[ Вибір основного електрообладнання і мережі електропостачання пасажирського вагона ]! | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Привід вентилятора системи вентиляції | 1,74 | 2,2 | 2ПН112L | 51,5 | 0,855 | 2-4,5 |
Привід вентилятора конденсатора | 1,99 | 2,2 | 2ПН112L | 51,5 | 0,855 | 2-4,5 |
Привід циркуляційного насоса | 0,404 | 0,55 | 2ПН90L | 15,28 | 0,72 | 2-4,5 |
Привід компресора | 9,38 | 11,0 | 2ПН160L | 254,34 | 0,865 | 2-4,5 |
2.2 Визначення потужності електричних пристроїв опалення
Для розрахункового режиму роботи опалювальних пристроїв пасажирського вагона береться зимовий період експлуатації.
На пасажирських вагонах застосовуються в основному системи індивідуального водяного опалення з водонагрівним котлом, на твердому
паливі і системи водяного опалення з комбінованим електровугільним котлом.
У пасажирських вагонах з кондиціюванням повітря поряд з основною водяною системою опалення з комбінованим електровугільним котлом використовується і електрична, як допоміжна при низьких зовнішніх температурах в перехідні періоди року (весна, осінь).
При конвекційно-циркуляційній системі опалення потужність нагрівальних елементів (кВт) калорифера визначається з формули
; (2.13)
де – об'єм зовнішнього повітря, яке подається в вагон, м3/с;
- розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період, м3/с;
– теплоємність повітря;
– температура повітря усередині вагона в розрахунковий (зимовий) період, °С;
– температура зовнішнього повітря в зимовий період, °С.
У нашому випадку, при водяному опаленні, розраховуємо потужність нагрівальних елементів калорифера:
кВт.
Так, як система опалення водяна потужність нагрівальних елементів не розраховуємо.
2.3 Визначення потужності освітлювального навантаження
Для визначення потужності освітлювального навантаження використовується метод питомої встановленої потужності на одиницю площі. Цей метод достатньо простий, має необхідну точність і знайшов широке застосування на практиці. Цей метод передбачає спочатку визначення потужності освітлювального навантаження для кожного приміщення вагона окремо, а потім сумарну для всього вагона. Окремо визначається потужність ламп люмінесцентного освітлення і потужність ламп розжарювання. Це необхідно для визначення потужності перетворювача люмінесцентного освітлення, а також для вибору дротів, захисних і комутаційних апаратів.
Потужність освітлювального навантаження для кожного з приміщень вагона обирають за формулою, Вт:
, (2.14)
де – питома потужність освітлювального навантаження для даного виду приміщення, тобто потужність на одиницю площі цього приміщення, (Вт/м2 , див. таблицю 2.2);
– площа приміщення, для якого визначається потужність освітлювального навантаження, м2 (визначається за кресленням вагона).
Таблиця 2.2 - Питома потужність освітлювального навантаження для
Приміщення вагона | Питома потужність освітлювального навантаження, Вт/м2 | |
| Ламп розжарювання | Люмінесцентних ламп |
Купе жорсткого типу | 12…18 | 10…20 |
Купе м’якого вагона | 18…22 | 10…20 |
Відділення плацкартного вагона, салон міжобласного вагона | 10…15 | 6…10 |
Коридори, проходи | 8…10 | 6…10 |
Туалет | 10…12 | - |
Тамбури | 8…11 | - |
Інші приміщення | 8…10 | - |
Потужність освітлювального навантаження всього вагона:
(2.15)
Визначивши потужність освітлювального навантаження вагона від люмінесцентних ламп, визначають потужність перетворювача для люмінесцентних ламп вагона
, (2.16)
де , якщо перетворювач статичний напівпровідниковий,
, якщо перетворювач електромашинного типу.
Якщо обраний перетворювач для живлення люмінесцентних ламп електромашинного типу, то за потужністю за каталогом обирається електродвигун перетворювача.
Потужність сигнальних, службових та інших спеціальних ламп можливо прийняти рівною 300…400 Вт.
Для спрощення розрахунків, приведемо їх у вигляді таблиці 2.3
Таблиця 2.3 – Розрахунок потужності освітлювального навантаження
Приміщення вагона | р, Вт/м2 | Fп, м2 | Р, Вт | світильник | тип і потужність лампи, Вт | кількість ламп на вагон | потужність ламп, Вт |
Люмінесцентні лампи | |||||||
Пасажирське приміщення | 10 | 47,16 | 471,6 | одноламповий | ЛБ 30 | 18 | 540 |
Купе провідника | 8 | 1,62 | 12,96 | одноламповий | ЛБ 15 | 1 | 15 |
Службове приміщення | 8 | 1,8 | 14,4 | одноламповий | ЛБ 15 | 2 | 30 |
| 585 | ||||||
Лампи розжарювання | |||||||
Тамбур-1 | 10 | 2,7 | 27 | одноламповий | Ж-54-40 | 4 | 160 |
`` Тамбур-2 | 10 | 2,7 | 27 | одноламповий | Ж-54-40 | 4 | 160 |
Великий коридор | 9 | 2,3 | 20,7 | одноламповий | Ж-54-25 | 2 | 50 |
Малий коридор | 9 | 1,9 | 17,3 | одноламповий | Ж-54-25 | 1 | 25 |
Туалет (2) | 11 | 1,3 | 14,3 | одноламповий | Ж-54-25 | 2 | 50 |
Котельне відділення | - | - | - | одноламповий | Ж-54-15 | 1 | 15 |
Хвостові сигнали | - | - | - | одноламповий | Ж-54-50 | 6 | 300 |
Номерні лампи | - | - | - | одноламповий | Ж-54-15 | 4 | 60 |
| 870 |
Потужність освітлювального навантаження всього вагона:
Вт.
Визначивши потужність освітлювального навантаження вагона від люмінесцентних ламп, визначаємо потужність перетворювача для люмінесцентних ламп вагона
, (2.17)
де = 0,7-0,8, якщо перетворювач статичний напівпровідниковий.
Вт
3. Визначення розрахункових навантажень
Розрахункові навантаження дозволяють визначити перетин дротів мережі електропостачання вагона, вибрати захисні апарати і апаратуру керування.
Під розрахунковим навантаженням розуміють деяке незмінне навантаження (струму, потужності), яке викликає такий же нагрів дротів електродвигунів, що і дійсне навантаження, яке безперервно змінюється за величиною і часом. Розрахункове навантаження визначається для найбільш навантажених в електричному відношенні періодів роботи електрообладнання. Для пасажирських вагонів споживання електроенергії в зимовий і літній періоди експлуатації неоднакове. Споживання залежить і від типу вагона (вагон з кондиціюванням повітря або без кондиціювання, є електричне опалення або відсутнє), і від умов, в яких вагон експлуатується. Визначають розрахункові навантаження для зимового і літнього періодів експлуатації вагона і приймають для наступних розрахунків більші. В теперішній час згідно з «Вказівками щодо визначення електричних навантажень» основним є метод упорядкованих діаграм, який і рекомендований для вживання при визначенні навантажень в мережах електропостачання низької та високої напруги.
Цей метод дає можливість розрахувати максимальну потужність групи електроприймачів і визначається так:
розрахункове активне навантаження, кВт,
(3.1)
- розрахункове реактивне навантаження, Квар.,
. (3.2)
Таблиця 3.1 - Значення коефіцієнта використання та значення і
Споживачі електроенергії | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електродвигун компресора | 0,6 – 0,75 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електродвигун вентилятора конденсатора | 0,73 – 0,8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електродвигун вентилятора системи вентиляції | 0,84 – 0,9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електродвигун циркуляційного насоса | 0,3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електродвигун перетворювача люмінесцентного освітлення | 0,7 – 0,75 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електрокип’ятильник | 0,27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Перетворювач електробритв
Для систем електропостачання постійного струму реактивна потужність = 0, є тільки активна потужність, тобто, для мереж постійного струму . Розрахунковий струм для групи споживачів на постійному струмі, А : (3.7) де – номінальна напруга мережі електропостачання. Для спрощення розрахунків, зведемо характеристики споживачів в таблицю 3.2. Таблиця 3.2 – Характеристика споживачів електроенергії пасажирського вагона
, (3.8) = 11+4,4+0,55+2,85+0,65+0,87+0,58+0,5= 21,4 кВт А. 4. Визначення пікових навантажень Пікове навантаження - це найбільше навантаження впродовж не більш 5-10 с. Пікові струми виникають, наприклад, при пуску електродвигуна найбільшої потужності при працюючих інших споживачах електроенергії. Піковий струм групи споживачів електроенергії в мережах напругою до 1000 В, а також в мережах постійного струму з достатньою для практичних їх розрахунків точністю визначається: , (4.1) де – розрахунковий струм навантаження всієї групи приймачів; – номінальний струм електродвигуна, у якого найбільший пусковий струм; – коефіцієнт використання електродвигуна, у якого найбільший струм; п– пусковий струм електродвигуна найбільшої потужності (4.2) де – кратність пускового стуму по відношенню до номінального (для електродвигунів постійного струму = 2…2,5; для асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором приводиться в каталогах; для асинхронних електродвигунів з фазним ротором, при відсутності в каталозі = 2,5…3). Повний струм одиночного електродвигуна дорівнює його пусковому струму. А, А. 5. Визначення потужності джерела електроенергії пасажирського вагона При індивідуальній системі електропостачання пасажирського вагона джерело електроенергії - вагонний генератор, при централізованій системі - генератор вагона - електростанції або генератор, встановлений на тепловозі, або спеціальна обмотка силового трансформатора електровоза перемінного струму, або інший спеціально призначений для електропостачання пасажирських вагонів пристрій. Перш ніж визначити потужність джерела електропостачання вагона, необхідно вибрати розрахунковий режим і визначити розрахунковий та піковий струми для цього режиму. Для вагонного генератора розрахунковим струмом буде розрахунковий струм тільки одного вагона, а для генератора вагона електростанції необхідно знати навантаження від усіх вагонів поїзда, тобто знати, які вагони будуть у поїзді, коли споживання електроенергії буде максимальним. Якщо визначити час експлуатації вагона, коли максимальне споживання електроенергії буде неможливим, то знаходять розрахункові навантаження для літнього і зимового режимів роботи. Аналогічно поступають і при визначенні пікового струму. За знайденим більшим розрахунковим струмом знаходять необхідну потужність джерела електроенергії (генератора або перетворювача). - генератор постійного струму, кВт, , (5.1) кВт. 6. Вибір дротів мережі електропостачання пасажирського вагона Дроти вибираються відповідно до вимог, які пред'являються до мережі електропостачання пасажирських вагонів. Ці вимоги будуть виконані, якщо перетин дротів обрано з урахуванням таких чотирьох умов: а) нагрів дротів не повинен перевищувати допустимого значення. Це буде виконано, якщо тобто, якщо номінальний струм дроту дорівнює або більше розрахункового струму. Знаючи розрахунковий струм, вибирають перетин дроту; б) при коротких замиканнях або великих навантаженнях, коли відбувається спрацювання захисного апарата, не повинна порушуватись термічна стійкість дротів. в) втрата напруги в дротах не повинна перевищувати допустимого значення , у відсотках . Для дротів із немагнітних матеріалів (мідь, алюміній) для мереж електропостачання вагонів на постійному струмі втрата напруги в лінії: , (6.1) Для мережі електропостачання перемінного струму: , (6.2) де - сумарний розрахунковий струм дроту,А; - номінальна напруга мережі електропостачання, В; - активний (омічний для мереж постійного струму) опір лінії, Ом; - індуктивний опір лінії електропостачання, Ом; Активний опір лінії електропостачання, Ом , (6.3) де - довжина лінії, м; - перетин дроту даної ділянки ліній електропостачання, мм2; - питома провідність дротів (для мідних дротів ; для алюмінієвих ). Індуктивний опір ділянок лінії електропостачання, Ом, для кабелів і дротів, прокладених в стальних трубах або металевих рукавах, можливо прийняти рівним , (6.4) Розрахунок ведуть в наступному порядку. Визначають втрати напруги на ділянці мережі електропостачання для більшого перетину дроту, одержаного з перших двох умов. Якщо втрата напруги в лінії при цьому перевищує допустиму, тоді вибирають більший перетин дроту і розрахунок повторюють, доки втрата не буде менше 10%; г) дроти повинні бути обрані так, щоб їх механічна міцність була достатня. Це буде виконано, якщо перетин дротів буде взято не менше зазначеного у таблиці 6.1.
Розрахуємо перерізи дротів, використовуючи формули (6.1 – 6.4 ) і таблицю 6.2. Таблиця 6.2 – Залежність перерізу дроту від протікаю чого в ньому струмі
Вибір дроту від джерела електроенергії до пульту управління:
, , () Вибір дроту від привода вентилятора системи вентиляції до пульту управління:
, , () Вибір дроту від двигуна компресора до пульту управління:
, , () Вибір дроту від двигуна вентилятора конденсатора до пульту управління:
, , () Вибір дроту від двигуна циркуляційного насоса системи опалення до пульту управління:
, , () Вибір дроту від електричного нагрівача наливних і зливних труб до пульту управління:
, , () Вибір дроту від електричного кип’ятильника до пульту управління:
, , () Вибір дроту від ламп розжарювання до пульту управління:
, , () Вибір дроту від люмінесцентних ламп до пульту управління:
, , () Вибір дроту від електричного охолоджувача води до пульту управління:
, , () Вибір дроту ланцюгів керування:
, , (). Враховуючи вище приведене, характеристики дротів зведемо в таблицю 6.3 Таблиця 6.3 – Характеристика дротів
7. Вибір комутаційної і захисної апаратури До комутаційних апаратів, які служать для вмикання і вимикання ланцюгів, відносяться рубильники, контактори і реле. Рубильники служать для ручного вмикання і вимикання ланцюгів, контактори і реле — дистанційного, автоматичного і неавтоматичного вмикання ланцюгів і споживачів електроенергії. Рубильники, реле, контактори захисних пристроїв від струмів перенавантажень і струмів короткого замикання не мають. Для цього послідовно з ними вмикають захисні апарати. До захисної апаратури, що застосовується на пасажирських вагонах, належать запобігачі та автоматичні вимикачі. Запобігачі застосовуються для захисту від струму короткого замикання або дуже великих перенавантажень, які діють значний час (запобігачі не повинні вимикати ділянки мережі електропостачання при пікових струмах, дія яких короткочасна). Автоматичні вимикачі призначаються для захисту як від струму короткого замикання (за допомогою миттєводіючих електромагнітних розчіплювачів), так і від струму перенавантажень (за допомогою теплових або іншого типу розчіплювачів). Тепловий розчіплювач автомата застосовується для захисту ланцюгів і споживачів від струмів перенавантажень. Час, через який спрацює тепловий розчіплювач автомата, залежить від величини струму перенавантаження. Час спрацювання теплового розчіплювача приблизно зворотно пропорційний величині струму перенавантаження. При виборі рубильників, контакторів, реле, запобігачів, автоматичних вимикачів, теплових розчіплювачів повинні бути виконані такі основні умови: номінальна напруга елемента повинна бути рівною або більшою номінальної напруги мережі, тобто: , (7.1) номінальний струм елемента повинен бути рівним або більшим розрахункового струму мережі, тобто: , (7.2) Характеристики мережі: , . Вибираємо запобіжник, враховуючи вище приведені вимоги, з таблиці 7.1 Таблиця 7.1 – Технічні дані запобіжників
Вибираємо запобіжник типу ПР-2-350, з номінальним струмом плавкої вставки 350А. Вибираємо автоматичний вимикач, враховуючи вище приведені вимоги, з таблиці 7.2 Таблиця 7.2 – Технічні дані автоматичних вимикачів
Вибираємо автоматичний вимикач, з струмом теплового розчеплювача 400А. Вибираємо контактор, враховуючи вище приведені вимоги, з таблиці 7.3 Таблиця 7.3 – Технічні дані контакторів постійного струму
Вибираємо контактор типу КН5, з тривалим струмом головних контакторів 400А. Література 1 Обуховський В.В., Методичні вказівки до виконання курсового проекту "Вибір основного електрообладнання і мережі електропостачання пасажирського вагона", частина І . – Видавництво КУЕТТ, К.2004.-26с. 2 Обуховський В.В., Методичні вказівки до виконання курсового проекту "Вибір основного електрообладнання і мережі електропостачання пасажирського вагона", частина ІІ . – Видавництво КУЕТТ, К.2004.-26с. 3 Электрическое оборудование вагонов /Под ред. проф. А.Е. Зороховича. - М.: Транспорт, 1982. 4 Зорохович А.Е., Либман АЗ. Электро- и радиооборудование пассажирских вагонов. — М.: Транспорт, 1985. Будь ласка, не зберігайте тестовий текст. |