Характеристика электрооборудования пассажирских вагонов, Системы электроснабжения вагонов - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Системы электроснабжения вагонов
Существующие системы электроснабжения пассажирских вагонов в зависимости от расположения источников электрической энергии и их использования делятся на основные группы: системы автономного и централизованного электроснабжения. Применение той или иной системы обусловлено потреблением энергии в пассажирских вагонах и скоростью их движения. Значения суммарной мощности, приходящейся на один вагон при наличии на нем различных электрических потребителей, следующие:
- - сеть освещения, электробытовые приборы, цепи сигнализации и управления 2,5 - 4кВт; - сеть освещения, электробытовые приборы, электрокипятильник, цепи сигнализации и управления, система принудительной вентиляции 6,5 - 10кВт; - сеть освещения, электробытовые приборы, электрокипятильник, цепи сигнализации и управления, система принудительной вентиляции и установка для охлаждения воздуха 20 - 30кВт; - сеть освещения, электробытовые приборы, электрокипятильник, цепи сигнализации и управления, система принудительной вентиляции, установка для охлаждения воздуха и электрическое отопление 30-50кВт.
Следовательно, по мере оснащения пассажирских вагонов различным электрооборудованием значительно возрастает мощность электрических потребителей вагона, что требует соответственного увеличения мощности системы электроснабжения.
В пассажирском вагоне с системой автономного электроснабжения (рис. 1) имеются собственные источники электрической энергии (генератор и аккумуляторная батарея), обеспечивающие питание потребителей электроэнергии при движении и на стоянках, генератор приводится во вращение от оси колесной пары вагона с помощью специального привода.
При движении поезда кинетическая энергия передается от колесной пары генератору, который вырабатывает электрическую энергию. В вагонах без кондиционирования воздуха мощность генератора обычно не превышает 10кВт, а в вагонах с кондиционированием она достигает 20-30кВт.
Рисунок 1 - Принципиальная схема автономной системы электроснабжения:
G - генератор; ВУ - выпрямительное устройство; М1-М4 - электродвигатели приводов вентилятора вагона, компрессора, вентилятора конденсатора, водяного насоса; Q1-Q3 - автоматические выключатели; К1-К8 - контакторы; F1-F5 - группы плавких предохранителей; РНС - регулятор напряжения сети освещения; ПР - преобразователь для люминесцентных ламп; АБ - аккумуляторная батарея; Н - лампы накаливания; Л - люминесцентные лампы; Е1-Е12 - группы электропечей; ЕК1-ЕК2 - нагревательные элементы электрокалорифера
Существуют различные варианты рассматриваемой системы с генераторами постоянного и переменного токов разной мощности:
- - с генератором постоянного тока с параллельным или смешанным возбуждением; - с индукторным генератором переменного тока и полупроводниковым выпрямителем.
Как резервный и аварийный источник энергии используется аккумуляторная батарея, которая питает основные потребители вагона при неработающем генераторе (при его неисправности, а также на стоянке и при малой скорости движения поезда). Кроме того, аккумуляторная батарея воспринимает пики нагрузки, возникающие при одновременном включении нескольких потребителей большой мощности, пуске электрических двигателей, кратковременных перегрузках и др. Это позволяет уменьшить потребную мощность генератора, следовательно, его габаритные размеры и массу.
Основным преимуществом системы электроснабжения с приводом генератора от оси колесной пары является то, что питание электрических потребителей в каждом вагоне не зависит от внешних источников электрической энергии. Вследствие этого обеспечивается высокая эксплуатационная маневренность пассажирских вагонов (возможность передачи вагонов из одного поезда в другой и их отцепки от локомотива и от поезда без нарушения нормального электроснабжения других вагонов, легкость переформирования поездов и т. д.).
Централизованная система электроснабжения предусматривает питание потребителей электроэнергии всех вагонов поезда от одного или нескольких источников электроэнергии, расположенных в специальном вагоне-электростанции или на локомотиве.
На электрифицированных железных дорогах электроэнергия может быть получена непосредственно из контактной сети или от электровоза. При движении поезда по неэлектрифицированным участкам электроэнергию вагоны получают от тепловоза или вагона-электростанции.
Централизованное электроснабжение позволяет выполнить систему на переменном токе, напряжением 380В. Электрооборудование переменного тока работает более надежно, оно легче, меньше по габаритам и дешевле (особенно электрооборудование трехфазного переменного тока).
Централизованная система электроснабжения пассажирских вагонов имеет следующие исполнения:
- источник трехфазного переменного тока частотой 50Гц стандартного напряжения находится на локомотиве или в специальном вагоне - электростанции (рис.2).
Электроэнергия в вагоны передается по трехфазной подвагонной магистрали. Недостатком этой системы является повышенный расход меди на прокладку подвагонной магистрали, так как номинальное напряжение в сети в этом случае относительно невысокое (220/380В) из-за применения стандартного электрооборудования.
- источник постоянного или однофазного переменного тока напряжением 3000В на локомотиве или 3000В - напряжение контактной сети электрифицированных железных дорог постоянного тока (рис. 3) Напряжение 3000В переменного тока также может быть сравнительно просто получено на электровозах переменного тока.
В этой системе электроэнергия передается в вагоны по высоковольтной магистрали. Так как освещение, бытовые приборы, аппараты управления не могут быть высоковольтными, то вагоны оборудуются индивидуальными преобразователями.
Рисунок 2 - Принципиальная схема централизованной системы электроснабжения без индивидуального преобразователя:
Q1-Q2 - автоматические выключатели; ТР - трансформатор разделительный; ТС - трансформатор сетевой; БП - бытовые приборы; Л - люминесцентные лампы; Н - лампы накаливания; АБ - аккумуляторная батарея; ЗУ - зарядное устройство; К1-К11 - контакторы; F1-F5 - группы плавких предохранителей; М1-М3 - электродвигатели приводов вентилятора вагона, компрессора, вентилятора конденсатора; Е1-Е3 - группы электропечей; ЕК - нагревательные элементы электрокалорифера.
Рисунок 3 - Принципиальная схема централизованной системы электроснабжения с индивидуальным преобразователем:
Q1-Q3 - автоматические выключатели; ТР - трансформатор разделительный; ТС - трансформатор сетевой; БП - бытовые приборы; Л - люминесцентные лампы; Н - лампы накаливания; АБ - аккумуляторная батарея; ЗУ - зарядное устройство; К1-К8 - контакторы; F1-F4 - группы плавких предохранителей; М1-М3 - электродвигатели приводов вентилятора вагона, компрессора, вентилятора конденсатора; Е - группы электропечей; ЕК - нагревательные элементы электрокалорифера.
С помощью преобразователей, установленных на вагонах, высоковольтный постоянный или однофазный ток преобразуется в трехфазный частотой 50Гц стандартного напряжения. Если после преобразователя установить выпрямительное устройство, то в сеть электрооборудования вагона будет подано напряжение постоянного тока, для питания электропотребителей постоянного тока. Аккумуляторные батареи при этом могут быть выбраны меньшей емкости, так как они обеспечивают электроэнергией потребителей вагона только во время смены локомотива, что происходит не часто и требует не более 10-15 мин.
Наличие на каждом вагоне относительно сложного одного или нескольких преобразователей является недостатком системы.
На локомотивах находятся два источника: постоянного или переменного тока напряжением 3000В и трехфазного переменного тока частотой 50Гц стандартного напряжения.
Электроэнергия передается в вагон по двум подвагонным магистралям - высоковольтной для питания приборов отопления и низковольтной - для питания остального оборудования. Недостатком системы является наличие двух подвагонных магистралей.
Централизованная система электроснабжения пассажирских вагонов более экономична, чем индивидуальная.
Наибольшее распространение на наших железных дорогах получила система первого исполнения.
Смешанная система электроснабжения находит в настоящее время все большее применение. При этом пассажирский вагон имеет как высоковольтную магистраль, так и индивидуальный генератор. Энергоемкое электрооборудование - приборы электроотопления - получают питание от магистрали, остальное низковольтное электрооборудование - от генератора.
Смешанная система электроснабжения наиболее целесообразна при использовании на вагоне электроводяного отопления.
Похожие статьи
-
Введение - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
В настоящее время широко распространено применение кондиционирования воздуха, электрического отопления, люминесцентного освещения и автоматической...
-
Отопление вагона - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Отопительные устройства вагона предназначены для компенсации потерь тепла, возникающих из-за разницы температур между холодным наружным воздухом и...
-
Освещение вагонов - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Для освещения вагонов применяются как лампы накаливания, так и люминесцентные лампы. По сравнению с лампами накаливания применение люминесцентных ламп...
-
Контакторы - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Контакторы предназначены для дистанционного включения и выключения потребителей электроэнергии в схемах с автоматическим или ручным управлением. При...
-
Выбор сечения проводов и жил кабелей - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Провода электрической сети вагона прокладываются, как правило, в металлических трубах под вагоном и в вагоне и металлических коробах - в вагоне....
-
Системы охлаждения воздуха - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Для охлаждения воздуха на вагонах применяют компрессорные холодильные установки с электроприводом, хладагентом в которых являются фреон или хладон....
-
Расчет системы вентиляции вагона Мощность электродвигателя вентилятора (кВт) определяется, исходя из условия его длительной работы с максимальной...
-
Предохранители Предохранители применяются для защиты электрических установок от токов короткого замыкания. Наиболее распространенными предохранителями в...
-
Расположение электрооборудования в вагоне - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Электрооборудование вагонов стремятся располагать так, чтобы создать пассажирам необходимые комфортные условия, облегчить труд обслуживающего персонала,...
-
Определение расчетных нагрузок - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Знание величины расчетных токов необходимо для определения мощности источника электроэнергии вагона, для выбора и проверки по нагреву электросетей,...
-
Вентиляция и кондиционирование вагона - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Все цельнометаллические вагоны имеют приточную принудительную вентиляцию. Наружный воздух при этом, прежде чем он будет подан в вагон, очищается от пыли,...
-
Определение пиковых токов - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Пиковые токи - это максимальные токи, возникающие в процессе нормальной эксплуатации электрооборудования при включении мощных потребителей....
-
Для определения мощности осветительной нагрузки используется метод удельной мощности на единицу площади. При использовании его сначала определяется...
-
Расчет люминесцентного освещения При расчете освещения по методу коэффициента использования светового потока намечается количество светильников,...
-
Автоматические выключатели - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Автоматические выключатели служат для защиты электроустановок от токов короткого замыкания с помощью мгновенно действующих электромагнитных расцепителей...
-
Расчет системы охлаждения воздуха в вагоне - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
Комфортабельные пассажирские вагоны оборудованы установками охлаждения воздуха. В пассажирских вагонах для этих целей применяют компрессионные...
-
ПРЕДИСЛОВИЕ - Депо для ремонта пассажирских вагонов
Деталь вагон ремонт колесный Современный пассажирский вагон представляет собой сложный комплекс разнообразного оборудования, в состав которого входят,...
-
Определим граничную частоту усиления ФПУ. Коэффициент усиления К цепи, как функцию передачи информации линейной цепи, представить в операторной форме...
-
Выбор электродвигателей по каталогу - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона
При выборе типа двигателя для привода вагонных механизмов необходимо ориентироваться на род тока, указанный в задании (переменный). Также принимается во...
-
Современные потребители электроэнергии при всей своей технологической эффективности часто отрицательно влияют на качество электроэнергии. Ухудшение...
-
Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной сети. Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как...
-
ПУ усиливает электрический сигнал, обеспечивая наибольшее отношение сигнал/шум. Основные требования, предъявляемые к ПУ - минимальные шумы, максимальный...
-
Расчет численности основных производственных рабочих - Депо для ремонта пассажирских вагонов
Пассажирское вагонное депо - это одно из подразделений пассажирской технической станции. При расчете общего явочного контингента основных рабочих депо не...
-
Разработка и расчет сетевого графика - Депо для ремонта пассажирских вагонов
Перед непосредственной разработкой сетевого графика необходимо выполнить: 1. Распределение заданной годовой программы ремонта вагонов по их типам. Для...
-
Рассмотрим порядок расчета, построения ЭМХ, а также нахождения интересующих параметров ТЭД на примере электродвигателя ТЛ-2К1 электровозов ВЛ10 и...
-
Назначение проектируемого участка (отделения) определяется его участием в осуществлении производственного процесса ремонта вагонов или их узлов, а также...
-
Приближенная напорная характеристика насоса может быть построена на основе уравнения энергии (Эйлера и Бернулли): , Где - коэффициенты, зависящие от...
-
Определяем общее число пролетов на магистрали: ; (5.1[3]), Где Lмаг - общая длина ЦРРЛ; Lпрол - длина пролета. Подставляя числовые значения в (5.1[3]),...
-
Электроснабжение электроподвижного состава
Петрозаводский колледж железнодорожного транспорта - филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения Высшего...
-
Устройство СИТОВ-1 предназначено для проверки технических характеристик тормоза грузовых вагонов после постройки или ремонта и используется в...
-
Расчет выходного частотного фильтра - Основы проектирования приборов и систем
В качестве выходного фильтра целесообразно применить фильтр нижних частот (ФНЧ) с плоской АЧХ (фильтр Баттерворта), имеющий максимальный коэффициент...
-
Определение переходной характеристики цепи Переходная характеристика цепи: H(t)=hпр(t)+hсв(t) (18) Т. к. воздействие - ток, а реакция - ток на...
-
А) первому уровню оплаты труда по ТСР Б) по второму уровню В) по третьему уровню Г) по четвертому уровню При применении сдельно-премиальной системы...
-
А) срока эксплуатации контактной сети Б) климатических условий В) категории дистанции электроснабжения Г) количества нетяговых потребителей Численность...
-
Техническое обслуживание и ремонт подвижного состава, систем электроснабжения и путевого хозяйства На электротранспортных предприятиях Украины...
-
Все силы от кузова вагона воспринимаются надрессорной, шкворневой или соединительными балками тележек. При расчете в случае передачи нагрузки от кузова...
-
Коэффициент отражения в конце линии: В случае согласования линии связи R Н = Z и стало быть K R = 0! В зависимости от значения R Н и Z меняется знак...
-
2.4.1 Коэффициент нестабильности задающего генератора устройства синхронизации и передатчика K=10-4. Исправляющая способность приемника µ=51%. Краевые...
-
2.4.1 Коэффициент нестабильности задающего генератора устройства синхронизации и передатчика k=10-4. Исправляющая способность приемника µ=52%. Краевые...
-
Фоны, их общая характеристика - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Основные свойства фонов рассмотрим для классов ОЭС, работающих на естественных оптических трассах в приземном слое воздуха, с авиационных и космических...
Характеристика электрооборудования пассажирских вагонов, Системы электроснабжения вагонов - Расчет системы электрооборудования пассажирского вагона