19. Особенности системы рекуперативного торможения эпс однофазно- постоянного тока.

На электровозах однофазно-постоянного тока с плавным тиристорным регулированием напряжения переход в режим рекуперации особых затруднений не вызывает. При этом возникает проблема передачи энергии постоянного тока, вырабатываемой тяговыми машинами при рекуперации, в контактную сеть переменного тока, причем возникает крайне важно сть в инвертировании тока.

Одним из преимуществ электрической тяги является возможность применения рекуперативного торможения, при котором энергия поезда возвращается в контактную сеть. Тормозная сила при рекуперативном торможении поезда, как и при реостатном торможении, определяется выражением:

де NД – число тяговых двигателей; DВК – магнитные и механические потери в двигателе и тяговой передачи.

Для осуществления рекуперации необходимо, чтобы э.д.с. тяговой машины или сумма э.д.с. при последовательном их соединении превышала напряжение контактной сети. Э.д.с. тягового двигателя при рекуперации уравновешивает часть напряжения контактной сети, приходящуюся на один двигатель и падение напряжения в нем:

генераторный режим при обратной полярности, а угол отпирания тиристоров a превышал 90о.

Кроме того, для обеспечения нормального процесса инвертирования угол a не должен превышать некоторую величину, при которой процесс коммутации полностью заканчивается в пределах данного полупериода, т.е. до момента прохождения кривой напряжения через ноль.

Если коммутация не заканчивается к концу полупериода, то начинается обратная коммутация, когда в следующий полупериод ток будет протекать в

обмотке трансформатора согласно с э.д.с. Таким образом, возникает режим короткого замыкания, последовательно соединенных выпрямителя и тяговых двигателей, работающих в режиме генератора. Это явление, при позднем окончании коммутации, принято называть опрокидыванием инвертора.

В нормальном режиме инвертирования процесс коммутации должен завершиться до окончания полупериода напряжения сети:

g < p-a,

где g - угол коммутации (перекрытия).

При этом требуется некоторый угол запаса:

d = p - (a+g),

необходимый для восстановления запирающей способности тиристоров.

где - среднее значение напряжения инвертора при холостом ходе; - реактивное сопротивление цепи переменного тока.

Угол a выбирается минимальным, по предельному значению

a = p - (g+d),

для наибольшей нагрузки и наибольшего значения , который регулируется с таким расчетом, чтобы при любых условиях выпрямитель работал в режиме близким к предельному.

Рекуперативное торможение осуществляется, если ротор вращается со скоростью, большей скорости холостого хода и в сторону вращения магнитного поля стартора .

20. Энергетические затраты на движение поезда и расчет электроэнергии, потребляемой электровозом.

При электрической тяги на перемещение поезда расходуется энергия, потребляемая из тяговой сети за время его движения с включенными двигателями. Часть этой энергии теряется в ТЭД, трансформаторах, преобразователях и пусковых устройствах ЭПС. Основная же ее часть превращается в механическую энергию, которая идет на преодоление сил сопротивления движению и создание кинетической энергии поступательного движения поезда.

За счет накопленной за время хода под током кинетической энергии продолжается движение поезда в режимах выбега и торможения. Эта энергия постепенно расходуется на работу сил сопротивлению движению, а ее оставшаяся часть гасится в тормозах при остановке поезда.

Во время движения поезда изменяется также его потенциальная энергия, увеличение которой связано с работой, идущей на преодоление подъема.

Таким образом, электрическая энергия расходуется на:

- преодоление основного сопротивления движению;

- преодоление сопротивления уклонов и кривых;

-потери в тормозах;

- потери в ТЭД, передаточных механизмов, трансформаторах и преобразователях;

- потери в пусковых устройствах.

Расход энергии А на движение поезда может быть найден по кривым тока или же расчетом отдельных составляющих. Для сравнительной оценки расхода электроэнергии при движении поезда установлен показатель удельного расхода энергии (Вт×ч/т×км), рассчитываемый по формуле:

Полный расход электрической энергии, потребляемый подвижным составом, состоит из энергии, расходуемой на движение поезда, собственные нужды локомотива, отопление пассажирских и почтово-багажных вагонов, на маневровые передвижения по деповским и станционным путям.

Движение поезда сопровождается действием сил, направленных против его движения. Действие этих сил заменяется эквивалентной силой — силой сопротивления движению поезда, которую подразделяют на основное и дополнительное сопротивление движению поезда и которая определяется не только характеристиками локомотива и вагонов, но и состоянием пути и метеорологическими условиями.

Силы основного сопротивления движению обусловлены трением в подшипниках подвижного состава, взаимодействием колесных пар с рельсами и сопротивлением от воздействия воздушной среды при отсутствии ветра. Силы дополнительного сопротивления движению возникают от уклонов и кривизны пути, при трогании с места, от подвагонного генератора, при низких температурах наружного воздуха и действии встречного и бокового ветра [3].

Температура наружного воздуха определяет степень вязкости смазки. С понижением температуры возрастает воздушное сопротивление, а зимой возникают силы дополнительного сопротивления: это сопротивление гребней бандажей колесных пар при движении по снежному покрову, сопротивление самого снежного покрова, лежащего на рельсах, и т. д.

Ветер может оказывать прямое тормозящее сопротивление или попутное воздействие. При встречном ветре возрастают силы сопротивления движению воздушной среды, в то время как попутный ветер уменьшает эти силы. Большое влияние оказывает боковой ветер, так как под его воздействием подвижной состав смещается в сторону и возникает трение гребней колесных пар о боковую поверхность рельса.

На сопротивление движению оказывает влияние участок пути, по которому проходит подвижной состав и который характеризуется своим профилем и планом. Существуют равнинные участки, участки, имеющие холмистый профиль, гористые участки. При движении поезда по уклонам и кривым расход электрической энергии будет зависеть от их крутизны и протяженности, длины и радиуса кривой. С увеличением крутизны подъема возрастает и расход энергии. Также он возрастает на кривой участка при уменьшении радиуса кривой [4].

Конструкция и состояние верхнего строения пути также влияют на сопротивление движению поезда. Большое влияние на расход электрической энергии оказывает неудовлетворительное состояние пути, повышенный износ которого приводит к ухудшению движения подвижного состава, а, следовательно, к увеличению расхода энергоресурсов.

Электрическая энергия, расходуемая подвижным составом, идет на запас кинетической и потенциальной энергии, которые в последующем используются для движения поезда без энергетических затрат. Запасенная потенциальная энергия может быть использована для совершения механической работы при дальнейшем движении поезда по спуску. Кинетическая энергия расходуется на преодоление сил сопротивления движению в том случае, когда поезд движется замедленно. При торможении большая часть ее теряется в тормозах, превращаясь в тепловую энергию, нагревающую тормозные колодки, колеса и окружающий воздух. Некоторая часть кинетической энергии движущегося поезда теряется в связи с ударами колес о концы рельсов при набегании на них в стыках и расходуется на упругие колебания верхнего строения пути, вызванные взаимодействием движущегося поезда с рельсами, шпалами и балластом.

Значительное влияние на расход энергии оказывает тип и техническое состояние локомотива [2]. Локомотивы подразделяют по типам энергетических установок, по виду выполняемой работы, по назначению. Тип локомотива характеризуется такими параметрами, как номинальная мощность, сила тяги, коэффициент полезного действия, сцепная масса, часовой расход энергии и др.

Важной характеристикой подвижного состава является его масса и степень использования грузоподъемности вагонов. Перевозка грузов в неполновесных составах или в не полностью загруженных вагонах приводит к увеличению удельного сопротивления движению, а значит и к перерасходу энергоресурсов на тягу поездов. С увеличением массы состава и загрузки вагонов уменьшается расход энергии на единицу выполненной работы.

Влияет на общий расход энергии и характер груза. Сыпучие и жидкие грузы раскачивают вагон во время движения, создавая тем самым дополнительное сопротивление.

Для снижения расхода электрической энергии большое значение имеет исправное техническое состояние локомотива и вагонов. Износ деталей приводят к ухудшению динамики, плавности движения поезда и повышенному расходу электроэнергии.

На расход энергии влияет род тока и напряжение в контактной сети. Недостатком системы электроснабжения постоянного тока является то, что такой ток очень трудно трансформировать, т. е. повышать или понижать напряжение без значительных потерь. Чем выше мощность электровоза, тем больше потери [5]. Значительные потери электроэнергии создаются большими величинами потребляемых токов. На переменном токе также существуют недостатки: чем больше объемы движения на участке, тем больше убытки от использования переменного тока в части размера затрат электроэнергии на перемещение единицы груза [6].

Кроме того, в контактной сети имеют место определенные потери части электрической энергии, затрачиваемой на преодоление сопротивления цепей электроснабжения. При анализе электропотребления следует учитывать сечение контактных проводов, форму и тип контактной подвески, критическую скорость, балльную оценку состояния контактной сети и коэффициент трения скольжения токоприемника по контактному проводу.

Расход электрической энергии на собственные нужды локомотива складывается из энергии, необходимой для работы вспомогательных машин, питания цепей управления, освещения электроподвижного состава.

Необходимо также учитывать расход электрической энергии на отопление пассажирских и почтово-багажных вагонов и кондиционирование воздуха в вагонах повышенной комфортности.

На расход энергии за поездку также влияют все факторы, связанные с отклонением скорости от расчетной при движении состава по пути следования. Непредусмотренные графиком движения торможения и разгоны, простой на остановках приводят к потерям электрической энергии.

При использовании локомотивной бригадой рациональных режимов управления электровозом можно добиться значительного снижения энергопотребления.

Объективная, технически обоснованная норма позволяет планировать расход электрической энергии, улучшить организацию эксплуатации, побудить работников железнодорожного транспорта за счет определенных стимулов снизить расход электроэнергии.

Расход электрической энергии зависит от множества факторов различной природы, каждый из которых влияет на расход энергии по-разному. Все эти факторы необходимо учитывать при анализе и нормировании энергопотребления на тягу поездов.

Основная часть энергии на железнодорожном транспорте расходуется на движение поездов. При электрической тяге энергия, забираемая из контактной сети при движении поезда, равна сумме энергии, затрачиваемой на работу, совершаемую тяговыми двигателями, потерям энергии при ее преобразовании в узлах э. п.с. и энергии, расходуемой на собственные

N w w

Нужды поезда. В процессе передачи этой энергии от тяговой подстанции на э. п.с. неизбежны ее потери, обусловленные электрическим сопротивлением контактной сети. Кроме этого, энергия теряется в преобразовательных устройствах тяговых подстанций.

После отключения тяговых двигателей движение поезда продолжается за счет накопленной кинетической энергии. Преодолевая при этом силу сопротивления движению, поезд уменьшает скорость. Для увеличения скорости приходится вновь потреблять энергию из контактной сети.

Часть электрической энергии, потребляемой поездом, расходуется при движении на подъемах на изменение его потенциальной энергии. На спусках потенциальная энергия поезда, накопленная при подъеме, уменьшается и расходуется на преодоление основного сопротивления движению и сопротивления в кривых, а на крутых спусках поглощается частично в тормозах.

Потери энергии происходят также в тормозах при подтормаживаниях, при остановках поезда и снижении скорости перед кривыми, стрелками, перед станциями. Неизбежны потери энергии также в тяговых двигателях и тяговых передачах, преобразовательных и пусковых устройствах э. п.с.

Электрическую энергию A, затраченную на движение поезда, подсчитывают как сумму произведений Uj Ij tj во всех режимах работы э. п.с. (здесь Uj - напряжение контактной сети при токе Ij э. п.с., определяемом с учетом схемы соединения тяговых двигателей; Tj- время движения э. п.с. с током Ij):

Электрическая энергия, забираемая из контактной сети, расходуется также на собственные нужды э. п.с. - на работу приводных двигателей мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, мотор-генераторов управления. Кроме того, из сети должно быть дополнительно подведено некоторое количество энергии для питания цепей отопления и в пассажирских поездах.

В тех случаях, когда нет кривых тока, потребляемого электровозом, ведущим поезд данного веса, для расчета расхода электроэнергии на тягу используют другие методы. Из них рассмотрим сущность метода расчета по составляющим расхода электроэнергии, а также принципы статистического и базового методов расчета.

Метод расчета по составляющим состоит в последовательном вычислении каждой из них: ААп - потерь электроэнергии при пуске; AAWo -Потерь на преодоление основного сопротивления движению; ААк - тоже на преодоление электровозом подъемов и кривых; ААПТ - потерь при под-тормаживании поезда; ААТ0 - при торможении до остановки; ААТД - потерь в тяговых двигателях; ААС - расхода на собственные нужды э. п.с.. Сумма указанных составляющих дает общий расход энергии А на тягу данного поезда, а сумма расходов энергии всех поездов на участке - общий расход.

Сущность статистического метода состоит в определении среднего значения расхода энергии на тягу на основе оценки корреляционных связей между отдельными составляющими АА1, АА2, ... ААП. При этом общий

N

Расход энергии A = aa0 +^Кaa , где коэффициенты корреляции К устанав-

1

Ливают по результатам анализа материалов опытных поездок.

В современных трудных условиях работы железных дорог приобретает большое значение базовый метод планирования расхода электроэнергии на предполагаемый объем перевозочной работы, учитывающий основные параметры этого плана: веса поездов по направлениям, удельные нагрузки вагонов, путевое развитие станций, места установки светофоров и т. д., позволяющий более полно учесть условия эксплуатация на данном участке.

В отношении расхода электроэнергии условия движения поездов, ведомых электровозами на магистральных участках, существенно отличаются от условий движения пригородных электропоездов. При электровозах основная часть электроэнергии тратится на преодоление сопротивления движению и подтормаживание на вредных спусках. Потери в тормозах перед остановками и потери при пуске составляют в этом случае, особенно на двухпутных участках, лишь небольшую часть общего расхода энергии: они не превышают 10-20%. Наименьший расход энергии получается при движении грузовых поездов на равнинных двухпутных участках с редкими остановками. В пригородном движении, для которого характерны короткие перегоны между остановками, тормозные и пусковые потери достигают 60-70% общего расхода энергии на движение поезда.

Чтобы снизить расход энергии на движение поездов, стремятся прежде всего уменьшить основное сопротивление движению поезда. Для этого необходимо содержать в требуемом состоянии подвижной состав и путь, обеспечивать полновесную загрузку вагонов и повышать средний коэффициент полезного действия э. п.с., уменьшать потери в тормозах на вредных спусках.

В существующих условиях эксплуатации потери энергии в двигателях можно несколько снизить, широко применяя регулирование их возбуждения, так как при средних и больших нагрузках двигателя заметную роль играет уменьшение потерь в цепи возбуждения. Значительно ухудшается КПД двигателей и преобразователей при работе в режиме пониженного напряжения. Они спроектированы так, что их максимальный КПД обеспечивается при номинальном напряжении. Поэтому следует избегать езды на последовательном соединении тяговых двигателей или на позициях пониженного напряжения э. п.с. с преобразователями.

Очень велик расход энергии на вентиляцию преобразователей и тяговых двигателей электровозов переменного тока: в некоторых случаях он достигает 15% общего расхода энергии. Регулируя частоту вращения вентиляторов в зависимости от нагрузки тяговых двигателей, можно уменьшить количество потребляемой ими энергии в 2,5-3 раза.

Заметную экономию электрической энергии дают ускоренные трога-ние и разгон поезда: чем больше ток тягового двигателя, тем выше ускорение поезда, меньше скорость выхода на номинальную характеристику э. п.с. и меньше время потребления этого тока из контактной сети.

При ускоренном пуске (на рис. 1.18 этому соответствуют величины с индексом 1) экономия электрической энергии достигается за счет: сокращения потерь в пусковых резисторах (эти потери прямо пропорциональны квадрату скорости выхода на номинальную характеристику: V^V^), уменьшения времени потребления пускового тока ^п1<п2), снижения потерь при торможении до остановки, которые пропорциональны квадрату скорости начала торможения (Ут1<Ут2).

Экономия электрической энергии за счет ускоренного пуска более ощутима при движении электропоездов, чем электровозов на магистральных участках, так как в пригородном движении более часто происходят пуски и остановки.

Увеличение замедления в процессе торможения при данной технической скорости также приводит к снижению расхода энергии, но не в столь значительной степени, как увеличение пускового ускорения.

В зависимости от условий движения удельный расход электрической энергии колеблется в широких пределах. Обычно в грузовом движении он составляет 10...20 Вт-ч/(т-км), в пассажирском движении за счет более высоких скоростей удельный расход энергии больше, чем в грузовом, — 20...30 Вт-ч/(т-км). В пригородном движении вследствие потерь при частых пусках и торможении удельный расход энергии электропоездами имеет еще большие значения — 30...40 Вт-ч/(т-км). При работе сверхскоростных поездов (со скоростями до 200 км/ч) удельный расход энергии наибольший — до 60...80 Вт-ч/(т-км).

Электрическая энергия, потребляемая электровозом, в большей ее части потребляется тяговыми электродвигателями на создание тягового усилия, существенно меньшая часть расходуется вспомогательными машинами и оборудованием, а также на поддержание микроклимата в кабине машиниста или в вагонах пассажирского поезда (отопление, вентиляция, кондиционирование, освещение). Часть электрической энергии направляемой в тяговые электродвигатели теряется в пусковых сопротивлениях, преобразователях. Электрическая энергия в тяговых электродвигателях преобразуется во вращающий момент, который затем трансформируется в силу тяги. При этом преобразовании также происходят потери энергии (в переходных сопротивлениях коллекторно-щеточного узла, нагрев обмоток двигателя, потери в магнитопроводах, потери от трения в зубчатой передаче и проч.).

В результате действия силы тяги электрическая энергия преобразуется в механическую. Сначала в виде кинетической формы (увеличение скорости), а в последующем она может также переходить и в потенциальную форму - при следовании поезда в подъем. Потенциальная энергия - это накопленная энергия в результате подъема тела на некоторую высоту, а кинетическая энергия - это энергия движения, скорости. Потенциальная энергия прямо пропорциональна массе поезда и высоте на которой расположен состав поезда. Таким образом, следуя в подъем, запас потенциальной энергии увеличивается, а при следовании по спуску уменьшается. Кинетическая энергия прямо пропорционально массе поезда и квадрату скорости. Из чего следует, что для увеличения скорости на каждый последующий 1 км/час необходимо потратить большее количество энергии. Механическая энергия может переходить из одной формы в другую. Так, при следовании по спуску потенциальная энергия снижается, но при этом скорость движения поезда увеличивается, а, следовательно, растет кинетическая энергия. При следовании в подъем происходит обратный процесс. Использование запасенной кинетической энергии позволяет преодолевать подъемы с уклонами выше расчетных.

Используя данную информацию можно выделить несколько этапов (или способов) снижения расхода электрической энергии. Так, для снижения потерь в пусковых сопротивлениях можно увеличить пусковой ток. В таком случае экономия достигается за счет существенного снижения времени следования на пусковых сопротивлениях, особенно на первых позициях, когда величина сопротивления большая и потери наиболее велики. Для снижения потерь в пусковых сопротивлениях при разгоне также желательно использовать ступени ослабления возбуждения тягового электродвигателя. Потери в этих цепях существенно меньше, чем в пусковых сопротивлениях, к тому же опять же сокращается время следования на пусковых резисторах, особенно на первых позициях с большим сопротивлением. Для снижения расхода энергии при разгоне поезда необходимо избегать боксований, поскольку для прекращения боксования на рельс, как правило, подается песок, который создает дополнительное сопротивление движению поезда, увеличивается время разгона (следования на повышенных токах), время следования на пусковых сопротивлениях.

Для снижения расхода электрической энергии в процессе движения, на равнинном профиле, необходимо поддерживать скорость близкую к постоянной, избегая существенных замедлений с последующими разгонами. В данном случае экономия достигается за счет того, что избегая повышенных скоростей, исключается следование с большим основным сопротивлением движению поезда, на преодоление которого требуется дополнительная энергия. К тому же на участках с равнинным профилем соотношение мощности локомотива к массе поезда существенно меньше, чем на участках с горным профилем и на разгон поезда потребуется большее время и соответственно дополнительные потери в пусковых сопротивлениях. В некоторых случаях, после разгона до необходимой скорости для, поддержания равномерного движения, эффективной мерой может служить отключение группы тяговых электродвигателей. В данном случае экономия достигается за счет работы тяговых электродвигателей в диапазоне токов с наибольшим КПД. Так, на многосекционных локомотивах, для поддержания постоянной скорости можно отключить из работы одну из секций, а остальные секции перевести на повышенное соединение тяговых электродвигателей. Тем самым ток на оставшихся двигателях будет выше, чем до отключения, но поступающая энергия будет расходоваться наиболее полно, и электровоз будет развивать ту же мощность что и при работе всех секций. Нежелательно для поддержания скорости длительно применять ступени ослабления возбуждения тягового электродвигателя, поскольку дополнительное сопротивление, вводимое параллельно обмотке возбуждения потребляет энергию, но увеличение мощности двигателя незначительно, к тому же возрастает ток якоря, что может привести к перегреву ТЭД. На локомотивах имеющих преобразователи напряжения от контактной сети к тяговым двигателям необходимо выбирать режимы с учетом КПД данных устройств, для снижения потерь при преобразовании.

На участках пути с большими величинами уклонов необходимо вести поезд с таким расчетом, чтобы рационально перераспределять кинетическую и потенциальную энергии между собой с минимизацией следования в тяговом режиме. Так при следовании по «вредному» спуску необходимо применять рекуперативное торможение, а при его отсутствии применять пневматические тормоза поезда. В конце спуска необходимо развить максимально-допустимую скорость, тем самым увеличив запас кинетической энергии. Запасенная кинетическая энергия позволит преодолеть частично или полностью подъем, снизить время следования в тяговом режиме, а за счет большей скорости снизить токи тяговых двигателей. Все эти факторы ведут к снижению расхода электрической энергии. Определить размер экономии, или потерь можно по формуле

A = Q x 0,0128 x (V12- V22).

Где Q – вес поезда в тоннах,

V1 – скорость допустимая,

V2 – скорость фактическая.

Например, при разрешенной скорости 80 км/час, поезд массой 4000 тонн в конце спуска развил скорость 50 км/час. Таким образом, потери составят:

A = 4000 х 0,0128 х (6400-2500);

A = 4000 х 0,0128 х 3900;

A = 199 680 Вт•ч

A = 199,7 кВт•ч

В случаях отсутствия рекуперативного торможения также возможно добиться экономии электрической энергии на «вредных» спусках. Для этого необходимо снизить скорость преодоления вершины и перехода на спуск. В данном случае экономия будет достигнута за счет того, что электровоз при следовании в подъем не потребляет энергию, а преодоление оставшейся части подъёма происходит с расходованием кинетической энергии. В последующем эта потеря кинетической энергии будет восстановлена при следовании поезда по спуску с увеличением скорости.

Так, при выключении тяги на 30 сек раньше обычного при скорости 45 км/час на 8 тыс. подъеме и токах 450 А на параллельном соединении тяговых двигателей трехсекционного электровоза ВЛ11достигается экономия:

A = (450 х 6 х 3000 х 30) / 3600;

Где, 450 – ток ТЭД, А;

3000 – напряжение в контактной сети, В ;

6 – количество ветвей прохождения тока на параллельном соединении трехсекционного электровоза;

30 – время следования без тока в секундах;

3600 – количество секунд в одном часе.

A = 67 500 Вт•ч;

A = 67,5 кВт•ч .

При этом снижение скорости ориентировочно составит 10 км/ч, т.е. снизится до 35 км/час, а в дальнейшем, при следовании по 8 тыс. спуску, скорость возрастет до 45 км/час ориентировочно за 45 сек.

Данный способ достижения экономии можно использовать при следовании поездов вслед друг другу, на запрещающий сигнал или при наличии впереди ограничения скорости, а также в других случаях, когда требуется увеличить время следования по перегону (например, при следовании с опережением графика, при отсутствии свободных путей на станции приема и т.п.).

Получить дополнительную экономию возможно при рациональном выполнении ограничений скорости. В данном случае необходимо наиболее полно использовать рекуперативное торможение, а при его отсутствии применять пневматические тормоза таким способом, чтобы не допускать излишнего замедления с необходимостью последующего разгона поезда. На участках с большими уклонами необходимо максимально использовать профиль пути для снижения скорости и последующего разгона. На данных участках также необходимо учитывая профиль пути выбирать места для остановки у запрещающего сигнала. Так, желательно останавливаться на площадках или спусках предшествующих подъему, на котором находится светофор с запрещающим показанием. Экономия в данном случае будет достигнута за счет более интенсивного увеличения скорости, а, следовательно, уменьшения потерь в пусковых сопротивлениях, более быстрого снижения тягового тока и накоплении кинетической энергии перед подъемом. В случае если место остановки находится на спуске, то желательно остановить поезд с таким расчетом, чтобы к концу спуска достичь максимальной скорости – произвести запас кинетической энергии. Если место остановки находится на вершине уже на спуске, то необходимо остановить поезд как можно ближе к светофору. Тем самым головная часть поезда будет «помогать» при разгоне и он пройдет более легко и с меньшими потерями энергии и времени. В случае если светофор находится на подъеме, которому предшествует спуск, то необходимо остановиться на спуске таким образом, чтобы контролировать показания данного светофора. В данном случае разгон поезда также будет произведен без применения тягового тока, либо минимизировано его применение.

Использование рекуперативного торможения при следовании по «вредным» спускам помогает существенно снизить расход электрической энергии расходуемой на тягу поездов. При данном виде торможения необходимо выбрать такой режим, при котором бы не происходит повышения напряжения контактной сети выше допустимого уровня, и не происходит перегрева тяговых электродвигателей. Повышение напряжения выше допустимого уровня может привести к отключению аппаратов защиты, а на некоторых сериях локомотивов к дополнительному включению в цепь рекуперации тормозных резисторов, что приводит к потерям энергии. Применение рекуперативного торможения с большими токами может привести к увеличению расхода электроэнергии затрачиваемой на охлаждение ТЭД, а также может привести к повреждениям двигателей в результате перегрева или ухудшения коммутации.

Для снижения расхода электроэнергии из-за прочих факторов необходимы организационные мероприятия. Так, для снижения потерь при начале движения поезда необходимо исключения из обращения букс скольжения. Для снижения основного сопротивления необходим переход на «бесстыковой» путь, уменьшения количества стрелочных переводов на главных путях станций. Также для снижения основного сопротивления желательно формировать поезда с однородной осевой загрузкой и стремиться к повышению загрузки вагона, исключению порожнего пробега вагонов. Так, основное сопротивление вагона с осевой нагрузкой 23т. при скорости 80 км/час составляет 1,7 кгс/т, а у порожнего вагона – 5,38, т.е. больше чем в три раза. Для снижения дополнительных сопротивлений необходимо спрямление профиля пути, уменьшения количества кривых, увеличения их радиуса.

Значительную экономию можно получить рациональной организацией перевозок – уменьшением количества остановок, особенно непредусмотренных графиком, остановок на неблагоприятном профиле пути, уменьшения количества ограничений скорости.

Заблаговременная передача информации о предстоящей неплановой остановке поезда также позволяет снизить расход электроэнергии, поскольку локомотивная бригада может оптимизировать режим ведения поезда с целью экономии, выбрать наиболее удобный профиль пути для остановки или использовать профиль пути для замедления поезда и избежать необходимости остановки.