Модернизация электропоездов переменного тока с целью снижения затрат электроэнергии

Вес состава по условиям трогания с места на подъеме:

Следовательно, , поэтому электропоезд можно останавливать на любом профиле пути.

6.2 Расчет и построение диаграммы удельных ускоряющих сил

Основное удельное сопротивление движению электропоезда в режиме тяги рассчитываем по формуле:

Основное удельное сопротивление движению электропоезда в режиме выбега рассчитываем по формуле:

Удельные силы тяги при различных скоростях определяем по формуле:

Удельные ускоряющие силы в режиме тяги:

Данные расчетов заносим в табл. 6.3. По результатам расчетов строим диаграмму удельных ускоряющих сил электропоезда ЭР9П (рис. 6.3).



Таблица 6.3

Данные расчетов удельных ускоряющих сил для электропоезда ЭР9П

10	1,24	9500			79,1			77,86
20	1,33	9500			79,1			77,75
30	1,65	9500			79,1			77,46
38	1,93	9500			79,1			77,17
40	2,0	7600			63,3			61,3
44	2,21	4800	9200		40,0	76,1		37,79	73,89
52	2,44	3040	5280		25,3	44		22,94	41,56
60	2,65	2000	4720	6900	16,6	39,3	57,5	13,95	36,7	54,42
70	3,23	1000	2000	4970	8,33	16,6	41,4	5,1	13,37	38,17
80	3,71		1000	3550		8,33	29,6		4,62	25,89
90	4,18			2680			22,3			18,05
100	4,41			2050			17,1			12,69
110	4,87			1650			13,75			8,8
120	5,39			1300			10,8			5,45
130	6,32			1200			10,0			3,79

В связи с изменением внешней характеристики, и как следствие изменение скоростной характеристики, производим пересчет удельных ускоряющих сил в режиме тяги для электропоезда ЭР9К. Данные расчетов заносим в табл. 6.4.

Таблица 6.4

Данные расчетов удельных ускоряющих сил в режиме тяги для электропоезда ЭР9К.

10	1,24	9500			79,1			77,9
20	1,33	9500			79,1			77,75
30	1,65	9500			79,1			77,46
42	1,93	9500			79,1			77,17
48	2,32	4800	9000		40,0	75,1		37,68	72,88
58	2,6	2800	5280		23,4	44		20,8	41,4
65	3,0	1700	4400	6900	13,7	35,6	57,5	10,7	32,6	53,6
70	3,23	1000	2300	5400	8,33	17,4	45,6	5,1	14,17	42,37
80	3,71		1100	4000		8,7	34,2		5,0	30,6
90	4,18			3120			24,5			20,32
100	4,44			2250			19,2			14,76
110	4,87			1750			15,6			9,73
120	5,39			1350			10,3			5,9
130	6,32			1200			10,0			3,8

По результатам расчетов строим диаграмму удельных ускоряющих сил электропоезда ЭР9К (рис. 6.4).

6.3 Построение диаграммы удельных замедляющих сил при выбеге и механическом торможении

Основное удельное сопротивление при движении на выбеге рассчитывают по формуле:

Удельные тормозные силы рассчитываем на основании расчетного коэффициента трения чугунных колодок о колеса подвижного состава по формуле:

Тормозная сила:



где ? суммарное расчетное нажатие колодок на оси в поезде;

? для моторного вагона;

? для прицепного вагона.

Отношение суммарных сил расчетного нажатия колодок на колеса к весу поезда называют расчетным тормозным коэффициентом поезда:

Расчетный тормозной коэффициент удовлетворяет требованию обеспечения безопасности движения при скоростях до 120 км/ч.

Удельную тормозную силу определим по формуле:

Удельные замедляющие силы при служебном торможении:

Все результаты расчетов приведены в табл. 6.4. и по ним построены диаграммы удельных замедляющих сил при выбеге и служебном торможении (рис. 6.5).

Задаемся масштабами построения кривых V(S), t(S) и постоянной величины времени . Рекомендованные масштабы построения берем из ПТР [11]:

скорость 1 км/ч - 1 мм;

путь 1 км/ч - 60 мм;

постоянная - 50 мм;

время 1 мм - 50 мм.

Кривые времени и скорости в функции пути строим по диаграмме удельных ускоряющих и замедляющих сил с учетом масштабов. Принимаем интервалы скоростей не более 10 км/ч. При разгоне в режиме тяги, выбега и торможения при км/ч; не более 5 км/ч при работе по характеристикам НП, ОП1, ОП2, и при торможении в зоне скоростей км/ч.

Кривую времени в функции пути по вертикали строим частями по 3 минуты.

Таблица 6.5

Данные расчета удельных тормозных и замедляющих сил при служебном торможении.

0	0,27	1,3	171	86,8
10	0,198	1,47	125,3	64,43
20	0,162	1,75	102,5	53
30	0,140	2,08	88,6	46,38
40	0,126	2,47	79,7	42,32
50	0,116	2,91	73,4	38,9
60	0,108	3,4	68,4	36,6
70	0,102	3,95	64,5	36,25
80	0,097	4,55	61,4	35,25
90	0,093	5,2	58,8	34,6
100	0,09	5,91	56,9	34,4
110	0,087	6,45	55,1	34
120	0,085	7,28	53,8	34,18
130	0,083	7,42	52,54	33,69
140	0,081	8,2	51,27	33,84

6.4 Построение кривых тока и времени

Расход электрической энергии рассчитываем графоаналитическим методом, исходя из кривой тока . Средний ток при изменении его от одной точки до соседней определяем как среднее арифметическое между начальными и конечными значениями. Из кривой берем время, в течение которого электропоезд потребляет ток .

Расход электрической энергии рассчитываем по формуле:

Результаты расчетов сводим в табл. 6.6.

Таблица 6.6

Определение расхода электроэнергии

№ участка
0 - 1	10	23	16,5	0,08	1,32	6	17	11,5	0,08	0,92
1 - 2	23	36	29,5	0,06	1,77	17	28	22,5	0,06	1,35
2 - 3	36	50	43	0,08	3,44	28	39	33,5	0,08	2,68
3 - 4	50	70	60	0,1	6	39	53	46	0,1	4,6
5 - 6	60	70	65	0,1	6,5	47	55	51	0,06	3,06
6 - 7	70	75	72,5	0,04	2,9	55	61	58	0,06	3,48
7 - 8	75	60	77,5	0,2	15,5	61	54	57,5	0,1	5,75
8 - 9	60	46	53	0,32	16,96	54	39	46,5	0,22	10,2
9 - 10	46	41	43,5	0,82	35,7	39	36	37,5	0,32	12
10 - 11	10	23	16,5	0,18	2,97	36	34	35	0,34	11,9
11 - 12	23	36	29,5	0,06	1,77	6	17	11,5	0,16	1,84
12 - 13	36	50	43	0,08	3,44	17	26	21,5	0,08	1,72
13 - 14	50	64	57	0,06	3,42	26	39	32,5	0,08	2,6
14 - 15	64	70	67	0,06	4,02	39	50	44,5	0,06	2,67
15 - 16	70	76	73	0,04	2,92	50	55	52,5	0,04	2,1
16 - 17	76	60	68	0,1	6,8	55	59	57	0,06	3,42
17 - 18	60	46	53	0,14	7,42	59	54	56,5	0,04	2,26
18 - 19	46	36	41	0,22	9,02	54	39	46,5	0,12	5,58
19 - 20	36	30	33	0,18	5,94	34	28	31	0,16	4,96
21 - 22	26	21	23,5	0,3	7,05	28	25	26,5	0,16	4,24
22 - 23	18	22	20	0,64	12,8	25	22	23,5	0,2	4,7
23 - 24	10	24	17	0,1	1,7	19	22	20,5	0,52	10,7
24 - 25	24	36	30	0,06	1,8	6	14	10	0,12	1,2
25 - 26	36	50	43	0,02	0,86	14	28	21	0,06	1,26
26 - 27	50	56	53	0,06	3,18	28	38	33	0,04	1,32
27 - 28	56	64	60	0,04	2,4	38	44	41	0,06	2,46
28 - 29	64	67	65,5	0,06	3,93	44	54	49	0,02	0,98
29 - 30	67	73	70	0,04	2,8	54	59	56,5	0,06	3,39
30 - 31	73	60	66,5	0,12	7,98	59	53	56	0,06	3,36
31 - 32	60	45	52,5	0,16	8,4	53	39	46	0,12	5,52
32 - 33	45	36	40,5	0,38	15,4	39	36	37,5	0,08	3
33 - 34	36	30	33	1,0	3,3	36	34	35	0,14	4,9
34 - 35	1					34	29	31,5	0,54	17,01
35 - 36	10	24	17	0,08	1,36	29	27	28	0,6	16,8
36 - 37	24	50	37	0,14	5,18
37 - 38	50	66	58	0,06	3,48	6	17	11,5	0,12	1,38
38 - 39	66	70	68	0,04	2,72	17	28	22,5	0,06	1,35
39 - 40	70	76	73	0,06	4,38	28	39	33,5	0,06	2,01
40 - 41	76	60	73	0,08	5,84	39	50	44,5	0,06	2,67
41 - 42	60	45	52,5	0,16	8,4	50	55	52,5	0,06	3,15
42 - 43	46	37	41,5	0,16	6,64	55	60	57,5	0,04	2,3
43 - 44	37	30	33,5	0,7	23,45	60	52	56	0,06	3,36
44 - 45						52	39	45,5	0,12	5,46
45 - 46						39	32	35,5	0,18	6,39
46 - 47						32	29	30,5	0,34	10,4
47 - 48						29	27	35,5	0,3	10,7
Итого					270,9					213,1

Определим расход электроэнергии на тягу для электропоезда ЭР9П:

Для электропоезда с разработанным преобразователем расход на тягу составляет:

Расход электрической энергии на собственные нужды электропоезда старого и нового образца рассчитываем исходя из потребляемой вспомогательными машинами энергии, энергии затрачиваемой на освещение и отопление. Расход энергии за одну минуту составляет 4,3кВт/мин. Время хода по перегону составляет для электропоезда ЭР9К - 17,44 мин, а для электропоезда ЭР9П - 17,66 мин.

Расход электрической энергии электропоезда ЭР9П с учетом собственных нужд:

Расход электрической энергии у электропоезда с двухзонным преобразователем и ФКУ:

Удельный расход электроэнергии определяем с учетом собственных нужд при длине участка

Удельный расход электроэнергии электропоездом, с разработанным преобразователем:

В результате мы видим значительное преимущество разработанного варианта в экономии электроэнергии, расходуемой на тягу порядка . При чем при движении по перегону не полностью используется возможность движения с повышенной скоростью, из-за ограничения по тормозным условиям. Разработанный преобразователь может быть использован как инвертор, что позволяет применить электрическое торможение, увеличить безопасность движения, а также поднять техническую скорость.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА ЭР9П НА ЭР9К

Повышение эффективности и улучшение качества работы железнодорожного транспорта является важной экономической задачей. Вопрос о целесообразности создания и использования на железнодорожном транспорте нового подвижного состава решается на основе результатов технико-экономических расчетов. Годовой экономический эффект представляет собой суммарную экономию всех видов производственных ресурсов (живого труда, материалов, капитальных вложений), получаемую в результате их осуществления.

Капитальные вложения, учитываемые в расчете при определении эффективности новых типов мотор-вагонных секций, состоят из капитальных вложений в мотор-вагонный парк, локомотивное хозяйство, оснастку заводов.

Эксплуатационные расходы, учитываемые в расчете, включают заработную плату локомотивных бригад, расходы на ремонт электропоездов, их экипировку, амортизационные отчисления, затраты на электроэнергию, расходы на смазочные материалы.

7.1 Расчет капитальных затрат

Электропоезд ЭР9К создан на базе электропоезда ЭР9П, поэтому его цена изменится в результате добавления нового оборудования.

Величина, на которую повысится цена, будет равна разности стоимостей устанавливаемого и переустанавливаемого оборудования. Стоимость заменяемого оборудования, дополнительного оборудования и снятого оборудования на электропоезде ЭР9К приведены в табл. 7.1, 7.2, 7.3.

Рассчитаем себестоимости электропоезда ЭР9К, состоящего из пяти секций моторных, трех прицепных и двух головных вагонов.

Цену моторного вагона ЭР9К рассчитываем по формуле:

где , ? стоимость заменяемого оборудования на электропоезде ЭР9К и ЭР9П соответственно;

, ? стоимость устанавливаемого и неустанавливаемого оборудования на электропоезд ЭР9К;

? коэффициент затрат на дополнительные монтажные работы;

Рассчитаем полную стоимость электропоезда ЭР9К, состоящего из пяти моторных, трех прицепных и двух головных вагонов:

Таблица 7.1

Стоимость оборудования заменяемого на электропоезде ЭР9П

Оборудование	Количество	ЭР9П	ЭР9К
		Тип	Цена единицы тыс. руб.	Сумма тыс. руб.	Тип	Цена единицы тыс. руб	Сумма тыс. руб
Реактор	5	СР-800	120	600	РС704	176	880
Блок защиты	5	ДПВ4	20	100	ЭВИП	24,8	124
Итого	10			700			1004

Таблица 7.2

Стоимость оборудования, неустанавливаемого на электропоезде ЭР9К

Оборудование	Количество	Тип	Цена единицы тыс. руб	Сумма тыс. руб
Силовой контроллер	5	КСП-65	120,8	604
Дроссели	5Ч2	D101B	4,8	48
Выпрямительная установка	5	УВП-3	280	1400
Блок датчиков пробоя вентилей	5	БДВ	1,6	8
Блок управления защиты	5	БУЗ	168	840
Итого	30			2900

Таблица 7.3

Стоимость дополнительного оборудования, устанавливаемого на электропоезд ЭР9К

Оборудование	Тип	Количество	Цена единицы тыс. руб.	Сумма тыс. руб.
Панель питания автоматики		5	8	40
Фильтро-компенсирующее устройство 1) Тиристор 2) Конденсатор 3) Дроссель 4) Контактор принудительной разрядки	ФКУ Т-353 РСТ-2,2 КМ-310	5 20 10 10	58,72 9,6 6,32 1,68	293,6 192 63,2 16,8
Выпрямительно-инверторный преобразователь 1) Тиристор 2) Конденсатор 3) Резистор	ВИП Т-353 МБТ-4-1000 ПЭВ-10	5 90 90 180	204,8 9,6 0,48 0,08	1024 864 43,2 14,4
Блок управления	БУВИП	5	328	1640
Датчик угла коммутации		10	3,36	33,6
Счетчик энергии		5	4,8	24
Итого				4270,4

Полная стоимость электропоезда ЭР9П:

Электропоезда работают на пригородных участках. Способ обслуживания поездов прикрепленный. Особенностью пригородных перевозок является неравномерность перевозок по часам суток.

Расчет числа пар поездов в сутки производят по формуле:

где ? коэффициент годовой неравномерности движения электропоездов;

? вместимость электропоезда;

- коэффициент наполняемости состава;

. ? пассажиропоток, млн. чел. в год;

Расчет потребного парка электропоездов.

Потребный инвентарный парк электропоездов состоит из электропоездов, находящихся в эксплуатации и ремонте .

Эксплуатируемый парк определяем по формуле:

где ? оборот электропоезда между станциями назначения.

где - средняя длина участка обращения;

? участковая скорость;

;

? время простоя электропоездов на станции основного депо, включая время на смену локомотивных бригад;

? время простоя электропоезда на станции обращения;

Расчет производим для одного варианта, так как остался постоянным пассажиропоток, а также низкая участковая скорость грузовых поездов не дает возможности увеличить участковую скорость пассажирских поездов. Наличие на перегонах предупреждений требует запаса времени хода.

Число электропоездов, находящихся в ремонте:

где - простой в ремонте.

Простой в ремонте для электропоезда определяется по формуле:

где ? время простоя электропоездов на капитальных и текущих ремонтах соответственно, сут.

Потребный инвентарный парк электропоездов составляет:

Капитальные затраты в мотор-вагонный парк составляют:

• для ЭР9П: 1595 млн. руб.;

• для ЭР9К: 1879 млн. руб.

7.2 Расчет эксплуатационных расходов

Затраты на электроэнергию для тяги поездов.

Расходы электроэнергии определим по данным тягового расчета:

Отсюда определяем удельный расход электроэнергии на участке в :

По данным тягового расчета получены следующие величины:

Расход электроэнергии на тягу поездов на весь объем работы:

Расход электроэнергии для электропоездов ЭР9П на весь объем работы:

Расходы на оплату электроэнергии для электропоездов ЭР9П:

Расход электроэнергии для электропоездов ЭР9П на весь объем работы:

Расходы на оплату электроэнергии для электропоездов ЭР9К:

Расходы на экипировку электропоездов:

где ? удельные затраты на экипировку для электропоездов ЭР9П и ЭР9К на 1000 секция-км.

Расходы на смазочные и обтирочные материалы:

где ? удельные затраты на смазочные и обтирочные материалы для электропоездов ЭР9П и ЭР9К на 1000 секция-км.

Расходы на ремонт электропоездов зависят от величины пробега и удельных затрат на ремонт электросекции приходящихся на 1 км пробега:

где ? удельные затраты на ремонт электросекции на 1 км пробега.

• для электросекции ЭР9П: 224 руб/км;

• для электросекции ЭР9К: 208 руб/км.

Расходы на содержание локомотивных бригад.

Штат локомотивных бригад при четырехсменной работе:

где - коэффициент, учитывающий болезни, отпуска, отвлечения локомотивных бригад;

Затраты на содержание локомотивных бригад за год:

где ? среднегодовое содержание локомотивной бригады;

Отчисления на реновацию мотор-вагонного парка:

Электропоезд ЭР9К может быть дополнительно оборудован рекуперативным торможением, что позволяет уменьшить износ тормозных колодок и возможность рекуперации электроэнергии в контактную сеть.

Данные расчета годовых эксплуатационных расходов заносим в табл. 7.4.



Таблица 7.4

Годовые эксплуатационные расходы

Наименование затрат	Электропоезд
	ЭР9П	ЭР9К
Затраты на электроэнергию, млн. руб	353,7	305,3
Затраты на ремонт, млн. руб	4709,4	4373
Расходы на экипировку, млн. руб	941,88	941,88
Содержание локомотивных бригад, млн. руб	74,82	74,82
Расходы на смазку и обтирочные материалы, млн. руб	1614,6	1614,6
Амортизационные отчисления, млн. руб	57,42	67,64
Итого, млн. руб	7751,82	7377,24

7.3 Эффективность внедрения нового электропоезда

Экономическая эффективность внедрения электропоездов ЭР9К определяется путем соизмерения капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Определим приведенные затраты по вариантам:

где ? годовые эксплуатационные расходы на выполнение заданного объема работ;

- нормативный коэффициент эффективности;

? капитальные затраты.

Экономический эффект от внедрения в эксплуатацию электропоезда ЭР9К:

Результаты расчета экономической эффективности внедрения электропоезда ЭР9К представлены в табл. 7.5.

Таблица 7.5

Результаты расчета экономической эффективности внедрения электропоезда ЭР9К

Наименование затрат	Электропоезд
	ЭР9П	ЭР9К
Капитальные вложения, млн. руб	1595	1879
Эксплуатационные расходы, млн. руб	7751,82	7377,24
Приведенные затраты, млн. руб	7991,07	7659,09
Экономический эффект, млн.руб		331,98

Внедрение электропоезда ЭР9К на участке с пассажиропотоком 22,5 млн. человек в год позволяет получить экономический эффект 331,98 млн. рублей в год, за счет экономии электроэнергии и снижения затрат на ремонт электропоездов.

При возрастании пассажиропотока экономический эффект еще более возрастет, за счет возможного поднятия участковой скорости и более быстрого оборота электропоездов. Кроме того разработанный преобразователь позволяет применить рекуперативное торможение, что позволяет увеличить безопасность движения поездов.

8. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

8.1 Анализ условий труда работников. Негативные факторы производственной среды

Производственная среда - это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов. Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственной среде являются машины и другие технические средства, химические и биологически активные предметы труда, источники энергии, нерегламентированные действия работников, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.

К негативным факторам, возникающим в процессе ремонта необходимо отнести:

• запыленность воздуха в рабочей зоне;

• вибрации (общие и локальные);

• акустические колебания (инфразвук, шум);

• статическое электричество;

• электромагнитные поля и излучения;

• инфракрасная радиация;

• ультрафиолетовая радиация;

• электрический ток;

• движущиеся машины, механизмы, материалы;

• острые кромки;

• загазованность рабочей зоны;

• запыленность рабочей зоны.

В том случае, если в рабочих зонах не будут обеспечиваться комфортные условия труда, источником вредных факторов могут быть повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны, повышенное или пониженное атмосферное давление, повышенная влажность и скорость движения воздуха, неправильная организация освещения. Вредные воздействия также могут возникнуть при недостатке кислорода в воздухе рабочей зоны.

Рассмотрим вкратце каждый из перечисленных выше негативных факторов.

8.1.1 Вредные вещества

В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соединений, из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека.

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызвать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами.

В процессе ремонта в рабочую среду могут выделяться пары пропиточных лаков, керосина, вредные вещества, выделяемые при пайке и т.д.

Особую значимость имеет гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в рабочей зоне (ГОСТ 12.1.005 - 88). Такая регламентация проводится в три этапа:

1) обоснование ориентировочного безопасного уровня воздействий;

2) обоснование предельно допустимых концентраций;

3) корректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния здоровья.

8.1.2 Вибрации и акустические колебания

1) Вибрации - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля.

Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием (ГОСТ 12.1.012 - 90).

2) Акустические колебания.

Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые так и не слышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми; с частотой менее 16 Гц - инфразвуковыми; выше 20 кГц - ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003 - 83 и Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562 - 96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

Ультразвук - как упругие волны не отличается от слышимого звука, однако, частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие трансформации энергии в теплоту.

Гигиенические нормативы ультразвука определены ГОСТ 12.1.001 - 89.

Инфразвук - область акустических колебаний с частотой ниже 16ч20 Гц. В условиях производства инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев - с низкочастотной вибрацией.

Гигиеническая регламентация инфразвука производится по санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.583 - 96, которые задают предельно допустимые уровни звукового давления (УЗД) на рабочих местах для различных видов работ.

8.1.3 Электромагнитные поля и излучения

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10²¹ Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля.

Нормирование ЭМП промышленной частоты осуществляют по предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем и регламентируются «Санитарными нормами и правилами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты» №5802- 91 и ГОСТ 12.1.002-84.

8.1.4 Электрический ток

При работе с электрооборудованием может возникнуть вероятность поражения электрическим током из-за нарушения техники безопасности, а также из-за возможных неисправностей оборудования. Это в свою очередь может привести к электротравме. Электротравмы условно делят на общие и местные.

При гигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.038-82 устанавливают предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека (рука - рука, рука - нога) при нормальном (аварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

8.1.5 Микроклимат

Методы снижения неблагоприятного влияния производственного микроклимата регламентируются «Санитарными правилами по организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственномуоборудованию» (СанПиН 2.2.4.548-96).

Осуществляются они комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий.

8.1.6 Освещенность

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Нормирование производственного освещения.

Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП23-05-95 в зависимости от характера зрительной работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном.

Искусственное освещение нормируется количественными (минимальной освещенностью) и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности). Принято раздельное наименование искусственного освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в зависимости от времени суток, года, метеорологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки качества естественного освещения принята относительная величина - коэффициент естественной освещенности КЕО, не зависящий от вышеуказанных параметров. КЕО - это отношение освещенности в данной точке внутри помещения к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах.

Принято раздельное нормирование КЕО для бокового и верхнего естественного освещения.

8.1.7 Промышленная вентиляция и кондиционирование

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляция называется организованной и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции. Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией.

Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные, аварийные и системы кондиционирования.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и система с рециркуляцией.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах.

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ.

Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения.

8.2 Электрический ток и электромагнитные поля

Несчастные случаи, вызванные воздействием на человека электрического тока, составляют на железнодорожном транспорте около 15% всех случаев производственного травматизма.

Электрический ток, проходя через тело человека, может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действие на организм. Биологическое действие заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма. В результате прохождения тока через организм может произойти нарушение его жизнедеятельности. Тепловое воздействие электрического тока может привести к ожогам тела. Механическое воздействие электрического тока приводит к разрыву тканей организма, а химическое - к электролизу крови.

Влияние переменного (частотой 50 Гц) и постоянного токов на организм человека показано в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Характер воздействия электрического тока на человека

Ток, мА	Переменный ток 50Гц	Постоянный ток
0,6ч1,5	Начало ощущения - слабый зуд, пощипывание кожи под электродами.	Не ощущается
2ч4	Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку.	Не ощущается
5ч7	Болевые ощущения, сопровождаясь судорогами, усиливаются во всей кисти руки; слабые боли ощущаются во всей руке, вплоть до предплечья.	Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом.
8ч10	Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов.	Усиление ощущения нагрева.
10ч19	Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекания тока боли усиливаются.	Еще большее усиление ощущения нагрева, как под электродами, так и в прилегающих областях кожи.
20ч25	Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено.	Еще большее усиление ощущения нагрева кожи. Возникновение ощущения нагрева внутреннего. Незначительные сокращения мышц рук.
25ч50	Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном воздействии тока может наступить паралич органов дыхания или ослабление работы сердца с потерей сознания.	Ощущение сильного нагрева, боли, судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц
50ч80	Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца.	Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта.
100	Фибрилляция сердца через 2ч3 секунды; еще через несколько секунд - паралич органов дыхания.	Паралич органов дыхания при длительном воздействии электрического тока.
300	То же действие за меньшее время.	Фибрилляция сердца через 2ч3 секунды; еще через несколько секунд - паралич органов дыхания.
Более 5000	Дыхание парализуется через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило не наступает. Возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) - тяжелые ожоги, разрушение тканей.

Допустимые для человека токи оценивают по трем критериям электробезопасности.

Первый критерий - ощутимый ток, определяемый законом распределения пороговых значений ощутимых токов, установленных экспериментально на людях. Значения пороговых экспериментальных токов распределяются по нормальному закону. Для переменного тока частотой 50 Гц параметрами нормального закона являются математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение .

Таблица 8.2

Значения токов, вызывающих ответную реакцию организма человека в виде ощущения

Вероятность ощущения P, %	99,9	50	10	5	1	0,1
Ток, мА	1,587	1,111	0,913	0,856	0,756	0,633

В качестве первого критерия электробезопасности принят ток , который не вызывает нарушений деятельности организма. Допускаемая длительность протекания такого тока через человека не более десяти минут в сутки.

Второй критерий - отпускающий ток, определяемый законом распределения пороговых значений неотпускающих токов, также установленных экспериментально на людях. Значения пороговых неотпускающих токов, как и ощутимых токов распределяются по нормальному закону. Для переменного тока частотой 50 Гц параметрами нормального закона являются математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение .

Таблица 8.3

Значения токов, вызывающих ответную реакцию организма человека в виде неотпускания

Вероятность неотпусканияP, %	99,9	50	10	5	1	0,1
Ток, мА	24,59	14,92	10,93	9,79	7,74	5,25

В качестве второго критерия электробезопасности принят ток , при протекании которого через человека вероятность отпускания . Длительность воздействия такого тока ограничивается защитной реакцией самого человека.

Третий критерий - нефибрилляционный ток, определяемый законом распределения пороговых значений фибриляционных токов. Пороговые значения этих токов при заданной длительности воздействия до одной секунды распределяются по логарифмическому нормальному закону. Для переменного тока частотой 50 Гц параметры логарифмически нормального закона распределения в зависимости от длительности воздействия на людей массой не менее 50 кг приведены в табл. 8.4. Средняя расчетная величина пороговых значений фибриляционных токов может быть выражена формулой:

где ? эмперический коэффициент, зависящий от рода тока, продолжительности его воздействия, моделирующего животного (табл. 8.5).

? масса организма, кг.

Таблица 8.4

Параметры законов распределения пороговых значений фибрилляционных токов (50 Гц)

Параметры	Десятичные логарифмы, взятые от значений тока, мА при продолжительности воздействия t, с
	0,1 и менее	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	2,0 и более
Матема-тическое ожидание логарифмов тока	3,502	2,981	2,74	2,598	2,503	2,437	2,383	2,351	2,322	2,3	2,235
Средне квадратич-ное отклонение логарифмов тока	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12

Таблица 8.5

Значения коэффициента «»

Время воздей-ствияt, с	Род тока
	Постоянный	Выпрямленный	Переменный 50 Гц
		Двух-полупериодный	Одно-полупериодный
0,1 и менее	255,7	285,7	340,0	466,3
0,2	173,4	171,6	166,7	140,5
0,3	144,1	134,9	119,5	80,7
0,4	128,8	116,8	97,9	58,1
0,5	119,3	105,9	85,8	46,7
0,6	112,9	98,8	78,0	40,1
0,7	108,3	93,7	72,7	35,8
0,8	104,8	90,0	68,9	32,9
0,9	102,1	87,2	66,1	30,8
1,0	100,0	85,0	64,0	29,3
2,0 и более	91,8	77,3	57,2	25,2

Согласно ГОСТ 12.1.038 - 82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов» напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений указанных в табл. 8.6.

Таблица 8.6

Допустимые неощутимые напряжения прикосновения и токи (не более)

Род тока	U, В	I, мА
Переменный с частотой 50 Гц	2,0	0,3
Переменный с частотой 400 Гц	3,0	0,4
Постоянный	8,0	1,0

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновений и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл. 8.7.



Таблица 8.7

Допустимые уровни напряжений прикосновения U, В (числитель), и токов I, мА (знаменатель), в производственных установках

Род тока	Продолжительность воздействия тока t, с
	0,01-0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	Свыше 1,0
Переменный с частотой 50 Гц
Переменный с частотой 400 Гц
Постоянный
Выпрямлен-ный двух-полупериод-ный												-
Выпрямлен-ный одно-полупериод-ный												-

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц, напряжением выше 1000 В с глухим заземлением нейтрали приведены в табл. 8.8.

Таблица 8.8

Допустимые напряжения прикосновения

Продолжительность воздействия t, с	Предельно допустимый уровень напряжения прикосновения
До 0,1	500
0,2	400
0,5	200
0,7	130
1,0	100
Свыше 1,0 до 5,0	65

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц приведены в табл. 8.9.

Таблица 8.9

Допустимые токи и напряжения прикосновения в бытовых электроустановках

Продолжительность воздействия t, с	Нормируемая величина	Продолжительность воздействия t, с	Нормируемая величина
	U, В	I, мА		U, В	I, мА
От 0,01 до 0,08	220	220	0,6	40	40
0,1	200	200	0,7	35	35
0,2	100	100	0,8	30	30
0,3	70	70	0,9	27	27
0,4	55	55	1,0	25	25
0,5	50	50	Свыше 1,0	12	2

Для контроля предельно допустимых уровней напряжений прикосновения и токов измеряют напряжения и токи в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека. Класс точности измерительных приборов не ниже 2,5.

При измерении напряжений прикосновения и токов, сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивлением:

• для табл. 8.6. - 6,7 кОм;

• для табл. 8.7. и табл. 8.9. при воздействии до 1 с - 1 кОм;

• для табл. 8.8. - 1 кОм.

Отклонения от указанных значений допускаются в пределах ±10%.

Сопротивление растеканию тока с ног человека моделируют с помощью квадратной металлической пластины размером 25Ч25 см, которую располагают на поверхности земли (пола) в местах возможного нахождения человека. Металлическую пластину нагружают массой не менее 50 кг.

При указанных измерениях в электроустановках устанавливают режимы и условия, создающие наибольшие значения напряжений прикосновения и токов, воздействующих на организм человека.

8.2.1 Электромагнитные поля (ЭМП)

ЭМП воздушных линий электропередачи высокого (ВЛВН) и сверхвысокого (ВЛСВН) напряжений в той или иной мере влияют на здоровье обслуживающего их персонала. При систематическом пребывании человека в зоне высокой напряженности электрического поля у него через несколько месяцев появляются нарушения функционального состояния центральной нервной и сердечнососудистой систем, изменения в крови, наблюдается повышенная утомляемость, изменение кровяного давления и пульса, появляются боли в области сердца и т.п.

Согласно ГОСТ 12.1.002-84 «ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на их рабочих местах» для охраны здоровья людей, обслуживающих воздушные линии электропередач напряжением 400 кВ, установлены нормы пребывания человека в электрическом поле.

Таблица 8.10

Нормы пребывания человека в электрическом поле

Напряженность электрического поля, кВ/м	Менее 5	От 5 до 10	От 10 до 15	От 15 до 20	От 20 до 25
Допустимое время пребывания человека в электрическом поле в течение суток, мин. не более	Не ограничено	180	90	10	5

Указанные нормы распространяются на персонал, который по условиям работы систематически находится в зонах воздействия электрического поля. При этом имеется в виду, что все остальное время суток человек находится в местах, где напряженность электрического поля равна или менее 5 кВ/м, и исключена возможность воздействия на организм человека электрических разрядов с металлических частей. Для измерения напряженности электрического и магнитного полей используют прибор ИЭМП-2. Плотность потока излучения измеряют различного рода радиотестерами и тиристорными измерителями малой мощности 45И, ВИМ и др.

ГОСТ 12.1.006 - 84 «ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» распространяется на электромагнитные поля в диапазоне частот 60 кГц ч 300 ГГц и устанавливает предельно допустимые значения напряженности и плотности потока энергии ЭМП на рабочем месте персонала, обслуживающего установки, излучающие энергию ЭМП, и подвергающегося в производственных условиях воздействию этого поля.

Электромагнитное поле в диапазоне частот 60 кГц ч 300 МГц оценивают по напряженности его составляющих в диапазоне частот 300МГц ч 300 ГГц - плотность потока энергии.

Напряженность электромагнитного поля в диапазоне частот 60 кГц ч 30 МГц на рабочих местах и местах возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием этих полей, не должна превышать следующих предельно допустимых значений:

По электрической составляющей, В/м:

• 50 - для частот от 60 кГц до 3 МГц;

• 20 - для частот от 3 кГц до 30 МГц;

• 10 - для частот от 30 кГц до 50 МГц;

• 5 - для частот от 50 кГц до 300 МГц.

По магнитной составляющей, А/м:

• 5 - для частот от 60 кГц до 1,5 МГц;

• 0,3 - для частот от 30 кГц до 50 МГц.

Предельно допустимую плотность потока энергии (ППЭ) электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц ч 300 ГГц на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного с воздействием этих полей, устанавливают исходя из допустимого значения энергетической нагрузки на организм и времени пребывания в зоне обслуживания. Однако во всех случаях она не должна превышать 10 Вт/м² (1000 мкВт/см²), а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в рабочих помещениях (выше ) - 1Вт/м² (100 мкВт/см²).

Контроль за соблюдением предельно допустимых значений ЭМП осуществляют измерением напряженности электрической и магнитной составляющих ЭМП и плотности потока энергии на рабочих местах и в зонах возможного нахождения персонала, подвергающегося в условиях производства воздействию этого поля, по методикам, утвержденным Минздравом.

Измерения проводят периодически не реже одного раза в год в порядке текущего санитарно-гигиенического контроля.

8.3 Электробезопасность при обслуживании электропоездов

На железнодорожном транспорте электротравмы составляют 15 - 17 % от общего числа несчастных случаев. Весьма существенная часть электротравм связана с эксплуатацией магистрального электроподвижного состава.

Установить общие закономерности и определить важнейшие пути предупреждения электротравматизма на электропоездах позволяет статистика несчастных случаев. По результатам обработки статистических данных за последние 15 лет в таблице представлена топография электротравматизма на электропоездах. С целью отражения специфики поражения электрическим током в табл. 8.11 отдельно представлен травматизм в депо и в пути следования.

Данные электротравматизма на электропоездах позволяют получить следующие выводы:

• большинство (около 65 %) несчастных случаев происходит у подвижного оборудования;

• электротравиатизм при ремонте, осмотре и экипировке электропоездов в депо составляет превалирующую часть (около 74 %);

• только 1/4 несчастных случаев приходится на локомотивные бригады в поездных условиях.

Таблица 8.11

Топография электротравматизма на электропоездах

Место нахождения пострадавшего на электропоезде	Количество пострадавших, %
	В депо: ремонт, осмотр, экипировка	В пути следования	Всего
На крыше	21,8	4,3	26,1
Около шкафов кузова с оборудованием	4,2	4,5	8,7
Около ящиков с подвагонным оборудованием	47,8	17,4	65,2
Итого	73,8	26,2	100

Такое распределение электротравматизма при обслуживании электропоездов можно объяснить конструктивными особенностями.

Во-первых, высоковольтное оборудование размещено по всей длине электропоезда и отсутствуют блокирующие устройства ящиков подвагонного оборудования.

Во-вторых, в случае отказа оборудования какой-нибудь секции в пути следования локомотивная бригада, как правило, исключает из работы электропоезда эту неисправную секцию, а поиск неисправности производят в депо.

Электропоезд рассчитан на рабочее напряжение 25000 В однофазного переменного тока частотой 50 Гц.

Очевидно, что прикосновение к токоведущим частям, находящимся под таким напряжением, вызывает токи, проходящие через тело человека, безусловно, опасные для жизни.

Для питания вспомогательного оборудования электроподвижного состава применяются напряжения 220 В и 380 В переменного тока. Такие напряжения также могут привести к несчастным случаям с летальным исходом и считаются опасными.

Для цепей управления электроподвижным составом используются напряжения 110 В постоянного тока. Эффект поражения от прикосновения к токоведущим частям определяется условием болевой переносимости.

Электрические железные дороги являются электрическими системами, у которых обратный ток возвращается частично по рельсам и частично по земле. На перегоне между двумя тяговыми подстанциями ток в рельсах будет максимальным в местах соприкосновения колес ЭПС с рельсами и около тяговых подстанций, минимальным - между ЭПС и тяговой подстанцией.

Для тока, уходящего от рельсов в землю, а следовательно и величина потенциалов в зоне растекания, будут зависеть от ряда факторов, среди которых следует отметить:

1) величину продольного сопротивления рельсовой цепи;

2) величину переходного сопротивления между рельсами и землей;

3) расстояние между тяговой подстанцией и ЭПС, потребляющего ток.

Электробезопасность при касании корпуса электроподвижного состава будет обеспечена, если соблюдается неравенство:

где - допустимое нижнее пороговое значение тока фибрилляции. Для длительности воздействия 0,1 с оно может быть принято равным 500 мА;

- удельное сопротивление грунта под ногами человека. В работе [2] показано, что ;

- коэффициент прикосновения к подвижному составу;

- падение напряжения между корпусом ЭПС и землей;

- сопротивление тела человека;

? сопротивление обуви;

Определим ток, проходящий через тело человека:

Следовательно, возможный ток, проходящий через тело человека при касании корпуса ЭПС более, чем в два раза превышает допустимый.

Применение в выпрямительной установке фильтро-компенсирующего устройства емкостного типа предполагает появление опасности поражения остаточными зарядами.

При касании токоведущих частей заряженного конденсатора ток, проходящий через человека, будет определяться выражением:

По данным расчета ФКУ на электропоезде применяются конденсаторы емкостью с максимальным напряжением до 2000 В.

Длительность воздействия тока будет равна времени разряда батареи конденсаторов.

Ток в момент касания составит:

Определим ток разряда конденсатора через тело человека спустя время :

Действие токов такой величины и продолжительности, вне сомнения, вызовет летальный исход.

В связи с этим для ящика подвагонного оборудования, в котором находится ФКУ необходимо предусмотреть электрическую блокировку в цепи управления, а также принудительное заземление силовой схемы ФКУ.

Рассмотрим работу схемы блокирующих устройств электробезопасности:

При открытии дверей высоковольтного шкафа катушка реле опускания токоприемника РОП, получавшая питание от провода 56 через резисторы R25, R16 и блокировку дверей высоковольтного шкафа В7 потеряет свое питание и своим контактом 15 - 15ВП подает питание на катушку клапана опускания токоприемника КЛП-0. То же самое произойдет при открывании лестницы на крышу или крышек ящиков. Так как через блокировки соответственно В9 и БК1 - БК6 провод 26 будет соединен с проводом 30 и катушка РОП окажется шунтированной через диод Д2.

При открытии ящика с ФКУ и выпрямителем срабатывает блокировка БК6, а контур разряда конденсаторов достигается установкой электромагнитного контактора. Удерживающая катушка контактора заводится в цепь управления параллельно КЛП-0.

Несмотря на простоту осуществления системы блокирующих устройств электробезопасности с использованием электрических блокировок, они обладают существенными недостатками. Прежде всего, на работу токоприемников оказывает влияние большое число электрических блокировок, что часто приводит к решению деблокировать всю систему безопасности.

Но все же это самый простой и надежный способ предотвратить попадание обслуживающего персонала под напряжение. Также электрическая блокировка обладает высокой надежностью срабатывания и ремонтопригодности. Электрические блокировки взаимозаменяемые и могут устанавливаться в различных частях электроподвижного состава и выполнять различные функции. Неисправную блокировку можно легко обнаружить визуально или с помощью электрического тестирования цепи (методом среднего или последовательного исключения).



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализируя характеристики управляемых выпрямителей установлено, что они должны удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечивать наименьший угол сдвига основной гармоники первичного тока относительно напряжения, для снижения потребляемой реактивной мощности, а значит и полного тока;

• низкое содержание в первичном токе высших гармоник малых порядков во избежание мешающего влияния на рельсовые цепи устройств сигнализации и блокировки;

• низкое содержание в первичном токе высших гармоник высоких порядков во избежание мешающего влияния на линии связи.

Существующие выпрямительные установки электропоезда способствуют появлению значительных реактивных нагрузок и высших гармоник в потребляемом токе из контактной сети, а значит и в системе энергоснабжения. Все это приводит к снижению коэффициента мощности, как электропоезда, так и всей системы электрической тяги переменного тока.

Для повышения коэффициента мощности в дипломном проекте рассматривается возможность установки на электропоезде фильтро-компенсирующего устройства. Которое представляет собой конденсаторную батарею, параллельно подключенную ко вторичной обмотке трансформатора. Она является источником реактивной энергии, позволяющей снизить загрузку этой энергией системы энергоснабжения.

Следует отметить, что возможно конденсаторы включать не только в электропоезде, но и на шинах тяговой подстанции, к различным точкам тяговой сети как параллельно, так и последовательно. Однако, при этом не учитывается возможность наличия на участке энергосбережения различного числа электропоездов, работающих в различных режимах.

Предлагается использовать параллельную компенсацию на выпрямительной установке, имеющей две зоны регулирования, так как большее количество зон незначительно увеличивает среднеэксплуатационный коэффициент мощности, но приводит к снижению надежности выпрямительной установки, увеличению ее стоимости и повышению трудоемкости обслуживания.

Конденсаторную батарею следует сделать регулируемой, так как реактивная мощность, потребляемая выпрямителем, меняется от зоны к зоне.

Расчетом определена для электропоезда ЭР9К необходимая емкость конденсаторной батареи, которая составила на первой зоне 460 мкФ, а на второй зоне в два раза больше. Такое решение позволяет использовать две одинаковые батареи конденсаторов, что приводит к унификации узлов этого устройства.

Был произведен пересчет скоростных характеристик тягового двигателя и установлено, что при установке ФКУ в области пусковых токов характеристики лежат на 5-6 км/ч выше, чем характеристики базового электропоезда. В целом несколько увеличилась жесткость скоростных характеристик , что, как известно, позволяет реализовать повышенный коэффициент сцепления, говоря о его среднеэксплуатационном значении.

При построении кривых тока, скорости и времени хода по участку были получены следующие данные: при оборудовании электропоезда фильтроко-мпенсирующим устройством расход электроэнергии снизился на 5-6 %, время хода по участку на 1,3 % меньше, чем для базового. При этом скорость движения на расчетном подъеме оказалась на 4-5 км/ч выше, что говорит о возможности повышения количества вагонов, а значит и провозной способности железных дорог.

В экономическом разделе рассмотрена экономическая эффективность модернизации выпрямительной инверторной установки и для пассажиропотока 22,5 млн. чел. в год получен годовой экономический эффект 331,98 млн. руб. в год.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Авдеев М.М. Электропоезда переменного тока / М.: Транспорт 1985 - 368 с.

2. Князевский Б.А. Охрана труда в электроустановках / М.: Энергоатомиздат 1983 - 336 с.

3. Электропоезд ЭР9П. Руководство по эксплуатации / М.: Транспорт 1969 - 328 с.

4. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н. Теория электрической тяги / М.: Транспорт 1980 - 271 с.

5. Иньков Ю.М., АнтюхинВ.М., ЛитовченкоВ.В. и др. Расчет и проектирование статических преобразователей подвижного состава под ред. ИньковаЮ.М. / М.: МИИТ 1985 - 196 с.

6. Михеев А.Н.Методические указания по гражданской обороне в дипломных проектах / М.: МИИТ 1989 - 48 с.

7. Волков В.Н. Гражданская оборона на железнодорожном транспорте / М.: Воениздат 1987 - 260 с.

8. Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрических железных дорог. Теория работы электрооборудования / М.: Транспорт 1980 - 471 с.

9. Осипов С.И. Основы электрической и тепловозной тяги / М.: Транспорт 1985 - 408 с.

10. Подвижной состав и основы тяги поездов. Колл.авторов под ред. Осипова С.И. / М.: Транспорт 1990 - 336 с.

11. Правила тяговых расчетов для поездной работы / М.: Транспорт 1985 - 287 с.

12. Гриньков Б.Н. Тиристорное управление на ЭПС переменного тока за рубежом - «Железные дороги мира», 1979, №3 с. 3 - 30, №4 с. 18 - 30.

13. Романов Н.А., Захарченко Д.Д., Плакс А.В. и др. Проектирование систем управления ЭПС под ред. Романова Н.А. / М.: Транспорт 1984 - 184 с.

14. Горбань В.Н., Донской А.Л., Шабалин Н.Г. Электронное оборудование электровозов и электропоездов / М.: Транспорт 1984 - 184 с.

15. Антюхин В.М., Назаров О.С. Отчет по научно-исследовательской работе «Исследование и разработка тягового электропривода ЭПС». / М.: МИИТ, 1980.

16. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Ч I. Линейные электрические цепи / М.: Энергия 1970 - 592 с.

17. Калинин В.К. Электровозы и электропоезда / М.: Высшая школа 1974 - 430 с.

18. Чиженко И.М., Руденко В.С., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники / М.: Высшая школа 1974 - 430 с.

19. Иньков Ю.М., Ротанов М.А., Феоктистов В.П. и др. Преобразовательные полупроводниковые устройства подвижного состава под ред. Инькова Ю.М. / М.: Транспорт 1982 - 263 с.

20. Методические указания по экономическому обоснованию технических решений в дипломных проектах / М.: МИИТ 1992

21. Филипченко М.П. Электробезопасность при эксплуатации электроподвижного состава. Методические указания по дисциплине «Охрана труда» / М.: МИИТ 1987.

22. Выпуск ЦНИИТ ЭП, серия «Локомотивы и локомотивное хозяйство». Реферативный сборник №1 (122) 1991г.

23. Салатов К.Х., Царев Р.М., Шишков А.Д. Экономика заводов по ремонту подвижного состава / М.: Транспорт 1989 - 368 с.

24. Дмитриев В.А., Шишков А.Д., Хланков М.В. и др. Экономика предприятий по ремонту подвижного состава и устройств электроснабжения под ред. Дмитриева В.А. / М.: Транспорт 1983 - 343 с.



ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ

1. Титульный лист презентации.

2. Варианты модернизации электропоезда ЭР9 (25 кВ, 50 Гц).

3. Выпрямитель (двухзонное регулирование).

4. Выравнивание и ограничение на тиристорах выпрямительной установки электропоезда ЭР9.

5. Характеристики мощности для двухзонного выпрямителя.

6. Фильтро-компенсирующее устройство.

7. Пульсации выходного напряжения.

8. Экономический эффект.