Распоряжение ОАО «РЖД» от 30.12.2016 № 2810р
Актуально на 04.11.2026.
Как цитировать: Распоряжение ОАО "РЖД" от 30.12.2016 N 2810р. 2810р. 30.12.2016. https://bukva.ai/docs/rasporyazhenie-2810r-2016
«Об утверждении Методики определения показателей оперативной оценки энергоэффективности магистральных тепловозов»
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ»
РАСПОРЯЖЕНИЕ
от 30 декабря 2016 г. № 2810р
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОВОЗОВ
1. Утвердить прилагаемую Методику определения показателей оперативной оценки энергоэффективности магистральных тепловозов.
2. Первому заместителю начальника Дирекции тяги Кривоносову В.А. подготовить и направить в Департамент технической политики предложения о внесении изменений в Технические требования к системам регистрации и анализа параметров работы тепловоза и учета дизельного топлива, утвержденные ОАО «РЖД» от 7 марта 2014 г. № 125, в части обязательной регистрации и передачи данных, необходимых для определения показателя оперативной оценки энергоэффективности магистральных тепловозов.
3. Контроль за исполнением настоящего распоряжения возложить на начальника Управления планирования и нормирования материально-технических ресурсов Зверева А.В.
Старший вице-президент ОАО «РЖД» В. А. Гапанович
Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 30 декабря 2016 г. № 2810р
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОВОЗОВ
1. Общие положения
1.1. Настоящая Методика определения показателей оперативной оценки энергоэффективности магистральных тепловозов (далее — Методика) определяет показатель оперативной оценки энергоэффективности магистральных тепловозов, находящихся в эксплуатации (далее — ПОЭТ), методологию и порядок его расчета.
1.2. Настоящая Методика предназначена для использования при эксплуатации магистральных тепловозов, оборудованных микропроцессорной системой управления (МСУ-ТП, МСУ-ТЭ, МСУ-ТЭА, МПСУ-ТП, далее — МСУ) и автоматизированной системой для беспроводной удаленной передачи данных о параметрах работы оборудования силовой установки (далее — СУ) тепловоза, контролируемых МСУ.
1.3. Для расчета значения ПОЭТ применяется экспериментально-расчетный метод без использования специальных режимов нагружения и управления СУ тепловозов и дополнительных параметров, кроме контролируемых МСУ.
1.4 В настоящей Методике применяются следующие основные термины и понятия с соответствующими определениями:
автоматический контроль энергоэффективности тепловоза в эксплуатации — процесс автоматического определения ПОЭТ по результатам удаленного мониторинга параметров работы СУ тепловоза;
контролируемые позиции контроллера машиниста (ПКМ) — принятые ПКМ, при работе дизель-генератора на которых определяется значение ПОЭТ;
паспортная эффективная мощность дизеля — эффективная мощность дизеля на контролируемых ПКМ, соответствующая требованиям технических условий (ТУ) на дизель-генератор тепловоза при стандартных условиях;
период расчета значения ПОЭТ — принятый календарный период времени нахождения тепловоза в эксплуатации, за который по результатам удаленного мониторинга данных о параметрах работы оборудования его СУ определяется ПОЭТ;
показатель оперативной оценки энергоэффективности тепловоза (ПОЭТ) — отношение приведенной к стандартным условиям фактической эффективной мощности дизеля к его паспортной эффективной мощности;
стандартные условия работы дизель-генератора — атмосферные и рабочие условия, приведенные в ТУ на дизель-генератор тепловоза;
удаленный мониторинг данных о параметрах работы оборудования СУ тепловоза (далее — мониторинг) — непрерывный процесс получения данных о параметрах работы оборудования СУ тепловоза, контролируемых МСУ, на выделенный сервер с помощью автоматизированной системы беспроводной передачи этих данных для их обработки и расчета значения ПОЭТ;
уровень энергоэффективности тепловоза в эксплуатации — энергетическое состояние тепловоза, характеризуемое определенным значением ПОЭТ;
удовлетворительный уровень энергоэффективности тепловоза в эксплуатации — энергетическое состояние тепловоза, характеризуемое значением ПОЭТ не менее установленного минимально допустимого (ПОЭТmin);
неудовлетворительный уровень энергоэффективности тепловоза в эксплуатации — энергетическое состояние тепловоза, характеризуемое значением ПОЭТ менее установленного минимально допустимого;
фактическая эффективная мощность дизеля — фактическая эффективная мощность дизеля на контролируемых ПКМ, реализованная в условиях эксплуатации;
фильтрация массива значений параметров работы оборудования СУ тепловоза — процесс автоматической выбраковки значений параметров работы оборудования СУ тепловоза, не удовлетворяющих принятым условиям по номеру контролируемой ПКМ, времени работы на ПКМ, основному условию определения значения ПОЭТ и условию статистической однородности;
энергетическая схема тепловоза — схема передачи энергии, выработанной дизелем, другим агрегатам тепловоза и на совершение тяговой работы.
1.5. Основным условием для корректности расчета значения ПОЭТ является соответствие положения рабочего органа исполнительного устройства регулятора дизеля и частоты вращения его коленчатого вала при работе дизель-генератора на контролируемой ПКМ требуемым (установленным) значениям для этой ПКМ.
2. Общие условия организации удаленного мониторинга
2.1. Процесс автоматического определения ПОЭТ по результатам мониторинга данных о параметрах работы оборудования СУ тепловоза основывается на программно-аппаратных средствах, функционирующих в ОАО «РЖД», — технологической ремонтной оперативной GSM-радиосвязи (РОРС ОАО «РЖД»), системе передачи данных (СПД ОАО «РЖД»), терминалах депо при использовании системы управления базами данных (СУБД ОАО «РЖД») и выделенного сервера ОАО «РЖД» (например, сервера ЕСМБС, далее — сервер). Структура аппаратных и программных средств, используемых для организации оперативной оценки энергоэффективности тепловозов в эксплуатации, представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 — Структура аппаратных и программных средств для организации оперативной оценки энергоэффективности тепловозов в эксплуатации
2.2. Данные о параметрах, контролируемых МСУ тепловоза, передаются на сервер посредством РОРС GSM-соединения, на котором производится предварительная их обработка: распаковка, сортировка, фильтрация и импорт в базу данных, организуемую на сервере, имеющем подключение к СПД.
2.3. Для приема данных на сервере развертывается программное обеспечение «ПОЭТ.ИМПОРТ» разработки АО «ВНИКТИ», использующее стандартный протокол передачи данных.
2.4. При организации базы данных используется система управления базами данных СУБД ОАО «РЖД», позволяющая осуществлять хранение и быструю обработку больших массивов данных, с реализацией процедуры резервного копирования содержимого базы данных в хранилище для обеспечения возможности восстановления информации в случае сбоя или отказа сервера.
2.5. Для реализации настоящей Методики в эксплуатационных локомотивных депо должны быть терминалы (ПЭВМ), подключенные к СПД ОАО «РЖД».
2.6. Взаимодействие сервера с терминалами осуществляется с использованием стандартных протоколов TCP/IP, посредством клиент-серверной архитектуры. Задача выборки данных из базы данных, реализация расчетных алгоритмов и формирование результатов выполняется на сервере, результаты обработки передаются на терминал.
2.7. Расчет значения ПОЭТ производится с использованием массивов исходных данных, с учетом индивидуальных особенностей энергетической схемы каждого тепловоза. На программное обеспечение терминала возлагаются задачи формирования запросов к серверу, содержащих тип локомотива, его номер, секцию и календарный интервал времени, за который производится оценка ПОЭТ, а также выдачи результатов расчета на терминал.
3. Контролируемые параметры
3.1. В процессе мониторинга параметров работы оборудования СУ тепловозов с электрической передачей переменно-постоянного тока, в зависимости от их энергетической схемы, используются значения следующих параметров, контролируемых МСУ, которые должны передаваться на сервер с частотой 1 раз в секунду:
- позиция контроллера машиниста (ПКМ);
- текущее время;
- мощность на клеммах выпрямительной установки;
- код положения рабочего органа исполнительного устройства регулятора дизеля;
- частота вращения коленчатого вала дизеля;
- ток выпрямительной установки (для ТЭП70БС);
- токи шести выпрямителей (для 2ТЭ116У, 2ТЭ25КМ);
- напряжение на клеммах шести выпрямителей (для 2ТЭ116У, 2ТЭ25КМ);
- напряжение бортовой сети;
- ток обмотки возбуждения тягового генератора;
- ток обмотки возбуждения вспомогательного генератора (для ТЭП70БС);
- ток стартер-генератора;
- температура атмосферного воздуха;
- температура топлива на входе в топливные насосы высокого давления дизеля;
- температура воды на входе в охладитель наддувочного воздуха;
- признак включения-отключения вентиляторов охлаждающего устройства дизеля (для 2ТЭ116У, 2ТЭ25КМ). Перечисленные параметры используются для определения фактической и приведенной мощности дизеля тепловоза в соответствии с порядком, установленным в [1].
4. Общий порядок расчета значения ПОЭТ
4.1 Формулы для расчета значения ПОЭТ (N_{\text{е}}^{\text{пасп}.}) (N_{\text{еф}}^{\text{прив}})
4.1.1. ПОЭТ характеризует отклонения фактически реализуемых при работе дизель-генератора тепловоза в ходе эксплуатации значений эффективной мощности дизеля, приведенных к стандартным атмосферным и рабочим условиям на контролируемых ПКМ , от соответствующих паспортных значений мощности дизеля при стандартных условиях на тех же ПКМ и определяется по формуле:
\text{ПОЭТ } = \frac{N_{\text{е}}^{\text{прив}}}{N_{\text{е}}^{\text{пасп}}} .(1)
4.1.2. Значение эффективной мощности дизеля, приведенное к стандартным атмосферным и рабочим условиям на контролируемых ПКМ, кВт, определяется по формуле:
N_{\text{е}}^{\text{прив}} = P_{\text{ВУ}}^{\text{при}} \sum_{i}^{\text{в}} N_{\text{ВА}i}^{\text{прив}} \pm \Delta N_{\text{е}},(2)
P_{\text{ВУ}}^{\text{прив}} где:
N_{\text{ВА}i}^{\text{прив}} — текущее значение мощности на клеммах выпрямительной установки (далее — ВУ), приведенное к валу дизеля, кВт;
\pm \Delta N_{\text{е}} — текущее значение мощности, потребляемой i-м вспомогательным агрегатом (далее — ВА), приведенное к валу дизеля, кВт;
- текущее значение поправки к мощности дизеля при отличии фактических атмосферных и рабочих условий от стандартных, кВт;
определяется по формулам, приводимым в ТУ на дизель-генератор тепловоза.
При этом: P_{\text{ВУ}}^{\text{прив}}
а) значение , кВт, определяется по формуле:
P_{\text{ВУ}}^{\text{прив}} = \frac{P_{\text{ВУ}}}{\eta_{\text{ВУ}} \cdot \eta_{\text{ТГ}}} ,(3)
\eta_{\text{ВУ}} PВУ — текущее значение мощности на клеммах ВУ, кВт;
\eta_{\text{ТГ}} — текущее значение коэффициента полезного действия ВУ, вычисляемое для различных ПКМ с помощью аппроксимирующей зависимости от тока нагрузки, полученной по экспериментальным данным завода-изготовителя;
- текущее з \sum_{i} N_{\text{ВА}i}^{\text{прив}} начение коэффициента полезного действия тягового генератора, вычисляемое для различных ПКМ с помощью аппроксимирующей зависимости от тока нагрузки, полученной по экспериментальным данным завода-изготовителя;
б) значение , кВт, определяется по формуле:
\sum_{k} N_{\text{ВАф}}^{\text{прив}.} = \sum_{k} \frac{N_{\text{ВАф}k}}{\eta_{\text{пр}k}} ,(4)
\eta_{\text{пр}.\text{ВА}i} NВАi — мощность i-го ВА при фактических условиях, кВт;
4.1.3 Значение , кВт, определяется по формуле:
N_{\text{е}}^{\text{пасп}} = P_{\text{ВУст}}^{\text{прив}} \sum_{i} N + N_{\text{ВА}i\text{ст}}^{\text{прив}},(5)
P_{\text{ВУст}}^{\text{прив}} где:
N_{\text{ВА}i\text{ст}}^{\text{прив}} — значение мощности на клеммах ВУ, соответствующей требованиям Руководства по эксплуатации тепловоза при стандартных условиях, приведенное к валу дизеля, кВт;
- значение мощнос \sum_{i} N_{\text{ВА}i\text{ст}}^{\text{прив}} ти, потребляемой i-м ВА при стандартных условиях, приведенное к валу дизеля, кВт. При этом значение , кВт, определяется по формуле:
\sum_{k} N_{\text{ВАст}}^{\text{прив}.} = \sum_{k} \frac{N_{\text{ВАст}k}}{\eta_{\text{пр}k}} ,(6)
где NВАiст — мощность i-го ВА при стандартных условиях, кВт.
4.1.4. Значение ПОЭТ на i-й ПКМ (из числа контролируемых) для всех случаев работы СУ на этой ПКМ определяется по формуле:
\text{ПОЭТ}_{i} = \frac{\sum_{j} \sum_{i} (N_{\text{е}ij}^{\text{прив}} \cdot t_{ij})}{N_{\text{е}i}^{\text{пасп}} \cdot \sum_{j} \sum_{i} t_{ij}} ,(7)
N_{\text{е}ij}^{\text{прив}} tij — время работы СУ тепловоза на i-й ПКМ в j-м случае работы СУ на этой ПКМ, сек.;
N_{\text{е}i}^{\text{пасп}} — средняя эффективная приведенная мощность дизеля при работе СУ тепловоза на i-й ПКМ в j-м случае работы СУ на этой ПКМ, кВт;
4.1.5 Значение ПОЭТ в целом для тепловоза определяется по формуле:
\text{ПОЭТ } = \frac{\sum_{i} (\text{ПОЭТ}_{i} \cdot n_{i})}{\sum_{i} n_{i}} ,(8)
где ni — количество случаев работы СУ тепловоза на i-й ПКМ.
4.2 Общий алгоритм расчета значения ПОЭТ
Алгоритм расчета значения ПОЭТ тепловоза приведен на рисунке 2 и реализуется в следующей последовательности:
4.2.1. Фильтруется массив случаев работы тепловоза на контролируемых ПКМ по их длительности: удаляются случаи работы на ПКМ длительностью t меньше заданной tmin, значение которого устанавливается по опытным данным при работе дизель-генераторной установки на 15-й ПКМ по признакам стабилизации мощности на выходе ВУ, оборотов коленчатого в (h_{\text{з}} - \Delta h \leq h_{\text{т}} \leq h_{\text{з}} + \Delta h) ала (n_{\text{дз}} - \Delta n \leq n_{\text{дт}} \leq n_{\text{дз}} + \Delta n) дизел \Delta h = \pm 3 я и кода положения \Delta n = \pm 6 рабочего органа исполнительного устройства регулятора дизеля.
4.2.2. Фильтруется массив случаев работы тепловоза на контролируемых ПКМ по среднеарифметическим значениям кода положения рабочего органа исполнительного устройства регулятора дизеля и частоты вращения коленчатого вала дизеля: удаляются случаи, в которых отклонения значений указанных параметров от паспортных выходят за заданные пределы и , где кодовых единицы, об./мин.
4.2.3. Фильтруется массив случаев работы тепловоза на контролируемых ПКМ: удаляются случаи, в которых контролируемые ПКМ за выбранный период эксплуатации использовались менее шести раз.
4.2.4. Определяются среднеарифметические значения ПОЭТ в каждом случае работы на контролируемых ПКМ.
4.2.5. Осуществляется проверка случаев работы на контролируемых ПКМ на статическую однородность среднеарифметических значений ПОЭТ стандартным методом математической статистики с целью удаления резко выделяющихся значений («выбросов»).
4.2.6. Определяются средневзвешенные по времени каждого случая значения ПОЭТi на контролируемых ПКМ.
4.2.7. Определяется средневзвешенное (по количеству случаев использования контролируемых ПКМ) значение ПОЭТ в целом для тепловоза.
Рисунок 2 — Алгоритм расчета значения ПОЭТ магистрального тепловоза, оборудованного микропроцессорной системой управления
4.3 Реализация алгоритма расчета значения ПОЭТ
Для расчета значения ПОЭТ тепловоза необходимо запустить программу «ПОЭТ.РАСЧЕТ» разработки АО «ВНИКТИ», реализованную как веб-приложение, которая выполняется в веб-браузере. После запуска программы на экране появляется страница выбора серии тепловозов (рис. 3), на которой нажатием соответствующей кнопки осуществляется соответствующий выбор (например, «2ТЭ116У»).
Рисунок 3 — Страница выбора серии тепловоза
После выбора серии в окне браузера загружается страница выбора секций тепловозов (рис. 4), на которой приведен список секций и выводится меню навигации с кнопками «1», «2», «3» ..., с помощью которого выбираются страницы, отображающие секции, не представленные в данный момент на экране. Выбор требуемой секции осуществляется нажатием кнопки с номером тепловоза и обозначением секции (например, «0305Б»).
Рисунок 4 — Страница выбора секций тепловозов
После выбора секции загружается страница выбора дат начала и окончания мониторинга (рис. 5). В строке «Дата начала» вводится дата первого дня мониторинга, а в строке «Дата окончания» — дата, следующая за последним днем мониторинга. Даты вводятся в формате «ДД.ММ.ГГГГ».
Рисунок 5 — Страница выбора дат начала и окончания мониторинга
Кроме того, при активации на этой странице переключателя «Вывести подробный отчет» (рис. 5) по окончании расчета значения ПОЭТ выводятся таблицы с промежуточными результатами этапов его расчета. По окончании ввода дат необходимо нажать кнопку «Рассчитать ПОЭТ», после чего на экран выводится страница, содержащая результаты расчета значений ПОЭТ, погрешности его определения и заключение об энергоэффективности тепловоза (рис. 6).
Рисунок 6 — Страница результатов расчета значения ПОЭТ
4.4 Оценка погрешности расчета значения ПОЭТ
4.4.1 Общая относительная погрешность расчета значения ПОЭТ, %, определяется по формуле:
\delta_{\text{ПОЭТ}} = \sqrt{\delta_{N_{\text{е}}^{\text{прив}}}^{2} - \delta_{N_{\text{е}}^{\text{пасп}}}^{2}} ,(9)
\delta_{N_{\text{е}}^{\text{прив}}} где: N_{\text{е}}^{\text{прив}}
- относительная погрешность определения текущего значения фактически реализованной эффективной мощности дизеля , приведенного к стандартным условиям, %;
N_{\text{е}}^{\text{пасп}} \delta_{N_{\text{е}}^{\text{пасп}}}
- относительная погрешность определения пасп N_{\text{е}}^{\text{прив}} ортного значения мощности дизеля в стандартных условиях, %.
4.4.2 Относительная погрешность определения , %, определяется по формуле:
\delta_{N_{\text{е}}^{\text{прив}}} = \sqrt{\delta_{N_{\text{е}}} + (K_{1} \cdot \delta_{\Delta N}^{\text{прив}})^{2}} ,(10)
\delta_{\Delta N}^{\text{прив}} — относительная погрешность определения текущего значения фактически реализованной мощности дизеля, %;
- относительная погрешность приведения текущего значе \Delta N ния фактически реализованной мощности дизеля к стандартным условиям, %, согласно ТУ на дизель-генератор;
K1 — коэффициент, определяемый как отношение поправки к мощности дизеля Nеф при ее приведении к стандартным условиям.
При этом: \delta_{N_{\text{е}}}
а) значение , %, определяется по формуле:
\delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{прив}}} где:
\delta \sum_{i} N_{\text{ВА}i}^{\text{прив}.} — относительная погрешность определения текущего значения мощности на клеммах ВУ, приведенного к валу дизеля, %;
- относительная погрешность определения текущего значения суммарной мощнос N_{\text{ВА}i}^{\text{прив}} ти, потребляемой ВА, приведенного к валу дизеля, %;
K2 — коэффиц \delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{прив}}} иент, определяемый как отношение потребляемой i-го ВА мощности к мощности дизеля Nе;
б) значение , %, определяется по формуле:
\delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{прив}}} = \sqrt{\delta_{P_{\text{ВУ}}}^{2} + \delta_{\eta_{\text{ВУ}}}^{2} + \delta_{\eta_{\text{ТГ}}}^{2}} ,(12)
\delta_{\eta_{\text{ВУ}}} — относительная погрешность определения текущего значения мощности на клеммах ВУ, %;
\delta_{\eta_{\text{ТГ}}} — относительная погрешность определения текущего значения КПД ВУ, %;
- относител \delta_{P_{\text{ВУ}}} ьная погрешность определения текущего значения КПД тягового генератора (ТГ), %;
в) значение , %, определяется по формуле:
\delta_{P_{\text{ВУ}}} = \sqrt{\delta_{I}^{2} - \delta_{U}^{2},} (13)
\delta_{U} — относительная погрешность определения текущего значения тока ВУ, %;
г) значение , %, определяется по формуле:
\delta_{I} = \sqrt{\delta_{\text{Ш}} + \delta_{\text{ИК}} + \delta_{\text{ИП}}} ,(14)
\delta_{\text{ИК}} — относительная погрешность шунта, %;
\delta_{\text{ИП}} — относительная погрешность измерительного канала, %;
д) значение , %, определяется по формуле:
\delta_{U} = \sqrt{\delta_{\text{ИК}} + \delta_{\text{ИП}}} ,(15)
\delta_{\text{ИП}} — относительная погрешность измерительного канала, %;
- относител \delta \sum_{i} N_{\text{ВА}i}^{\text{прив}} ьная погрешность измерительного преобразователя, %;
е) значение , %, определяется по формуле:
\delta \sum_{i} {}_{N_{\text{ВА}i}^{\text{прив}}} = \sqrt{\delta \sum_{i}^{2} {}_{N_{\text{ВА}i}} \cdot \delta_{\eta_{\text{пр}.\text{ВА}}}^{2}} ,(16)
\delta \sum_{i} N_{\text{ВА}i} где:
\delta_{\eta_{\text{пр}.\text{ВА}}}^{2} — относительная погрешность определения текущего значения суммарной мощности, потребляемой ВА, %;
- средняя относительная погрешность определе N_{\text{е}}^{\text{пасп}.} ния текущего значения КПД приводов ВА, %.
4.4.3 Относительная погрешность определения , %, определяется по формуле:
\delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{пасп}.\text{прив}}} где:
\delta \sum_{i} N_{\text{ВА}i}^{\text{пасп}.\text{прив}} — относительная погрешность определения приведенной к валу дизеля паспортной мощности на клеммах ВУ, %;
- относительная погрешность определения приведенной к валу дизеля суммарной паспортной мощности ВА, N_{\text{ВА}i\text{ст}}^{\text{прив}} %;
K3 — коэффициент, определяемый как отношение потребляемой i-го ВА мощности при стандартных условиях к мощности дизеля Nе.
При этом: \delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{пасп}.\text{прив}}}
а) значение , %, определяется по формуле:
\delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{пасп}.\text{прив}}} = \sqrt{\delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{пасп}}}^{2} + \delta_{\eta_{\text{ВУ}}}^{2} + \delta_{\eta_{\text{ТГ}}}^{2}} ,(18)
\delta_{P_{\text{ВУ}}^{\text{пасп}}} где:
\delta_{\eta_{\text{ВУ}}} — относительная погрешность определения паспортного значения мощности на клеммах ВУ, %;
\delta_{\eta_{\text{ТГ}}} — относительная погрешность определения текущего значения КПД ВУ, %;
- относител \delta \sum_{i} N_{\text{ВА}i}^{\text{пасп}.\text{прив}} ьная погрешность определения текущего значения КПД ВУ, %;
б) значение , %, определяется по формуле:
\delta \sum_{i} {}_{N_{\text{ВА}i}^{\text{пасп}.\text{прив}}} = \sqrt{\delta \sum_{i}^{2} {}_{N_{\text{ВА}i\text{ст}}} \cdot \delta_{\eta_{\text{пр}.\text{ВА}}}^{2}} ,(19)
\delta \sum_{i} N_{\text{ВА}i\text{ст}} где:
\delta_{\eta_{\text{пр}.\text{ВА}}} — относительная погрешность определения суммарной мощности, потребляемой ВА при стандартных условиях, %;
- относительная средняя погрешность определения текущего значения КПД приводов ВА, %. Общая относительная погрешность расчета значения ПОЭТ состоит из систематической и случайной составляющих. При большом количестве значений параметров работы оборудования СУ тепловоза, регистрируемых во время проведения мониторинга и по значениям которых осуществляется оценка ПОЭТ, случайная погрешность стремится к нулю, а погрешность расчета значения ПОЭТ в этом случае определяется систематической погрешностью. Результаты расчета этих погрешностей приведены в таблице 2.
Таблица 2
ЗНАЧЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ СОСТАВЛЯЮЩИХ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ ПОЭТ
4.5 Минимальное допустимое значение ПОЭТ определяется по формуле и составляет:
\text{ПОЭТ}_{min} = \frac{N_{\text{е}}^{\text{пасп}} - 0,05 \cdot N_{\text{е}}^{\text{пасп}}}{N_{\text{е}}^{\text{пасп}}} = 0,95,(20)
где — паспортное значение эффективной мощности дизеля тепловоза на контролируемой ПКМ, кВт.
Выражение (20) составлено с учетом того, что 5-процентное снижение эффективной мощности дизеля, принимаемое как допустимое, вызывает (при соблюдении главного условия корректности расчета значения ПОЭТ: hт = hтз, nдт = nдз) эквивалентное 5-процентное увеличение его удельного эффективного расхода топлива из-за неизменности при снижении мощности часового расхода топлива. Такое увеличение удельного расхода топлива при 5-процентном снижении мощности дизеля укладывается в 5-процентную зону допустимых значений удельного расхода топлива, указанную в технических условиях на дизель-генераторы для тепловозов.
Таким образом, увеличение удельного расхода топлива на 5% от уровня, предусмотренного техническими условиями, не может считаться нарушением паспортного показателя удельной топливной экономичности дизель-генератора.
Вышесказанное и то, что ПОЭТ характеризует соотношение фактически реализуемых, приведенных к стандартным условиям, и паспортной мощности дизеля на контролируемых ПКМ, обуславливает 5-процентную зону его допустимых значений, т.е. ПОЭТmin = 0,95.
4.6 Оценка энергоэффективности тепловоза
4.6.1. Для оценки соответствия полученного по результатам мониторинга значения ПОЭТ тепловоза минимальному допустимому значению определяется значение абсолютной погрешности ПОЭТ по формуле:
\pm \Delta_{\text{ПОЭТ}} = \delta_{\text{ПОЭТ}}^{\text{сист}} \cdot \text{ПОЭТ}.(21)
4.6 (\text{ПОЭТ } \pm \Delta_{\text{ПОЭТ}}) \geq \text{ПОЭТ}_{min} .2. Удовлетворительный уровень энергоэффективности тепловоза определяется выполнением одним из следующих условий:
а) ; \text{ПОЭТ } \pm \Delta_{\text{ПОЭТ}}
б) ПОЭТ >= ПОЭТmin, при этом ПОЭТmin находится в границах интервала .
4.6 (\text{ПОЭТ } \pm \Delta_{\text{ПОЭТ}})<\text{ПОЭТ}_{min} .3. Неудовлетворительный уровень энергоэффективности тепловоза определяется наличием одного из следующих условий:
а) ; \text{ПОЭТ } \pm \Delta_{\text{ПОЭТ}}
б) ПОЭТ < ПОЭТmin при этом ПОЭТmin находится в границах интервала .
4.7. Пример расчета значения ПОЭТ для секции Б магистрального грузового тепловоза 2ТЭ116У № 0305 по настоящей Методике приведен в приложении № 1. Энергетическая схема секции тепловоза 2ТЭ116У приведена в приложении № 2.
Приложение № 1 к Методике
ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116У-0305 (СЕКЦИЯ Б)
Тепловоз 2ТЭ116У-0305 введен в эксплуатацию в ТЧЭ Ершов Приволжской дирекции тяги, пробег от постройки на 01.10.2016 г. — 384,9 тыс. км, плановый текущий ремонт ТР-1 проведен 17.08.2016 г. Тепловоз оборудован микропроцессорной системой управления МСУ-ТП и автоматизированной системой контроля параметров работы дизельного подвижного состава и учета дизельного топлива АСК, осуществляющей беспроводную передачу данных о параметрах работы оборудования, контролируемых МСУ-ТП.
Мониторинг обеспечивается программно-аппаратными средствами АО «ВНИКТИ». Данные о параметрах, контролируемых МСУ-ТП тепловоза, передаются на сервер посредством интернет-соединения, устанавливаемого в GSM-сети. Данные передаются в виде файлов-архивов на FTP-сервер. Для безопасной передачи данных АСК функционирует в защищенной виртуальной частной сети (VPN). На сервере данные распаковываются, декодируются, фильтруются и импортируются в базу данных специально разработанным программным обеспечением.
Для расчета значения ПОЭТ используется программное обеспечение, основанное на клиент-серверной архитектуре взаимодействия программных модулей. Оператор в веб-браузере на рабочем ПК загружает с сервера программу расчета ПОЭТ (клиентская часть), выбирает в программе серию и секцию локомотива, даты периода, за который необходимо провести мониторинг.
Клиентская часть по команде оператора отправляет серверной части, функционирующей на веб-сервере, запрос на обработку. Серверная часть загружает из базы данных необходимые массивы данных, производит требуемые расчеты и возвращает результаты расчетов ПОЭТ клиентской части. Результаты расчетов выводятся в окне веб-браузера.
3. Период мониторинга — сентябрь 2016 г.
4. Последовательность действий по определению расчетного значения ПОЭТ секции Б тепловоза 2ТЭ116У-0305 Запускается веб-браузер. В адресной строке вводится адрес приложения, реализующего расчет значения ПОЭТ. После запуска программы на экране появляется страница выбора серии тепловозов (рис. 1.1). Нажимается кнопка «2ТЭ116У».
Рисунок 1.1 — Страница выбора серии тепловоза
После выбора серии в окне браузера загружается страница выбора секций тепловозов (рис. 1.2) и нажимается кнопка «0305Б».
Рисунок 1.2 — Страница выбора секций тепловозов
После выбора секции загружается страница выбора дат начала и окончания удаленного мониторинга (рис. 1.3). В строке ввода «Дата начала» вводится дата первого дня мониторинга: «01.09.2016», а в строке «Дата окончания» — дата, следующая за последним днем мониторинга: «01.10.2016». Для вывода, по окончании расчета значения ПОЭТ, таблиц с промежуточными результатами этапов расчета активируется переключатель «Вывести подробный отчет» и нажимается кнопка «Рассчитать ПОЭТ».
Рисунок 1.3 — Страница выбора дат начала и окончания мониторинга
После нажатия этой кнопки на экран выводится страница, содержащая результаты расчета значения ПОЭТ, погрешности его определения и заключение об энергоэффективности тепловоза (рис. 1.4).
Рисунок 1.4 — Страница результатов расчета значения ПОЭТ
В верхней части этой страницы отображается меню навигации, с помощью которого можно просмотреть подробные результаты промежуточных этапов расчета значения ПОЭТ. Пункты меню расположены в порядке их реализации в алгоритме расчета. Для повторного отображения страницы с результатами расчета значения ПОЭТ, погрешности его определения и заключением об энергоэффективности тепловоза необходимо нажать кнопку «Результаты». Нажимается кнопка «Все случаи». На появившейся странице выводится таблица «Результаты фильтрации массива случаев работы дизель-генератора тепловоза 2ТЭ116У-0305Б на ПКМ, удовлетворяющих условию t >= tmin(tmin = 300 сек.)» (рис. 1.5).
Рисунок 1.5 — Результаты фильтрации массива случаев работы дизель-генератора тепловоза 2ТЭ116У-0305Б на ПКМ, удовлетворяющих условию t >= tmin(tmin = 300 сек.)
Для просмотра всех строк таблицы необходимо воспользоваться полосой прокрутки. Результаты этой фильтрации приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
РЕЗУЛЬТАТЫ ФИЛЬТРАЦИИ МАССИВА СЛУЧАЕВ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116У-0305Б НА ПКМ, УДОВЛЕТВОРЯЮЩИХ УСЛОВИЮ ПО ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РАБОТЫ НА ПКМ t >= tmin(tmin = 300 СЕК.)
969
(n_{\text{дз}} - \Delta n \leq n_{\text{дт}} \leq n_{\text{дз}} + \Delta n) (h_{\text{з}} - \Delta h \leq h_{\text{т}} \leq h_{\text{з}} + \Delta h) Далее нажимается кнопка «Фильтр 1». На появившейся странице отображаются результаты фильтрации массива случаев работы дизель-генератора тепловоза 2ТЭ116У-0305Б на ПКМ, удовлетворяющих условиям и (рис. 1.6). Результаты этой фильтрации приведены в таблице 1.2.
Рисунок 1.6 — Результаты фильтрации массива случаев работы дизель-генератора тепловоза 2ТЭ116У-0305Б на ПКМ, (h_{\text{з}} - \Delta h \leq h_{\text{т}} \leq h_{\text{з}} + \Delta h) удо (n_{\text{дз}} - \Delta n \leq n_{\text{дт}} \leq n_{\text{дз}} + \Delta n) влетворяющих условиям и , \Delta n = \pm 6 \Delta h = \pm 3 где кодовых единицы, об./мин.
Таблица 1.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ФИЛЬТРАЦИИ МАССИВА СЛУЧАЕВ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА (h_{\text{з}} - \Delta h \leq h_{\text{т}} \leq h_{\text{з}} + \Delta h) 2ТЭ (n_{\text{дз}} - \Delta n \leq n_{\text{дт}} \leq n_{\text{дз}} + \Delta n) 116У-0305Б НА ПКМ, УДОВЛЕТВОРЯЮЩИХ УСЛОВИЯМ И
Далее при нажатии кнопки «Фильтр 2» на появившейся странице выводятся результаты фильтрации массива случаев работы дизель-генератора тепловоза 2ТЭ116У-0305Б на ПКМ по их количеству (рис. 1.7), приведенные в таблице 1.3.
Рисунок 1.7 — Результаты фильтрации случаев работы дизель-генератора тепловоза 2ТЭ116У-0305Б на ПКМ по их количеству
Таблица 1.3
РЕЗУЛЬТАТЫ ФИЛЬТРАЦИИ СЛУЧАЕВ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116У-0305Б НА ПКМ ПО ИХ КОЛИЧЕСТВУ
Далее нажимается кнопка «ПОЭТi». В появившейся на странице таблице приводятся результаты расчета значений ПОЭТi (рис. 1.8), приведенные в таблице 1.4.
Рисунок 1.8 — Результаты расчета значений ПОЭТi
Таблица 1.4
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ ПОЭТi
Далее нажимается кнопка «Фильтр 3», и на появившейся странице отображаются результаты проверки массивов значений ПОЭТi на статистическую однородность (рис. 1.9), приведенные в таблице 1.5.
Рисунок 1.9 — Результаты проверки массивов значений ПОЭТi на статистическую однородность
Таблица 1.5
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕРКИ МАССИВОВ ЗНАЧЕНИЙ ПОЭТi НА СТАТИСТИЧЕСКУЮ ОДНОРОДНОСТЬ
Далее нажимается кнопка навигации «ПОЭТпкм», и на появившейся странице отображаются результаты расчета средневзвешенных значений ПОЭТi на ПКМ (рис. 1.10).
Рисунок 1.10 — Результаты расчета средневзвешенных значений ПОЭТi на ПКМ
Приложение № 2 к Методике
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СХЕМА СЕКЦИИ ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116У
Условные обозначения