Przegl�d kolejowy elektrotechniczny nr. 9 z 1974
http://www.fotosik.pl/pokaz_obrazek/pelny/3c3aff2ade07cc3d.htmlmgr in�. W�ODZIMIERZ WASILEWICZ
COBiRTK
Badania zu�ycia energii elektrycznej na cele trakcyjne
Cz�� II
Ruch towarowy i pasa�erski, prowadzony lokomotywami elektrycznymi
Badania oparto o wyniki pomiar�w eksploatacyjnych, uzyskiwanych za pomoc�
wagonu pomiarowego z urz�dzeniami f-my Amsler.
Jazdy pomiarowe przeprowadzono na nast�puj�cych liniach:
a) w ruchu towarowym: Warszawa-Pozna�, Warszawa-�azy, Tarnowskie G�ry-
Gdynia, Krak�w-Medyka, Krak�w-Wroc�aw oraz Wroc�aw-Wa�brzych w okresie od
VI.1970 do II.1972 r. Badania obejmowa�y jazdy w r�nych warunkach
atmosferycznych z r�nymi ci�arami poci�g�w (783-2740 ton), prowadzonymi
przez lokomotywďż˝ elektrycznďż˝ Co-Co ET21; w sumie przeprowadzono 48 jazd
pomiarowych;
b) w ruchu pasa�erskim: Warszawa-Lublin, Warszawa-Pozna�, Warszawa-Krak�w,
Przemy�l-Krak�w-Katowice-Wroc�aw, Wroc�aw-Jelenia G�ra w okresie IV-V. 1972
r. Badania obejmowa�y jazdy w r�nych warunkach atmosferycznych z r�nymi
ci�arami poci�g�w (338-669 ton), prowadzonymi przez lokomotyw� elektryczn�
Bo-Bo EU07, przy czym by�y to poci�gi osobowe, ekspresowe i pospieszne; w
sumie przeprowadzono 33 jazdy pomiarowe.
�rednie zu�ycie energii elektrycznej obliczono z ta�m pomiarowych (na
kt�rych rejestrowano zu�ywan� energi� elektryczn� i wykonan� prac�
trakcyjn�) dla ca�ej d�ugo�ci trasy oraz dla jej charakterystycznych
odcink�w, jak te� dla odcink�w obejmuj�cych obszary, odbiegaj�ce swym
charakterem od warunk�w przeci�tnych (np. g�rzysty profil, specjalny uk�ad
zasilania, ci�g�e roboty przy wymianie tor�w, wp�ywaj�ce na regularno��
biegu poci�g�w).
Niezale�nie od rejestracji pr�du i napi�cia na ta�mie z planimetrowania,
mierzono tak�e zu�ycie energii elektrycznej licznikiem elektrodynamicznym,
zainstalowanym w lokomotywie.
�rednie warto�ci jednostkowego zu�ycia energii elektrycznej otrzymane z
pomiar�w na poszczeg�lnych liniach, przedstawiono w tablicach 3 i 4.
Wyniki pomiar�w za pomoc� licznika r�ni� si� od wielko�ci otrzymanych z
urz�dze� rejestruj�cych Amslera w wagonie pomiarowym z uwagi na wahania
napi�cia w sieci oraz niedoskona�o�� stosowanego licznika, jakkolwiek ich
charakter i zmienno�� s� zbli�one do w�a�ciwego. Pomiary energii
elektrycznej za pomocďż˝ licznika typu elektrodynamicznego nie pozwalajďż˝ na
miarodajn� ocen� jej warto�ci. U�yte do pomiar�w energii liczniki powinny
byďż˝ o specjalnej konstrukcji, przystosowane do pracy na taborze
elektrycznym.
Wyniki pomiar�w wykazuj� do�� znaczne wahania warto�ci �redniego zu�ycia
energii elektrycznej zar�wno na ca�ej d�ugo�ci poszczeg�lnych linii, jak i
na wydzielonych odcinkach. Zale�y to przede wszystkim od charakteru poci�gu
(towarowy, pasa�erski, osobowy, pospieszny), jak i w�a�ciwo�ci danej linii
(przede wszystkim od odleg�o�ci mi�dzyprzystankowych).
Czynniki, maj�ce wp�yw na zu�ycie energii elektrycznej, mo�na podzieli� na 2
grupy:
I. Czynniki naturalne, niezmienne dla okre�lonych warunk�w eksploatacyjnych
(warunki atmosferyczne, ci�ar poci�gu, rodzaj i konstrukcja wagon�w, profil
linii, obowi�zuj�ce na danej linii wg rozk�adu jazdy pr�dko�ci).
II. Czynniki maj�ce bezpo�redni wp�yw na zu�ycie energii elektrycznej, ale
kt�rych wp�yw mo�e by� odpowiednio zmienny:
a) organizacja i spos�b eksploatacji poci�g�w trakcji elektrycznej -
(zale�ne od s�u�by ruchu);
b) stan tor�w i ograniczenia pr�dko�ci (stale lub czasowe) - (zale�ne od
s�u�by drogowej);
c) stan i praca urz�dze� zasilaj�cych trakcji (podstacje i sie� trakcyjna)
elektrycznej - (zale�ne od s�u�by trakcji);
d) stan techniczny taboru trakcyjnego i wagonowego - (zale�ne od s�u�by
trakcji, wagon�w oraz ZNTK);
e) wyszkolenie maszynist�w i ich umiej�tno�ci prawid�owego prowadzenia
poci�gu.
Szczeg�lnie du�e znaczenie na wielko�� zu�ycia energii maj� dodatkowe
zatrzymania oraz zwolnienia (zmniejszenia szybko�ci) spowodowane wzgl�dami
ruchowymi oraz drogowymi. W zale�no�ci od ci�aru poci�gu, szybko�ci,
profilu, stanu technicznego poci�gu oraz umiej�tno�ci maszynisty ka�de
dodatkowe zatrzymanie i konieczno�� ponownego rozruchu powoduje straty,
kt�re wynosz�:
a) w ruchu towarowym - w zale�no�ci od ci�aru poci�gu, szybko�ci, profilu,
stanu technicznego poci�gu oraz umiej�tno�ci maszynisty ka�de dodatkowe
zatrzymanie i konieczno�� ponownego rozruchu powoduje straty, kt�re przy
doprowadzeniu poci�gu do szybko�ci 60-70 km/h mog� wynosi� 65-390 kWh, a
przy doprowadzeniu poci�gu do szybko�ci 40-50 km/h 56-216 kWh; podobnie
zmniejszenie pr�dko�ci z 70 do 30 km/h i ponowny powr�t do szybko�ci 70 km/h
powoduje straty 100-230 kWh, z 60 do 30 km/h i powr�t do 60 km/h daje straty
40-200 kWh;
b) w ruchu pasa�erskim - z szybko�ci� 100 km/h ka�de dodatkowe zatrzymanie
powoduje straty ok. 100 kWh; podobnie zmniejszenie szybko�ci (zwolnienie)
powoduje dodatkowe straty,
R�wnie� du�y wp�yw na wielko�� zu�ycia energii maj� umiej�tno�ci i spos�b
prowadzenia jazdy lokomotywďż˝ przez maszynistďż˝.
Dotyczy to przede wszystkim poprawnego przeprowadzenia rozruchu poci�g�w,
post�powania w przypadku wyst�powania po�lizg�w, umiej�tno�ci prowadzenia
poci�gu mi�dzy kolejnymi postojami na trasach o zmiennym profilu pod�u�nym
oraz umiej�tno�ci prawid�owego hamowania poci�gu, w szczeg�lno�ci przy
doje�d�aniu do stacji lub do semafora na "st�j".
Przeprowadzona analiza oraz uzyskane wyniki z pomiar�w eksploatacyjnych
wykazuj� wyra�nie, �e to samo zadanie trakcyjne, analizowane na tej samej
trasie w identycznych warunkach atmosferycznych i eksploatacyjnych, wymagaďż˝
mo�e r�nych warto�ci zu�ytej energii elektrycznej. Przekroczenie optymalnej
warto�ci zu�ycia traktowa� nale�y jako straty, powi�kszaj�ce koszty
eksploatacyjne i obni�aj�ce sprawno�� procesu przewozowego.
Najwi�kszy wp�yw na zu�ycie energii elektrycznej maj�:
1. Cz�ste nierozk�adowe zatrzymania poci�gu pod semaforem ze wzgl�d�w
ruchowych lub technicznych.
2. Cz�ste nieprzewidziane obni�enie pr�dko�ci poci�gu na skutek:
a) zbyt p�nego podania sygna�u "wolna droga";
b) zwolnie� biegu, zwi�zanych z aktualnym z�ym stanem technicznym tor�w lub
z robotami torowymi:
c) niesprawno�ci lub uszkodzenia sieci trakcyjnej;
d) warunk�w atmosferycznych.
3. Z�y stan taboru, przede wszystkim za� z�y stan uk�adu hamulcowego
wagon�w.
Ponadto pewien wp�yw wywiera uk�ad zasilaj�cy sie� trakcyjn� (nadmierne
obni�enie napi�cia, wyst�puj�ce z r�nych powod�w).
Niezale�nie od wymienionych wzgl�d�w lepsze efekty energetyczne mo�e da�
lepsze wykorzystanie mocy lokomotyw elektrycznych, przez stosowanie
optymalnych ci�ar�w poci�g�w towarowych. W zwi�zku z tym
dla ruchu towarowego po��dane jest dok�adne zbadanie stopnia wykorzystania
przyczepno�ci poszczeg�lnych lokomotyw elektrycznych, jak r�wnie� oceny
obecnie stosowanych na PKP �rodk�w, jak np. urz�dze� przeciwpo�lizgowych.
Wnioski w odniesieniu do pracy s�u�by ruchu
Bardzo istotne jest poprawienie regularno�ci biegu poci�g�w, zmniejszenie
liczby nieprzewidzianych zatrzyma� lub zwolnie�, spowodowanych zbyt p�nym
podaniem sygna�u "wolna droga". Szczeg�lnie jaskrawo zagadnienie to
wyst�puje w ruchu towarowym na linii w�glowej Tarnowskie G�ry-Porty, gdzie
zamiast planowych 4 postoj�w wg rozk�adu jazdy notuje si� przeci�tnie 30
zatrzyma�, co powoduje wzrost zu�ycia energii elektrycznej o 20-25%, za� w
ruchu pasa�erskim na liniach
Lublin-Warszawa (liczba nierozk�adowych zwolnie� i zatrzyma� do 31),
Warszawa-Krak�w (od kilku do 58) i Wroc�aw-Krak�w-Przemy�l (od 19 do 32).
Znamienne s� zw�aszcza liczne kr�tkotrwa�e zatrzymania przed semaforami,
kt�rych przy sprawniej pracuj�cym personelu ruchu da�oby si� unikn��.
Konieczne jest przeprowadzenie szkolenia personelu ruchowego oraz zriďż˝ w
kierunku wyja�nienia skutk�w ekonomicznych niesprawnie dzia�aj�cego systemu
urz�dze� zrk.
Wnioski w odniesieniu do pracy i wyszkolenie maszynist�w
Poziom wyszkolenia maszynist�w pod k�tem umiej�tno�ci prowadzenia poci�g�w w
wielu przypadkach jest niezadawalaj�cy. Konieczne jest prowadzenie szkolenia
maszynist�w (i instruktor�w) w kierunku wyja�nienia
wp�ywu na zu�ycie energii elektrycznej sposobu prowadzenia poci�g�w. Nale�y
dla wszystkich g��wnych kierunk�w okre�li� spos�b ekonomiczny prowadzenia
poci�g�w i opracowa� wytyczne dla maszynist�w i instruktor�w. Szczeg�lny
nacisk nale�y po�o�y� na dok�adne zaznajomienie maszynist�w z obs�ugiwan�
tras� oraz na nauczenie umiej�tno�ci wykorzystania spadk�w i wzniesie�,
wyst�puj�cych w profilu trasy, dla osi�gni�cia oszcz�dno�ci w zu�yciu
energii elektrycznej.
Dok�adna ocena pracy maszynist�w powinna nast�powa� na podstawie kontroli
zu�ycia energii elektrycznej, mierzonej przez licznik energii elektrycznej
oraz dora�nie przez wyrywkow� analiz� ta�m szybko�ciomierzy dla oceny jazdy
"pod pr�dem" na danej trasie poci�g�w.
Wnioski w odniesieniu do stanu technicznego taboru
Na zu�ycie energii elektrycznej du�y wp�yw ma stan techniczny sk�adu
poci�g�w a w szczeg�lno�ci:
- stan uk�adu hamulcowego,
- stan urz�dze� poci�gowo-zderznych,
- stan cz�ci biegowych.
Najwa�niejszymi usterkami s� wady lub uszkodzenia (awarie) uk�adu
powietrznego urz�dze� hamulcowych. Usterki te powoduj� ca�kowite lub
cz�ciowe niewyluzowanie klock�w hamulcowych.
Przy nieznacznej liczbie cz�ciowo niewyluzowanych zestaw�w ko�owych
maszynista cz�sto nie zwraca na to uwagi, co prowadzi do wzrostu obci��enia
lokomotywy (i zu�ycia energii), przegrzania nieluzuj�cych klock�w
hamulcowych oraz ma wp�yw na warunki rozruchowe (tendencja do po�lizg�w,
konieczno�� powtarzania procesu rozruchowego, przegrzewania opornik�w
rozruchowych). Niesprawno�� urz�dze� jest skutkiem niew�a�ciwej pracy
wagonowni (lokomotywowni), jak i pracy rewident�w.
W tym kierunku konieczne jest odpowiednie doszkalanie i wzmocnienie kontroli
ze strony nadzorczego personelu technicznego.
Konieczna jest staranniejsza kontrola stanu poci�gu, dokonywana przez
rewident�w oraz wnikliwsza praca maszynisty.
Na poprawienie tego stanu rzeczy w du�ym stopniu mo�e wp�yn�� doszkalanie
zar�wno rewident�w, jak i maszynist�w.
Proponowane doszkalanie maszynist�w na tle omawianego uprzednio dok�adnego
sprecyzowania wytycznych do prowadzenia poci�g�w elektrycznych na
okre�lonych kierunkach, jak r�wnie� doszkalanie personelu ruchowego, kt�ry
musi u�wiadomi� sobie, jakie skutki ekonomiczne powoduje niepoprawnie
funkcjonuj�cy bieg poci�g�w elektrycznych, przede wszystkim za� ci�kich
poci�g�w towarowych, powinny spowodowa� zmniejszenie zu�ycia energii
elektrycznej co najmniej o 15%.