авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Разработка системы оперативного контроля удельного расхода электроэнергии отдельно взятыми поездами на участке магистральной железной дороги постоянного тока

-- [ Страница 2 ] --

Уравнения системы (6) линейны относительно коэффициентов a, b, c основного сопротивления движению поезда, и их определение возможно любым известным методом. Результаты расчета коэффициентов основного удельного сопротивления движению поезда по исполненному графику движения поезда согласно описанной методике в сравнении с заданными коэффициентами a, b, c для участка выбега показали максимальное отклонение в 0,106 %, что позволяет использовать данную методику в предлагаемой системе оперативного контроля потребления электрической энергии отдельно взятыми поездами.

Недостатком описанной системы анализа энергозатрат является невозможность определения сопротивления движению поезда в пути следования.

Для определения расчетного коэффициента торможения поезда и отличия его действительного сопротивления движению от среднестатистического сотрудниками ОмГУПСа, в том числе и автором диссертации, предложено бортовое устройство определения эффективности автотормозов поезда в пути следования, защищенное патентом на изобретение. Функциональная схема бортового устройства представлена на рис. 4.

В данном устройстве система КЛУБ-У дополнена микропроцессорной системой, соединенной с блоком электроники, схемой определения режима работы тягового подвижного состава, блоком задания условий планируемого режима тор­можения и устройством вывода информации машинисту.

Задача определения действительного сопротивления движению решается исходя из закона о сохранении энергии, на основании которого составлена система уравнений (7), решая которую можно определить неизвестные постоянные коэффициенты a, b и c, соответствующие действительному сопротивлению движения поезда в данной выполняемой поездке:

(7)

где АТ1, АТ2, АТ3 – работа сил тяги локомотива на первом, втором и третьем этапах рассматриваемого режима движения (в режиме выбега эти работы равны нулю); Ау1, Ау2, Ау3, Акр1, Акр2, Акр3 – работа сил, возникающих на уклонах и кривых, соответственно на первом, втором и третьем этапах рассматриваемого режима движения; m – масса поезда.

Использование бортового устройства определения эффективности авто­тормозов в пути следования позволит повысить безопасность выполнения перевозок и обеспечить снижение энергозатрат на тягу поезда.

На основании анализа способов определения удельного сопротивления движению поезда по данным скоростемерных лент и бортового устройства оп­ределения эффективности автотормозов поезда в пути следования разработан метод определения удельного сопротивления движению поезда по данным мониторинга токов фидеров тяговых подстанций.

 Функциональная схема бортового-11
Рис. 4. Функциональная схема бортового устройства определения эффективности автотормозов поезда в пути следования

Аппроксимация тяговых характеристик локомотивов с тяговыми двигателями постоянного тока последовательного возбуждения при помощи выражения (4) дает возможность в любой момент времени на любом участке, будь то выбег или движение под тягой, при соответствующей обработке уравнения движения поезда, с помощью методики анализа энергозатрат на тягу поездов в условиях депо по скоростемерным лентам, определить удельное сопротивление поезда с учетом всех параметров реальных условий выполнения поездки, таких как погодные условия, индивидуальные особенности состава: масса, номенклатура, количество и последовательность расположения вагонов в поезде, наличие на открытых платформах грузов сложной аэродинамической формы и пр.

В четвертом разделе изложены результаты проверки методики определения тока, потребляемого поездом, и его удельного сопротивления движению по токам фидеров тяговых подстанций при помощи имитационного моделирования системы тягового электроснабжения.

Моделирование перемещающихся тяговых нагрузок основывается на гра­фике движения поездов, связывающем координату положения поезда со време­нем. Величины тяговых нагрузок определяются на основе тяговых расчетов.

Составлены схемы замещения и системы уравнений, позволяющие осуществлять моделирование движения различного количества поездов по станции и межподстанционной зоне.

На основе данных мониторинга токов фидеров и напряжения на шинах тя­говых подстанций с помощью методики, описанной в третьем разделе диссертации, определялось реальное основное удельное сопротивление движению поездов при движении по участку двух поездов, например, в режиме тяги (рис. 5 а, б – первого и второго поездов соответственно, где кривая 1 – заданные зависимости  = f(v) первого и второго поездов, 2 – зависимости  = f(v), рассчитанные по предложенной методике) и выбега и выполняемый поездами график движения v = f (s) – рис. 6 (кривые 1, 2 – заданные зависимости v = f(s) первого и второго поездов; 3, 4 – зависимости v = f (s), рассчитанные по предложенной методике).

Анализ полученных зависимостей основного удельного сопротивления движению в различных режимах движения поезда показал, что максимальное отклонение заданных величин  = f(v) и х = f(v) и сопротивления движению, рассчитанного с использованием разработанной методики, составляет не более 3 %.

 а б Основное удельное-12  а б Основное удельное-13
а б

Рис. 5. Основное удельное сопротивление движению поездов

Рис. 6. Графики движения поездов по межподстанционной зоне

В результате расчета выполняемых графиков движения поездов по участку межподстанционной зоны зафиксировано отклонение от заданного графика движения в 2,85 %, что подтверждает достоверность предложенной методики компьютерного анализа токов фидеров тяговых подстанций.

В пятом разделе на основании анализа существующих систем автомати-зированного учета потребления электроэнергии на тягу поездов предложена система контроля потребления электрической энергии поездами на тяговых подстанциях участка магистральной железной дороги.

 Структурная схема-15
Рис. 7. Структурная схема автоматизированной системы контроля потребления электрической энергии

Недостатком существующих систем автоматизированного учета потребления электроэнергии на тягу поездов является отсутствие информации о величине расхода электроэнергии отдельно взятым поездом. Для реализации поставленной цели предлагается автоматизированная система контроля потребления электрической энергии поездами на тяговых подстанциях участка магистральной железной дороги (рис. 7), которая позволяет в режиме реального времени косвенным образом определять энергозатраты на тягу конкретного поезда по токам фидеров ТП на участке, а также получать информацию об энергопотреблении поезда без использования данных счетчиков электрической энергии, установленных на локомотиве

На каждой тяговой подстанции устанавливаются измерительный и программный комплексы, работа которых синхронизирована для того, чтобы информация о поезде своевременно поступала на сервер баз данных.

Предлагаемая система контроля потребления электрической энергии отдельными поездами на тяговых подстанциях участка магистральной железной дороги позволяет оперативно контролировать потребление электрической энергии поездами, движущимися по рассматриваемому участку. Анализ их энергопотребления дает возможность выявлять поезда, у которых данная величина превышает среднестатистическое значение, полученное для известных характеристик конкретного поезда. Так как в рассматриваемой системе одновременно контролируются основное сопротивление движению поезда и реализуемый график движения, возможно определение причин завышенного расхода электроэнергии на тягу: завышенное основное сопротивление движению поезда; существенное отклонение выбранного графика движения поезда от оптимального; заниженный эксплуатационный коэффициент полезного действия электровоза. Получение такой информации позволяет определить мероприятия, направленные на уменьшение потребляемой электроэнергии в дальнейшем.

Оценка эффективности внедрения предложенной системы контроля потребления электрической энергии, полученной в результате выявления и устранения факторов, влияющих на увеличение энергозатрат отдельно взятого поезда при средней массе поезда 6300 т, длине участка 165 км, показала, что ожидаемая годовая экономия должна составить 841 507 р.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Составлены системы уравнений, необходимые для определения местоположения поезда на участке, полученные в результате анализа различных схем питания контактной сети и возможных закономерностей движения поезда по межподстанционной зоне.

2. Предложена методика определения тока, потребляемого поездом в любой оперативной обстановке, по результатам компьютерного контроля токов фидеров и напряжений на шинах тяговых подстанций, позволяющая получать аналитичес-кие зависимости значения тока поезда от пройденного пути или времени независимо от числа поездов, одновременно находящихся на рассматриваемом участке пути.

3. Получено аналитическое решение дифференциального уравнения движения поезда с использованием предложенной гиперболической функции, обеспечивающей достаточную для практических расчетов точность аппроксимации тяговых и токовых характеристик тяговых двигателей.

4. Разработаны методики определения удельного сопротивления движению поезда по данным электронного регистратора параметров движения поезда и по результатам мониторинга токов фидеров и напряжений на шинах тяговых подстанций.

5. Подтверждена достоверность методики определения токов, потребляемых поездами, и их удельных сопротивлений движению на основании данных имитационного моделирования системы тягового электроснабжения постоянного тока.

6. Предложена система контроля потребления электрической энергии поездами на тяговых подстанциях участка магистральной железной дороги постоянного тока, позволяющая косвенным образом определять энергозатраты на тягу отдельно взятого поезда на основе мониторинга токов фидеров и напряжений на шинах тяговых подстанций.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Авилов В.Д. Автоматизированное рабочее место обработки скоростемерных лент поездок локомотивных бригад / В.Д. Авилов, А.В. Климович, А.В. Харламова // Материалы междунар. молодежной науч. конф. / Казанский гос. техн. ун-т. Казань, 2004. Ч. 2. С. 46, 47.

2. Климович А.В. Анализ энергозатрат на тягу в выполненной поездке по данным электронного регистратора параметров движения поезда / А.В. Климович, А.А. Кообар, А.С. Лендясов, А.В. Харламова // Ресурсосберегающие технологии в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. С. 193 – 199.

3. Климович А.В. Определение оптимального по энергозатратам режима торможения поезда / А.В. Климович, А.А. Кообар, А.В. Харламова // Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике: Материалы V междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск, 2005. Ч. 1. С. 25 – 29.

4. Мухин О.С. Автоматизированный комплекс по обработке скоростемерных лент в условиях локомотивного депо / О.С. Мухин, А.В. Климович, А.В. Харламова // Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике: Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск, 2005. Ч. 2. С. 11 – 16.

5. Климович А.В. Построение оптимального графика движения поезда по заданному участку при помощи целевой функции / А.В. Климович, А.А. Кообар, А.В. Харламова // Омский научный вестник. Омск, 2006. № 9 (46). С. 88 – 91.

6. Пат. 2293673 РФ, МПК B 60 T 13/26, G 07 C 5/08. Бортовое устройство определения эффективности автотормозов поезда в пути следования / А.В. Климович, А.А. Кообар, А.С. Лендясов, А.В. Харламова (РФ). № 2005103174/11; Заявлено 08.02.2005; Опубл. 20.02.2007. Бюл. № 5.

7. Ерошенко А.В. Определение токов поездов, находящихся на участке межподстанционной зоны / А.В. Ерошенко // Совершенствование технологии ремонта и эксплуатации подвижного состава: Сб. науч. ст. аспирантов и студентов университета / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. С. 46 – 50.

8. Ерошенко А.В. Методика анализа энергозатрат на тягу поездов по токам фидеров тяговых подстанций / А.В. Ерошенко, А.В. Климович // Математическое моделирование и расчет узлов и устройств объектов железнодорожного транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 27 – 32.

9. Авилов В.Д. Анализ потребляемых поездами токов по результатам мониторинга токов фидеров тяговых подстанций / В.Д. Авилов, А.В. Климович, А.В. Ерошенко // Транспорт Урала. Екатеринбург, 2008. № 3 (18). С. 73 – 75.

______________________________________________________

Типография ОмГУПСа. 2008. Тираж 100 экз. Заказ ___.

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.