Idaср, А	t, мин	Idaср∙t, А∙мин
5	30	189,2	40	243,8	216,5	0,395	85,518
6	40	243,8	50	302	272,9	0,395	107,8
7	50	302	56	341,8	321,9	0,302	97,214
8	56	341,8	60	312	326,9	0,162	52,958
9	60	312	62	296,2	304,1	0,154	46,831
10	62	296,2	70	247	271,6	0,777	211,03
11	30	189,2	39	237	213,1	0,752	160,25
12	0	46,3	10	90,5	68,4	0,26	17,784
13	10	90,5	20	138,1	114,3	0,287	32,804
14	20	138,1	30	189,2	163,65	0,304	49,75
15	30	189,2	38	232,9	211,05	0,265	55,928
16	20	138,1	30	189,2	163,65	0,606	99,172
17	30	189,2	40	243,8	216,5	0,672	145,49
18	40	243,8	50	302	272,9	0,733	200,04
19	20	138,1	25,9	167,6	152,85	0,387	59,153
Итог:								1578

Согласно табл. 17 и (49) расход электроэнергии при движении электровоза в режиме тяги составляет:

Расход электроэнергии электровозом 2ВЛ80^С на собственные нужды по (47):

Расход электроэнергии при движении электровоза ВЛ80^С по участку по (44):

Удельный расход электроэнергии электровозом на единицу выполненной перевозочной работы по (48):

10. Выбор локомотива для ведения поезда по участку

Серию локомотива, наилучшим образом соответствующую для ведения поезда заданного веса, можно выбрать на основе сравнительной оценки тяговых, эксплуатационных и экономичес­ких показателей, полученных при тяговых расчетах для всех вариантов ранее выбранных серий локомотивов. В качестве таких показателей могут служить:

1. Время движения поезда по участку, t , мин;

2. Полный расход натурального дизельного топлива тепловозами Е, кг или электроэнергии электровозами А, кВт∙ч при движении по участку;

3. Удельный расход условного дизельного топлива тепловозами е_у, кг/10⁴ткм бр. или электроэнергии электровозами а, кВт/10⁴ т∙км бр., на измеритель перевозочной работы 10⁴ т∙км бр.;

4. Экономия денежных средств за счет сокращения расхода энергоресурсов на движение одного поезда по участку, руб./поезд:

где Е_max и А_max – наибольший расход тепловозом дизельного топ­лива, кг и электроэнергии электровозом, кВт∙ч при движении по участку из сравниваемых вариантов;

Е_i и А_i – расход дизельного топлива тепловозом, кг и электроэнергии электровозом, кВт∙ч при i-ом варианте сравнения;

С_т – стоимость 1 кг дизельного топлива с учетом расходов на содержание экипировочных устройств, руб;

С_э – стоимость 1 кВт∙ч электроэнергии, руб; величина;

5. Техническая скорость движения поезда, км/ч;

6. Механическая работа, выполненная локомотивами, МДж:

где F_kсрi – средняя сила тяги локомотива i-ого вариан­та сравнения при v_Ti, кН;

7. Коэффициент полезного действия:

- тепловозной тяги

где Q^Р_Н = 42500 кДж – теплота сгорания 1 кг дизельного топлива, кДж;

- электрической тяги постоянного тока

где I_эср – средняя сила тока электровоза, А;

η_ТЭС = 0,38 – к.п.д. тепловой электростанции;

η_ЭУ = 0,8 – к.п.д. электрических устройств системы электро­снабжения (повысительный трансформатор, ЛЭП, тяго­вые подстанции и контактная сеть).

- электрической тяги переменного тока

где I_dср – действующее значение активного тока, среднее, А.

При обосновании выбора рационального типа локомотива и сравнительной оценки показателей целесообразно также использовать относительную эффективность i-ого параметра:

где П_max – наибольшее значение показа­теля из сравниваемых;

П_i - значение показателя i-ого варианта.

Относительная эффективность i-го варианта сравнения, в %

Сравнительную оценку произведем по нескольким вышеизложенным показателям:

1. Техническая скорость движения поезда. В результате расчета были определены следующие скорости: v_Т1 = 36,4 км/ч, v_Т2 = 36,5 км/ч, v_Т3 = 33,9 км/ч. Относительная эффективность варианта 2 по сравнению с другими равна:

В дальнейшем будем производить сравнения между электровозами 2ВЛ10^У (вариант сравнения 1) и 2ВЛ80^С (вариант сравнения 2)

2. Механическая работа, выполненная локомотивами по (43):

Относительная эффективность варианта 2 по сравнению с другими (по данному показателю) равна:

3. Коэффициент полезного действия по (54):

Относительная эффективность варианта 2 по сравнению с другими (по данному показателю) равна:

Определим относительную эффективность 2-го варианта сравнения - электровоза ВЛ80^С по отношению к электровозу ВЛ10^У по (57):