7. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по перегону.

В данном пункте требуется произвести расчет расхода электроэнергии на движение поезда для следующих значений скорости V_п: 40; 50; 60; 70; 80 км/ч.

При движении поезда по перегону из контактной сети потребляется электроэнергия, которая расходуется на увеличение кинетической энергии поезда, преодоление основного и дополнительного сопротивления движению, собственные нужды. Кроме этого происходят потери энергии в ТЭД, тяговой передаче, пусковых сопротивлениях. В том случае, если электровоз оборудован системой рекуперативного торможения – часть кинетической энергии преобразуется в электрическую и возвращается в контактную сеть.

А = Ак + Аwр + Аwп + Апп + Асн – Ар,

(44)

где А_к – расход электроэнергии на приобретение поездом кинетической энергии, кВтч;

А_wр – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне, кВтч;

А_wп – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при движении с постоянной скоростью, кВтч;

А_пп – потери электроэнергии при пуске, кВтч;

А_сн – расход электроэнергии на собственные нужды, кВтч;

А_р – возврат электроэнергии при рекуперации, кВтч.

.

(45)

Вычисление затрат электроэнергии на преодоление сопротивления движению на участке разгона производится как сумма затрат электроэнергии:

Аwр = Аwрп + Аwров + Аwра,

(46)

где А_wрп – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при пуске, кВтч;

А_wров – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, кВтч;

А_wра – расход электроэнергии на преодоление сопротивления движению при разгоне на автоматической характеристике, кВтч.

Расчет каждой составляющей производится по формуле

,

(47)

где w_орi – усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на соответствующем участке разгона, Н/кН. Принимается из табл.4;

S_рi – путь, пройденный поездом, на соответствующем участке разгона, м.

,

(48)

где а_i – усредненное ускорение на соответствующем участке разгона, м/с². Принимается из табл.4;

t_i – время прохождения соответствующего участка разгона, мин.

,

(49)

где V_i – изменение скорости на соответствующем участке разгона, км/ч.

Правила выбора величины V сведены в табл.5.

Таблица 5

Режим	Vi
	Vп < Vр	Vп < Vов		Vп  Vов
Пуск	Vп	Vр		Vр
Разгон до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения	0	Vп – Vр		Vов – Vр
Разгон на автоматической характеристике	0	0		Vп – Vов
	Vп < Vр min		Vп  Vр min
Рекуперативное торможение	0		Vп – Vр min
Дотормаживание	Vр min – Vп		Vр min

Затраты электроэнергии на участке движения с постоянной скоростью вычисляются по формуле

,

(50)

где w_оу – основное удельное сопротивление движению поезда на участке движения с постоянной скоростью, Н/кН. Рассчитывается по формуле (42) для каждого значения скорости V_п;

S_у – путь, пройденный поездом на участке движения с постоянной скоростью, м.

Sу = Sпер – Sрп – Sров – Sра – Sрт – Sдт,

(51)

где S_пер – длина рассчитываемого перегона, м;

S_рп – путь пуска, м;

S_ров – путь разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, м;

S_ра – путь разгона на автоматической характеристике, м;

S_рт – путь рекуперативного торможения, м;

S_дт – путь дотормаживания, м.

.

(52)

Величины S_рп, S_ров, S_ра вычислены при расчете А_wp. Величины S_рт и S_дт вычисляются аналогичным образом.

Потери электроэнергии при пуске вычисляются как доля от расхода электроэнергии при разгоне до скорости выхода на безреостатную позицию параллельного соединения ТЭД:

,

(53)

где w_оп – усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на пути пуска, Н/кН. Принимается из табл.4;

k_п – коэффициент пусковых потерь. Для электровоза ВЛ11М при нечетном числе секций k_п = 0,5; при четном числе секций .

В случае, если V_п < V_р в формулу для А_пп подставляется величина V = V_п; величина S_рп вычисляется по формуле (48). В случае, если V_п  V_р в формулу для А_пп подставляется величина V = V_р; величина S_рп принимается из расчетов А_wpп.

,

(53)

где I_сн – расчетный ток, потребляемый на собственные нужды электровоза при номинальном напряжении в контактной сети, А. Принимается по приложению 1;

Т_х – расчетное время хода по перегону, мин.

Расчетное время хода поезда по перегону определяется как суммарное время прохождения отдельных участков кривой движения:

Тх = tп + tов + tа + tу + tрт + tдт,

(54)

где t_п – время пуска, мин;

t_ов – время разгона до выхода на максимальную ступень ослабления возбуждения, мин;

t_а – время разгона на автоматической характеристике, мин;

t_у – время движения с постоянной скорости, мин;

t_рт – время рекуперативного торможения, мин;

t_дт – время дотормаживания, мин.

Величины t_п, t_ов, t_а вычислены при расчете А_wp. Величины t_рт и t_дт вычисляются аналогичным образом. При этом приращение скорости на участках рекуперативного торможения и дотормаживания принимается по табл.5.

Величина t_у вычисляется по формуле

.

(55)

При рекуперативном торможении количество электроэнергии, возвращаемое в контактную сеть равно разности кинетической энергии поезда в начале и конце рекуперативного торможения за вычетом расхода электроэнергии на преодоление сопротивления движению на пути рекуперативного торможения:

,

(56)

где w_орт – усредненное основное удельное сопротивление движению поезда на пути рекуперативного торможения, Н/кН. Принимается из табл.4.

Результаты расчетов по данному пункту следует оформить в виде табл.6.

Величина А_т, приведенная в табл.6 является расходом электроэнергии на движение поезда по перегону без учета рекуперации:

Ат = Ак + Аwр + Аwп + Апп + Асн.

(57)