Електрообладнання вагонів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МПС РФ
Уральський державний університет
шляхів сполучення
Кафедра «Вагони»
ВИБІР ОСНОВНОГО ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ТА МЕРЕЖІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОНІВ
П ояснітельная записка до курсового проекту з дисципліни «Електроустаткування вагонів»
Роботу перевірив:
к.т.н., доцент
Зиков Ю. В.
Роботу виконав:
ст. 5 курсу ЗФ
Коновалов І. М. 96/01-В-519
Єкатеринбург, 2003

Завдання на курсовий проект

Варіант № 19

Таблиця 1 - Вихідні дані для розробки загальної частини курсового проекту

1.
Тип вагона
Купейний з кондиціонуванням повітря, 36 пасажирів
2.
Система електропостачання
Індивідуальна
3.
Рід струму в подвагонного магістралі та електричної мережі вагона
Постійний
4.
Номінальна напруга
110
5.
Матеріал проводів
Алюміній / мідь
6.
Опалення
Водяне
7.
Тривалість сонячного опромінення протягом доби
14 год
8.
Кількість свіжого повітря, що подається у вагон на одного пасажира

9.
Температура всередині вагона влітку
20 ° С
10.
Температура всередині вагона взимку
18 ° С
11.
Температура зовні вагона влітку
40 ° С
12.
Температура зовні вагона взимку
-40 ° С
13.
Кількість тепла, що виділяється одним пасажиром
90 Дж / с
14.
Подача насоса опалення

15.
Подача вентилятора конденсатора

16.
Напір насоса опалення
4,5 м
17.
Напір вентилятора охолоджувача

18.
Напір вентилятора конденсатора

Розробити технологію ремонту освітлювальної апаратури та її випробування.

1. КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА електрообладнання пасажирських вагонів
Система електропостачання вагона
1.1 Освітлення вагона
Для висвітлення вагона застосовуються як лампи розжарювання, так і люмінесцентні. У порівнянні з лампами розжарювання застосування люмінесцентних ламп дозволяє забезпечити більш високий рівень освітленості приміщень вагона.
1.2 Вентиляція вагона
Вагон має припливну примусову вентиляцію. Зовнішнє повітря перед попаданням у вагон очищається від пилу і підігрівається або прохолоджується в залежності від пори року.
Зовнішнє повітря нагнітається у вагон за допомогою відцентрових вентиляторів, що приводяться в обертання електродвигуном. Вентиляційний агрегат знаходиться в тамбурі котлового кінця вагону між стелею тамбура і дахом вагону. У приводах вентиляторів з двигунами постійного струму для забезпечення плавного пуску і регулювання частоти обертання застосовуються схеми з пускорегулювальними реостатами й додатковими резисторами, опори яких змінюються вручну або автоматично.
Від вентиляторів повітря по повітропроводу, розташованому між дахом і стелею вагона по всій його довжині, подається у вагон. На початку воздуховода розташовується водяний калорифер і повітроохолоджувач (випарник).

1.3 Опалення вагона
Вагон обладнаний водяною системою опалення. У вагоні встановлюється котел з вугільною топкою.
Система водяного опалення може працювати в декількох режимах, які встановлюють вручну за допомогою спеціальних режимних перемикачів в залежності від заселеності вагона і температури навколишнього середовища. Автоматичне регулювання температури усередині вагона здійснюється за допомогою термостатів, які змінюють частоту обертання вентилятора.
1.4 Система охолодження повітря
Установка кондиціонування повітря з компресійної холодильної машиною складається з наступних основних вузлів і систем: компресорного агрегату, конденсаторного агрегату, вузла кондиціонування повітря, систем вентиляції та опалення, приладів автоматичного регулювання і захисту.
Спільним для всіх установок кондиціонування повітря з компресійної холодильної машиною є розташування повітроохолоджувача в просторі між дахом і стелею, а компресорного та конденсаторного агрегатів під рамою вагона. Всі апарати функціонально пов'язані в загальну схему взаємодії і включаються в роботу в залежності від заданого режиму установки кондиціонування повітря.
1.5 Електроприводи вентиляторів, компресорів
У вагонах з автономною системою електропостачання використовують електродвигуни постійного струму.
Електродвигуни приводу компресорів установок для кондиціонування повітря монтують під кузовом вагона. Електродвигун з компресором зміцнюють у спеціальному каркасі, який підвішують до кузова вагона через амортизатори.
1.6 Розподіл електроенергії
Електроенергія від генератора або акумулятора надходить по проводах спочатку до розподільного щита, а потім від нього до споживачів. На розподільчому щиті зосереджена комутаційна і захисна апаратура для управління споживачами та захисту мережі від коротких замикань і перевантажень. Щит встановлюється у службовому купе. На щиті також монтуються електровимірювальні прилади (А-метри, В-метри), сигнальні лампи. Для забезпечення безпеки обслуговуючого персоналу апарати та прилади, а також всі металеві конструкції заземлені (з'єднані з корпусом вагона).
Комутаційна апаратура - пристрої, що служать для включення, виключення і переключення електричних ланцюгів (вимикачі, перемикачі, кнопки, реле, контактори і т. д.).
Апаратура для захисту від перевантажень і КЗ - плавкі запобіжники, теплові реле і автоматичні вимикачі (автомати).


2.РАСПОЛОЖЕНІЕ ЕЛЕКТРОУСТАТКУВАННЯ В пасажирському вагоні

2.1 Розташування обладнання в пасажирському вагоні
На малюнку 2.1 приведена схема розташування обладнання пасажирського вагона з кондиціонуванням повітря та електричним опаленням.
Всередині вагона розташовані:
1 - вентилятор системи вентиляції вагона з електродвигуном;
2 - калорифер для підігріву повітря;
3 - повітроохолоджувач вентиляційного повітря;
4 - розподільний щит;
5 - електрокип'ятильник питної води;
6 - світильники купе;
7 - світильники бічного коридору;
8 - електродвигун компресора водоохолоджувачів;
9 - перетворювач для живлення електробритв;
Устаткування розташоване під вагоном:
11 - ящик з пусковими опорами;
12 - ящик з запобіжниками акумуляторних батарей;
13 - ящик з акумуляторними батареями;
14 - компресор і електродвигун компресора холодильної установки;
15 - вентилятор конденсатора з електродвигуном і конденсатор;
16 - ящик з апаратурою управління холодильною установкою;


Малюнок 2.1. План розташування електроустаткування в вагоні

3. ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ СПОЖИВАЧІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОНІВ
3.1 Визначення потужності двигунів вентиляторів
На пасажирському вагоні з кондиціонуванням повітря встановлюються вентилятори системи вентиляції вагона і вентилятор конденсатора.
Для вентилятора системи вентиляції вагона умови роботи в літній і зимовий періоди різні, так як різна кількість подаваного у вагон повітря. Електродвигун вибирають по більшому значенню вийшла потужності.
Потужність двигуна вентилятора системи вентиляції вагона
,
де - Коефіцієнт запасу потужності;
* - Продуктивність вентилятора, м 3 / с;
- Сумарний напір, створюваний вентиляторами, мм водяного стовпа;
- ККД вентилятора.
Продуктивність вентилятора системи вентиляції вагона в м 3 / с:
в зимовий період
,
в літній період
,
де - Розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в зимовий період, м 3 / с;
- Розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період,
м 3 / с;
* - Розрахункова кількість пасажирів у вагоні (за умовою )
- Коефіцієнт рециркуляції вентиляційного повітря
Таким чином маємо:


Визначимо потужність двигуна вентилятора в зимовий та літній періоди:

Вибираємо електродвигун по більшому значенню отриманої потужності і результати заносимо в таблицю 3.1.
Для двигуна вентилятора конденсатора маємо:

,
де - Коефіцієнт запасу потужності
- Продуктивність вентилятора конденсатора
- Напір створюваний вентилятором
- ККД вентилятора

Вибираємо електродвигун і результати заносимо в таблицю 3.1.
3.2 Визначення потужності двигуна компресора установки охолодження повітря
Потужність електродвигуна в кВт
,
де - Коефіцієнт враховує переривчастий характер роботи компресора;
- Загальний (повний) тепловий потік, який повинен бути відведений воздухоохладителем, вт;
Загальний (повний) тепловий потік складається з шести теплових потоків:
1) тепловий потік, що надходить через поверхню кузова вагона:
,
де - Температури повітря всередині і зовні вагона влітку, ° С;
- Середній коефіцієнт тепловіддачі поверхні вагону,

2) тепловий потік від інфільтрації для літнього періоду експлуатації:

3) тепловий потік, принесений зовнішнім повітрям при вентиляції вагона:

4) тепловий потік за рахунок сонячної радіації:
,
де
-Розрахункова поверхню кузова вагона, піддається сонячної радіації, м 2

- Розрахункова (максимальна) температури поверхні кузова, ° С;
* - Тривалість сонячного опромінення вагона протягом доби, год

5) тепловий потік, що виділяється пасажирами вагони:

де q = 90 - потужність теплового потоку, що виділяється одним пасажиром;
6) потужність теплового потоку від електродвигунів, розташованих усередині вагона, освітлювальних та інших електроприладів

Загальний (повний) тепловий потік, який повинен бути відведений воздухоохладителем;
.
Необхідна потужність двигуна компресора:

3.3 Вибір двигунів за каталогом
За знайденою потужності та з урахуванням умов роботи вибираємо по каталогу необхідні електродвигуни, результати зводимо в таблицю 3.1.
Таблиця 3.1 - Електродвигуни, що встановлюються у вагоні
Двигун
Розрахункова
потужність, кВт
Номінальна
потужність, кВт
Тип
Номінальний
струм при напрузі
110 В, А
Номінальний
ККД
Вентилятора системи
вентиляції вагона
1,361
1,5
П - 31
17,37
78,5
Вентилятора
конденсатора
2,687
2,2
П - 32
23,95
83,5
Компресора
11,951
11,0
П - 61
118,34
84,5
Визначимо значення номінальних струмів при номінальній напрузі 110 В за формулою:
.,
3.4 Визначення потужності освітлювальної навантаження
Використовуючи досвід проектування освітлення пасажирських вагонів приймаємо: люмінесцентне освітлення для купе і полукупе, службового відділення і проходу; лампи розжарювання для освітлення тамбурів, туалетів, коридорів, котельного відділення, посадочних та сигнальних ліхтарів та ін
Потужність освітлювального навантаження у Вт для кожного з приміщень вагона визначаємо за наведеною нижче формулою, результати зводимо в таблицю 3.2.
,
де
- Питома потужність освітлювального навантаження для даного приміщення, Вт / м 2;
- Площа приміщення, м 2;
Таблиця 3.2. - Розрахунок освітлювальної навантаження вагона
Приміщення вагона
p, Вт / м 2
F П,
м 2
P ВП,
Вт
Приймається
Кількість ламп на вагон
Вт
світильник
тип і потужність лампи, Вт
Люмінесцентні лампи
9 Купе
12
3,4
40,8

Комбінов.
ЛБ-20
22
367,2
25
28,8
Службове відділення
10
2,5
25
Полукупе
12
2,4
28,8
Бічний прохід, малий і великий коридор
8
19
152
Комбінов.
ЛБ-20
7
152

Лампи розжарювання
9 Купе
16
3,4
54,4
Комбінов.
Ж110-25
Ж110-15
(Синього кол)
11
11
489,6
40
24
Службове відділення
16
2,5
40
Полукупе
10
2,4
24
Прохід і коридори
9
19
171
Комбінов.
Ж110-25
7
171
Тамбури
9
2,7
24,3
Однолампові
Ж110-25
4
48,6
Хвостові сигнальні ліхтарі
-
-
-
-
Ж110-40
6
Посадочні ліхтарі
-
-
-
-
Ж110-15
2
Туалет
10
1,26
12,6
Однолампові
Ж110-25
2
25,4
Для читання в купе,
У розподіл. шафі, в котельному відділенні
-
-
-
-
Ж110-15
45
400

Сумарна освітлювальна навантаження:
Для люминисцентного освітлення вагона вибираємо машинний перетворювач
FU-66 (НДР) з номінальними даними:
Двигун: Потужність - 1,1 кВт,
Напруга - 110 В,
Частота обертання - 2500 об / хв
Генератор:
Потужність - 0,6 кВт,
Напруга - 220 В,
Частота - 400 Гц.
3.5 Перелік споживачів електроенергії пасажирського вагона
Таблиця 3.3. - Споживачі електроенергії пасажирського вагона

Споживач
Потужність, кВт
1
Двигун вентилятора конденсатора
2,2
2
Двигун вентилятора системи
вентиляції
1,5
3
Двигун компресора
11,0
4
Лампи люминисцентного освітлення
0,6
5
Лампи розжарювання
1,2
6
Ланцюги управління
0,4
7
Електрокип'ятильник
2,5
8
Електронагрівачі зливних і наливних труб
0,5
9
Електроохладітель питної води
0,2
10
Електропобутові прилади
0,7

4. Принципова Однолінійна ЕЛЕКТРИЧНА СХЕМА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОНІВ
На пасажирських вагонах прийнята радіальна схема електропостачання споживачів електроенергії вагона, коли кожен споживач отримує електроенергію від розподільного щита з власної лінії. Виняток може становити лише освітлювальна навантаження, де іноді застосовується змішана схема електропостачання окремих світильників. Однак, розглядаючи групу світильників, що живляться від однієї лінії як одного групового споживача (а це можна робити для однорідних споживачів,. Можна всю систему електропостачання вважати радіальної.
Система цього типу дуже надійна в експлуатації. Пошкодження лінії призводить до відключення лінії того споживача, лінія електропостачання якого пошкоджена і не зачіпає роботу інших споживачів електроенергії. Система дозволяє проводити ремонт пошкодженої ділянки мережі електропостачання вагона без відключення всієї мережі, а тільки відключивши пошкоджену ділянку. Переваги радіальної схеми електропостачання більш вагомі, ніж її основний недолік - підвищена витрата проводів для створення мережі.

5. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ І пікових навантажень
Розрахункові навантаження дозволяють визначити перерізу проводів мережі електропостачання вагона, вибрати захисні апарати і апаратуру управління.
Під розрахунковими навантаженнями розуміють деякі незмінні навантаження (струми, потужності), які викликають такий же нагрів проводів, двигунів, що і дійсні навантаження, безупинно мінливі за величиною в часі.
Дійсне число споживачів електроенергії вагона в літній період n = 9.
Розрахуємо ефективна кількість споживачів


Оскільки ефективне число електроприймачів менше 4, розрахункову активну потужність визначаємо за формулою

Реактивна потужність при постійному струмі дорівнює нулю.
квар
Визначимо повну розрахункову потужність

кВ × А.
Визначимо розрахунковий струм
А.
Пікове навантаження - це найбільше навантаження тривалістю не більше 5-10 с. Пікові струми виникають, наприклад при пуску двигуна найбільшої потужності при працюючих інших споживачах електроенергії.
,
де - Номінальний струм двигуна, що має найбільший пусковий струм;
- Пусковий струм двигуна найбільшої потужності;
* - Коефіцієнт використання двигуна, що має максимальний струм.
А

6. ВИБІР ЗАХИСНОГО АПАРАТУРИ І ПРОВОДІВ МЕРЕЖІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОНІВ
Вибір захисної апаратури
Струм плавкої вставки запобіжника:
1) за розрахунковим току А;
2) за піковому току
А
Вибираємо плавку вставку на номінальний струм 200 А і запобіжник типу ПР-2-200.
Автоматичний вимикач обираємо з урахуванням виконання умов:
1) А;
2) А;
3) А,
Цим умовам задовольняє автоматичний вимикач типу А3130, для якого А, А, А
Вибір проводів
Вибираємо провід з гумовою і поліхлорвінілової ізоляцією.
1) за умовою нагріву розрахунковим струмом:
А,

Цій умові задовольняє провід з алюмінієвими жилами перерізом 70 мм 2. Номінальний струм проводу цього перерізу 210 А;
2) щодо відповідності току захисної апаратури:
А;
Цій умові відповідає провід перетином 95 мм 2,
3) за втрати опору в проводах:

Де Ом - активний опір лінії;
Отримана величина втрат напруги багато менше допустимої (10%). Тому остаточно вибираємо провід перетином 95 мм 2. Номінальний струм дроти дорівнює 255 А. Вибране перетин задовольняє умові механічної міцності.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Зиков Ю. В. Вибір основного електрообладнання і мережі електропостачання пасажирського вагона. Єкатеринбург, 2002.
2. Зороховіч А. Є., Лібман А. З. Ремонт електрообладнання пасажирських вагонів. М., "Транспорт", 1974.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Транспорт | Курсова
113.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Організація роботи дільниці з ремонту електрообладнання пасажирських вагонів
Технологія ремонту та випробування вагонів
Характеристика ПТО вантажних вагонів
Опалення вентиляція водопостачання пассажтрскіх вагонів
Енергохолодильні системи вагонів та їх технічне обслуговування
Технічне обслуговування вагонів пасажирського парку
Розробка проекту ремонту чотирьохвісних критих вагонів
Технологія ремонту та технічного обслуговування вагонів і локомотивів
Аналіз та статистичне моделювання показників використання вантажних вагонів
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru