Научная статья на тему 'Технология учета расхода электроэнергии электроподвижным составом с использованием информационно-измерительных комплексов и технические требования к таким комплексам'

Технология учета расхода электроэнергии электроподвижным составом с использованием информационно-измерительных комплексов и технические требования к таким комплексам Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
586
64
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЯГА ПОЕЗДОВ / ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ СОСТАВ / УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ / TRAIN TRACTION / ELECTRIC ROLLING STOCK / ELECTRIC ENERGY MEASURING

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Никифоров Михаил Михайлович, Ушаков Сергей Юрьевич, Каштанов Алексей Леонидович

В статье выполнен анализ текущего состояния учета электроэнергии на электроподвижном составе. Показаны основные недостатки существующей системы учета электроэнергии на тягу поездов. Представлены технические требования к информационно-измерительным комплексам учета электроэнергии для электроподвижного состава. Описаны технология учета потребления электроэнергии на тягу поездов при наличии на электроподвижном составе информационно-измерительных комплексов учета электроэнергии и порядок обработки результатов измерений, в том числе минимально необходимый перечень фиксируемых в процессе поездки параметров. Приведен порядок расчета расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета электроэнергии. Рассмотрены перспективы применения предложенных разработок на сети железных дорог для обеспечения мониторинга энергоэффективности перевозочного процесса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Никифоров Михаил Михайлович, Ушаков Сергей Юрьевич, Каштанов Алексей Леонидович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE TECHNOLOGY OF ELECTRICITY ACCOUNTING ON THE ROLLING STOCK WITH THE USE OF INFORMATION-MEASURING COMPLEXES AND TECHNICAL REQUIREMENTS FOR SUCH COMPLEXES

The article analyzes the current state of electricity measuring on the electric rolling stock. The main shortcomings of the existing electric power measuring systems for train traction are shown. The technical requirements for information-measuring systems of electricity accounting on electric rolling stock are presented. The technology of electricity accounting on the rolling stock with the use of information-measuring complexes and the procedure for processing the measurement results are described. The minimum required list of fixing parameters during the trip is determined. The procedure for calculating the electric power consumption of electric rolling stock within the boundaries of an arbitrary electricity metering zone is given. The prospects of application of the proposed developments on the railway network are considered to provide monitoring of the transportation process energy efficiency.

Текст научной работы на тему «Технология учета расхода электроэнергии электроподвижным составом с использованием информационно-измерительных комплексов и технические требования к таким комплексам»

Саля Илья Леонидович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Информатика, прикладная математика и механика», ОмГУПС.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Лукьянова О. А. Исследование влияния силы сухого трения в узлах крепления поворотных консолей на изменение натяжения по длине анкерного участка электрифицированной железнодорожной магистрали / О. А. Лукьянова, С. В. Заренков, И. Л. Саля // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2017. - № 4(32). - С. 88 - 101.

Salya Ilya Leonidovich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Computer science, Applied Mathematics and Mechanics», OSTU.

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Lukyanova O. A., Zarenkov S. V., Salia I. L. Investigation of the influence of the dry friction power in the units of the mounting convoys on the change of tension on the length of the anchor site of the electrificated railway. Journal of Transsib Railway Studies, 2017, vol. 32, no 4, pp. 88 - 101 (In Russian).

УДК 621.331УДК 629.4

М. М. Никифоров, С. Ю. Ушаков, А. Л. Каштанов

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

ТЕХНОЛОГИЯ УЧЕТА РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНЫМ СОСТАВОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТАКИМ КОМПЛЕКСАМ

Аннотация. В статье выполнен анализ текущего состояния учета электроэнергии на электроподвижном составе. Показаны основные недостатки существующей системы учета электроэнергии на тягу поездов. Представлены технические требования к информационно-измерительным комплексам учета электроэнергии для электроподвижного состава. Описаны технология учета потребления электроэнергии на тягу поездов при наличии на электроподвижном составе информационно-измерительных комплексов учета электроэнергии и порядок обработки результатов измерений, в том числе минимально необходимый перечень фиксируемых в процессе поездки параметров. Приведен порядок расчета расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета электроэнергии. Рассмотрены перспективы применения предложенных разработок на сети железных дорог для обеспечения мониторинга энергоэффективности перевозочного процесса.

Ключевые слова: тяга поездов, электроподвижной состав, учет электроэнергии.

Mikhail M. Nikiforov, Sergey Yu. Ushakov, Alexey L. Kashtanov

Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation

THE TECHNOLOGY OF ELECTRICITY ACCOUNTING ON THE ROLLING STOCK WITH THE USE OF INFORMATION-MEASURING

COMPLEXES AND TECHNICAL REQUIREMENTS FOR SUCH COMPLEXES

Abstract. The article analyzes the current state of electricity measuring on the electric rolling stock. The main shortcomings of the existing electric power measuring systems for train traction are shown. The technical requirements for information-measuring systems of electricity accounting on electric rolling stock are presented. The technology of electricity accounting on the rolling stock with the use of information-measuring complexes and the procedure for pro-

cessing the measurement results are described. The minimum required list of fixing parameters during the trip is determined. The procedure for calculating the electric power consumption of electric rolling stock within the boundaries of an arbitrary electricity metering zone is given. The prospects of application of the proposed developments on the railway network are considered to provide monitoring of the transportation process energy efficiency.

Keywords: train traction, electric rolling stock, electric energy measuring.

Достоверность учета электроэнергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций и электроподвижного состава (ЭПС) является ключевым фактором, от которого зависит качество анализа, планирования и нормирования расхода электроэнергии на тягу поездов.

Вопросу обеспечения достоверности учета электроэнергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций традиционно уделяется основное внимание, так как именно по ним осуществляются расчеты за потребленную электроэнергию [1].

Важным критерием, характеризующим эффективность электропотребления на тягу поездов, является небаланс электроэнергии, отпущенной с шин тяговых подстанций и потребленной ЭПС. Небаланс включает в себя технологическую и так называемую коммерческую составляющую, обусловленную погрешностями приборов учета электроэнергии, а также методическими ошибками и погрешностями, возникающими при определении расхода электроэнергии на тягу поездов [2, 3]. При этом основными причинами коммерческой составляющей небаланса являются устаревшая приборная база учета электроэнергии на ЭПС и традиционно применяемые способы сбора и обработки данных о расходе электроэнергии на тягу поездов [4].

С целью снижения коммерческой составляющей небаланса электроэнергии на тягу поездов, а также совершенствования системы анализа эффективности ее использования был разработан и запатентован способ определения расхода электроэнергии ЭПС в границах произвольной зоны учета [5]. На основании этого способа была разработана концепция совершенствования учета электроэнергии на тягу поездов, позволяющая создать автоматизированную систему мониторинга энергоэффективности перевозочного процесса в границах произвольного участка железной дороги [6, 7].

В настоящее время выполнены теоретические и экспериментальные исследования по оценке эффективности внедрения автоматизированных систем учета электроэнергии на фидерах контактной сети тяговых подстанций [8, 9]. Однако организовать полноценную систему мониторинга энергоэффективности перевозочного процесса не представляется возможным по следующим причинам:

нахождение в эксплуатации значительной доли морально и физически устаревших счетчиков электрической энергии с низким классом точности и высоким порогом чувствительности (более 50 % эксплуатируемых в настоящее время на ЭПС, принадлежащем ОАО «Российские железные дороги», счетчиков электроэнергии имеют классы точности 2,0 и ниже);

частые отказы счетчиков электрической энергии;

отсутствие масштабных преобразователей напряжения на электровозах переменного тока;

уязвимость схем подключения средств измерения электроэнергии для несанкционированного вмешательства извне;

низкая функциональность средств измерения электроэнергии;

значительное влияние на результат измерений человеческого фактора вследствие отсутствия автоматизации процесса сбора и обработки информации о потреблении электроэнергии;

применение расчетных методов распределения расхода электроэнергии между соседними железными дорогами на участках взаимозаездов локомотивных бригад.

Анализ перечисленных причин показывает, что возникла необходимость разработки и внедрения на ЭПС, принадлежащем ОАО «Российские железные дороги», а в перспективе и

102 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(32) 2017

1

на приватном подвижном составе, который станет обращаться на путях общего пользования, современных информационно-измерительных комплексов (ИИК), которые были бы лишены указанных выше недостатков, а также соответствовали бы требованиям, предъявляемым к системам коммерческого учета электроэнергии.

Для формирования единого подхода к обеспечению учета электроэнергии на ЭПС в Омском государственном университете путей сообщения были разработаны, согласованы и утверждены распоряжением ОАО «РЖД» № 3226р от 31 декабря 2014 г. технические требования к автоматизированным информационно-измерительным комплексам учета электроэнергии на тяговом подвижном составе.

С целью обеспечения необходимой точности измерений электроэнергии, соответствующей коммерческому учету, устанавливаются следующие требования к элементам ИИК ЭПС:

- класс точности блока учета (счетчика) электроэнергии при измерениях - не хуже:

по активной энергии: 0,5Б по ГОСТ 30206-94 для переменного тока и ГОСТ 10287-83 для постоянного тока;

по реактивной энергии: 1,0 по ГОСТ 26035-83;

- классы точности первичных измерительных преобразователей (ПИП) тока и напряжения - не ниже 0,5;

- потери напряжения во вторичной измерительной цепи не должны превышать 0,25 % номинального вторичного напряжения ПИП.

Для защиты информации от несанкционированного доступа в ИИК ЭПС должны быть реализованы как физические средства защиты (пломбирование открывающихся корпусов измерительных блоков и клеммников электрических цепей ПИП напряжения и тока), так и программные (наличие системы паролей и разграничения доступа пользователей к изменению параметров, времени и данных, шифрование информации при ее передаче через беспроводные каналы связи, автоматическая регистрация в электронных журналах всех событий, связанных с изменениями параметров настройки, коррекции данных или системного времени).

Помимо основной задачи - измерения расхода и возврата электроэнергии подвижным составом за поездку - растущие потребности компании в сфере управления энергетической эффективностью перевозочного процесса диктуют необходимость существенного расширения функционала бортовых информационно-измерительных комплексов. Основные функции ИИК ЭПС, устанавливаемые техническими требованиями, и основное назначение их использования приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Функции ИИК ЭПС

Функция ИИК ЭПС Основное назначение

1 2

Измерение следующих электрических величин: действующих значений тока (со знаком) и напряжения, средние значения активной (со знаком) и реактивной мощности (по четырем квадрантам), расхода и возврата активной и реактивной энергии нарастающим итогом Учет активной и реактивной энергии, анализ изменения электрических параметров ЭПС в зависимости от режимов вождения поездов, режимов работы системы тягового электроснабжения и поездной обстановки

Регистрация географических координат местоположения ЭПС по данным спутниковых навигационных систем вР8/ГЛОНАСС, даты и времени, получаемых от системы обеспечения единого времени (СОЕВ) Возможность привязки измеряемых электрических величин ко времени и местоположению ЭПС

Обеспечение возможности выбора следующих интервалов усреднения результатов измерения электрических величин: 1 с, 3 с или 1 мин Определение расхода и возврата электроэнергии в границах произвольной зоны учета, формирование профилей тока, напряжения на токоприемнике и мощности ЭПС по ходу его движения

№ 4(32) 2017 - ИЗВЕСТИЯ Транссиба

Окончание таблицы 1

1 2

Обеспечение беспроводного канала связи между секциями одного ЭПС Возможность сбора информации об общем электропотреблении, значении тока и мощности ЭПС, в том числе работающего по системе многих единиц

Возможность записи измеряемых и регистрируемых параметров и их хранения во внутренней памяти до 35 суток Последующий анализ измеряемых и регистрируемых параметров

Еще одна важная функция ИИК ЭПС - возможность беспроводной передачи измеряемых и регистрируемых параметров на сервер обработки данных в режиме реального времени - должна реализовываться путем оснащения ИИК интерфейсами связи (протоколами передачи данных), обеспечивающими информационное взаимодействие с внешними устройствами (в частности устройствами беспроводной передачи данных, в том числе входящими в состав других бортовых комплексов): RS-485, RS-232, CAN, Ethernet, WLAN, GPRS, GSM. Данная функция позволит выполнять оперативный анализ данных по электропотреблению и других электрических параметров, а также исключит влияние человеческого фактора на процесс сбора, передачи и обработки информации.

Обработка данных, полученных с ИИК ЭПС, позволяет определять потребление и объем рекуперации электроэнергии в границах произвольной зоны учета как по отдельному локомотиву, так и за любой произвольный промежуток времени по всем локомотивам, проследовавшим по участку. В качестве зон учета электроэнергии принимаются следующие: меж-подстанционные зоны (далее - МПЗ), дистанции электроснабжения (далее - ЭЧ), полигоны железных дорог (далее - ЖД), тарифные зоны (далее - ТЗ), поездоучастки (далее - ПУ), пути отстоя (далее - ПО), нормируемые участки (далее - НУ).

Разработанная технология обработки данных ИИК ЭПС, также утвержденная к использованию на сети железных дорог ОАО «Российские железные дороги» распоряжением старшего вице-президента ОАО «РЖД» В. А. Гапановича № 3226р от 31 декабря 2014 г., включает в себя следующее:

- перечень параметров, подлежащих фиксации ИИК ЭПС, и способы их фиксации;

- описание способов считывания и передачи информации с ИИК ЭПС на сервер;

- порядок обработки информации, полученной с борта ЭПС, и форму представления данных для расчета электропотребления в зонах учета;

- алгоритм определения расхода и рекуперации электроэнергии ЭПС в границах зон учета;

- алгоритм определения расхода электроэнергии ЭПС в режиме простоя на путях отстоя;

- методику замещения данных в условиях неисправности ИИК ЭПС.

Минимальный перечень параметров, достаточный для выполнения расчетов, предусмотренных Технологией, определяется поставленной целью определения значений расхода и рекуперации электроэнергии ЭПС за различные периоды времени в границах различных зон учета. Помимо непосредственно информации о значениях расхода и рекуперации ЭПС указанный перечень должен содержать информацию, позволяющую однозначно идентифицировать принадлежность измеренных значений к конкретным ЭПС, локомотивной бригаде, поезду, зоне учета электроэнергии и периоду времени.

По способу получения в ИИК ЭПС фиксируемые параметры подразделяются на импортируемые и измеряемые [10]. Импортируемые параметры заносятся во внутреннюю память ИИК ЭПС каждой секции при его монтаже на борт подвижного состава. К ним относятся серия и номер ЭПС. Измеряемые параметры получают путем измерения величин с использованием различных датчиков и модулей ИИК ЭПС. Все измеряемые параметры фиксируются с заданным интервалом AT и сохраняются в памяти ИИК ЭПС.

104 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(32) 2017

1

Учет расхода и рекуперации электроэнергии ЭПС осуществляется раздельно. Для пассажирских электровозов и электропоездов дополнительно определяется значение расхода электроэнергии на энергообеспечение пассажирских вагонов.

Для организации передачи информации с ИИК ЭПС предполагается использование технологической ремонтно-оперативной радиосвязи ОАО «РЖД» (далее - РОРС) на базе подвижной радиотелефонной связи стандарта GSM в режиме GPRS с помощью бортовых GSM-модулей. Обмен информацией осуществляется с помощью унифицированного протокола передачи данных по беспроводному каналу связи в сети РОРС GSM.

Сбор данных с ИИК ЭПС, их обработка и хранение осуществляются на серверах верхнего уровня ОАО «РЖД». Если ИИК ЭПС не оснащены устройствами ГЛОНАСС/GPS/ GALILEO (в случаях, когда на борту ЭПС уже имеются устройства аналогичного назначения в составе других бортовых комплексов, отвечающие техническим требованиям, предъявляемым к таким устройствам), соотнесение измеренных ИИК ЭПС параметров с географическими координатами осуществляется на сервере.

Также на сервере осуществляется сопоставление измеренных ИИК ЭПС параметров с границами зон учета электроэнергии по методу соотнесения результатов измерений количества электрической энергии (мощности) с навигационными и информационными сведениями, который был разработан в Омском государственном университете путей сообщения и утвержден для применения на сети железных дорог распоряжением старшего вице-президента ОАО «Российские железные дороги» В. А. Гапановича № 2339р от 16 ноября 2010 г., «Методика измерения электроэнергии (мощности) на тяговом подвижном составе». В соответствии с данным методом измеренные географические координаты местоположения ЭПС сопоставляются с географическими координатами границ зон учета электроэнергии.

База данных географических координат границ зон учета электроэнергии хранится на сервере баз данных ОАО «РЖД». Пример представления соответствия географических координат границам различных типов зон учета электроэнергии приведен в таблице 2.

Отнесение измеренных ИИК параметров к той или иной поездке в границах участка работы локомотивной бригады (далее - ЛБ) выполняется путем сопоставления их по времени, серии и номеру ЭПС с данными маршрута локомотивной бригады, полученными из АС ЦОММ. Для определения значений расхода электроэнергии при различных состояниях ЭПС (в режиме отстоя, при маневрировании на станции, при движении с поездом и т. д.) данные, полученные с ИИК ЭПС, соотносятся по времени, серии и номеру ЭПС с моментами изменения кодов состояния ЭПС, получаемыми из АСОУП.

В результате обработки на сервере формируется массив данных соотнесенных результатов измерения с данными маршрута локомотивной бригады, границами зон учета и кодами состояния ЭПС [10]. Определение значений расхода и рекуперации электроэнергии ЭПС в границах зон учета осуществляется на сервере.

Расход электроэнергии ЭПС в границах любой зоны учета за отчетный период в соответствии с рекомендациями работы [1] определяется по формуле:

W3y=i t (( - W(1_V)s ) (1)

s=1 i=1

где (( - W-j)s) - измеренное значение приращения количества электроэнергии, потребленной ЭПС из контактной сети, за интервал измерения AT;

q - количество интервалов измерения электроэнергии за время нахождения ЭПС в границах расчетной зоны учета в отчетном периоде;

f - количество ЭПС, находившихся в расчетной зоне учета в отчетном периоде.

Таблица 2 - Пример представления соответствия географических координат границам зон учета электроэнергии

Наименование зоны учета Код зоны учета Географические координаты границ зон учета

граница 1 граница 2 граница 3 граница к

МПЗ

МПЗ1 З1 ФзИ; ^ З11 фЗ12; ^ З12 - - -

МПЗ2 З2 фЗ21; ^ З21 фЗ22; ^ З22 - - -

МПЗ) З, фзл; ^ зл фЗ]2; ^ З]2 - - -

Дистанции электроснабжения

ЭЧ1 Э1 фЭ11; ^ Э11 фЭ12; ^ Э12 - - -

ЭЧ2 Э2 фЭ21; ^ Э21 фЭ22; ^ Э22 фЭ23; ^ Э23 - -

ЭЧ) Э) фэл; ^ эл фЭ]2; ^ Э)2 фЭ)3; ^ Э)3 фЭ]к; ^ Э)к

Полигоны железных дорог

ЖД) Ж) фжл; ^ жл фЖ]2; ^ Ж]2 фЖ)3; ^ Ж)3 фЖ]к; ^ Ж]к

граница 1 граница 2 граница 3 граница к

Тарифные зоны

ТЗ) Ж фтл; ^ тл фТ]2; ^ Т)2 фТ)3; ^ Т)3 фТ]к; ^ Т)к

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Поездоучастки

ПУ) Ж фПЛ; ^пЛ фП]2; ^ П]2 - -

Пути отстоя

ПО) О) фол; ^ол фО]2; ^ О]2 - -

Нормируемые участки

НУ) Н) фНЛ; ^нЛ фН]2; ^ Н]2 - -

Аналогично формуле (1) определяются значения рекуперации (ЖЗу ) и расхода электроэнергии на энергообеспечение пассажирских вагонов ( ЖЗУ ) в границах расчетной зоны учета за отчетный период.

Расход электроэнергии между моментом времени сдачи ЭПС предыдущей локомотивной бригадой и моментом времени приема ЭПС следующей локомотивной бригадой (отмечены соответствующими кодами состояния локомотива в графе 10 таблицы 4) является расходом электроэнергии ЭПС без бригады. Общий расход электроэнергии ЭПС без бригады в границах зоны учета (за исключением участков работы локомотивных бригад) за отчетный период определяется по формуле:

=1 £ (( - ), (2)

5=1 i=1

где - количество интервалов измерения значений расхода электроэнергии за время нахождения ЭПС в границах расчетной зоны учета в отчетном периоде, ограниченных моментами времени сдачи ЭПС предыдущей локомотивной бригадой и моментами времени приема ЭПС следующей локомотивной бригадой;

106 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(32) 2017

1

/1 - количество ЭПС, находившегося в расчетной зоне учета в отчетном периоде в режиме простоя без бригады.

Аналогично формуле (2) определяется значение расхода электроэнергии на энергообеспечение пассажирских вагонов без бригады (ЖЗУБ ) в границах зоны учета за отчетный

период.

Значение общего расхода электроэнергии ЭПС в режиме простоя на путях отстоя за отчетный период определяется аналогично формуле (2).

Значение расхода электроэнергии в режиме ожидания ремонта, технического обслуживания или модернизации на путях отстоя за отчетный период определяется по формуле:

Жп°г=1 I (( - ж.-^ ), (3)

5=1 1=1

где ф. - количество интервалов измерения значений расхода электроэнергии за время нахождения ЭПС на путях отстоя в отчетном периоде, ограниченных моментами сдачи его локомотивной или экипировочной бригадой перед постановкой в ремонт, на техническое обслуживание или модернизацию и окончанием ремонта, технического обслуживания или модернизации, отмечаемых в актах и книгах соответствующих форм согласно «Инструкции по учету локомотивов», утвержденной распоряжением первого вице-президента ОАО «РЖД» В. Н. Морозова № 2155р от 29 октября 2012 г., для электровозов и «Инструкции по учету наличия, состояния, ремонта, технического обслуживания, работы и использования ТПС», утвержденной распоряжением ОАО «РЖД» № 2293р от 11 ноября 2009 г., для МВПС; /2 - количество единиц ЭПС, находившихся на путях отстоя в отчетном периоде в режиме простоя.

Значение расхода электроэнергии в режиме ожидания работы на путях отстоя за отчетный период определяется по формуле:

Жпог=11( - жу (4)

5=1 i=\

где ц3 - количество интервалов измерения значений расхода электроэнергии за время нахождения ЭПС на путях отстоя в отчетном периоде, ограниченных моментом окончания ремонта, технического обслуживания или модернизации и моментом выдачи его на станцию.

В случае неисправности ИИК ЭПС приоритет в отношении средств учета значений расхода электроэнергии на ЭПС определяется следующим образом:

картриджи регистраторов параметров движения и автоведения или иных регистраторов параметров работы ЭПС (далее - регистратор параметров), содержащих информацию о значении расхода электроэнергии с привязкой к пути;

штатные счетчики электроэнергии.

При учете электроэнергии регистраторами параметров информация с картриджей в установленном в ОАО «РЖД» порядке передается на сервер, где выполняется соотнесение результатов измерения с данными маршрута локомотивной бригады, кодами состояния ЭПС и границами зон учета для конкретного ЭПС, в результате чего формируется таблица 4.

При учете значений расхода электроэнергии штатными счетчиками их показания заносятся машинистом в маршрут машиниста в установленном порядке. В итоге в АС ЦОММ формируются значения расхода электроэнергии в целом по поездке. Значение расхода электроэнергии по 1-й поездке в расчетной зоне учета при этом определится по формуле:

1Жу

ЖзУ,. = Ж • , (5)

где Ж - общий расход электроэнергии по поездке (по данным АС ЦОММ);

1=1

Ж' - общий расход электроэнергии по 1-й поездке по аналогичному участку работы локомотивных бригад в предшествующем отчетном периоде (по умолчанию принимается один месяц); ж ' - расход электроэнергии в расчетной зоне учета по результатам 1-й поездки по

ЗУI

аналогичному участку работы локомотивных бригад в предшествующем отчетном периоде;

х - количество 1-х поездок по аналогичному участку работы локомотивных бригад в предшествующем отчетном периоде.

Рекуперация и расход электроэнергии на энергообеспечение пассажирских вагонов определяются по формуле, аналогичной (5).

Результаты расчета заносятся в таблицу той же формы, что и таблица 4. Однако в этом случае в столбцах 4 - 6 будут содержаться суммарные значения расхода (рекуперации) электроэнергии в границах минимальной зоны учета электроэнергии, пересекаемой данным ЭПС в ходе поездки. При этом в столбцах 3 и 11 будут заполнены лишь строки, совпадающие с началом и окончанием поездки локомотивной бригады, а столбцы 7 и 8 будут оставаться пустыми.

Разработанные в Омском государственном университете путей сообщения и утвержденные для внедрения на сети железных дорог технология учета расхода электроэнергии электроподвижным составом с использованием информационно-измерительных комплексов и технические требования к таким комплексам являются одной из составляющих разрабатываемой в настоящее время автоматизированной системы мониторинга энергоэффективности перевозочного процесса, внедрение которой, как ожидается, позволит

исключить коммерческую составляющую небаланса электроэнергии на тягу поездов;

обеспечить оценку эффективности использования электроэнергии на тягу поездов, в том числе и энергии рекуперации;

локализовать участки с повышенным уровнем потерь электроэнергии в элементах и оборудовании системы тягового электроснабжения.

Список литературы

1. Каштанов, А. Л. Повышение эффективности контроля электропотребления на тягу поездов и нетяговые нужды по данным АСКУЭ: Монография [Текст] / А. Л. Каштанов, М. М. Никифоров, И. Ю. Норкин / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2010. - 118 с.

2. Хряков, А. А. Снижение коммерческой составляющей потерь электрической энергии на тягу поездов на полигоне постоянного тока [Текст] / А. А. Хряков, М. М. Никифоров // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2011. - № 1 (5). - С. 42 - 45.

3. Никифоров, М. М. Прогнозирование небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах железных дорог [Текст] / М. М. Никифоров, С. Ю. Ушаков, А. Г. Зверев // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: Материалы науч. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2016. - С. 106 - 112.

4. Школьников, Е. Н. Коммерческий учет электрической энергии на электроподвижном составе [Текст] / Е. Н. Школьников, В. Т. Черемисин, С. Ю. Ушаков // Железнодорожный транспорт. - 2016. - № 8. - С. 50 - 54.

5. Пат. на изобретение № 2559408 Россия, МПК Б60Ь3/00 (2006.01). Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета / Каштанов А. Л., Незевак В. Л., Никифоров М. М., Пашков Д. В., Ушаков С. Ю., Черемисин В. Т.; заявитель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. -№ 2014110567/11; заявл. 19.03.2014; опубл. 10.08.2015. Бюл. № 22.

6. Черемисин, В. Т. Концепция единой автоматизированной системы учета электрической энергии на тягу поездов [Текст] / В. Т. Черемисин, С. Ю. Ушаков, А. Л. Каштанов // Транспорт Урала / Уральский гос. ун-т путей сообщения. - Екатеринбург. - 2013. - № 4 (39). -С. 83 - 86.

108 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(32) 2017

1

7. Этапы реализации автоматизированной системы мониторинга энергоэффективности перевозочного процесса [Текст] / В. Т. Черемисин, С. Ю. Ушаков и др. // Железнодорожный транспорт. - 2015. - № 3. - С. 45 - 49.

8. Черемисин, В. Т. Повышение энергетической эффективности электротяги при внедрении мониторинга электроэнергии на фидерах контактной сети [Текст] / В. Т. Черемисин, А. Л. Каштанов, М. М. Никифоров // Транспорт Урала / Уральский гос. ун-т путей сообщения. - Екатеринбург. - 2015. - № 2 (45). - С. 67 - 70.

9. Никифоров, М. М. Перспективы повышения эффективности использования электроэнергии на тягу поездов при внедрении системы учета на фидерах контактной сети тяговых подстанций постоянного тока [Текст] / М. М. Никифоров, А. Л. Каштанов // Энергосберегающие технологии, контроль и управление для предприятий железнодорожного транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2015. - С. 18 - 23.

10. Черемисин, В. Т. Автоматизированный мониторинг энергетической эффективности работы электроподвижного состава ОАО «РЖД» / В. Т. Черемисин, С. Ю. Ушаков, Д. В. Пашков // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, - 2014. -№ 3. - С. 87 - 91.

References

1. Kashtanov A. L., Nikiforov M. M., Norkin I. Yu. Povysheniye effektivnosti kontrolya el-ektropotrebleniya na tyagu poyezdov i netyagovyye nuzhdy po dannym ASKUE (Increasing the effectiveness of the electric power consumption for traction and non-traction needs control using the ASKUE data). Monograph. Omsk: OSTU, 2010, 118 p.

2. Khryakov A. A., Nikiforov M. M. Reduction of the electric energy losses commercial component in train traction at the DC railway [Snizheniye kommercheskoy sostavlyayushchey poter' elektricheskoy energii na tyagu poyezdov na poligone postoyannogo toka]. Izvestija Transsiba -The journal of Transsib Railway Studies. 2011, no. 1 (5). pp. 42 - 45.

3. Nikiforov M. M., Ushakov S. Yu., Zverev A. G. Forecasting the imbalance of electric energy in train traction within the boundaries of railways [Prognozirovaniye nebalansa elektricheskoy energii na tyagu poyezdov v granitsakh zheleznykh dorog]. Materialy nauchno-prakticheskoj konfer-encii: «Innovacionnye proekty i tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte» (Materials of the scientific-practical conference: «Innovative projects and technologies in education, industry and transport»). Omsk, 2016, pp. 106 - 112.

4. Shkolnikov E. N., Cheremisin V. T., Ushakov S. Yu. Commercial accounting of electric energy on the electric rolling stock [Kommercheskiy uchet elektricheskoy energii na elektropodvizhnom sostave] Zheleznodorozhnyj transport - Railway transport. 2016, no. 8, pp. 50 - 54.

5. Kashtanov A. L., Nezevak V. L., Nikiforov M. M., Pashkov D. V., Ushakov S. Yu., Cheremisin V. T. Pat. for invention No. 2559408, 08.10.2015.

6. Cheremisin V. T., Ushakov S. Yu., Kashtanov A. L. The concept of the unified automated system for train traction electrical energy accounting [Kontseptsiya yedinoy avtomatizirovannoy sistemy ucheta elektriche-skoy energii na tyagu poyezdov] Transport Urala - Urals Transport. 2013, no. 4 (39), pp. 83 - 86.

7. Cheremisin V. T., Ushakov S. Yu., Pashkov D. V., Nikiforov M. M. Automated transportation process energy efficiency monitoring system realization stages [Etapy realizatsii avtomatiziro-vannoy sistemy monitoringa ener-goeffektivnosti perevozochnogo protsessa] Zheleznodorozhnyj transport - Railway transport. 2015, no. 3, pp. 45 - 49.

8. Cheremisin V. T., Kashtanov A. L., Nikiforov M. M. The improving of electric traction power efficiency via the introduction of electricity monitoring on the contact network feeders [Povysheniye energeticheskoy effektivnosti elektrotyagi pri vnedre-nii monitoringa elektroenergii na fiderakh kontaktnoy seti] Transport Urala - Urals Transport. 2015, no. 2 (45), pp. 67 - 70.

№ 4(32) 2017 ИЗВЕСТИЯ Транссиба 109

9. Nikiforov M. M., Kashtanov A. L. Prospects for increasing the train traction electric energy using efficiency via the introduction of a metering system on the DC traction substations contact network feeders [Perspektivy povysheniya effektivnosti ispol'zovaniya elektro-energii na tyagu poyezdov pri vnedrenii sistemy ucheta na fiderakh kontaktnoy seti tyagovykh podstantsiy post-oyannogo toka] Mezhvuzovskiy tematicheskiy sbornik nauchnyh trudov: «Energosberegayushchiye tekhnologii, kontrol' i upravleniye dlya predpriyatiy zheleznodorozhnogo transporta» (Interuniver-sity thematic collection of scientific works: «Energy-saving technologies , control and management for the enterprises of railway transport»). Omsk: OSTU, 2015, pp. 18 - 23.

10. Cheremisin V. T., Ushakov S. Yu., Pashkov D. V. Automated monitoring of the JSC Russian Railways electric rolling stock energy efficiency [Avtomatizirovannyy monitoring energetich-eskoy effektivnosti raboty elektropodvizhnogo sostava OAO «RZHD»] Izvestija Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies. 2014, no. 3, pp. 87 - 91.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Никифоров Михаил Михайлович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, заместитель директора Научно-исследовательского института энергосбережения на железнодорожном транспорте Омского государственного университета путей сообщения.

Тел.: (3812) 44-39-23.

E-mail: [email protected]

Ушаков Сергей Юрьевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-производственной лаборатории «Энергосберегающие технологии и электромагнитная совместимость».

Тел.: (3812) 44-39-23.

E-mail: [email protected]

Каштанов Алексей Леонидович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, начальник научно-производственной лаборатории «Энергосбережение и энергоэффективность на железнодорожном транспорте», доцент кафедры «Теоретическая электротехника», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 44-39-23.

E-mail: [email protected]

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Никифоров, М. М. Технология учета расхода электроэнергии электроподвижным составом с использованием информационно--измерительных комплексов и технические требования к таким комплексам [Текст] / М. М. Никифоров, С. Ю. Ушаков, А. Л. Каштанов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2017. - № 4(32). -С. 101 - 110.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Nikiforov Mikhail Mikhailovich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russion Federation.

Cand.Tech.Sci, deputy director, Research Institute for Energy Efficiency in Railway Transport, Omsk State Transport University

Тел.: (381-2) 44-39-23 E-mail: [email protected]

Ushakov Sergey Yurevich

Omsk State Transport University (OSTU).

35, Marx st., Omsk, 644046, the Russion Federation.

Cand.Tech.Sci, senior researcher associate of re-search-and-production laboratory «Energy saving up technologies and electromagnetic compatibility».

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Phone: (3812) 44-39-23.

E-mail: [email protected]

Kashtanov Alexey Leonidovich

Omsk State Transport University (OSTU).

35, Marx st., Omsk, 644046, the Russion Federation.

Cand.Tech.Sci., Head of Research and Production Laboratory «Energy saving and energy efficiency on the railway Transport», The Senior Lecturer Of Chair «Theoretical Electrical Engineering», OSTU.

Phone: (3812) 44-39-23.

E-mail: [email protected]

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Nikiforov M.M., Ushakov S. Yu., Kashtanov A. L. The technology of electricity accounting on the rolling stock with the use of information-measuring complexes and technical requirements for such complexes. Journal of Transsib Railway Studies, 2017, vol. 32, no 4, pp. 101 - 110. (In Russian).

110 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(32) 2017

i

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.