Разработка шкафа питания цепей управления электроподвижного состава

17

20

Число пар поездов в сутки, () п.п.

10

9

Масса состава, т

1020

1200

Масса поезда, т

1145

1332

Длина расчетного участка, () км

800

800

Максимальная скорость движения, км/ч

160

160

Время стоянки локомотива в основном, оборотном депо, в пункте оборота, на станциях смены бригад, отнесенное к длине расчетного участка, ()* , ч

5,73

5,73

Продолжительность стоянки пассажирского поезда на 1 км пути (), ч

0,001

0,001

Средняя длина участка обращения локомотива , км

800

800

Средняя длина участка оборота пассажирского вагона , км

1200

1200

Тяговый расчет выполнен на реальном профиле А1 ВНИИЖТа по тяговым характеристикам для составов весом 1200т и 1020т (20 вагонов для ЭП3 и 17 вагонов для ЧС4Т).

В результате проведенных тяговых расчетов определены годовые эксплуатационные расходы по сравниваемым электровозам для заданных размеров движения на расчетном участке протяженностью 800 км.

6.2 Расчёт размеров движения пассажирских поездов

,

где - коэффициент неравномерности населенности пассажирских поездов (1,43).

ЧС4Т пар поездов

ЭП3 пар поездов

6.3 Расчёт потребного парка локомотивов

,

где -коэффициент перехода от эксплуатируемого парка электровозов к инвентарному (1,29);

- размеры пассажирского движения на расчетном участке, пары поездов;

- время хода поезда по участку (из тяговых расчетов);

- доля неисправных электровозов (0,09 - для базовых, 0,04 - для новых).

ЧС4Т ч

шт.

ЭП3 ч

шт.

Коэффициент приведения цены базовых электровозов по производительности:

.

Таблица 7.3.1 - Результаты расчёта тягово-эксплуатационных показателей

Наименование показателей	ЧС4Т	ЭП3
Длина расчетного участка (), км	800	800
Время хода поезда по расчетному участку (), ч	7,4	7,3
Время стоянки локомотива в основном, оборотном депо, в пункте оборота, на станциях смены бригад, отнесенное к длине расчетного участка ()*, ч	5,73	5,73
Время стоянок пассажирского поезда на участке в одном направлении, ч	0,8	0,8
Маршрутная скорость (), км/ч	71,0	73,0
Расход электроэнергии на тягу 1 поезда на участке 144,9 км, кВт·ч	5643	6709
Рекуперируемая электроэнергия на участке 144,9 км, кВт·ч	-	- 1864
Всего электроэнергии на тягу 1 поезда на расчетном участке 800 км, кВт·ч	31155	26750
Доля неисправных локомотивов	0,09	0,04
Потребный парк локомотивов, шт.	13	11

, ,

где - цена базового электровоза ЧС4Т. млн.руб.;

- цена нового электровоза ЭП3. млн.руб. (без НДС) (принята по предложению ОАО НПО “НЭВЗ”).

- капитальные затраты на научно-исследовательские и опытно - конструкторские разработки и освоение в соответствии с проектом договора составят 153,7 млн.руб.,

6.4 Годовые эксплуатационные расходы

Суммарные эксплуатационные затраты на годовой пробег электровоза:

,

где - годовые затраты на электроэнергию;

- суммарная годовая стоимость обслуживания электровоза в плановых, неплановых ремонтах и техобслуживаниях;

- годовые затраты на содержание локомотивных бригад;

- годовые затраты на содержание проводников;

- годовые затраты на ремонт вагонов;

- годовые затраты на содержание пути.

На годовой объем работы 1 электровоза расход электроэнергии по результатам тягового расчета составит:

ЧС4Т тыс.руб.

ЭП3 тыс.руб.

0,85 - коэффициент уменьшения расхода электроэнергии на тягу за счет оборудования новых электровозов системами автоведения и регулируемой вентиляции (по данным разработчика 10-15%) 8; 11, стр.183 .

По данным отдела электроэнергетики Департамента электрификации и электроснабжения МПС цена электроэнергии на тягу поездов на 01.01.2008г. в среднем по сети ж.д. равна 1,8 руб. за кВт·ч (без НДС).

Суммарная годовая стоимость ремонтов

Затраты на плановые ремонты за межремонтный цикл КР-2:

,

где - стоимость соответствующих видов плановых ремонтов;

- расчетное число соответствующих видов плановых ремонтов.

;

;

;

;

,

Пробег электровозов для обеспечения заданного годового объема пассажироперевозок:

ЧС4Т тыс.лок-км

ЭП3 тыс.лок-км

- межремонтные пробеги

( Приложение №2 к указанию МПС от 03.06.99г. №А-991у)

Таблица 7.4.2.1 - Расчет стоимости плановых ремонтов ЧС4Т

Вид ремонта	Межремонтный пробег, тыс.км	Число ремонтов	Стоимость 1 ремонта, тыс.руб.	Затраты, тыс.руб.
КР-2	2160	1	2756,2*	2756,2
КР-1	720	2	1730,7*	3461,4
ТР-3	360	3	342,5**	1027,5
ТР-2	180	6	102,1**	612,6
ТР-1	20	96	24,6**	2361,6
Итого по всем видам плановых ремонтов:	10219,3

Стоимость неплановых ремонтов принимается на уровне 10% от плановых ремонтов 12.

Суммарная стоимость всех видов ремонтов для электровозов ЧС4Т на годовой объем работы электровоза ЭП3:

тыс.руб.

Таблица 7.5.2.2 - Расчет стоимости плановых ремонтов ЭП3

Вид ремонта	Межремонтный пробег,тыс.км	Число ремонтов	Стоимость 1 ремонта, тыс.руб.	Затраты, тыс.руб.
КР-2	2400	1	2756,2*	2756,2
КР-1	1200	1	1730,7*	1730,7
ТР-3	600	2	342,5**	685,0
ТР-2	300	4	102,1**	408,4
ТР-1	20	112	24,6**	2755,2
Итого по всем видам плановых ремонтов:	8335,5

С учетом уменьшения вдвое доли эксплуатационных расходов на

аппараты при бесконтактной силовой схеме и сокращения эксплуатационных расходов на ремонты АТД затраты на ремонты на 1 электровоз в год с учетом 5% неплановых ремонтов составят:

тыс.руб.

На новых электровозах предусмотрена работа машиниста “в одно лицо” без помощника. При этом должна быть повышена зарплата машиниста и проведены мероприятия для обеспечения надежной работы локомотива и улучшения условий труда (53% от зарплаты помощника машиниста уйдет на эти мероприятия).

Стоимость одного бригадо-часа () равна :

ЧС4Т руб./бр.ч

ЭП3 руб./бр.ч

где 89,6 - стоимость 1 бригадо-часа ЧС 3;

40,7 - в том числе зарплата помощника машиниста;

1,238 - индекс оптовых цен в 1998 г.;

1,673 - индекс оптовых цен в 1999 г.;

1,316- индекс оптовых цен в 2000 г.;

1,107 - индекс оптовых цен в 2001 г;

0,0071 - вспомогательное время работы локомотивной бригады, отнесенное на 1 км линейного пробега.

ЧС4Т тыс.руб.

ЭП3 тыс.руб.

Затраты на содержание проводников пассажирских вагонов

Для рассчитанных значений маршрутных скоростей (71,0 и 73,0 км/ч), составности поездов 17 и 20 вагонов, с учетом времени нахождения проводников в пунктах формирования и оборота поезда (17% от времени хода) (л.6), стоимости 1 бригадо-часа (37,5 руб.) (л.3) составят:

ЧС4Т тыс.руб.

ЭП3 тыс.руб.

Расходы на ремонт пассажирских вагонов



где - расходная ставка на ремонт пассажирских вагонов 3

( 5,5433·0,284·1,238·1,673·1,316·1,107 = 4,75 руб./в.ч );

- время на прием и сдачу локомотива (0,83ч);

- время простоя в начальном и конечном пунктах следования пассажирских поездов ();

- среднее значение длины участка оборота пассажирского вагона, км тыс.руб

ЭП3 тыс.руб.

Затраты на ремонт и содержание верхнего строения пути

ЧС4Т тыс.руб.

ЭП3 тыс.руб.

Годовые эксплуатационные расходы в расчете на объем перевозок, выполняемый 1 электровозом ЭП3:

ЧС4Т = 20414+2763+3097+16829+793+3222 = 47118 тыс.руб.

ЭП3 =15775+1742+2179+17330 +826+3373 = 41225 тыс.руб.

Экономия годовых эксплуатационных расходов:

тыс.руб. или 12,5 %.

6.5 Экономический эффект за срок службы парка электровозов

Расчет экономического эффекта за срок службы и срока окупаемости затрат производится в соответствии с [1].

Экономическая эффективность новых электровозов определяется за срок службы - 30 лет.

млн. руб.

ВЫВОДЫ

С учетом эксплуатационных затрат и капитальных вложений на разработку, производство и приобретение сравниваемых электровозов благодаря применению на электровозе ЭП3 четырехквадрантного преобразователя получены следующие результаты:

снижение расхода электроэнергии на 23%;

снижение расходов на ремонты на 37%;

повышение производительности ЭП3 на 20% .

Список литературы

1. Дианов Е.М.. Успех инноваций определяют высокие технологии// Экономист.- 2002. -№6. - C.38 - 43.

2. Плис В.И., Стекольщиков Д.В. Микропроцессорная система управления электровозов с АСУБ «Локомотив» // Электровозостроение: Сб. науч. тр./ ОАО Всерос. научно-иссл., проектно-конструкт. ин-т электровозостроения, 1996 - Т.37 - с. 206 - 211.

3. Вольвич А.Г., Беляев А.В., Плис В.И. Современные системы управления электровозов и электропоездов// Электровозостроение: Сб. науч.тр./ ОАО Всерос. научно-иссл., проектно-конструкт. институт электровозостроения, 1997, Т.38, с. 323 - 330

4. Беляев А.В., Вольвич А.Г., Федорова Н.Ю. Тенденция построения электрической части современного ЭПС// Электровозостроение: Сб. науч. Тр./ ОАО Всерос. научно-иссл., проектно-конструкт. институт электровозостроения, 1999 - Т.41 - с. 14 - 27.

5. Савоськин А.Н, Баранов Л.А, Плакс А.В, Феоктистов В.П - под ред. Савоськина А.Н. Автоматизация электроподвижного состава./М.: Транспорт, 1990. -311 с.

6. Сборник научных трудов “Электровозостроение” т.26. Новочеркасск 1985 г.

7. Охрана труда на железнодорожном транспорте. Под ред. Сибарова Ю.Г. М.: Транспорт. 1981г.

8. Horie, et al., “IGBT Inverter System for Rolling Stock,” Hitachi, Hyoron 79, pp.157-160 (Feb. 1997) - на японском языке.

9. Y. Fujita, “Energy Saving Technology for Rolling Stock in Tokai Passengers Railways Co., Ltd.” JREA vol. 42 No. 8 (1999), pp. 21-24.

10. Литовченко В.В., Шаров В.А. и др. Особенности работы тягового привода электропоезда ЭД6// «Локомотив», №7 2002 г., с. 26-28, №8 2002 г., с. 17-20.

11. Ковалёв Ф.И., Флоренцев С.Н. Силовая электроника: вчера, сегодня, завтра // Электротехника. 1997. С.2-6.

12. Siemens Semiconductor. Technical Product Information. CD-ROM: Edition 8.

13. Силовые полупроводниковые приборы / Перевод с англ. под ред. Токарева В.В. Воронеж, 1995.

14. Флоренцев С.Н., Аванесов В.М. Управление силовыми транзисторами с изолированным затвором// «Электротехника», №12 2000 г., с. 8-14.

15. John Prentice. High Current Logic Level MOSFET Driver // Intersil № AN 9301, 1994.

16. Siemens. Силовые IGВТ модули. Материалы по применению. Додэка, 1997.

17. Hybrid Gate Drivers for IGBT Modules / Applications Notes.

18. Hewlett Packard. Product Information. 1998.

19. Semikron. Product Infonnation. 1997.

20. Аванесов В.М., Кудинов П.Н., Рубан С.В. Устройства согласования систем управления и силовых цепей статических преобразователей // Промышленная энергетика. 1997. №11.

21. Гудинаф Ф. ИС управления мощными МОП-транзисторами // Электроника. 1993. № 1-2. С. 51-57.

Размещено на Allbest.ru