Результаты поиска

В данной статье описана штатная система ослабления поля (ОП) тяговых электродвигателей (ТЭД) контакторно-реостатного типа с использованием индуктивных шунтов (ИШ), выявлены ее недостатки. Разработана и предложена усовершенствованная система ОП ТЭД электровоза переменного тока на базе IGBT-транзисторов. Предложенное решение позволит исключить из силовой цепи медесодержащий ИШ, при этом обеспечит надежную защиту при нестационарных режимах работы электровоза, а также снизит потребление электроэнергии на тягу поездов. Для доказательства преимуществ предложенной системы ОП ТЭД был применен метод сравнительного анализа электромагнитных процессов математических моделей штатной и предлагаемой систем ОП ТЭД электровоза, полученных в среде MatLab Simulink. В результате доказано, что реализация системы ОП ТЭД с применением IGBT-транзисторов с разработанным алгоритмом управления обеспечивает повышение коэффициента мощности электровоза в среднем не менее чем на 4 %, а также значительно снижает пульсацию тока возбуждения ТЭД.

Перед железнодорожным транспортом стоят задачи не только по бесперебойному обеспечению перевозок народнохозяйственных грузов, но и по освоению новых локомотивов и повышению экономичности их использования. В частности, принятый в настоящее время режим запуска дизеля тепловозов типа UzTE16M приводит к дополнительному расходу топливных ресурсов, поэтому исследования по разработке и улучшению условий запуска дизелей тепловозов данного типа являются актуальными. На основании изучения проведенных ранее исследований и конструкций различных систем с целью облегчения запуска дизелей тепловозов с электрической передачей необходимо установить имеющиеся резервы силовой цепи и цепей управления. В статье рассмотрена математическая модель крутильных колебаний в системе запуска дизель-генератора (ДГ) с двумя сосредоточенными массовыми моментами инерции. Крутильные колебания между тяговым генератором и коленчатым валом дизеля тепловозов типа UzTE16M ранее не рассматривались . В данной статье решена задача крутильных колебаний приведенных масс якоря тягового генератора и дизеля в режиме запуска ДГ от аккумуляторной батареи и дополнительных устройств. Методом Лагранжа выведена система уравнений колебаний масс по обобщенным координатам упругих колебаний между массами якоря тягового генератора и дизеля с переменным массовым моментом инерции. Для полученной системы уравнений методом операционного исчисления выполнено решение с учетом принятых функций массовых моментов инерций, моментов движущих сил и сопротивлений. Сделаны выводы о том, что работа системы запуска дизеля на тепловозах типа UzTE16M определяется функциями приведенного массового момента инерции дизеля, движущего момента и функцией угловой скорости; полученное решение дает возможность рассчитать движущий момент и диапазон изменения угловой скорости при запуске дизель-генераторной установки тепловозов UzTE16M для дальнейшего сравнения с экспериментальными данными; при использовании рекомендуемой электрической схемы запуска дизеля тепловоза достигается увеличение движущего момента коленчатого вала дизеля и угловой скорости разгона движения якоря тягового генератора. На основе разработанной модели рекомендовано определение угловой скорости коленчатого вала дизеля.

Статья посвящена оценке возможности эффективного использования рекуперируемой энергии как ключевого фактора при выборе типа тягового подвижного состава для вождения поездов на проектируемой железнодорожной линии Дальнего Востока России. Проектируемая линия будет использоваться для перевозки угля и генеральных грузов, отправляемых в порты Охотского моря и на экспорт. Строительство новой линии даст толчок развитию северных районов Хабаровского края и северо-востока Амурской области. С учетом уникального профиля линии, имеющей протяженный спуск к морскому побережью, основная идея работы состоит в том, чтобы использовать огромное количество потенциальной энергии для выработки достаточного количества электричества для покрытия потребностей поездов встречного направления, идущих на подъем. Выполнены тягово-энергетические расчеты, которые позволили определить расчетный диапазон скоростей движения поездов и объемы потребляемой энергии. Показана возможность существенного энергетического самообеспечения рассматриваемого участка для тяги поездов при условии организации эффективного энергообмена между электровозами, находящимися на одной межподстанционной зоне, что возможно только при движении грузовых поездов по фиксированному расписанию. Оценка объемов рекуперируемой энергии показала, что рассматриваемые объемы энергии не могут быть сохранены в бортовых накопителях автономных локомотивов при существующем уровне технологий, что подтверждает необходимость электрификации. Использование электровозов с асинхронным тяговым приводом и энергоэффективными четырехквадрантными тяговыми преобразователями может обеспечить повышение уровня использования рекуперативной энергии по сравнению с электровозами с зонно-фазным регулированием напряжения на тяговых двигателях. Предлагаемое решение позволяет значительно снизить углеродный след железнодорожного транспорта на рассматриваемой линии. Возможность эффективного использования рекуперативной энергии позволяет применять этот критерий в качестве ключевого фактора при выборе вида тяги на вновь проектируемых железнодорожных линиях.

В работе представлена методика выбора мест установки и мощности компенсирующих устройств в тяговой сети с учетом роста объемов перевозок. Обозначены подходы к нахождению критериев оптимальности управления потоками реактивной энергии установкой компенсации реактивной мощности. Предложены к рассмотрению три критерия для оценки оптимальности установки компенсирующих устройств в тяговой сети: снижение потерь активной энергии, повышение уровня напряжения у потребителя, разгрузка питающих линий электропередач. Приведена методика оценки оптимальности такого выбора.

На участках железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, существует проблема неполной реализации существующего потенциала рекуперативного торможения, что в ряде случаев связано с отсутствием приемников энергии рекуперации. Предложена методика определения оптимальных параметров стационарного накопителя электроэнергии и оптимального закона регулирования его режимов заряда и разряда, которая может быть использована при проектировании и технико-экономическом обосновании эффективности внедрения стационарных накопителей энергии на тяговых подстанциях постоянного тока.

Одним из способов повышения эффективности рекуперативного торможения является использование накопителя энергии на борту электровоза для поглощения избыточной электроэнергии рекуперации. В статье рассмотрен подход к определению необходимой энергоемкости и мощности накопителя энергии для грузового электровоза постоянного тока с учетом передачи части энергии рекуперации в тяговую сеть.

В статье приведен анализ составляющих энергетической эффективности рекуперативного торможения и факторов, влияющих на эффективность применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации. Описаны методы оценки энергетической эффективности рекуперации и результаты экспериментальных исследований эффективности рекуперации. Выполнено обоснование использования метода имитационного моделирования как способа оценки потенциала рекуперативного торможения. Представлена последовательность выполнения работ.

Рассмотрены известные подходы к классификации факторов, влияющих на энергозатраты поезда, выявлены их основные недостатки. Оценена обоснованность существующих методов классификации и полнота учета в них влияющих на энергозатраты факторов. Показано, что ни один из известных подходов к классификации не дает полное представление о всех влияющих факторах и степени их влияния на энергозатраты поезда, поскольку не учитывает в полной мере физическую сущность отдельных составляющих и в целом расхода электроэнергии на тягу. На основе анализа энергетического баланса движения поезда сформулированы принципы и критерии классификации факторов, влияющих на расход электроэнергии, рассмотрены взаимопревращения различных видов энергии и характеризующие их энергетические диаграммы в различных режимах движения поезда. Проведенный анализ позволил выявить факторы, действующие на расход электроэнергии поезда во всех режимах движения, и оценить их по различным критериям. Предложена классификация факторов, влияющих на расход электроэнергии поезда, позволяющая обосновать правильную методику учета каждого фактора, разрабатывать мероприятия по уменьшению влияния отдельных факторов на энергозатраты, усовершенствовать систему анализа, нормирования и прогнозирования расхода электроэнергии на тягу поездов, грамотно решать другие задачи энергетики электрической тяги.

В статье выполнен анализ влияния параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на величину полезного использования энергии рекуперации и величину потерь электроэнергии, обусловленных протеканием энергии рекуперации по системе тягового электроснабжения к различным потребителям. Величина потерь энергии рекуперации определяет степень эффективности ее использования. Предлагаются подходы к последовательному определению эффективности использования энергии рекуперации и расчету численных значений величин, характеризующих параметры системы тягового электроснабжения, учет которых необходим для адекватного анализа потокораспределения энергии рекуперации. Определено, что для оценки влияния параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на эффективность использования энергии рекуперации достаточно использовать метод регрессионного анализа. Рассчитаны значения относительного сопротивления контактной сети в зависимости от типа контактной подвески и от схем питания тяговой сети. Показано, что параметры и режимы работы системы тягового электроснабжения оказывают влияние на потери в контактной сети, в выпрямительно-инверторных преобразователях и тяговых трансформаторах тяговых подстанций постоянного тока, на величину возврата энергии рекуперации по шинам тяговых подстанций и на относительное изменение потерь в системе тягового электроснабжения при применении рекуперативного торможения.

В статье изложен порядок составления программ энергосбережения в хозяйстве электрификации и электроснабжения. Приведен перечень основных мероприятий, направленных на снижение потерь электроэнергии в тяговой сети и оборудовании тяговых подстанций, а также на повышение пропускной способности участков железных дорог. Представлены результаты исследований по оценке потенциала повышения энергоэффективности системы тягового электроснабжения железных дорог.

Предложена оптимизация утепления ограждающих конструкций стен зданий, учитывающая взаимосвязь конструктивных, теплотехнических, режимных параметров и экономических показателей. Целью исследования является определение оптимального значения толщины утепления теплоизоляционным материалом объекта, с учетом отпускаемой ему тепловой энергии. В проведенном исследовании использовались методы математического моделирования теплообмена, оптимизационной задачи. Приведены результаты исследования влияния толщины теплоизоляционного материала на технико-экономическую эффективность потребления зданием энергетических ресурсов и материальных затрат. Результаты показали снижение тепловых потерь через ограждающие конструкции, расхода потребления тепловой и электрической энергии на систему «отопление, вентиляция» и приведенных затрат.

Наличие постоянно меняющейся электротяговой нагрузки, распределенной не только по времени, но и в пространстве приводит к сложности детального мониторинга энергетической эффективности организации движения поездов ОАО «РЖД». Поэтому одной из первоочередных задач энергетической стратегии ОАО «РЖД» является внедрение инновационных технических средств и технологий. В работе рассмотрены основные положения и некоторые функциональные возможности создаваемого автоматизированного информационно-измерительного комплекса учета электрической энергии на электроподвижном составе.

В данной статье рассмотрен альтернативный подход к решению задач технического диагностирования железнодорожных колес, который заключается в разработке системы мониторинга критических состояний приповерхностных слоев металла, обладающей способностью обнаружения зарождающихся дефектов в структуре металла поверхности катания колеса.

Описаны структурная схема, алгоритмическая основа, функциональный состав и некоторые технологические особенности аппаратного и программного обеспечения информационной системы оперативного контроля параметров электроэнергии в сети тягового электроснабжения.

В статье изложены методологические подходы к оценке эффективности мероприятий, направленных на повышение эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации. Приведен пример расчета эффективности использования энергии рекуперации на двухпутном участке постоянного тока. Выполнен анализ влияния изменения таких параметров участка, как техническая и участковая скорость движения грузовых поездов, на эффективность использования энергии рекуперации. В статье приведены результаты оценки составляющих энергии рекуперации, формирующих экономическую эффективность рекуперации, и описаны подходы к прогнозированию изменения этой эффективности в зависимости от изменения влияющих факторов.

На основе предложения формирования железнодорожного пути оперативного развертывания без балласта с применением подрельсового основания с вязкоупругим элементом, принудительно наполняемым жидкостью Ньютона и укладываемым на неподготовленную поверхность без балласта, приводится пример расчета взаимодействия колеса и рельса с этим элементом на основе энергетического метода. Обосновывается возможность применения конструкции подрельсового устройства для оперативной укладки железнодорожного пути в сложных условиях на неподготовленную поверхность без балластного слоя пути. Рассматривается упругое динамическое воздействие колеса на рельс с начальными скоростями по подрельсовому основанию в виде короба с оболочками, уложенного на неподготовленную поверхность. Кинетическая энергия колеса, ударяющего о рельс, уложенный на предлагаемое подрельсовое основание, переходит не только в потенциальную энергию деформации, но и в энергию волновых и колебательных процессов. Для повышения точности решения задачи динамического воздействия учитывается переход части энергии в энергию местных деформаций в контактной области колеса с рельсом. В течение короткого промежутка времени после касания колеса с некоторой скоростью все элементы рельса приобретают некоторую скорость деформации. Предполагается, что в момент касания колеса рельс не изменяет свою первоначальную форму, а уменьшение скорости колеса происходит за счет местного деформирования контактирующих тел; данный период удара будет длиться до выравнивания скоростей двух тел, после чего начнется изменение формы срединной поверхности рельса, моделируемого балкой типа Бернулли - Эйлера. Поскольку кинетическая энергия колеса переходит в потенциальную энергию изгиба, при расчете масса ударяемого тела учитывается как нагрузка колеса на рельс.

В статье рассмотрен один из способов повышения энергетической эффективности системы тягового электроснабжения переменного тока магистральных железных дорог 25 кВ, 50 Гц. Предложенный подход позволяет определить оптимальное место размещения и мощность нерегулируемого устройства поперечной емкостной компенсации по критерию минимума потерь активной мощности в тяговой сети. Моделирование движения поездов на участке было выполнено с использованием мгновенных схем, описание системы тягового электроснабжения реализовано методом узловых потенциалов и комплексным методом, определение оптимальных значений реактивной мощности для всех возможных мест размещения компенсирующего устройства было рассчитано численным оптимизационным методом Хука - Дживса по критерию минимума потерь активной мощности в тяговой сети. Математическая модель позволяет учитывать элементы тяговой сети, графики движения поездов, изменение тяговых токов электровозов, схемы питания контактной сети. Предложенный подход был рассмотрен на примере тестовой задачи, в результате решения которой были определены оптимальное место размещения и необходимая реактивная мощность нерегулируемого компенсирующего устройства. Размещение компенсирующего устройства в определенном месте на участке позволит минимизировать потери мощности в контактной сети, рельсовой цепи и тяговых трансформаторах от протекания реактивной составляющей тока в среднем для всех мгновенных схем с различными тяговыми нагрузками. Одно нерегулируемое компенсирующее устройство на межподстанционной зоне позволяет снизить расход электроэнергии на тягу поездов на 1 - 2 %

Уголь является одним из основных источников энергии XXI в. Для повышения эффективности сжигания угля разрабатываются новые плазменно-энергетические технологии. Сегодня пылеугольные ТЭЦ во всем мире генерируют более 50 % электрической и тепловой энергии, доля угля в топливном балансе ТЭЦ растет. В то же время качество углей снижается. Традиционные методы снижения расхода мазута на теплоэлектроцентралях (повышение дисперсности помола пыли, высокий предварительный нагрев воздушной смеси и вторичного воздуха и др.), используемые для улучшения воспламенения топлива и стабилизации горения, исчерпали себя, поэтому радикальное повышение эффективности использования топлива может быть связано только с разработкой и освоением абсолютно новых технологий. Плазменная технология, по-видимому, является наиболее перспективной среди альтернативных технологий, доступных для решения указанных выше проблем. Данная технология обеспечивает существенное повышение экономической эффективности и улучшение экологических показателей электростанций, работающих на твердом топливе.

Рассматриваются пути повышения эффективности информационно-измерительного комп-лекса автоматизированной системы мониторинга и учета электроэнергии. Исследуется возможность уменьшения объема телеметрического трафика в каналах передачи информации и повышения энергетической эффективности информационно-измерительной аппаратуры.

Рассматривается концепция развития автоматизированной системы, предназначенной для мониторинга и учета электроэнергии на фидерах контактной сети постоянного тока. Система основана на ранее разработанном прототипе, введенном в эксплуатацию, и отличается от него новыми решениями, позволяющими достаточно просто выполнять развертывание системы, ее масштабирование и при необходимости перенос с одного объекта на другой. Описываются основные проектные решения, связанные с выбором архитектуры и ключевых алгоритмов, а также функции и потенциальные возможности системы.

В статье рассматривается структура потребления топливно-энергетических ресурсов СП ОАО «РЖД», в том числе показана значительная доля этих ресурсов, затрачиваемых на организацию электроотопления (773,7 млн кВт·ч). Отмечено, что до недавнего времени в отчетности ОАО «РЖД» существовало два различных подхода при определении величины фактического объема электрической энергии, израсходованной электроотопительным оборудованием, не оснащенным индивидуальными приборами учета, базирующимися на расчетно-аналитическом и расчетно-статистическом методах. При этом было установлено, что результаты вычислений по обоим методам имеют значительную разницу между собой (до 100 %). Цель исследования - определение единого подхода, позволяющего максимально точно фиксировать расход электрической энергии в данных условиях. Проанализированы характерные особенности каждого из применяемых методов, проведены сравнительные исследования на ряде объектов четырех железных дорог (Октябрьская, Свердловская, Южно-Уральская, Восточно-Сибирская), характеризующихся различными климатическими характеристиками. Одновременно с этим проводились исследования применимости на практике для нормирования топливно-энергетических ресурсов автоматизированной системы «Стационарная энергетика». По результатам исследований показана величина отклонения фактических расходов электрической энергии от расчетных для обоих применявшихся методов, предложен и подтвержден испытаниями способ определения фактического потребления электрической энергии для нужд отопление на основе предварительного расчета права на расход тепловой энергии с последующим пересчетом в электрическую. Полученные результаты приняты как базовые при актуализации «Методики анализа и планирования расхода электрической энергии на нетяговые нужды в ОАО «РЖД», утвержденной распоряжением ОАО «РЖД» от 22.08.2018 № 1866р, в части определения потребности ресурса на отопление и внесены соответствующие изменения в порядок заполнения данных в корпоративную управленческую отчетность ЭО-10У.

В статье описаны актуальность использования источников низкопотенциальной вторичной тепловой энергии и разработанная методика расчета зависимости температуры пропиленгликоля от глубины односкважинного коаксиального коллектора при неизменных значениях параметров геотермальной скважины. Предложенная методика расчета геотермального коллектора позволяет определить оптимальную глубину скважины, при которой увеличение температуры пропиленгликоля в практическом отношении не меняется, соответственно дальнейшее выполнение буровых работ становится экономически неэффективным.

В статье представлены результаты исследуемых грунтов по физическим и теплофизическим характеристикам на территории города Омска. Отсутствие таких данных может приводить к ошибочным расчетам при проектировании грунтовых зондов, использующих низкопотенциальную энергию земли. Предложена методика определения минимального расстояния между скважинами, позволяющая исключить вымораживание грунта и повысить эффективность работы теплотрансформаторов.

Рассматриваются концепция и архитектурные аспекты развития корпоративной информационной системы мониторинга и учета ресурсов. Актуальность совершенствования автоматизированных систем обусловлена интенсификацией использования современных информационных технологий в промышленности и на транспорте. Целью работы является выбор архитектуры распределенной информационной системы мониторинга и учета ресурсов (далее - системы), обеспечивающей оперативность принятия решений при управлении технологическими объектами. При этом необходимо учесть современные тенденции развития информационных систем и те концепции построения систем, которые обеспечивают требования, установленные для систем подобного класса и назначения. Система основана на ранее разработанном прототипе, введенном в опытную эксплуатацию, и отличается от него новыми решениями, позволяющими повысить мобильность, масштабируемость и отказоустойчивость. Описываются основные реализованные архитектуры и функциональные возможности системы.

В статье рассматривается вопрос применения и использования теплонасосных установок как низкопотенциального источника тепловой энергии для обеспечения потребителей тепловой энергией в системе отопления здания. На сегодняшний день одним из экологичных и экономичных альтернативных источников тепловой энергии является теплонасосная установка. Использование данных устройств позволит сократить выбросы СО. Перечислены основные преимущества и недостатки, появляющиеся при эксплуатации тепловых насосов. По результатам испытаний котлов, использующих органические виды топлива (уголь, мазут, природный газ), и низкопотенциальных источников тепла с электроприводом построены зависимости коэффициента трансформации тепла теплового насоса и КПД котлов, работающих на органических видах топлива, от затрат условного топлива на единицу отпущенной энергии. Определен коэффициент трансформации тепла теплонасосных установок в интервале изменения рабочих параметров 3,0 < μ < 5,0. Построен график зависимости коэффициента преобразования энергии от температуры теплоносителя в системе отопления и температуры окружающей среды. Предложена принципиальная схема присоединения теплонасосной установки в систему отопления здания. Проведены исследования в период с первого по 21 апреля 2021 г. в лабораторной аудитории учебного корпуса ОмГУПСа и зафиксированы показания основных параметров работы теплонасосной установки с тепловым насосом Vitocal 242-S. По полученным результатам основных параметров рассчитаны тепловая нагрузка на систему отопления помещения, температура теплоносителя в подающем трубопроводе, величина потребляемой электроэнергии тепловым насосом, коэффициент преобразования СОР. Оценены оптимальные значения для данной теплонасосной установки при заданных режимах работы.