Потребление электроэнергии на тягу поездов

       Введение 
 

       Актуальность  темы исследования. Исключительно важное социально-экономическое значение для стабилизации и развития экономики  России в целом и ее регионов имеет  железнодорожный транспорт. Являясь  естественной монополией, он в значительной мере влияет на ситуацию по формированию конечной себестоимости товаров, их конкурентоспособности как на внешнем, так и на внутреннем рынках. Жизнеспособность и перспективы железнодорожного транспорта определяются тем, в какой  мере он воспринимает и использует хозяйственные и технологические  решения, предлагаемые рынком и современным  научно-техническим прогрессом. Технический  прогресс в сфере производства и  средств обработки информации требует  непрерывного совершенствования форм и методов управления железнодорожным  транспортом, а также оптимальной  организации систем управления, среди  которых система управления инвестиционными  потоками должна стать определяющей в обеспечении нового экономического роста отрасли.

     Для поддержания устойчивой работы железнодорожного транспорта необходимо направить значительный объем инвестиций в его основные фонды. Полная восстановительная стоимость  выбывающих средств с 2001 по 2010 годы составляет более 1405 млрд. рублей. Из них 785 млрд. рублей приходятся на первые пять лет. Для повышения эффективности  работы федерального железнодорожного транспорта в условиях рынка и  структурной реформы необходима оптимизация системы распределения  инвестиционных ресурсов по многоуровневой системе его предприятий и  подразделений, т.е. обеспечение субъектов  хозяйственной деятельности необходимыми инвестиционными ресурсами.

     С 1998 года наиболее активными темпами  реформировалась система привлечения, накопления и распределения инвестиционных ресурсов по уровням управления, увеличились  размеры централизованных фондов и  резервов МПС России. Тем не менее  важная проблема эффективного управления инвестиционными потоками в многоуровневой системе железнодорожного транспорта

     Железные  дороги прочно занимают ведущее положение  в транспортной системе России. Железнодорожным  транспортом осуществляется около 80% всего грузооборота (с учетом трубопроводного  транспорта - 40%); доля в пассажирообороте составляет свыше 30%; доля отрасли в  ВВП страны - около 3%.

     Учитывая  значимую роль железнодорожного транспорта, Правительство поставило перед  отраслью задачу проведения структурной  реформы. Реализация Стратегической программы, проект которой готовится в настоящее  время, должна обеспечить развитие ОАО "РЖД" как эффективной общенациональной транспортной компании, стимулирующей устойчивый рост экономики страны.

     При этом нужно ясно понимать риски и  ограничения, с которыми компания может  столкнуться при реализации программы. Это, прежде всего, пока нерешенная проблема убыточности пассажирских перевозок, конкуренция со стороны других видов  транспорта и частных железнодорожных  перевозчиков и операторов, нерегулируемый рост цен на ресурсы, потребляемые железными  дорогами, колебания конъюнктуры  рынка.

     В этих условиях задача динамично развивающейся  общенациональной транспортной компании ОАО "РЖД" состоит в удовлетворении рыночного спроса на перевозки, повышении  эффективности деятельности, качества услуг и глубокой интеграции в  Евроазиатскую транспортную систему.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1 Потребление электроэнергии на  тягу поездов 

          Электропотребление электротягой поездов зависит от объёма перевозок и установленной нормы расхода электроэнергии на тягу поездов.

      Объём перевозок  определяется по заданным грузопотокам в прямом и обратном направлениях и числу пар пассажирских поездов в сутки. 

      1.1Определение  объема электроэнергии на тягу  поездов 

        Определяем объём грузовых перевозок по формуле:  

                          (1.1) 

где – грузопоток в прямом направлении, млн. т нетто;

       – грузопоток в обратном направлении, млн. т нетто;

         – эксплуатационная длина, км;

         – коэффициент тары,   = 0,55 – 0,65, приняла = 0,6.

 млн т· км брутто.

      Определение объёма пассажирских перевозок рассчитываем по формуле: 

      

                              (1.2) 

где – число пар пассажирских поездов в сутки;

     – масса пассажирского поезда, т. 

        млн т· км брутто.

      Определяем общий объём перевозок на расчетном участке по формуле: 

      

;                                                   (1.3) 

        млн т· км брутто. 

      Расход  электроэнергии на тягу поездов определяется по формуле: 

      

,                          (1.4)

      где и – удельный расход электроэнергии на тягу поездов грузовыми и пассажирскими поездами, Вт  ч/т · км брутто. 

      

 млн т ·км брутто. 

      1.2  Расход электроэнергии нетяговых  потребителей 

      Расход  электроэнергии нетяговых потребителях определяется по формуле: 

                    

.                                           (1.5) 

      где - для тяговых подстанций постоянного тока применяем значение коэффициент равным 0,5.

               

      

млн. кВт · ч 

      1.3 Расход электроэнергии на собственные нужды подстанции

      Расход электроэнергии на собственные нужды подстанции определяется по формуле: 

                  

                                  (1.6) 

      

млн. кВт·  ч 

     1.4 Общая годовая переработка электроэнергии

     Общая годовая переработка электроэнергии определяется по формуле: 

      

,                                               (1.7)

шт.

где – масса грузовых поездов, т;

          Общее количество пар поездов в сутки определяется по формуле: 

      

,                                     (1.8) 

где – количество пар грузовых поездов в сутки;

     – количество пар пассажирских  поездов в сутки, 

      

 шт.

     1.5   Полное электропотребление на тягу поездов

       Полное электропотребление на тягу поездов определяем по формуле: млн. кВт-ч, 

      

,                            (1.9)

где   — коэффициент, учитывающий дополнительное электропотребление на собственные нужды электровозов и их маневры; = 1,08 при постоянном токе;

 — коэффициент месячной неравномерности движения;

—коэффициент, учитывающий дополнительное электропотребление           в зимних условиях; = 1,08 при среднесуточной температуре t                      наружного   возду;

— коэффициент, учитывающий переход  от среднего значения выпрямленного тока к действующему значению переменного тока; = 1 при постоянном;

 — отношение действующего значения напряжения первичной обмотки трансформатора электровоза к среднему значению выпрямленного напряжения = 1 при постоянном токе. 

      

 млн. кВ – ч . 

     1.6 Электропотребление на тягу поездов,  отнесенное к шинам тягового напряжения подстанций.

     Электропотребление  на тягу поездов, отнесенное к шинам  тягового напряжения подстанций определяем по формуле: млн. кВт-ч, 
 

                        

                                             (1.10) 

где — коэффициент потерь электроэнергии в тяговой сети, равный 1,05 для постоянного тока

      

 млн. кВт·ч. 

      1.7 Расход электроэнергии на собственные нужды подстанции

         Расход электроэнергии на собственные нужды подстанции определяется по формуле 

      

,                                         (1.11) 

      

млн. кВт ч.

                                  1.8 Общая годовая переработка электроэнергии                   

            Общая годовая переработка электроэнергии определяется по формуле: 

;                                    (1.12) 

      

 млн. кВт·ч. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2 Составление схемы электроснабжения 

      Количество  тяговых подстанций на участке определяется отношением длины электрифицированного расчетного участка к среднему расстоянию между подстанциями.

      Тяговые подстанции расставить на электрифицированном  участке можно после определения  количества опорных и промежуточных  подстанций. На участках, электрифицированных  на постоянном токе, опорные подстанции сооружаются не реже, чем через 5 промежуточные.

      Расстояние  между тяговыми подстанциями постоянного  тока принял 25км(20-25). Расположение тяговых подстанций изображено на рисунке 2.1.

      Количество  тяговых подстанций рассчитывается по формуле: 

      

,                                           (2.1) 

где – протяженность участка между тяговыми подстанциями. 

      

 шт. 

      Принимаем наименьшее целое количество тяговых  подстанций 7.

      Количество  районов контактной сети рассчитывается по формуле: 

      

;                                     (2.2) 

где - длина контактной сети, обслуживаемой одним ЭЧК равна 25 км. 

      

 шт. 

      Развернутую длину контактной сети рассчитывается по формуле: 

                                                                 (2.3) 

 км.

      Длина СЦБ рассчитывается по формуле: