Электроснабжение пассажирских вагонов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные

1. Краткая характеристика вагона и его электрооборудования

1.1 Перечень потребителей электрической энергии и их основных характеристик

1.2 Вариант электроснабжения вагона: структурная схема, описание

1.3 Размещение электрооборудования в вагоне (предварительное)

2. Расчет и выбор основного электрооборудования вагона

2.1 Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов

2.2 Расчет и выбор электроосвещения помещений вагона

2.3 Расчет и выбор электронагревательных устройств вагона

3. Определение потоков энергии и расчет мощности электрической энергии

3.1 Анализ структуры электрооборудования вагона

3.2 Определение потока энергии от генератора

3.3 Определение потока энергии от аккумуляторной батареи

3.4 Определение наибольшей мощности электроэнергии от «штатных» источников

3.5 Определение расчетной мощности источников электроэнергии вагона

4. Расчет и выбор источников электроэнергии вагона

4.1 Расчет и выбор аккумуляторной батареи

4.2 Расчет и выбор электромашинного генератора

4.3 Расчет и выбор выпрямительной установки

4.4 Расчет и выбор статического преобразователя

5. Определение годового объема и стоимости электроэнергии

5.1 Определение годового объема электрической энергии

5.2 Определение годовых затрат на электроэнергию

6. Расчет и выбор проводов и кабелей, коммутационной и защитной аппаратуры

6.1 Расчет и выбор проводов (кабелей) подключения основного источника

6.2 Расчет и выбор коммутационной аппаратуры электропривода вентиляционного агрегата вагона

7. Принципиальная (Э3) электрическая схема электрооборудования в однолинейном исполнении

8. Размещение электрооборудования в вагоне

Список использованных источников

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант № 28

Тип вагона - ЦМВ открытой планировки

Количество пассажиров - 81

Отопление - жидкостное (котел на твердом топливе с дополнительными электрическими нагревателями)

Кондиционирование - есть

Электроснабжение - комбинированное, при котором энергия производится и используется в вагоне для потребителей 110В или 50В, а для отопления используется энергия, производимая в энергосистеме страны, и поступающая через ВПМ 3000В поезда.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВАГОНА И ЕГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Таблица А.1 - Типовые технические данные для пассажирских вагонов.

1.1 ПЕРЕЧЕНЬ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ИХ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Таблица А.2 - Перечень потребителей электрической энергии вагона модели 61-4170

1.2 ВАРИАНТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВАГОНА: СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И ОПИСАНИЕ

Электроснабжение - комбинированное (К), при котором источники для питания низковольтных потребителей G и GB располагаются на вагоне, а источник для питания высоковольтных потребителей находится в ЕЭС и подключается к потребителям вагона через локомотив и ВПМ

Рисунок А.2 - Структурная схема электрооборудования пассажирского вагона с комбинированным электроснабжением.

На рисунок А.2 обозначено: ОКП - ось колесной пары, НПМ - низковольтная поездная магистраль, Х1, Х2 - разъемные соединения НПМ, G - генератор с приводом от ОКП, UD - выпрямительная установка, GB - аккумуляторная батарея, А2 - зарядное устройство аккумуляторной батареи Q - магистральный переключатель, ВПМ - высоковольтная поездная магистраль, Х3, Х4, Х5, Х6 - разъемные соединения, А1 - ящик с высоковольтной аппаратурой для подключения к ВПМ, А2 - пульт управления, ЕК1 - электрические нагреватели котла, UD - выпрямительное устройство, ЕК2…ЕК8, А4…А8, М1…М6, ЕL1…ЕL4, ЕН1, ЕН2 -потребители электрической энергии вагона, US - преобразователь = 110В/~ 220В.

1.3 РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В ВАГОНЕ

Рисунок А.1- Планировка пассажирского вагона ЦМВО (1 - тамбур, 2 - туалет, 3 - купе проводника, 4 - служебное отделение, 5 - открытые купе для пассажиров, 6 - коридор, 7 - котельное отделение, 8 - кипятильник).

Рисунок 1- Планировка пассажирского вагона ЦМВО (1 - тамбур, 2 - туалет, 3 - купе проводника, 4 - служебное отделение, 5 - открытые купе для пассажиров, 6 - коридор, 7 - котельное отделение, 8 - кипятильник)

2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВАГОНА

Расчет и выбор производится:

- для электроприводов вентиляционного агрегата, циркуляционного насоса, компрессора и вентилятора холодильной установки вагона, если, конечно, эти механизмы установлены в вагоне по Вашему варианту;

- для общего освещения одного из помещений (купе, салона) вагона;

- для устройств электрического отопления (электропечей и калорифера) или электронагревателей котла водяного (жидкостного) отопления.

Остальные устройства (потребители электрической энергии) - типовые, используемые в вагонах современного пассажирского парка.

2.1 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ВАГОННЫХ МЕХАНИЗМОВ

2.1.1 Определяем нагрузку на валу электрического двигателя:

а) электропривода вентиляционного агрегата:

Рв = К ₃· Q · H / 1000·?_в кВт,

где Кз - коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q - производительность вентилятора, м?/c; определяется произведением нормы воздуха 25^м/_ч на одного пассажира и количества пассажиров;

H - аэродинамическое сопротивление (суммарный напор) системы вентиляции, Па; определяется как сумма аэродинамических сопротивлений: воздуховода - 350…500Па, калориферов отопления - 200Па (основного) и 100Па (дополнительного), а также охладителя кондиционера - 150…200Па;

з_в - кпд вентилятора (0,4…0,6).

б) электропривода центробежного водяного насоса системы жидкостного отопления:

Р_н = К₃ · Q · H / 1000 · з_н кВт,

где Кз - коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q - производительность насоса, м?/c; для системы водяного отопления вагона - 0,001…003м?/c;

Н - высота напора, равная сумме высот всасывания и нагнетания, м; для системы водяного отопления вагона Н=2,8м;

з_н - КПД насоса; центробежный насос при напоре менее 40м имеет КПД - 0,3…0,6.

в) электропривода компрессора холодильной установки:

Р_к = К_з · К_р · ДР_охл / 1000 · з_i · з_к кВт,

где Кз - коэффициент запаса (1,1…1,3);

Кр - коэффициент режима, учитывающий прерывистый характер работы компрессора (0,4…0,6);

з_i = 0,75 - индикаторный КПД холодильной установки;

з_к = 0,6…0,85 - КПД компрессора;

ДР_охл - мощность теплового потока воздуха, которая должна быть затрачена холодильной установкой кондиционера на охлаждение, Вт:

ДР_охл = 1,2 · F_пв · К_т · ?_р + 0,08 · N_пас.,

где F_пв = 250…350м² - общая поверхность ограждения вагона,

К_т = 1,1…2,0 - приведенный коэффициент теплопередачи ограждения вагона,

?_р = (t_н.в - t_в.в)_расч. - разность между температурой наружная воздуха и температурой внутри вагона; для установок кондиционирования расчетная разность температур (перегрев) принимается в диапазоне 10…15?C;

N_пас - количество пассажиров в вагоне.

г) электропривода вентилятора охладителя конденсатора холодильной установки:

Р_в = К ₃· Q · H / 1000·?_в, кВт,

где Кз - коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q = 3,0…4,5 - производительность вентилятора, м?/c;

H = 150…350 - аэродинамическое сопротивление (напор) конденсатора холодильной установки, Па;

з_в = 0,6…0,8 - КПД вентилятора.

2.1.2 Определяем расчетное значение мощности электродвигателя:

После определения нагрузки на валу электродвигателя необходимо учесть режим работы электропривода, что позволяет снизить установленную мощность двигателя в некоторых случаях, а, значит, и его габаритные размеры, массу и стоимость:

а) длительный режим:

Р_д.расч. ? Р,

где Р - мощность нагрузки на валу;

б) кратковременный режим:

Р_д.расч. ? Р / л,

где л = М_макс/ М_н - коэффициент перегрузочной способности (для двигателя постоянного тока л = 2…2,5; для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором л = 1,5…1,7; для кранового асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором л = 2,5…2,7; для синхронного двигателя л = 2,5…3,0).

в) повторно-кратковременный режим:

где ПВ% = Т_вкл / (Т_вкл + Т_п) - относительная продолжительность включения (Т_вкл - время включенного состояния, Т_п - время паузы между включениями).

Примечание:

1). Продолжительность цикла между включениями должно быть не более (Т_вкл + Т_п)? 10мин.

2). ГОСТ устанавливает, что ПВ% указывается на щитке (паспорте) машины и может составлять 15%, 25%; 40% и 60% (двигателю, предназначенному для работы в длительном режиме, присваивается ПВ% = 100%, но на щитке (или в паспорте) машины указывается режим - «длительный»).

3) Для электроприводов вентиляционных установок вагонов режим работы следует принимать длительным, для насосов и компрессоров - повторно-кратковременным с ПВ%=60%, для приводов дверей и заслонок в системе вентиляции - кратковременным.

2.1.3 Выбор двигателей по каталогу

Электродвигатели выбираются по справочнику или каталогу (в данном проекте - таблицам А.3…А.6) для расчетных значений мощности Р_д.расч., с учетом конструкции и условий работы:

- частота вращения (любая, но если есть возможность - наибольшая);

- рода тока и номинального напряжения (определяются условиями Вашего варианта);

- условий среды (определяются размещением электродвигателя на открытом воздухе или в вагоне);

- способа сочленения с производственным механизмом (горизонтальным или вертикальным);

Выбранные двигатели, также как и типовые двигатели, принятые к установке на вагон без расчетов, удобно свести в таблицу по форме таблицы 2.1.

Таблица 2.1. Электродвигатели, установленные в электроприводах вагона

2.2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.2.1 Определяем исходные данные:

- назначение помещения и его площадь S, м²;

- вид источников света: люминесцентные или тепловые лампы;

- нормы на освещенность (удельную мощность) по таблице А.7 или А.8, р_л, Вт/м².

2.2.2 Определяем суммарную расчетную мощность источников освещения:

Р_?и = р_{л ·} S, Вт

2.2.3 Задаемся числом светильников N_с в помещении и количеством ламп n_л в светильнике:

N_с =……..

2.2.4 Определяем расчетное значение мощности лампы в светильнике

Р_л.расч. = Р_?и / Nс·n_л

2.2.5 Выбираем по каталогу (или по справочнику, или по стандарту отрасли) тип светильника для помещения, тип лампы и её номинальную мощность Р_л.н (10, 15, 20, 30, 40, 60, 75,100Вт):

Р_л.н ? 0,9Р_л.расч

Выбранные светильники и источники света (лампы), также как и типовые светильники и лампы, принятые к установке на вагон для обеспечения других видов освещения, удобно свести в таблицу по форме таблицы 2.2.

Таблица 2.2. Электрические светильники и лампы, установленные в помещениях вагона

2.2.6 Определяем мощность электроэнергии, потребляемой для общего освещения:

где Ки_оо - коэффициент использования общего освещения,

Nс_оо - количество светильников общего освещения в вагоне,

n_лоо - количество ламп в светильнике общего освещения,

Р_лоо.н - номинальная мощность лампы светильника общего освещения,

з_п - КПД устройств преобразования электрической энергии, используемой для питания светильников общего освещения (з_п = 1 для питания ламп накаливания;

з_п = 0,5 для питания люминесцентных ламп с использованием электромашинного преобразователя (вагоны постройки до 1991г, ЦМВО); з_п = 0,85 для питания люминесцентных ламп с использованием полупроводникового преобразователя).

2.3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ВАГОНА

2.3.1 Тепловой расчет

Тепловой баланс, обеспечивающий поддержание расчетной температуры воздуха внутри вагона, может быть определен уравнением:

Р_от = ДР_пв + ДР_фв + ДР_в - ДР_п - ДР_о,

где ДРпв - тепловые потери через ограждающую поверхность вагона,

ДРфв -тепловые потери при инфильтрации конструкции, открывании дверей при

посадке и высадке пассажиров,

ДРв - тепловая энергии, необходимая для подогрева воздуха в системе вентиляции,

ДРп - тепловые потери пассажиров вагона,

ДРо - тепловые потери оборудования вагона

2.3.1.1 Тепловые потери через ограждающую поверхность вагона можно определить:

ДР_пв = S_пв · К'_т · ?_р, кВт

где Sпв - суммарная поверхность ограждения вагона, м²;

К'_т - обобщенный коэффициент теплопередачи вагона, Вт / м²?C;

?_р - расчетный перегрев воздуха в помещениях вагона или разность между расчетными значениями температур снаружи и внутри вагона, ?C.

В качестве примера в таблице А.11 приведены основные теплотехнические характеристики для некоторых моделей вагонов.

2.3.1.2 Тепловые потери при инфильтрации конструкции и открывании дверей при посадке и высадке пассажиров могут быть условно приняты равными 10% от потерь через ограждающую поверхность вагона, т.е.

ДР_о = 0,1 ДР_пв

2.3.1.3 Тепловая энергии, необходимая для подогрева воздуха в системе вентиляции вагона:

ДРв = с·c_в·V · ?_р,

где с = 1,3 кг/м³ - плотность воздуха;

c_в = 1006кДж/кг·?C - удельная теплоемкость воздуха;

V - объем наружного воздуха, поступающего в вагон, м³ (норма воздуха зимой при температуре - 40?C может составлять 10м³/ч на одного пассажира;

?_р - расчетный перегрев воздуха в помещениях вагона или разность между значениями температур снаружи и внутри вагона, ?C.

Примечание: Плотность воздуха и его теплоемкость зависят от температуры и давления, но их можно принимать в практических расчетах неизменными и соответствующими 0?C и 101,08кПа.

2.3.1.4 Тепловые потери пассажиров можно определить:

ДР_п = q ·n_п,

где q = 90Вт - среднее значение удельных потерь человека в единицу времени;

n_п - количество пассажиров.

2.3.1.5 Тепловые потери от работающего оборудования вагона от работающего оборудования (электрического освещения, электрических машин и т.п.) могут составлять 1,5…2,5 кВт или:

ДР_фв = 0,1 ДР_пв

2.3.1.6 Необходимая мощность энергии для обеспечения расчетного теплового баланса в вагоне составляет:

Р_от = ?_р· (S_пв · К'_т + с·c_в·V) - q ·n_п

2.3.2 Виды электрического отопления пассажирских вагонов

2.3.2.1 Комбинированное электро-водяное отопление. Мощность ЭН в котле (бойлере) вагона должна быть не менее:

Р_эн = з_к · [?_р (з_во· S_пв · К'_т + з_вк·с·c_в·V) - q ·n_п)],

где з_к - КПД ЭН котла (бойлера) отопления (з_к = 0,95);

з_во- КПД системы водяного отопления (можно принять з_во = 0,8);

з_вк- КПД водяного калорифера (примем з_вк = 0,7);

?_р - расчетный перегрев воздуха в помещениях вагона, ?C;

Sпв - суммарная поверхность ограждения вагона, м²;

К'_т - обобщенный коэффициент теплопередачи вагона, Вт / м²??C;

q = 90Вт - среднее значение удельных потерь человека в единицу времени, Вт;

n_п - количество пассажиров в вагоне;

с = 1,3 кг/м³ - плотность воздуха;

c_в = 1006кДж/кг·?C - удельная теплоемкость воздуха;

V - объем наружного воздуха, подаваемого в вагон системой вентиляции.

Электрическая схема соединений ТЭН для котла комбинированного электро-водяного отопления представлена на рис. А.13.

2.3.2.2 Комбинированное электрическое отопление. Мощность ЭН в электрических печах вагона должна быть не менее:

Р_эп = з_эп · (?_р· S_пв · К'_т - q ·n_п),

где з_эп - КПД электрических печей (ЭП) отопления (з_эп = 0,98);

?_р, Sпв, К'_т, q, n_п - смотри выше.

Мощность ЭН в электрическом калорифере воздуха вагона должна быть не менее:

Р_эк = з_эк·с·c_в·V,

где з_эк - КПД электрического калорифера воздуха (з_эк = 0,95);

с,c_в,V - параметры воздуха и производительность калорифера (смотри выше).

Электрическая схема соединений ЭН для комбинированного высоковольтного электрического отопления вагона представлена на рис. А.15.

2.3.2.3 Электрическое калориферное отопление. Мощность ЭН в электрическом калорифере вагона должна быть не менее:

Р_эк = з_эк · [(?_р· S_пв · К'_т + с·c_в·V) - q ·n_п ],

где з_эк - КПД электрического калорифера воздуха (з_эк = 0,95);

?_р, Sпв, К'_т, с, c_в,V - параметры воздуха и производительность калорифера (смотри раздел 17.2.3).

Электрическая схема соединений ЭН для калориферного электрического отопления вагона представлена на рис. А.14.

пассажирский вагон электрооборудование

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКОВ И РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ В ВАГОНЕ

3.1 АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВАГОНА

В качестве источников электрической энергии в пассажирском вагоне могут использоваться: ВПМ 3000В, генератор с приводом от ОКП, аккумуляторная батарея, НПМ DC 110В или 50В, ПМ 3/N 380В 50Гц.

В качестве примера, рассмотрим электрооборудование купейного вагона с кондиционированием воздуха моделей 47К/К, 61-4179, 61-4186, 61-532:

Рисунок 3.1 - Структурная схема комбинированного электроснабжения пассажирского вагона.

3.1.1 Определение потока энергии от ВПМ 3000В:

Поток энергии от ВПМ показаны на рис.3.2, а потребители электрической энергии вагона приведены в таблице 3.1.

Рис. 3.2 - Поток электроэнергии через нагреватели котла отопления.

Таблица 3.1. Перечень потребителей электрической энергии от ВПМ 3000В

Используя выражения (3-1) и (3-2), можно определить средние и пиковые значения потребляемой электроэнергии высоковольтным отоплением вагона:

зимой:

Р_ср.з = к_и· Р_н = 0,4 · 48 = 19,2 кВт

Р_пик.з= к_п· Р_н = 1,2 · 48 = 57,6 кВт

летом:

Р_ср.л = Р_пик..л = 0

3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКА ЭНЕРГИИ ОТ ГЕНЕРАТОРА

Поток энергии от генератора показан на рис. 3.3, а потребители электрической энергии от генератора приведены в таблицах 3.2,а (зимой) и 3.2,б (летом).

Рисунок 3.3 - Поток электроэнергии от генератора к низковольтным потребителям

Таблица 3,2,а Перечень потребителей электрической энергии в вагоне зимой

Таблица 3,2,б. Перечень потребителей электрической энергии в вагоне летом



3.2.1 Методика определения расчетных нагрузок

Перечни потребителей и их основные характеристики приведены в таблицах 3,2,а и 3,2,б, в которых обозначены:

Р_н - номинальная мощность, кВт или кВА;

U_н - номинальное напряжение, В;

к_и - коэффициент использования или отношение среднего значения потребляемой мощности к номинальному значению, о.е.;

к_п - кратность пускового тока или коэффициент перегрузки, о.е.

3.2.1.1 Определение расчетных нагрузок может оцениваться методом упорядоченных диаграмм, который применим при действительном числе потребителей в группе больше 4-х и эффективном числе потребителей больше 3-х.

где k_м = f(n_э, k_и) - коэффициент максимума как функция эффективного числа

потребителей (n_э) и коэффициента использования потребителя (k_и );

tg ц - тригонометрическая функция для значения угла сдвига между

напряжением питания и током потребителя переменного тока;

з - КПД преобразователя питания.

Для потребителей постоянного тока: Q_расч. = 0, а S_расч.= Р_расч..

3.2.1.2 Эффективное число потребителей электрической энергии:

3.2.1.3 Коэффициент использования потребителей:

3.2.1.4 Зависимость коэффициента максимума потребления от эффективного числа приемников n_э и коэффициента использования k_и

k_м.к. = f (n_э, k_и.к.) - определяется по таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Зависимость коэффициента максимума от эффективного числа потребителей электроэнергии и группового коэффициента их использования.

Примечание к таблице 3.3: При n_э< 4 расчетные нагрузки определяются упрощенным способом, который может быть применен, если действующее число приемников электрической энергии n>3. В этом случае расчетная активная нагрузка Р_расч. = ?Р_н.

Используя методику, изложенную в подразделе 3.2.1, определим средние и пиковые значения потребляемой электроэнергии от вагонного генератора:

зимой:

летом:

3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКА ЭНЕРГИИ ОТ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Поток энергии от аккумуляторной батареи показан на рис. 3.4, а потребители электрической энергии приведены в таблицах 3.4,а (зимой) и 3.4,б (летом).

Рисунок 3.4 - Поток электроэнергии от аккумуляторной батареи к низковольтным потребителям вагона

Таблица 3.4,а. Перечень потребителей электрической энергии от аккумуляторной батареи зимой

Таблица 3.4,б. Перечень потребителей электрической энергии от аккумуляторной батареи летом

Используя методику, изложенную в подразделе 3.2.1, определим средние и пиковые значения потребляемой электроэнергии от аккумуляторной батареи:

зимой: а) во время «штатной» стоянки поезда (t ? 20мин):

б) длительно:

летом: а) во время «штатной» стоянки поезда (с отключенной холодильной установкой; время стоянки t ? 20мин):

б) длительно (с отключенной холодильной установкой):



3.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЬШЕЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ОТ «ШТАТНЫХ» ИСТОЧНИКОВ

1) ВПМ:

Р_ср.з = ……,

Р_пик.з= …… - режим ……… перевозок;

2) ГЕНЕРАТОР:

а) Р_ср.з = …..,

Р_пик.з = ….. - режим …….. перевозок;

б) Р_ср.л =…..,

Р_пик.л = ……- режим …….. перевозок;

3) АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ:

а.1) Р_ср.з = …..,

Р_пик.з = ….. - режим …….. перевозок (стоянка поезда t ? 20мин, ограничений для потребителей нет);

а.2) Р_ср.з = …..,

Р_пик.з = ….. - режим …….. перевозок (стоянка поезда t ? 20мин с ограничениями использования энергоемких потребителей);

б) Р_ср.л = …..,

Р_пик.л = …... - режим ……. перевозок (стоянка поезда t ? 20мин с запретом на использование холодильной установки, горячего водоснабжения и ограничениями на использование других энергоемких потребителей).

3.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ МОЩНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В качестве расчетного режима примем:

а) для электрооборудования высоковольтного отопления - зимние перевозки:

Р_{расч. ВПМ} = Р_ср.з = …. кВт, (Р_{пик. ВПМ} = Р_пик.з = …. кВт );

б) для низковольтного электрооборудования - летние перевозки (в движении без ограничений на потребление; при стоянке поезда t ? 20мин - ограничения на использование энергоемких потребителей; при стоянке t ? 20мин - запрет на использование холодильной установки, горячего водоснабжения и некоторых энергоемких потребителей):

Р_{расч. ГЕНЕРАТОРА} = Р_ср.л = …. кВт, (Р_{пик. ГЕНЕРАТОРА} = Р_пик.л = …. кВт);

Р_{расч. БАТАРЕИ} = Р_ср.л = ….. кВт, (Р_{пик. БАТАРЕИ} = Р_пик.л = …. кВт).

4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВАГОНА

Источниками электрической энергии пассажирских вагонов в зависимости от заданного варианта могут являться:

- аккумуляторные батареи;

- электромашинные генераторы с механической передачей (приводом) от оси колесной пары;

- высоковольтные статические преобразователи, подключаемые к ВПМ;

- низковольтные статические преобразователи, подключаемые к ПМ 3/N 380В 50Гц централизованного электроснабжения от локомотива или вагона-электростанции, а также к стационарной промышленной сети в отстое или при длительной стоянке.

Примечание. Аккумуляторные батареи и электромашинные генераторы выбираются по средним расчетным значениям мощности потребляемой электрической энергии, а статические преобразователи - по пиковым значениям потребляемой мощности.

4.1 РАСЧЕТ И ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

4.1.1 Выбор вида аккумуляторной батареи:

В пассажирских вагонах применяются как свинцово-кислотные (U_н. = 2,0 В), так щелочные никель-железные или никель-кадмиевые аккумуляторы (U_н. = 1,2 В). У каждого вида аккумуляторов есть свои достоинства и недостатки. (Автор курсового проекта вправе выбрать любой вид аккумулятора после краткого обоснования.)

Принимаем к установке на вагон батарею …………. аккумуляторов.

4.1.2 Определение расчетного значения разрядного тока:

I_{расч.разр.} = Р_{расч. БАТАРЕИ} / U_н.Б,

где Р_{расч. БАТАРЕИ} - расчетное значение потребляемой мощности энергии от батареи (смотри раздел 3.5),

U_н.Б = U_н.с - номинальное напряжение аккумуляторной батареи (бортовой сети) вагона.

4.1.3 Определение расчетной интенсивности разряда батареи:

Расчетное значение разрядного тока характеризует потребителей электроэнергии, но для аккумуляторной батареи как источника, важна и интенсивность разряда, которая определяется отношением расчетного значения разрядного тока к номинальному разрядному току батареи I_расч / I_н.разр. Номинальным разрядным током батареи считается ток пяти часового разряда I_н.разр. = I₅, но реальным значением разрядного тока по решению автора проекта может быть: I_0,5; I₁; I₂; I₃; I_5; I₇ …. При этом следует учитывать, что чем выше интенсивность разряда батареи, тем меньшая часть запасенной энергии возвращается потребителям (см. табл. А.17).

Выбор интенсивности разряда определяется техническими требованиями на электроснабжение потребителей. Так требования МСЖД и ОАО РЖД обязывают строить вагоны, имеющие аккумуляторные батареи способные питать все потребители вагона в течение 30 минут. Поэтому автор проекта вправе принять в качестве расчетного тока:

I_{расч.разр.} = I_0,5

4.1.4 Определение расчетного значения емкости аккумуляторов вагонной батареи:

Q_расч = К_зап · I_0,5 / Кq(I₁) · Кq(t?_окр) · Кq(Тсл) · Кq(U_зар),

где К_зап - коэффициент запаса (К_зап = 1,1…1,3);

I_расч - ток получасового разряда (расчетное значение разрядного тока I_0,5 = 10I_ном);

Кq(I₁) - коэффициент отдачи по емкости (смотри таблицу А.17) при получасовом разрядном токе;

Кq(t?_окр)-коэффициент отдачи по емкости (смотри таблицу А.18) при расчетной минусовой температуре среды (t?_{окр.расч} = - 40?C);

Кq(Тсл) -коэффициент износа конструкции аккумулятора в процессе эксплуатации (для кислотных: Кq(Тсл) = 0,8 и для щелочных: Кq(Тсл) = 0,5);

Кq(U_зар)- коэффициент учета неполной зарядки аккумуляторов из-за неблагоприятного графика движения поезда (Кq(U_зар) = 0,8 - для автономного и комбинированного электроснабжения вагона, Кq(U_зар) = 1, - для централизованного электроснабжения).

4.1.5 Определение количества аккумуляторов в вагонной батарее:

N_{ак.расч} = U_н.Б / U_н.А,

где U_н.Б - номинальное напряжение бортовой сети вагона (аккумуляторной батареи),

U_н.А - номинальное напряжение выбранного вида аккумулятора.

Принимаем количество аккумуляторов в батареи: N_ак.Б ? N_{ак.расч} (целое число).

4.1.6 Выбор типа и номинальной емкости аккумуляторной батареи:

- из таблицы А.19 выбираем тип аккумуляторов (вид аккумуляторов уже выбран в начале этого раздела 4.1.1),

- из таблицы А.19 выбираем ближайшее номинальное значение (близкое к расчетному значению Q_расч. емкости аккумуляторов или с учетом существующих стандартов: 75, 100, 125, 150, 180, 250, 300, 350, 400, 500, 600А·ч (батареи емкостью меньше 75А·ч в вагонах не применяются, а больше 600А·ч - не размещаются).

Примечание: В результате расчетов может потребоваться аккумуляторная батарея емкостью и 800Ач, и 1200Ач и даже 1500Ач. Как быть в этих случаях?

а) пересмотреть установленные потребители, их режимы энергопотребления и вновь произвести расчеты и выбор батареи;

б) использовать лучшие аккумуляторы мирового рынка;

в) отказаться от амбиций чрезмерной электрификации пассажирского вагона;

г) поступить как отечественные вагоностроители, которые ставят на вагоны «что есть».

Принимаем к установке на вагон аккумуляторную батарею:

Батарея размещается ………………………………………………………..

4.2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОМАШИННОГО ГЕНЕРАТОРА

4.2.1 Определение номинальное значение мощности генератора:

Р_н.ген ? Р_{расч. ген.,}

где Р_{расч. ген.} - расчетное значение потребляемой мощности энергии от генератора (смотри раздел 3.5).

4.2.2 Выбираем тип, номинальную мощность и напряжение генератора:

- из таблиц А.20 или А.21 выбираем тип генератора, его номинальную мощность и выходное напряжение (если сделан выбор генератора переменного тока, то необходимо предусмотреть выпрямительную установку - смотри следующий раздел 4.3);

- определяем место размещения генератора в вагоне и механическую передачу от оси колесной пары (таблица А.22).

Принимаем к установке на вагон:

- электромашинный генератор …………

- механическую передачу (привод) ………

- генератор размещается …………

4.3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ВЫПРЯМИТЕЬНОЙ УСТАНОВКИ

4.3.1 Выбор схемы выпрямительной установки электромашинного генератора

Современные электрические генераторы пассажирских вагонов это синхронные индукторные генераторы переменного тока, эксплуатационная надежность которых на порядок выше генераторов постоянного тока. Однако бортовая электрическая сеть большинства вагонов - сеть постоянного тока, что, в основном, определяется использованием аккумуляторной батареи в качестве одного из источников электрической энергии.

Поэтому на практике применяют выпрямительную установку на выходе электромашинного генератора. Для вагонов без кондиционирования воздуха мощность генератора составляет не более 10 кВт и в качестве выпрямителя применяется трехфазная мостовая схема (рис. 4.1,а). Для вагонов с кондиционированием воздуха мощность генератора превышает 30 кВт и он выполняется с двумя группами трехфазных обмоток на статоре, сдвинутых относительно друг друга на 60 электрических градусов, а в качестве выпрямителя используются две трехфазные мостовые схемы (рис. 4.1,б). Дополнительным преимуществом подобного выпрямительного устройства является снижение пульсаций выходного напряжения U_dг до 1,4% (пульсация выходного напряжения U_dг трехфазной мостовой схемы составляет 5,7%). Увеличение количества полупроводниковых диодов так же не является недостатком, так как и в схеме (рис. 4.1,а) на выходные мощности порядка 30 кВт при напряжении 110 В их фактическое количество должно быть больше не менее чем в два раза за счет параллельного включения. Причем появилась бы новая проблема - параллельное включение диодов и необходимость предварительного подбора их характеристик или применения специальных мер распределения токов между параллельно включенными приборами.

Рисунок 4.1 - Выпрямительные установки вагонных индукторных генераторов до10 кВт (а) и свыше 30 кВт (б).

Принимаем к установке на вагон выпрямитель …(по рис. 4.1,….).

4.3.2 Определение расчетного значения номинальной и габаритной (полной) мощности выпрямительной установки:

Р_г.в = K_U · Р_{пик. ГЕН.,}

где Р_г.в - габаритная (полная) мощность преобразователя с учетом возможных колебаний питающего напряжения (K_U), величины нагрузки или изменений температурных условий среды,

K_U = U_г.макс / U_г.мин -отношение максимального к минимальному значений напряжения генератора, обусловленные регулированием для зарядки аккумуляторной батареи в поездных условиях (K_U = (140…160) / 110 = 1,27…1,45),

Р_{пик.ГЕН.}- наибольшая (пиковая) мощность электрической энергии, потребляемой от вагонного генератора (смотри раздел 3.5).

4.3.3 Определяем необходимые параметры полупроводниковых диодов I_пр.ср (среднее значение прямого тока) и U_обр.и (импульсное значение обратного напряжения).

Для этого необходимо определить максимальные значения тока и напряжения в звене постоянного тока выпрямителя, то есть на выходе выпрямителя:

I_d.макс = Р_{пик. ГЕН.}/ U_н.с,

где Р_{пик.ГЕН.}- наибольшая (пиковая) мощность электрической энергии, потребляемой от

вагонного генератора (смотри раздел 4.3.2);

U_н.с - номинальное напряжение бортовой сети вагона.

U_d.макс = K_U · U_н.с,

где K_U - смотри раздел 4.3.2.

Теперь будет нетрудно определить:

- для трехфазной выпрямительной схемы (рис. 4.1,а):

I_{пр.ср.расч} = I_d.макс / 3 = Р_{пик. ГЕН.}/ 3·U_н.с,

U_{обр.и.расч} =1,045 · U_d.макс = 1,045 · K_U · U_н.с

- для шестифазной выпрямительной схемы (рис. 4.1,б):

I_{пр.ср.расч} = I_d.макс / 6 = Р_{пик. ГЕН.}/ 6·U_н.с

U_{обр.и.расч} =1,045 · U_d.макс = 1,045 · K_U · U_н.с

4.3.4 Расчет и выбор типа полупроводникового диода выпрямительной установки:

В вагонных выпрямительных установках применяют низкочастотные лавинные диоды типа ВЛ50-К, ВЛ100-К, ВЛ200-К, ВЛ320-К и ВЛ500-К. Тип вентиля расшифровывается: В - вентиль; Л - лавинный; 50, 100, 200, 320, 500 - предельные токи (I_п, А) при оговоренных условиях использования, К - класс по напряжению).

Класс по напряжению это условная цифровая кодировка рекомендуемого обратного напряжения диода: К = U_{обр.рек.}/ 100, например: для диода с U_{обр.рек} = 800 В класс определяется как 8, а для диода 10 класса U_{обр.рек} = 1000 В.

Условиями использования диода в эксплуатации являются:

С учетом изложенного, выбор типа диода для использования в вагонной выпрямительной установке должен производиться (см. табл. А.25):

I_п > К_н.охл · К_н.имп. · I_{пр.ср.расч,} К > U_{обр.и.расч.}

где К_н.охл и К_н.имп. - коэффициенты снижения токовой нагрузки в зависимости от скорости охлаждающего воздуха и длительности протекания прямого тока (вагонные выпрямительные установки имеют V_охл = 0 и длительности импульсов тока: 120?эл (в схеме рис.4.1,а) и 60?эл (в схеме рис.4.1,б);

I_{пр.ср.расч} - расчетное среднее значение прямого тока диода (смотри раздел (4.3.3);

U_{обр.и.расч} - расчетное значение обратного импульсного обратного напряжения диода (смотри раздел 4.3.3).

Принимаем к использованию в вагонной выпрямительной установке диоды типа ВЛ…-… в количестве …

Выпрямительная установка размещается …

4.4 РАСЧЕТ И ВЫБОР СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

4.4.1 Определение расчетного значения номинальной и габаритной (полной) мощности статического преобразователя:

Р_{габ. сп} = K_U · Р_н.сп,

Р_н.сп = Р_пик,

где Р_{габ. сп} - габаритная (полная) мощность преобразователя с учетом возможных колебаний питающего напряжения (K_U), величины нагрузки или изменений температурных условий среды;

K_U = U_{кс.макс} / U_кс.мин - отношение максимального к минимального значений напряжения контактной сети в эксплуатации;

Р_пик. - наибольшая (пиковая) мощность электрической энергии, потребляемой через статический преобразователь (смотри раздел 3.5).

Примечание: В некоторых моделях вагонов, например 9510, статический преобразователь обеспечивает электроснабжение не только низковольтных потребителей, но и электрических нагревателей бойлера отопления вагона. В таком случае, выражение для определения номинальной мощности преобразователя:

Р_н.сп = Р_пик.н/в + Р_{пик. ВПМ,}

где Р_пик.н/в - наибольшая («пиковая») мощность электрической энергии, потребляемой низковольтными потребителями вагона,

Р_{пик.ВПМ}- наибольшая мощность электрической энергии, потребляемой высоковольтными потребителями вагона.

4.4.2 Выбираем тип, номинальную мощность и номинальное напряжение статического преобразователя:

- из таблицы А.23 ПРИЛОЖЕНИЯ А выбираем тип статического преобразователя вагона, его номинальную мощность и выходное напряжение,

- определяем место размещения статического преобразователя в вагоне.

Принимаем к установке на вагон статический преобразователь………

Преобразователь установлен …………

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЕМА И СТОИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ИЗРАСХОДОВАННОЙ В ПАССАЖИРСКОМ ВАГОНЕ

5.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЕМА ИЗРАСХОДОВАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

А_год = (Р_{зим. от.} + Р_{зим. н/в об.})·Т_от. + Р_{лет. н/в об.}· (Т_год - Т_от.),

где Р_{.зим. от.} - среднее значение мощности электрической энергии, израсходованной нагревателями отопления и подогревателями наружного воздуха в системе вентиляции для зимнего периода эксплуатации вагона (смотри раздел 2.3);

Р_{зим. н/в об..} - среднее значение мощности электрической энергии, израсходованной низковольтными потребителями в зимний период эксплуатации вагона (смотри раздел 3);

Р_{лет. н/в об. -} среднее значение мощности электрической энергии, израсходованной низковольтными потребителями в летний период эксплуатации вагона (смотри раздел 3);

Т_отопл, Т_год - продолжительность отопительного сезона, продолжительность года, час (можно принять Т_год = 8760ч, Т_отопл = Т_зим. = Т_лет. = 4380ч).

Примечания:

1) Расчеты в этом разделе условны, так как принято соотношение между зимним и летним сезонами как: 1:1. Кроме того, принято что при зимних перевозках вагон находится в расчетных условиях (t?_{окр.среды} = - 40?C). Это, конечно, преувеличение, так как необходимо учитывать климатические зоны следования пассажирского состава (вагона). Например, для зоны С.- Петербург - Москва средняя температура зимнего периода составляет 10…15?C, а это значит, что реальное потребление электрической энергии на отопление будет в 2 - 3 раза меньше. Также не сделана отдельная оценка потребления электрической энергии в отстое и во время следования в пути. Реальные расчеты возможны, но они гораздо сложнее и требуют учета многих факторов. На практике, для определения годового потребления электрической энергии в вагоне или составе можно использовать и опытные поездки на мерных участках для различных климатических условий.

2) Данные ВНИИВ 80-х годов показывали, что среднестатистическое потребление электрической энергии в купейном вагоне с кондиционированием и электро-водяным отоплением составляют: 80000кВт·ч/год от ВПМ на высоковольтные нагреватели водяного отопления и 75000кВт·ч/год от вагонного генератора с приводом от ОКП на обеспечение работы низковольтного оборудования. В настоящее время для вагонов нового поколения следует ожидать возрастания потребления низковольтным электрооборудованием вагона до 100000кВт·ч/год.

5.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

С_эл.год = с_{э.варианта} · А_год,

где с_{э.варианта} - себестоимость электрической энергии (руб./кВт·ч) в пассажирском вагоне

при принятом варианте электроснабжения (смотри таблицу А.26);

А_год - объем годового потребления электрической энергии в течение года, кВт·ч. (см. раздел 5.1).

6. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ, КОММУТАНЦИОННОЙ И ЗАЩИТНОЙ АПППАРАТУРЫ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

6.1 РАСЧЕТ И ВЫБОР ПРОВОДОВ (КАБЕЛЕЙ) ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ОСНОВНОГО ИСТОЧНИКА

6.1.1 Общая методика

Провода, кабели и аппараты должны быть выбраны по условиям длительной работы и проверены по условиям короткого замыкания. Поэтому токоведущие части электрических установок выбирают по экономической плотности тока и нагреву в рабочем режиме. Эти требования будут выполнены, если сечение проводов выбрано с учетом выполнения четырех условий:

Во-первых, нагрев проводов не должен превышать допустимого значения, то есть I_{пр.расч} ? [I_пр]_{допуст.} Зная расчетное значение тока провода (кабеля) и материал токоведущей жилы можно выбрать её сечение по таблице А.27;

Во-вторых, провод должен выбираться на термическую устойчивость при коротких замыканиях, то есть

[I_пр]_{допуст.} = k_З · I_З,

где k_З = 1,25 - коэффициент защиты или кратность длительно допустимого тока провода к номинальному току предохранителя или току «уставки» автоматического выключателя;

I_З - номинальный ток предохранителя или ток «уставки» автоматического выключателя (таблица А.28).

В-третьих, потери напряжения в проводах не должны превышать допустимого значения, то есть ДU_пр < [ДU]_доп (в процентах [ДU]_доп = 10%):

- для сетей вагонов постоянного тока:

ДU_пр = 200 · I_пик· r_пр / U_н;

- для сетей вагонов однофазного переменного тока:

ДU_пр = 200 · I_пик· (r_пр· cosц + х_пр · sinц) / U_н;

- для сетей вагона трехфазного переменного тока:

где I_пик - суммарный пиковый ток проводов, А;

r_пр - активное (омическое) сопротивление проводов (r_пр = ?_пр / г_пр · S_пр ), Ом;

?_пр - длина проводов линии электропитания, м;

г_пр - удельная проводимость провода (г_пр = 57 м/Ом·мм² -медь, г_пр = 85,8 м/Ом·мм²-

алюминий);

S_пр - сечение провода данного участка линии питания (электроснабжения), мм²;

х_пр - индуктивное сопротивление проводов (х_пр = 7 · 10^-3· ?_пр), Ом;

cosц, sinц- расчетные (номинальные) значения коэффициента мощности;

U_н - номинальное напряжение сети электроснабжения вагона.

Примечание: Если потери напряжения в линии питания больше допустимых (т.е. >10%), то выбирают большее сечение проводов и повторяют расчет.

В-четвертых, должна быть обеспечена механическая прочность проводов, что достигается при выполнении требований таблицы 6.1.

Таблица 6.1 - Минимальное сечение проводов сети электроснабжения вагона

6.1.2 Расчет и выбор проводов для подключения основного источника

Напряжение бортовой сети электрооборудования вагона ……В.

В качестве основного источника электрической энергии вагона используется ……… типа ………, мощностью ……кВт с номинальным значением тока …… А.

Основной источник располагается ………

Точка подключения источника к электрооборудованию вагона - …

Примерная длина провода (кабеля) …м.

Количество проводов (жил) подсоединения …

Провода имеют …… изоляцию и прокладываются для защиты от механических повреждений в ……трубе.

Расчетное значение токовой нагрузки провода (жилы кабеля) …А.

6.1.3 Проверка провода по четырем условиям допустимого применения:

(смотри подраздел 6.1.1).

Принимаем к использованию на вагоне (смотри таблицу А.27)..…… … сечением токоведущей жилы ………… мм^2.

6.2 РАСЧЕТ И ВЫБОР КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВЕНТЯЛЯЦИОННОГО АГРЕГАТА ВАГОНА

6.2.1 Общие положения

Электротехнические устройства и потребители в вагонах подключаются к бортовой сети с использованием проводов (кабелей), а также коммутационной и защитной аппаратуры. Для коммутации применяется аппаратура ручного (рубильники, пакетные переключатели, контроллеры) и аппаратура релейно-контакторного управления (реле, контакторы, комплектные устройства и аппараты защиты). Примеры подключения электротехнических устройств вагона приведены на рис. 6.1 и рис. 6.2.

На рис. 6.1,а показана простейшая цепь подключения устройства А1 к питающим шинам DC 110В через выключатель Q. Защита осуществляется предохранителями F1 и F2. На рис. 6.1,в аналогичное устройство может быть подключено через автоматический выключатель QF1 и предохранитель F5. Такие подключения используется для относительно редко коммутируемых устройств, которые не работают в системе автоматического управления, а также не требуют дистанционного включения.

На рис. 6.1,б показана цепь подключения устройства А2 к питающим шинам DC 110В через двух или трех полюсный контактор К1. Защита этого присоединения осуществляется предохранителями F3 и F4. Такое подключение используется для коммутируемых устройств, которые работают в системе автоматического управления.

На рис. 6.2 показаны цепи подключения электродвигателей к питающим шинам 3/N АС 380/220В 50Гц через контакторы К2 и К3. Защита осуществляется предохранителями F1…F3 или трехфазным автоматическим выключателем QF.

После выбора схемы подключения электропривода вентиляционной установки становится очевидным и вид коммутационного аппарата: выключатель, автоматический выключатель с максимальным расцепителем, контактор постоянного или переменного тока.

Выбор силовой коммутационной аппаратуры (контакторов, рубильников, переключателей и контроллеров) должен производиться после выполнения трех условий:

Во-первых, номинальное напряжение аппарата должно быть равно или больше напряжения сети, то есть U_н.ап.> или = U_н.сети;

Во-вторых, номинальное напряжение обмоток электромагнитов контакторов и реле должно быть равно напряжению сети вагона, то есть U_{н.обм.ап.} = U_н.сети;

В-третьих, номинальный ток контактов (аппарата) должен быть равен или больше расчетного тока коммутации, то есть I_{н. ап.} > или = I_расч.

После определения технических характеристик коммутационного аппарата (U_н, U_н.обм., I_н) по одной из таблиц А.29…А.32 выбираем к установке на вагон………….

6.2.2 Расчет и выбор коммутационной аппаратуры для подключения электропривода вентиляционной установки вагона

Напряжение бортовой сети электрооборудования вагона …………В.

В качестве элемента привода вентиляционной установки вагона используется электродвигатель типа …………., мощностью …………кВт с номинальным значением тока …………… А.

Электродвигатель располагается ………………

Точка подключения электродвигателя к электрооборудованию вагона - ……

Схема подключения электропривода вентиляционной установки представлена на рис. ……..

В качестве коммутирующего устройства используем трех полюсный контактор постоянного (переменного) тока.

6.2.3 Проверка провода по трем условиям допустимого применения:

(смотри подраздел 6.2.1).

………

Принимаем к использованию на вагоне (смотри таблицу А….) контактор..…

6.3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ ВАГОННОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

6.3.1 Общие положения

Электрические цепи аккумуляторной батарей вагона имеют защиту от токов короткого замыкания в виде предохранителей с плавкой вставкой. Время отключения защищаемой цепи зависит от типа предохранителя и кратности тока замыкания по отношению к номинальному току плавкой вставки.

Выбор типа предохранителя и плавкой вставки определяются выполнением трех условий:

Во-первых, номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше напряжения сети, то есть U_н.пр. > или = U_н.сети;

Во-вторых, плавкая вставка не должна плавиться при расчетном токе, то есть I_н.вст. > I_расч;

В-третьих, плавкая вставка не должна плавиться при пусковых (пиковых) токах, то есть I_н.вст. > или = I_пик / б, где б = 2,5 при защите одного потребителя электроэнергии, например, электродвигателя, и б = 1,6…2,0 при защите группы потребителей.

6.3.2 Расчет и выбор защитной аппаратуры вагонной аккумуляторной батареи

В качестве вагонной аккумуляторной батареи используется щелочная (кислотная) батарея ………. с номинальным напряжением …… В, номинальной емкостью ……. А·ч и расчетным током разряда ……

В цепи подключения вагонной аккумуляторной батареи используются два предохранителя, один из которых (плюсовой) размещается в пульте управления вагона, а другой - в специальном ящике под вагоном рядом с боксами (ящиками) для размещения батареи. Расчет и выбор плавкой вставки производится для предохранителя, расположенного в пульте управления, и заключается в проверке трех условий смотри подраздел 6.3.1.

После определения технических характеристик предохранителей (U_н, I_н) по таблице А.28 выбираем к установке в цепь подключения аккумуляторной батареи вагона предохранитель ……… Номинальный ток плавкой вставки ……….. А, наибольший ток отключения …………. А.

В «минусовую» цепь вагонной аккумуляторной батареи устанавливается такой же предохранитель ………., но номинальный ток плавкой вставки принимается большим на один шаг, т.е. …………

7. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Принципиальная электрическая схема (Э3) определяет состав элементов (схемных позиций) и связей между ними и, как правило, даёт представление о принципах работы устройства. Правила выполнения принципиальных электрических схем приведены в приложении В.3.

Принципиальная схема электрического оборудования пассажирского вагона в курсовом проекте может быть представлена в однолинейном (упрощенном) исполнении. Основой (моделью) для начертания принципиальной схемы является структурная схема электрооборудования вагона (Э1), в которой вместо линий связи между отдельными функциональными и конструктивными частями оборудования изображаются конкретные соединения (провода, кабели) с аппаратами коммутации и защиты.