Эффективность рекуперативного торможения электровозов ВЛ80Р и ВЛ85 с энергосберегающим устройством в мехатронной системе управления тиристорным инвертором

Галат Н.И.

ISSN 0321-2653 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2007. № 3

ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА И ЭНЕРГЕТИКА

УДК 629.421.1.003.13:621.3.024

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ВЛ80Р И ВЛ85 С ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ В МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ

Мехатронными принято называть микропроцессорные системы управления движением технических объектов, таких, например, как электроподвижной состав (ЭПС) железных дорог, основой которого являются электропоезда, грузовые и пассажирские магистральные электровозы и промышленные электровозы. Электровозы с микропроцессорным управлением их движением являются разновидностями меха-тронных систем.

Первые разработки систем управления ЭПС [1], выполненные на элементах интегральной схемотехники, были внедрены в 90-е гг. прошлого столетия в блоках управления выпрямительно-инверторным преобразователем БУВИП-133 на 71 грузовом электровозе ВЛ80Р, на 269 грузовых электровозах ВЛ85 и на 47 пассажирских электровозах ВЛ65. Эти электровозы изготовлены Новочеркасским электровозостроительным заводом (в настоящее время общество с ограниченной ответственностью «Производственная компания "Новочеркасский электровозостроительный завод"» (ООО «ПК"НЭВЗ"»). У всех этих электровозов нормативный 30-летний срок службы еще не истек, и их эксплуатация будет продолжаться. Так, электровозы, изготовленные в 1994 г., будут эксплуатироваться на Российских железных дорогах в суровых климатических условиях Сибири и Дальнего Востока до 2024 г., продолжая приносить ежегодно существенный экономический эффект [2], получаемый в том числе и от внедрения на них энергосберегающей разработки [1].

По информации, подготовленной отделом электровозных систем и испытаний открытого акционерного общества «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ») и получаемой с Российских железных дорог [2], внедрение на этих электровозах разработки [1] позволяет:

- повысить устойчивость тиристорного инвертора за счет введения в систему управления преобразователем в блоках БУВИП-133 отрицательной обратной связи по току инвертора вместо положительной обратной связи;

- повысить безопасность движения поездов за счет улучшения рекуперативного торможения.

По этой же информации экономический эффект, получаемый от внедрения разработки [1] в блоках БУВИП-133 на электровозах ВЛ80Р и ВЛ85, характеризуется следующими количественными показателями:

- увеличение возврата электроэнергии в контактную сеть при рекуперативном торможении на 2 %;

- сокращение расхода тормозных колодок на 3 % за счет повышения устойчивости рекуперативного торможения.

Для расчета экономического эффекта, получаемого от сокращения расхода тормозных колодок на 3 % при рекуперативном торможении, использованы эксплуатационные показатели электровозного парка, взятые из [2] и [3].

Количество сэкономленных за год тормозных колодок (ТК) в расчете на один электровоз определяют по формуле [2]

TK =

ДАр

Риз (Н

_ гг

тах тт

К

где ДЛрек - годовое увеличение возврата рекуперируемой электроэнергии одним электровозом на 2 % за счет внедрения энергосберегающего устройства [1] в мехатронную систему управления тиристорным инвертором рассматриваемых электровозов, которое для электровозов ВЛ80Р и ВЛ85 равно соответственно 15,4 • 103 кВт-ч и 14 • 103 кВт-ч; Риз - удельный расход энергии на износ тормозной колодки на 1 мм, кВт-ч (Риз = 7,783 кВт-ч); Нтах - толщина новой тормозной колодки, мм (Нтах = 50 мм); Нтт - наименьшая допустимая толщина тормозной колодки, мм (Нтш = 13 мм); Пис - КПД полезного использования энергии рекуперации (Пис = 0,725).

Тогда для электровоза ВЛ80Р

TK =

15,4-10

3

7,783 -(50 -13)- 0,725

= 74 шт;

ISSN 0321-2653 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИМ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2007. № 3

для электровоза ВЛ85

TK =

14-103

7,783-(50 -13)-0,725

= 67 шт.

Годовой экономический эффект АС^, выраженный стоимостью сэкономленных за год тормозных колодок в расчете на один электровоз определяют так

где С1тк - цена одной тормозной колодки, руб. (С1тк = = 250 руб.).

Тогда для электровоза ВЛ80Р АСтк = 74 • 250 = = 18500 руб.; для электровоза ВЛ85 АСтк = 67 • 250 = = 16750 руб.

Экономический эффект АСтк, выраженный стоимостью сэкономленных тормозных колодок на одном электровозе в течение срока службы 30 лет:

АС'тк = 30 • ДСтк;

ВЛ80Р АС'та = 30 • 18500 = 555000 руб; ВЛ85 АС'те = = 30 • 16750 = 502500 руб.

Годовой экономический эффект ДС"1к, выраженный стоимостью сэкономленных тормозных колодок при эксплуатации 71 электровоза ВЛ80Р и 269 электровозов ВЛ85 в течение одного года: ВЛ80Р АС"^ = = 71 • ДСте = 71 • 18500 = 1,31 млн руб.; ВЛ85 АС"те = = 269 • ДСте = 269 • 16750 = 4,5 млн руб.

Экономический эффект АС^"1к, выраженный стоимостью сэкономленных тормозных колодок при эксплуатации 71 электровоза ВЛ80Р и 269 электровозов ВЛ85 в течение срока службы 30 лет: ВЛ80Р АС'% =

= 30 • ДС"те = 30 • 1,31 млн руб. = 39,3 млн руб.; ВЛ85 АС"та = 30 • ДС"те = 30 • 4,5 млн руб. = 135 млн руб.

Таким образом, практическая реализация (внедрение) разработки [1] в блоках БУВИП-133 на 71 электровозе ВЛ80Р и на 269 электровозах ВЛ85 обеспечивает следующую экономию в эксплуатации, обусловленную сокращением расхода тормозных колодок при рекуперативном торможении на 3 %:

Электровозы Электровозы ВЛ80Р ВЛ85

- за срок службы 30 лет 39,3 млн руб. 135 млн руб.

- за год 1,31 млн руб. 4,5 млн руб.

В расчете на 1 электровоз ВЛ80Р или ВЛ85 экономия в эксплуатации составляет:

ВЛ80Р

- за срок службы 30 лет

- за год

ВЛ85

555 тыс. руб. 502,5 тыс. руб. 18,5 тыс. руб. 16,75 тыс. руб.

Литература

1. А.с. № 767933 СССР, М. Кл. Н02 Р 13/16. Устройство для управления тиристорным инвертором/Н.И. Галат, О.Р. Ка-лабухов, Б.М. Наумов. Опубл. 30.09.1980 // Б. И. № 36.

2. Кравчук В.В., Лещев А.И., Дениско Н.П., Поддавашкин А.С. Оценка эффективности применения электровоза ВЛ65 на Забайкальской железной дороге // Электровозостроение: Сб. науч. тр./ ОАО «ВЭлНИИ». Новочеркасск, 2000. Т. 42. С. 128-143.

3. Методические указания по оценке технико-экономической эффективности новых и усовершенствованных электровозов. М., 1986.

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

10 ноября 2006 г.

УДК 621.31:338.45 (470+571)

МОДЕЛИ ОРГАНИЗАЦИИ НАЦИОНАЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Рассмотрим типологию существующих моделей преобразования национальных энергетик. Главной целью реструктуризации электроэнергетической отрасли в любой стране является формирование возможностей для снижения энергозатрат в национальной экономике путем активизации конкуренции на рынке электроэнергии. Изменения, осуществляемые в ходе реструктуризации, затрагивают три составляющие: государственное регулирование, структуру отрасли и собственность. В ряде зарубежных стран была проведена полная или частичная приватизация, что снизило долю государственной собственности в от-

расли, ограничив влияние правительства на макро- и мезоуровне.

В целом структурные изменения в национальных электроэнергетических отраслях приводят к уменьшению вмешательства государства, устранению монополизма, ослаблению контроля над ценами и тарифами, снижению дотаций. Все это в совокупности создает предпосылки для зарождения и развития конкуренции на рынке электроэнергии. Но типична ли подобная модель (схема) для каждой страны? Нет. В действительности каждой стране присущ свой сценарий. Во-первых, существенно разнятся исходные позиции

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Галат Н. И.

Похожие темы научных работ по экономике и бизнесу , автор научной работы — Галат Н. И.