Расчёт расхода электроэнергии электровозом

Расход электроэнергии на тягу электровозом, отнесённый к токоприёмнику, определяется выражением

, (5)

где - расход электроэнергии на движение поезда при отсутствии рекуперации, Вт×ч;

- возврат электроэнергии в контактную сеть при рекуперативном торможении, Вт×ч.

Расчёт расхода электроэнергии выполняется при построенных графоаналитическим методом кривых скорости , времени и тока нагрузки электровоза постоянного тока или для электровозов переменного тока, а также при рекуперативном торможении.

На рисунке 4 показаны кривые изменения скорости движения, тока и времени в зависимости от пути . При постоянном значении тока в течение отрезка времени и напряжения в контактной сети расход электроэнергии на тягу поезда составит

, Вт×ч. (6)

Рисунок 4. Пример изменения параметров движения электровоза.

Разбивая весь участок на отдельные интервалы, образуются в конечных приращениях расчётные выражения для определения полного расхода электроэнергии для электровозов постоянного тока

, кВт×ч, (7)

где = 3000 В;

- среднее на i-м интервале значение тока, А;

- время прохождения i-го интервала, мин.

Для электровозов переменного тока

, кВт×ч. (8)

Здесь = 25000 В; - среднее на i-м интервале значение действующего активного тока, потребляемого на тягу, А.

Количество электроэнергии, возвращаемой в контактную сеть при рекуперации

, кВт×ч, (9)

где =3300 В – напряжение рекуперации при постоянном токе и

=25000 В - при переменном токе;

- среднее на i-м интервале значение тока рекуперации, А.

Расход электроэнергии на собственные нужды электровоза (вспомогательные машины, отопление, освещение) определяются по средним значениям электроэнергии, потребляемой вспомогательными машинами одного электровоза, приведённым в таблице 7.

Правила тяговых расчётов рекомендуют учитывать в отопительный сезон расход электроэнергии на отопление, исходя из полного времени работы электровоза и среднего значения потребления энергии 0,07 – 0,14 кВт×ч/мин на один электровоз.

Расход электроэнергии на собственные нужды электропоездов, пассажирских и почтово-багажных вагонов определяют, исходя из полного времени их работы, приведены в таблице 8.

Удельный расход электроэнергии определяют по формуле

, или , . (10)

Величина удельного расхода электроэнергии, как и топлива, изменяется в широких пределах: от осевой нагрузки, веса состава, допускаемой скорости движения и других факторов. По величине удельного расхода электроэнергии подвижным составом оценивают эффективность работы грузового, пассажирского движений железнодорожного транспорта.

Таблица 7. Удельный расход электроэнергии электровозами на собственные нужды

Таблица 8. Расход электроэнергии на собственные нужды электропоездов, пассажирских и почтово-багажных вагонов

Состав электро- поезда или тип вагона	Вспомогательные машины	Отопление	Освещение
Потреб-ление электро- энергии, кВт×ч/мин	Сред- ний ток, А	Потреб-ление электро-энергии, кВт×ч/мин	Сред- ний ток, А	Потреб-ление электро-энергии, кВт×ч/мин	Сред- ний ток, А
ЭР1, ЭР2 (10 вагонов)	0,58		2,92		0,30
ЭР9 всех индексов (10 вагонов)	1,08		2,92		0,30
ЭР22, ЭР22В (8 вагонов)	1,25		3,20		0,37
Пассажир- ский вагон	-	-	0,80	16/2*	-	-
Почтово- багажный вагон	-	-	0,40	8/1*	-	-

*В числителе указан ток при напряжении в контактной сети В, а в знаменателе при В.

Удельный расход энергии находится в пределах:

В грузовом движении Вт×ч/т×км;

В пассажирском движении Вт×ч/т×км;

В пригородном движении Вт×ч/т×км;

В скоростном движении более 60 Вт×ч/т×км.