В исследовании рассмотрены составляющие потерь энергии в системе энергоснабжения работы городского электротранспорта – на тяговых подстанциях и в контактно-кабельной сети. Поскольку указанные потери энергии влияют на финансовые затраты предприятия горэлектротранспорта при потреблении оплачиваемой электроэнергии из высоковольтной линии, то важной задачей по повышению энергоэффективности является замещение этой энергии на бесплатную энергию рекуперации. Выведены методики и формулы определения объемов потерь в контактно-кабельной сети и на тяговых подстанциях для стационарной и подвижной нагрузки с использованием имеющихся у предприятий электротранспорта средств учета на фидерных кабелях и на подвижном составе. Установлено, что доля потерь при передаче энергии на полезную сетевую нагрузку от высоковольтного источника всегда выше, чем при питании ее от рекуперирующих вагонов, на величину, обратно пропорциональную КПД тяговой подстанции в силу того, что она не участвует в обороте энергии рекуперации в городском электротранспорте. Полученные значения КПД применяются для анализа потерь энергии, формирования прогнозов энергопотребления, а также участвуют в обосновании формирования мероприятий для снижения финансовых затрат предприятия на оплату электроэнергии в системе электропитания транспортной работы. Повышение объемов повторно используемой энергии рекуперации для замены ею энергии из высоковольтных линий возможно только за счет вовлечения в полезную работу избыточной рекуперации, которая сейчас рассеивается на тормозных резисторах и вторично не используется. Поскольку потери энергии в контактной сети в пять-шесть раз ниже, чем в накопителях с любым типом накопительных элементов, то единственным способом рентабельного вовлечения избыточной рекуперации в полезную транспортную работу является сохранение имеющихся межпоездных перетоков рекуперации по контактной сети, а также дополнение этих перетоков перенаправленной избыточной рекуперацией посредством использования накопителей. Так как накопители бортового исполнения делают невозможными перетоки рекуперации по контактной сети, то их применение приводит к пятикратному росту потерь рекуперации. Работа стационарных накопителей сохраняет все имеющиеся межпоездные перетоки полезной рекуперации, а также добавляет новые каналы полезной утилизации избыточной рекуперации в ходе зарядки и выдает на нагрузку запасенную в накопительный элемент часть перенаправленной избыточной рекуперации.
Текст статьи «Известия Транссиба 2024-1(57)«.
Ключевые слова: потери энергии, рекуперативное торможение, полезная и избыточная рекуперация, накопители энергии, контактная сеть, тяговая подстанция, подвижной состав, стационарная нагрузка, перенаправление избыточной рекуперации.