Анализ затрат электроэнергии железнодорожным транспортом

Размещено на http://allbest.ru

Введение

электроэнергия ток реостат резистор

Методика нормирования расхода электроэнергии на эксплуатационные нужды стационарных объектов хозяйства электрификации и электроснабжении железных дорог Республика Казахстан. Методика предусматривает единый порядок определения норм расхода электроэнергии для стационарных объектов службы дорог при планировании их хозяйственной деятельности. Данная разработка является одним из этапов выполнения комплекса работ по совершенствованию нормативной базы структуры управления расходами в сферах нормирования, планирования и потребления топливно-энергетических ресурсов на железнодорожном транспорте, намеченных Постановлением. расширенного заседания Коллегии МПС КАЗАХСТАН № 26 от 22-23 декабря 1998 г.

Методика содержит рекомендации по нормированию расхода электроэнергии для следующих стационарных объектов хозяйства электрификации и электроснабжения железных дорог тяговых подстанций постоянного и переменного тока, постов секционирования, пунктов параллельного соединения, районов контактной сети (ЭЧК), районов электроснабжения ЭЧС, электромеханических мастерских дистанций электроснабжения, баз масляного хозяйства, ремонтно-ревизионных участков и административных помещений дистанций электроснабжения. Приводятся расчётные формулы и значения поправочных коэффициентов, необходимые для определения технически обоснованных норм расхода электроэнергии. Единые принципы методологического подхода основаны на учёте технологических особенностей производственного процесса работы оборудования объектов электроснабжения, многофакторном анализе структуры удельных расходов электроэнергии, а также на обобщении методов нормирования, применяемых на железнодорожном транспорте и в смежных отраслях. Разработка выполнена отделом стационарной энергетики комплексного отделения "Тяга поездов и экономия топливно-энергетических ресурсов" Государственного унитарного предприятия Казахстана научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ГУП КНИИЖТ).

По вопросам данной методики просьба обращаться в отдел стационарной энергетики комплексного отделения Тяга поездов и экономия топливно-энергетических. В соответствии с "Номенклатурой расходов по основной деятельности железных дорог Республики Казахстан", утверждённой Министром путей сообщения 31 марта 1998г, все расходы в том числе и электрической энергии, следует разделять на расходы по эксплуатационной деятельности перевозкам и расходы по подсобно-вспомогательной деятельности. Нормированию подлежат все расходы электрической энергии на основные и вспомогательные производственные нужды отопление, вентиляцию, освещение, водоснабжение и др. Норма расхода электроэнергии на эксплуатационные нужды объектов службы железных дорог это плановый показатель расхода электроэнергии на единицу выполняемой производственной работы переработка и отпуск электроэнергии [в 1000 кВт·ч]); обслуживание и ремонт: электросетей в 100 км развернутой длины, технических устройств в тех. единицах, и др. при соблюдении технологий и исправном состоянии технических средств. В статью расхода электроэнергии на эксплуатационные нужды с. Электропотребление стационарных объектов хозяйства, непосредственно связанных с выполнением основной производственной работы электроснабжением объектов железнодорожного транспорта. Расходы, связанные с переработкой и отпуском электроэнергии. Нетранспортным сторонним потребителям, должны учитываться отдельно в статьях расходов по подсобно-вспомогательной деятельности. В норму расхода электроэнергии на единицу продукции работы не должны включаться расходы электроэнергии на строительство и капитальный ремонт зданий и сооружений, монтаж, пуск и наладку нового технологического оборудования, научно-исследовательские и экспериментальные работы и т.п. Расход электроэнергии на эти нужды должен нормироваться отдельно. Фактический состав норм расхода электроэнергии должен определяться и утверждаться непосредственно на железных дорогах с учётом конкретных особенностей работы объектов хозяйства. Произвольное изменение состава норм, установленных для предприятий, не допускается. Размерность норм расхода должна соответствовать единицам, принятым при планировании и учёте электрической энергии, объёмов производства продукции работ, а также обеспечивать практическую возможность контроля за выполнением норм. Расход электрической энергии на единицу производимой продукции работы нормируется в киловатт-часах (кВт·ч). Основным методом нормирования электрической энергии является расчётно-аналитический метод, который предусматривает определение норм расхода электроэнергии расчётным путём по статьям потребления на основе прогрессивных показателей использования энергоресурсов в производстве.

1. Расходы нормы на топливо и электроэнергию

При расчете расходов на топливо и электроэнергию для тяги поездов объем работы выражается в различных измерителях тонно-километры брутто вагонные, локомотиво-километры линейного пробега, локомотивочасы простоя в рабочем состоянии условный пробег. Норма расхода топлива электроэнергии на единицу измерителя устанавливается соответственно на 10000 т·км брутто на 100 локомотивокилометров линейного пробега; на 1 ч простоя. Средняя норма расхода энергетических затрат на тягу поездов устанавливается на 10⁴ т·км брутто вагонных. Величина расходов на топливо и электроэнергию зависит от цены 1 т условного топлива и 1 кВт·ч электроэнергии, которые существенно различаются по дорогам, регионам страны, источникам производства энергии и принимаются по действующим тарифам на топливно-энергетические ресурсы. При установлении нормы расхода электроэнергии необходимо учитывать потери в линиях электропередач, которые составляют примерно 15 % от расходов электроэнергии на тягу поездов. При расчете топливно-энергетических затрат дополнительно учитывают, что при простое в рабочем состоянии двигатель локомотива работает в половину его мощности (К_м = 5). На среднюю величину удельного расхода топлива и электроэнергии влияют структура парка локомотивов по их типам, сериям и мощности; соотношения в объемах тонно-километров брутто в грузовом и пассажирском движении; размеры качественных показателей использования подвижного состава; удельный вес поездной, вспомогательной и маневровой работы; количество остановок, приходящихся на единицу пробега; техническая оснащенность и состояние пути; введение электрического отопления в пассажирских вагонах и другие факторы.

Расходы на топливо электроэнергию для тяги поездов определяются на основе объема работы локомотивного парка тонно-километры брутто вагонные, средней нормы топлива на единицу работы на 10000 т·км брутто и цены 1 т условного топлива или 1кВт·ч электроэнергии:

УТ(Э) = n·УPl_бр·Ц/10000.

Где n - средняя норма расхода топлива электроэнергии на 10000 т·км брутто, учитывающая расход топлива электроэнергии на передвижение вагонов, движение локомотивов и простой локомотивов в рабочем состоянии; УPl_бр тонно-километры брутто вагонные; Ц - цена 1 т условного топлива 1 кВт·ч электроэнергии.

При одиночном пробеге локомотива или при расчете ТЭ отдельно на передвижение локомотива расходы на топливо электроэнергию рассчитываются по нормам расхода топлива электроэнергии соответственно на 100 локомотивокилометров одиночного следования или 100 локомотивокилометров линейного пробега и затрат этих измерителей: MS_л^од - локомотивокилометров пробега в одиночном следовании.

Расходы топлива электроэнергии при простое локомотивов в рабочем состоянии планируются по величине локомотиво часов простоя и нормам затрат.

При расчете топлива электроэнергии на тягу поездов по отдельным составляющим общая величина расхода топливно-энергетических затрат определяется по формуле ?Т(Э)_пр. Расходы на топливо электроэнергию для работы маневровых, локомотивов МТ_м планируются по объему их работы в локомотивочасах, соответствующих нормам затрат на 1 ч маневровой работы n_м и цене 1 кг условного топлива или 1 кВт·ч электроэнергии:

SТ (Э) ^ман = n_мМТ_м·Ц/1.

Планирование расхода топлива и электроэнергии для прочих нужд определяется по количеству оборудования и устройств, их мощности и времени работы, объему или площади производственных помещений и по удельным нормам расхода топлива электроэнергии на единицу оборудования, объема или площади.

2. Амортизационные нормы отчисления электроэнергии

Амортизационные отчисления в составе общей суммы эксплуатационных расходов занимают 19,6 %. Для обеспечения непрерывности процесса производства необходимо восстановление основных средств путем полной замены износившегося оборудования или капитального ремонта отдельных частей. Расходы, используемые на эти цели, называются амортизационными отчислениями. Амортизация это процесс возмещения износа основных средств, участвующих в производстве, путем определения периодических годовых отчислений в объеме этого износа. Амортизационные отчисления состоят из реновационных отчислений на замену или возобновление основных средств.

Амортизационные отчисления зависят от стоимости основных средств, используемых в процессе перевозки. Чем больше стоимость основных фондов, тем выше доля амортизационных отчислений в себестоимости перевозок. Амортизационные отчисления рассчитываются по группам и видам основных средств.

Сумма отчислений на замену реновацию зависит от стоимости оборудования, долговечности его работы и нормы годовых отчислений квоты q_ам, процентов от балансовой стоимости технических средств Ц_бал. На износ основных средств влияют интенсивность их использования, атмосферные условия, методы ухода за оборудованием, качество ремонта и т. п.

Себестоимость перевозок - это оценочный показатель эффективности и качества работы железнодорожного транспорта (ОАО «КТЖ»), дорог (филиалов ОАО «КТЖ») и структурных подразделений отрасли. Себестоимость железнодорожных перевозок рассчитывается по расходам, связанным с основной производственной деятельностью. В себестоимость включаются только расходы магистрального транспорта. Погрузка и выгрузка, подвоз груза к станциям и вывоз его до места назначения производится в основном средствами клиентуры, расходы по этим операциям в себестоимость перевозок не входят.

Себестоимость перевозок рассчитывается делением суммы эксплуатационных расходов Е на объем перевозок PL, выраженный соответственно по грузовым перевозкам в тонно-километрах нетто, по пассажирским - в пассажирокилометрах, в среднем - в приведенных тонно-километрах:

Себестоимость перевозок рассчитывается на трех уровнях управления: в целом по сети, по железным дорогам и в отделениях железных дорог.

В структурных предприятиях определяется себестоимость продукции, т. е. удельные затраты в расчете на единицу определенного измерителя работы система измерителей установлена для каждого предприятия. В эксплуатационных расходах предприятия учитывается лишь часть функциональных затрат, связанных с перевозочным процессом. Учет и формирование расходов на всех уровнях управления ведется в соответствии с Номенклатурой расходов основных видов хозяйственной деятельности железнодорожного транспорта. На железнодорожном транспорте рассчитывается как средняя себестоимость перевозок, так и себестоимость перевозок в конкретных условиях, отличающихся от условий перевозок в среднем по сети и по отдельным железным дорогам. Себестоимость перевозок различается не только по видам перевозок, видам тяги и видам сообщения. Она значительно колеблется по отдельным железным дорогам (филиалам ОАО «КТЖ»), категориям поездов, направлениям перевозок груженое и порожнее, участкам и маршрутам следования отдельных родов грузов, операциям перевозочного процесса, типам вагонов, полигонам дорог с разным уровнем технического оснащения, различными климатическими условиями и т. д.

В современных рыночных условиях на себестоимость перевозок оказывают влияние факторы, связанные с развитием структурной реформы управления отраслью, в частности: с выделением различных форм собственности на подвижной состав, классификацией расходов по отдельным видам деятельности, степенью взаимосвязи эксплуатационных расходов с показателями конъюнктуры транспортного рынка объем перевозок, тарифы, качество транспортного обслуживания и др.

К внутриотраслевым факторам, оказывающим наиболее значительное влияние на себестоимость перевозок, следует отнести:

- объем перевозок;

- техническую оснащенность железнодорожного транспорта;

- качество эксплуатационной работы;

- величины качественных показателей использования подвижного состава;

- производительность труда;

- нормы затрат материальных и топливно-энергетических ресурсов;

- цены на технические средства;

- цены на топливо и электроэнергию, расходуемые на тягу поездов;

- степень износа основных фондов и особенно подвижного состава;

- структуру грузооборота по родам грузов и др.

Следует отметить, что многие из отмеченных факторов связаны между собой корреляционной зависимостью от объема перевозок зависит уровень технической оснащенности, в свою очередь оказывающий влияние на показатели качества эксплуатационной работы и т. д. Объем перевозок непосредственно влияет на величину себестоимости перевозок, и через нее он оказывает влияние на уровень тарифов, прибыли, инвестиции и другие показатели работы отрасли. Для определения резервов снижения себестоимости перевозок большое значение имеет качество планирования затрат и экономический анализ выполнения плана эксплуатационных расходов на основе факторной оценки влияния различных условий перевозок и показателей.

Технологическая норма учитывает расход электрической энергии на основные и вспомогательные процессы производства данного вида продукции работы, расход на поддержание технологических агрегатов в горячем резерве, на их разогрев и пуск после текущих ремонтов и холодных простоев, а также на технически неизбежные потери электроэнергии при работе оборудования. Общепроизводственные нормы общецеховые и общезаводские нормы, в состав которых включают расходы электроэнергии не только на технологические процессы, но и на вспомогательные нужды производства отопление, вентиляция, освещение, бытовки, и др, а также потери в электрических сетях. Как правило, предприятия выпускают несколько видов основной продукции. В таких случаях общезаводские удельные расходы электроэнергии рассчитывают по каждому виду продукции отдельно.

Для решения вопросов энергосбережения и прогнозирования электропотребления на предприятиях, выпускающих более одного вида продукции, можно также использовать понятие электроемкости основного вида продукции, когда весь годовой расход электроэнергии по предприятию относят к выпуску этого вида продукции. Показатель электроемкости наиболее укрупненный из всех нормативов расхода электроэнергии.

При разработке норм электропотребления используют три основных способа: опытный, расчетноаналитический и статистический. Опытный способ требует замеров расходов электроэнергии на каждую операцию в заданных режимах технологического процесса, предусмотренного регламентом. Суммирование полученных пооперационных расходов дает расход электроэнергии на единицу продукции. Такой подход требует применения большого числа измерительных приборов и значительных трудозатрат. Учитывая большое число электроустановок на любом предприятии, следует признать, что охватить их таким нормированием практически невозможно.

Расчетноаналитический способ предполагает определение норм расхода электроэнергии расчетным путем по паспортным данным технологического оборудования с учетом степени его загрузки, режимов работы и других факторов. Поэлементный расчет множества составляющих энергозатрат делает этот способ чрезвычайно трудоемким.

Статистический способ основан на статистической обработке данных по общим и удельным расходам за ряд временных отрезков и выявлении факторов, влияющих на их изменение. Расчеты ведутся по показаниям приборов учета электроэнергии и данным по выпуску продукции. Этот способ наименее трудоемок, надежен и получил широкое распространение в практике нормирования электропотребления.

Фактические удельные расходы электроэнергии за разные периоды времени отличаются, что обусловлено различной загрузкой выделенного объекта, режимами работы, составом сырья и другими факторами. Если все эти условия одинаковы, то значения удельных расходов близки за разные периоды, их распределение должно быть нормальным гауссовым. В этом случае можно получить среднее значение расхода электроэнергии за ряд периодов и использовать его как нормативное.

Распределение экспериментальных данных является нормальным гауссовым только в случае одинаковых условий протекания технологического процесса и одинаковых параметров выпускаемой продукции. Достаточно часто данные не соответствуют нормальному распределению, что обусловлено двумя группами факторов. Во-первых, может иметь место изменение параметров выпускаемой продукции, сырья или режимов работы оборудования. Во-вторых, нарушение нормального распределения объясняется проявлением техноценологических свойств, которые в данном случае объясняются отступлениями от технологии, браком, объемом плавки существенно меньше номинального. Именно эти случаи должен выявлять технолог.

Отклонение распределения от нормального задает некоторую область, которая определяет возможные объемы энергосбережения организационными мерами. Нормы, полученные любым способом, отражают режимы электропотребления для выпуска продукции только на том предприятии, где они получены, и не могут быть распространены ни на отрасль в целом, ни на другое предприятие. Это обусловлено индивидуальными свойствами каждого как сложной системы ценологического типа. Например, опытным способом.

Норма расхода электроэнергии норма электропотребления усредненная расчетная величина, директивно устанавливаемая и используемая для прогноза или анализа электропотребления, а также для стимулирования энергосбережения. Удельные расходы электроэнергии и нормы можно рассчитывать в натуральном. Предпочтительнее рассчитывать удельные расходы электроэнергии в натуральном выражении. Нормы подразделяются по периоду действия (годовые, квартальные, месячные, сменные); степени агрегации (индивидуальные, групповые); составу расхода (технологические, общепроизводственные).

Индивидуальной называется норма расхода электроэнергии на производство единицы продукции работ устанавливаемую по типам или отдельным агрегатам технологическим схемам применительно к определенным технологическим условиям. Групповой называется норма, установленная по группе предприятий отрасли на производство единицы одноименной продукции (работы) в стандартных условиях производства такие нормы разрабатывали в условиях планово электроэнергии

3. Расчетная часть

Расчёт номинального тока ТЭД:

I_H = P_днЧ10³/(U_днЧз_д) = 758Ч10³/(1500Ч0,94) = 538 А

Расчёт шести значений токов якоря, соответствующих 0,25; 0,5; 0,75; 1,25; 1,5 и 1,75 номинального тока.

I = 0,25Ч538 = 135. А, результаты остальных расчётов.

Расчёт удельной ЭДС для семи значений токов якоря.

С_VФ = 35,5Ч(1 - e^-Iв/260) = 35,5Ч(1 - е^-135/260) = 14,4 В/км/ч,

результаты остальных расчётов.

Расчёт силы тяги ТЭД для принятых значений токов.

F_кд = 3,6ЧС_VФЧIЧз_FЧ10^-3 = 3,6Ч14,4Ч135Ч0,95Ч10^-3 = 6,65 кН,

Силовая электрическая цепь электровоза постоянного тока силовой цепи электровоза постоянного тока.

Расчёт сопротивления секций реостата и шунтирующих резисторов.

Расчёт сопротивлений секций реостата:

r_д = 0,12 Ом - сопротивление обмоток ТЭД.

R_тр = U_c/I_тр - 4Чr_д = 3000/538 - 4Ч0,12 = 5,1

Ом - сопротивление при троганий. Сопротивление секций реостата:

R_а = 0,18ЧR_тр = 0,18Ч5,1 = 0,92 Ом;

R_б = 0,17ЧR_тр = 0,17Ч5,1 = 0,87 Ом;

R_в = 0,15ЧR_тр = 0,15Ч5,1 = 0,76 Ом.

Расчёт сопротивлений шунтирующих резисторов.

R_ш2 = 2r_вЧв₂/(1 - в₂) = 2Ч0,036Ч0,4/(1 - 0,4) = 0,048 Ом,

R_ш1 + R_ш2 = 2r_вЧв₁/(1 - в₁) = 2Ч0,036Ч0,62/(1 - 0,62) = 0,117 Ом,

R_ш1 = 0,117 - 0,048 = 0,069 Ом,

r_в = 0,3Чr_д = 0,3Ч),12 = 0,036 Ом.

R_тр = U_c/I_тр - 4Чr_д = 3000/538 - 4Ч0,12 = 5,1 Ом

R_а = 0,18ЧR_тр = 0,18Ч5,1 = 0,92 Ом;

R_б = 0,17ЧR_тр = 0,17Ч5,1 = 0,87 Ом;

R_в = 0,15ЧR_тр = 0,15Ч5,1 = 0,76 Ом.

Расчёт и построение скоростных и тяговых характеристик при регулировании возбуждения

Расчётные формулы и расчёт одного значения для позиций регулирования возбуждения.

При в₁ = 0,62:

I_B1 = в₁ЧI = 0,62Ч269 = 167 A;

F_кд = 3,6ЧС_VФЧIЧз_FЧ10^-3 = 3,6Ч16,9Ч269Ч0,95Ч10^-3 = 15,55 кН,

F_к = F_кдЧN_д = 15,55Ч8 = 124,4 кН,

При в₂ = 0,4:

I_B2 = в₂ЧI = 0,4Ч269 = 108 A;

определяем С_VФ = 11,8 В/км/ч.

F_кд = 3,6ЧС_VФЧIЧз_FЧ10^-3 = 3,6Ч11,8Ч269Ч0,95Ч10^-3 = 10,85 кН,

F_к = F_кдЧN_д = 10,85Ч8 = 86,8 кН,

V = (U'_C - IЧr_д)/С_VФ = (1500 - 269Ч0,12)/11,8 = 124,4 км/ч

Таблица 1. Расчёт координат точек тяговых характеристик электровоза при регулировании возбуждения ТЭД

Расчёт массы поезда. На основании результатов расчётов в разделе 3 определяем расчётное значение силы тяги F_кр = 604 кН и соответствующую ей расчётную скорость V_р = 43,3 км/ч.

Расчёт основного удельного сопротивления движению при расчётной скорости.

w_op = 1,08 + 0,01ЧV_p + 1,52Ч10^-4ЧV²_p = 1,08 + 0,01Ч43,3+1,52Ч10^-4Ч43,3² =1,798 Н/кН

4. Анализ работы нормы расчета

Расчёт времени и пути разгона поезда расчётной массы на прямом горизонтальном участке пути.

Рассчитаем и построим характеристику основного сопротивления движению для скоростей 0, 25, 50, 75 и 100 км/ч при V = 0 км/ч:

w_o = 1,08 + 0,01ЧV + 1,52Ч10^-4ЧV² = 1,08 + 0,01Ч0 + 1,52Ч10^-4Ч0² = 1,08 Н/кН;

W_o = w_oЧMЧ9,81Ч10^-3 = 1,08Ч4800Ч9,81Ч10^-3 = 50,9 кН,

Графически определяем конечную скорость разгона поезда V_к = 95,0 км/ч.

Дt = MЧДV/3.6/(F_кср - W_0ср) = 4800Ч10/3,6/481,6 = 27,7 с;

Дs = V_cpЧДt/3.6 = 5Ч27,7/3,6 = 38 м;

При увеличении пусковой силы тяги время разгона уменьшается и наоборот, при уменьшении пусковой силы тяги время разгона увеличивается.

На подъёме время разгона увеличивается, на спуске - уменьшается. Управление электровозом при разгоне поезда электроэнергии максимально возможный ток переключения.

5. Характеристика работы электроэнергии

Актуальность исследования. Железнодорожный транспорт является энергоемким потребителем электроэнергии. Например, в 2007 г. для нужд электрической тяги использовано 40,41 млрд кВт-ч, что составило 5,35 % от общей выработки электроэнергии в стране. В этот же период доля затрат на оплату электроэнергии в среднем по сети дорог Казахстана составила 7,5 % от общих эксплуатационных расходов, а на отдельных дорогах достигала более 9 % в соответствии с основными положениями «Энергетической стратегии Казахстана на период до 2020 г.», утвержденной Правительством Республики Казахстан постановление № 1234-р от 28.08.2003), прогнозируется дальнейший рост тарифов на энергоресурсы. Поэтому одной из первоочередных задач в условиях непрерывного увеличения электропотребления на тягу поездов и эксплуатационные нужды железнодорожного транспорта является снижение платы за использование топливно-энергетических ресурсов. В настоящее время разрабатывается новая шкала штрафных санкций за низкие показатели качества электрической энергии (ПКЭ) в сторону ужесточения требований к потребителям. Совместным решением Государственного комитета по стандартизации и метрологии Министерства энергетики Республики Казахстан и АО «НК, КТЖ» «О мерах по обеспечению проведения обязательной сертификации электрической энергии» от 02.11.2001 Департаменту государственного энергетического надзора и энергосбережения Минэнерго Казахстан предписано проинформировать поднадзорные энергоснабжающие организации о необходимости разработки планов-графов подготовки к сертификации электрической энергии для составления прогноза показателей качества электрической энергии, что в полной мере относиться и к электроэнергетическим сетям железнодорожного транспорта. Цель работы - разработка системы анализа и прогноза показателей качества электрической энергии в электроэнергетической системе, содержащей электротяговую нагрузку переменного тока, путем составления сетевых карт качества электрической энергии, с учетом рационального использования существующих технических средств и схем питания тяговой сети.

Для достижения обозначенной цели поставлены и решены следующие задачи: разработать структуру системы мониторинга ПКЭ усовершенствовать методику измерения ПКЭ с учетом специфических особенностей системы электроснабжения железных дорог переменного тока; предложить алгоритм оценки состояния показателей качества электрической энергии на участках железных дорог переменного тока, провести их исследования и систематизировать полученные результаты для анализа эффективности использования существующих средств системы тягового электроснабжения по улучшению ПКЭ; разработать методику прогнозирования значений ПКЭ в зависимости от величины тяговой и нетяговой нагрузки.

Создать методику составления сетевой карты для оценки состояния показателей качества электрической энергии с учетом имеющихся технических средств управления качеством и определением участков с показателями, превышающими нормально и предельно допустимые значения методы исследования при проведении исследований в работе были использованы графоаналитические методы рас чета, имитационное моделирование на ЭВМ с применением итерационного метода расчета сложной электроэнергетической системы, содержащей электротяговую нагрузку, инструментальных средств программного комплекса Кортес системы тягового электроснабжения с учетом основных положений математической статистики и теории вероятностей с последующим экспериментальным определением ПКЭ с учетом специфики электроснабжения действующих участков магистральных железных дорогах переменного тока. Экспериментальные исследования проведены с использованием многоканального измерительно вычислительного комплекса научная новизна работы заключается в следующем усовершенствована методика измерения показателей качества электрической энергии на магистральных железных дорогах переменного тока позволяющая оценить влияние схем питания межподстанционных зон и возврата электроэнергии от перетоков мощности и рекуперации подвижного состава на изменение показателей качества электрической энергии в точках присоединения тяговых подстанций к системе внешнего электроснабжения; разработана методика прогнозирования значений показателей качества электрической энергии при изменении тяговой и нетяговой нагрузки в различных узлах электроэнергетической системы создана методика составления сетевой карты качества электрической энергии, отражающая характеристики исследуемого участка, состояние и результаты анализа рассматриваемых показателей с указанием их прогноза при применении предложенных в ней рекомендаций по улучшению ПКЭ. Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами экспериментальных исследовании. Расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 10 %. Практическая ценность работы разработанная структура системы мониторинга показателей качества электрической энергии обеспечивает возможность учета специфических особенностей электрифицированных железных дорог, влияющих на изменение показателей качества электрической энергии, для выбора научно обоснованных технических решений по улучшению этих показателей усовершенствованная методика измерения показателей качества электрической энергии на магистральных электрифицированных железных дорогах переменного тока позволяет получить первичную информацию о большинстве факторов, влияющих на качество электрической энергии разработанная методика прогнозирования дает возможность определить изменения показателей качества.

6. Результаты электрической энергии

Разработана система мониторинга показателей качества электрической энергии, включающая в себя три структурных элемента: состояние сбор фактического материала на участке электрифицированной железной дорога, проведение натурных исследований показателей качества электрической энергии; анализ определение научно обоснованных технических решений по приведению ПКЭ к нормированным величинам; прогнозирование информация о перспективах развития объекта с учетом воздействия на конкретный показатель качества электрической энергии различных проце2. Усовершенствована методика измерения ПКЭ на магистральных электрифицированных железных дорогах переменного тока, позволяющая более полно учесть первичную информацию о факторах, влияющих на качество электроэнергии, с учетом специфических особенностей электроснабжения железных дорог. Показано, что измерения ПКЭ необходимо проводить до пяти режимов работы системы тягового электроснабжения: три режима - без возврата электроэнергии из тяговой сети (схемы консольного, встречно-кольцевого и узлового питания), два режима - при возможном возврате электроэнергии из тяговой сети при двухстороннем питании (от протекания уравнительных токов без рекуперации и возврате электроэнергии при наличии рекуперации). Предложен алгоритм оценки состояния ПКЭ, позволяющий более полно проводить анализ с учетом имеющихся технических средств системы тягового электроснабжения по улучшению ПКЭ и выявления виновников их ухудшения, определения путей решения приведения ПКЭ к нормам, установленным ГОСТ 13109-97.

Разработана методика прогнозирования ПКЭ, позволяющая определить значения исследуемых показателей при различных режимах работы систем тягового и нетягового электроснабжения, при которых коэффициенты искажения синусоидальности кривой напряжения и несимметрии напряжения по обратной последовательности на шинах тяговых подстанций достигают нормально и предельно допустимых значений, установленных слов и факторов, а также принятых технических решений. Создана методика формирования сетевой (дорожной) карты качества электроэнергии электрифицированных железных дорог переменного тока, которая включает в себя характеристику исследуемого участка, состояние исследуемых показателей с учетом специфических особенностей электрифицированных дорог переменного тока, рекомендации по возможному снижению платы за электроэнергию на тягу поездов, а также прогнозные показатели качества при принятых технических и организационных решениях внедрение предложенной системы мониторинга ПКЭ на действующем участке электрифицированной железной дороги позволило получить экономический эффект в 0,9 млн. р., в том числе снижение потерь электрической энергии 692,4 тыс. р., включение ФКУ мощностью 2250 квар 141,6 тыс. р. При этом чистый дисконтированный доход для расчетного периода (пять лет) составляет 3,1 млн р. и срок окупаемости - менее двух лет. Кроме того, в случае изменений в действующем законодательстве и введения штрафных санкций за ухудшение ПКЭ на данном участке размер штрафных санкций может составить 13,5 млн. р. в год, а реализация предложенных технических решений по улучшению ПКЭ предполагает их снижение на 4 млн. р. в год.

Литература

1. Электрические железные дороги. Под ред. А.В. Плакса, В.Н. Пупонина М. Транспорт, 1993.

2. Правила тяговых расчётов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985.

3. Расчеты нормы электрической энергии не железнодорожном транспорте: 1992. Угрюмов. А. К.

4. Основные результаты электрической энергии. Жаброва. Транспорт, 1989. Кочнев Ф.П., Акулиничев В.М., Макарочкин А.М.

5. Общая характеристика работы электроэнергии М.: Транспорт, 1979.

6. Харланович, В.П. Шейкина: Транспорт, 1985. Технологическая норма расчетов.

7. Акулиничев В.М., Кудрявцев В.А., Корешков Б.И. Нормы отчисление электроэнергии М.: Транспорт, 1961.

Размещено на Allbest.ru