Факторы, влияющие на расход электроэнергии.

Для оценки факторов, влияющих на расход электроэнергии при движении поезда по перегону представим полный расход электроэнергии в виде следующих составляющих:

- преодоление сил сопротивления движению основного;

- преодоление сил сопротивления движению дополнительного;

- собственные нужды;

- потери при пуске;

- потери в ТД и преобразовательных установках (если таковые имеются);

- потери в тормозах.

Все перечисленные составляющие и являются факторами, влияющими на расход электроэнергии при движении поезда по перегону. Рассмотрим подробнее влияние каждого из них.

Основное сопротивление движению складывается из сопротивления движению в узлах трения, качения колес по рельсам (от скорости практически не зависят) и аэродинамического сопротивления (имеет квадратичную зависимость от скорости). Для уменьшения первых двух составляющих основного сопротивления движению необходимо следить за состоянием узлов трения и использовать тяжелые типы верхнего строения пути.

Для уменьшения аэродинамического сопротивления движению с одной стороны надо уменьшать скорость движения, но т.к. график движения является законом, следовательно, уменьшение аэродинамического сопротивления возможно подбором рациональных режимов движения, исключающих подтормаживания, а, следовательно, и движение с повышенными скоростями. В грузовом движении следует следить за правильным формированием поездов. При проектировании нового ПС, особенно для скоростного движения возможно уменьшение аэродинамического сопротивления движению за счет обтекаемой формы ПС.

Кроме основного сопротивления движению существует еще и дополнительное – от уклонов и кривых, на преодоление которого так же затрачивается энергия. На существующих линиях снижение затрат электроэнергии возможно за счет организационных мероприятий:

- выбор рациональных режимов движения, исключающих лишние подтормаживания на спусках и перед кривыми участками пути (при наличии ограничения скорости);

- смазка боковой поверхности головки рельса в кривых (не только уменьшает затраты электроэнергии, но и уменьшает износ рельсов и гребней бандажей КП).

При проектировании новых линий возможно уменьшение дополнительно сопротивления движению за счет увеличения радиусов кривых. При проектировании линий метрополитена возможен выбор профиля перегона с точки зрения рационального расхода электроэнергии на движение.

Расход электроэнергии на собственные нужды, по сравнению с затратами на тягу, крайне мал, но даже здесь имеются резервы. Для уменьшения затрат на работу компрессоров необходимо следить за плотностью пневматических магистралей поезда. Для уменьшения расхода воздуха следует избегать лишних торможений, а, следовательно, выбирать рациональные режимы движения. Возможно регулировать скорость вращения вентиляторов в зависимости от температуры обмоток ТД. Затраты на отопление существенны только в пассажирском движении (при температуре воздуха ниже 20°С на электропоездах затраты на отопление могут достигать 25% от затрат на тягу). Для уменьшения затрат на отопление вагонов необходимо следить за их теплоизоляцией и применять терморегуляторы (желательно непрерывного действия).

Пусковые потери для ЭПС с контакторно-реостатной системой регулирования напряжения на ТД зависят от времени нахождения на реостатных позициях. Для уменьшения пусковых потерь следует разгоняться с большими токами ТД. Кроме этого пусковые потери зависят от числа соединений ТД при пуске (чем больше соединений, тем меньше процент пусковых потерь), поэтому желательно иметь несколько соединений.

Потери в ТД и преобразователях зависят от режима их работы – следовательно, для их снижения, необходимо выбирать режим работы с максимальным КПД.

Потери в тормозах зависят от скорости начала торможения. Следовательно, существует как минимум два способа для их снижения:

- выбор рационального режима движения, обеспечивающего минимальную скорость начала торможения;

- использование рекуперативного торможения.

Применительно к перегонам, которые возможно пройти за одно подключение ТД возможно снижение потерь в тормозах за счет повышения пускового ускорения.

При наличии ограничений скорости на перегоне происходит увеличение всех составляющих расхода электроэнергии (при сохранении времени хода на прежнем уровне). Уменьшение влияния ограничений на расход электроэнергии необходим рациональный выбор режимов движения поезда при нагоне опозданий, вызванных ограничениями скорости.