Системы электроснабжения пассажирских вагонов.

Электрооборудование.

Системы электроснабжения пассажирских вагонов.

Автономная: при такой системе электроснабжения на каждом п.в. 2 источника энергии – генератор и аккумуляторная батарея. Они обеспечивают п.в. постоянным током U=54в (без кондиционера) и U=110в (с кондиционером).

На каждом вагоне предусмотрена низковольтная подвагонная магистраль, при помощи которой можно взять энергию от соседнего вагона.

Смешанная: при такой системе электроснабжения на п.в. 2 рабочих напряжения – 54в (110в) и 3000в.U=3000в поступает централизованно от контактной сети через электровоз и высоковольтную подвагонную магистраль. Используется только для нагрева воды в котле (зима).

Централизованная: при такой системе электроснабжения в состав поезда включается вагон-электростанция, которая обеспечивает п.в. состава переменным током U=380в. При этом на каждом п.в. предусмотрена аккумуляторная батарея небольшой емкости (100 – 50 А/ч).

 

Аккумуляторные батареи пассажирских вагонов.

На п.в. устанавливают щелочные или кислотные аккумуляторные батареи, которые монтируются под вагоном, в ящиках. Количество аккумуляторов в батарее зависит от величины рабочего напряжения на вагоне (54в, 110в) и от величины напряжения на одной аккумуляторной банке:

у щелочного – 1,3в

у кислотного – 2,0в

следовательно у вагонов с U=54в щелочную батарею составляют из 40 последовательно соединенных аккумуляторов, а кислотную из 26. На вагонах с напряжением 110в щелочная из 84, а кислотная из 56. Для контроля за работой аккумуляторной батареи на распределительном щите установлены вольтметр и амперметр. Измеряя U на батарее необходимо включить нагрузку, чтобы она потребляла ток не менее 15А. Если после включения нагрузки U стабильно в течение 2-3 минут и не ниже допустимого:

для 54в – 40в для щелочных, 47в для кислотных

для 110в – 84в для щелочных, 100в для кислотных

то батарея к эксплуатации пригодна. В противном случае необходимо вызвать ПЭМа. Амперметр контролирует токи разрядки и зарядки аккумуляторной батареи. При зарядке стрелка амперметра отклоняется вправо от "0", при разрядке – влево от "0".

Токи разрядки зависят от количества включенных потребителей и их мощности. В сумме не должны превышать 70 – 80А (1/5 емкости батареи).

Токи зарядки зависят от величины напряжения на генераторе и степени разряженности батареи. При сильно разряженной батарее (40-47в, 84-100в) ток зарядки в первый час может достигать 50-80А и по мере того как батарея будет подзаряжаться ток зарядки должен автоматически уменьшаться. Постоянно в пути следования при рабочем напряжении на батарее (54, 110в) ток не должен превышать 7-15А.

 

Генераторы.

Генератор – эл. машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. На п.в. устанавливают генераторы постоянного, переменного тока и мотор генераторы.

Генераторы постоянного тока ставятся на п.в. старой конструкции. Принцип работы генератора основан на законе электромагнитной индукции и заключается в следующем: если в магнитном поле вращать обмотку, то в ней будет индуцироваться ЭДС. ГПТ состоит из следующих основных узлов:

1. стартер с 4 полюсами и обмотками возбуждения, которые создают электромагнитное поле

2. якорь с коллектором. В пазы сердечника якоря уложены секции рабочей обмотки, в которой будет образовываться ЭДС. Наличие коллектора позволяет снимать постоянный ток

3. щеточный механизм. Предназначен для снятия с коллектора выработанной ЭДС

С торцов генератор закрыт подшипниковыми щитами. В подшипниках вращается вал генератора. Генератор 230721 имеет Р=4.9кВт, Uрабочее от53 до 65в, Iнагрузки 70-75А

Генератор переменного тока 2ГВ003. Этот генератор устанавливается на современные п.в. без кондиционера. Принцип его работы основан на периодическом изменении величины магнитного потока. М.п. меняясь от максимума до минимума индуцирует в неподвижных обмотках стартера переменную ЭДС.

Состав:

стартер. В пазах сердечника уложены рабочие обмотки – основная и дополнительная. Их концы выведены в клеммовую коробку. Обмотки возбуждения у этого генератора расположены на выступах подшипниковых щитов. Их концы также выведены в клеммовую коробку. В подшипниках вращается вал генератора. На валу напрессован сердечник ротора, который имеет форму зубчатого колеса. На роторе обмоток нет => нет щеток и коллектора. Генератор вырабатывает 3-х фазный переменный ток, а для зарядки батарей необходим постоянный ток. Поэтому под вагоном устанавливают кремниевый выпрямитель с воздушным охлаждением.

Технические характеристики: Р=9кВт, Uрабочее=45в в основной обмотке и 24в в дополнительной, Iнагрузки=121А.

Мотор-генератор ставится на п.в. с кондиционером и, в отличие от генератора, работает не только при движении, но и на отстоях, при подключении к колонке с U=380в. В корпусе м-г смонтированы:

генератор постоянного тока

электродвигатель переменного тока

переключатель полярности

Технические характеристики: Р=28кВт, Uрабочее=110-138в, Iнагрузки=не менее 200А.

 

Приводы подвагонных генераторов.

Привод предназначен для передачи вращения от оси колесной пары на вал генератора.

Требования к приводам:

Тип привода должен соответствовать мощности генератора, передача должна быть высоконадежной и эластичной, привод должен увеличивать число оборотов вала генератора по отношению к оси колесной пары.

Типы:

1. плоскоременной

2. ТРК – текстропно-редукторно-карданный (на современных п.в. без кондиционера)

Состав:

2.1 ведущий шкив (на торце оси колесной пары, имеет канавки для ремней)

2.2 комплект ремней-текстропов 4 штуки

2.3 ведомый шкив (на валу большой шестерни редуктора)

2.4 редуктор (для увеличения числа оборотов)

2.5 шлицевой карданный вал с крестовинами (соединяет вал малой шестерни редуктора с валом генератора и амортизирует удары)

2.6 натяжное устройство (фиксирует положение редуктора

При эксплуатации этого привода необходимо следить за наличием и натяжением ремней, смазкой в редукторе, наличием предохранительной подвески под карданом.

3. редукторно-карданный от торца оси колесной пары

ставятся на вагонах зарубежной постройки старой конструкции. Привод смонтирован на раме тележки. При эксплуатации таких вагонов необходимо помнить, что в корпус редуктора, как и в корпусы букс, ставят термодатчики.

4. редукторно-карданный от средней части оси колесной пары

ставятся на вагонах с кондиционированием воздуха и работают с мотор-генераторами Р=28-32кВт.

Основные узлы:

1. редуктор. Смонтирован на средней части оси колесной пары и предназначен для увеличения числа оборотов и изменения плоскости вращения

2. шлицевой карданный вал с крестовинами. Он соединяет вал малой шестерни редуктора с муфтой сцепления и амортизирует удары.

3. муфта сцепления. Расположена между карданом и валом м-г и в состоянии покоя разъединяет их, а при движении поезда на скорости 27/35 км/ч автоматически соединяет их между собой. Эта особенность муфты позволяет на отстоях подключать м-г к электроколонкам

 

Низковольтная подвагонная магистраль. (U=54, 110в)

Такой магистралью оборудуются вагоны с автономным и смешанным электроснабжением. При нормальной эксплуатации межвагонные соединения – пинчи должны быть разъединены и убраны в пустотелые розетки. Соединения пинчей производит электрон, а проводник стоит у вагона с ручным красным сигналом и смотрит, чтобы он был продублирован. К одному исправному вагону можно подключить только один неисправный вагон, при этом количество нагрузок должно быть уменьшено.

 

Аппаратура защиты.

Для защиты электрических цепей и установок на вагонах устанавливают предохранители, авто выключатели, реле.

Предохранители. Это защита одноразового использования. Его основной элемент – плавкая вставка, которая рассчитана на определенную силу тока. По конструкции предохранители различают: пробочные, цилиндрические, высоковольтные (под вагоном).

Автоматические выключатели. В корпусе автомата 2 основных элемента – биметаллическая пластина и электромагнит. Биметаллическая пластина работает при перегрузках, она нагревается, изгибается и, воздействуя на механизм расцепления, отключает установку. При коротком замыкании срабатывает электромагнит. Он мгновенно втягивает контактный штырь и размыкает цепь.

Защита от обрыва фаз.

На п.в. с генераторами переменного тока в случаях обрыва одной из фаз генератора он начинает работать в режиме асимметрии. Для того чтобы не допустить этого срабатывает защита и отключает генератор. Все нагрузки переключаются на батарею, а на щите горят 2 лампы "РМН" и "РПН". При срабатывании вызвать ПЭМа.

 

Цепи сигнализации.

Сигнальные лампы "+" и "-".

54в (110в)

корпус

Проводка на вагоне скрытая и для контроля за ее состоянием на щите установлены 2 сигнальные лампы со значками "+" и "-", которые включены по схеме:

 

 

При исправном состоянии изоляции проводов обе лампы горят одинаково в полнакала. Если нарушена изоляция "+", то лампа с "+" горит ярче чем "-" и наоборот. В обоих случаях необходимо обесточить щит и вызвать ПЭМа, т.к. "-" приводит к разрядке, а "+" приводит к пожару. Нельзя проверять состояние проводки при подаче/приеме тока соседнему вагону и в момент заправки вагона водой. В этих случаях "-" горит полным накалом, "+" не горит.

 

СКНБ (СКНБП-позисторная).

На п.в. устанавливают 2 системы контроля – контактную или позисторную. Принимая вагон необходимо проверить готовность сигнализатора к работе. Для этого переключатель "Контроль температуры букс" устанавливают в положение "проверка". Должна загореться красная лампа и звенеть звонок. Если хотя бы одно условие не выполнено, система к работе не пригодна. Следует поставить в известность электрона. Во время рейса тумблер должен находиться в положении ""включено" или "норма".

При срабатывании сигнализатора в пути необходимо действовать по приказу 36Ц:

1. остановить поезд стоп-краном

2. сообщить ЛНП по цепочке

3. подать "красный" машинисту и продублировать его

4. определить, какая из букс перегрелась

Отправить поезд имеет право только ЛНП. При отключении СКНБ ЛНП делает запись в журнале, а проводник на каждой станции продолжительностью более 5 минут, при отсутствии высоких платформ, проверяет нагрев букс вручную, методом сравнения. Если на вагоне позисторная система, то она позволяет отличить перегрев буксового узла от неисправности в цепи. При неисправности в цепи звонок звенит прерывисто и мигает лампочка. Необходимо вызвать ПЭМа, поезд не останавливать.

 

Потребители.

Освещение: применяются лампы накаливания и люминесцентные лампы.

Лампы накаливания. Предназначены для цепей постоянного напряжением 54+1/-1в или 110 +2/-2в. Эти лампы штырьковые и вставляются в патрон. Р=10-15-25-40Вт.

Включаются лампы со щита пакетником по позициям:

"0"

"дневная" – цепи управления и сигнализации

"дежурное, ночное, 1-2" – экономичный режим

"1-1" – все лампы

Люминесцентные лампы. Предназначены для цепей переменного тока с U=220в, 50Гц и выше. Источником переменного тока являются преобразователи. Они бывают электромашинные и полупроводниковые. На купейных вагонах электромашины ставятся под вагоном, на плацкартных – на чердаке, в нерабочем конце.

Включается преобразователь кнопкой "пуск", а правильность включения контролируется по амперметру (двойное отклонение стрелки), затем включаются лампы пакетником с соответствующей надписью. Полупроводниковые преобразователи устанавливаются в светильниках рядом с лампами и включаются тем же пакетником.

Вентиляция. Включается с распределительного щита пакетником у которого 5-6 позиций. 2-3 позиции – ручной режим на различной частоте вращения, одна – "0", 2 автоматические с помощью ртутных термодатчиков. Датчики находятся в салоне: на плацкартном вагоне в перегородке между 4 и 5 купе, в купейном – в рундуках 1 или 4 купе.

Кипятильник. Современные п.в. оборудованы электроогневыми кипятильниками непрерывного действия. Воду можно кипятить сжигая древесный уголь или торфяные брикеты, либо включив тэны (1-3 штуки Р=202кВт). Перед включением тэна необходимо убедиться, что в кипятильник поступает сырая вода. Верхний кран на трубопроводе должен быть открыт, а нижний двухходовой – закрыт. В водомерном стекле у поплавковой камеры вода должна быть между рисками. На п.в. 110в тэны можно включать при движении и стоянке (I=20А), на п.в.54в только при работающем генераторе.

Охладитель питьевой воды. ОПВ расположен в служебном отделении проводника. Бак над мойкой, компрессор с двигателем под мойкой, кран водоразборника выведен в нишу косого коридора. Кипяченая вода из кипятильника перекачивается ручным насосом в бак водоохладителя. Затем охладитель включается с распределительного щита и вода охлаждается до +15.

Признаком нормальной работы является периодическое включение мотора. При появлении инея на трубопроводах под мойкой требуется немедленно отключить установку.

Климатическая установка. Состав:

1. вентиляция. Работает круглый год, но в различных режимах.

2. отопление. На п.в. 110в оно двух видов – водяное (зимой) и низковольтное электрическое. Электрическое выполнено в виде двухсекционного электрокалорифера и 13 печей. Включается в осенний и весенний период пакетником с надписью "отопление и охлаждение" в позиции "переходное".

3. охлаждение. Холодильная установка работает летом. Состав:

1. компрессор с электродвигателем, находящийся под вагоном. Предназначен для отвода газообразного фреона из испарителя и нагнетание его в конденсатор

2. конденсатор, обдуваемый вентилятором, находящийся под вагоном рядом с компрессором. В нем фреон сжижается.

3. ресивер. Находится под вагоном. В нем хранится под давлением жидкий фреон.

4. аппаратура автоматики и манометры. Расположены в служебном отделении проводника над верхней полкой. Их 3 штуки: манометр низкого, высокого давления и манометр масла.

Признаком нормальной работы холодильной установки является разность в показаниях манометра масла и низкого давления (М-НД=от 0,8 до1,2 Атм.)

5. испаритель. Находится в чердачном помещении вагона на пути воздуха, нагнетаемого в вагон. В испарителе фреон кипит и отбирает тепло у воздуха нагнетаемого в вагон. Нагретый фреон вновь отводится компрессором и цикл повторяется.

Порядок включения КУ. КУ включается пакетником "отопление и охлаждение" по позициям:

"0"

"переходное" – осень, весна (вентиляция, эл. печи, эл. калорифер)

"основное" +20 - зима

"дежурное" +8 - зима

"охлаждение" - лето

(за 5-6 часов до включения включить тумблер "подогрев масла компрессора")
Затем пакетником "режимный переключатель охлаждения" задаем режим работы компрессору:

автоматический:

1 – 20-22

2 – 21-23

3 – 22-24

4 – 23-25

ручной: вызвать ПЭМа, включить "аварийный выключатель КУ"

 

Обесточивание щитов.

Для обесточивания щитов необходимо:

1. отключить все нагрузки. Если есть кнопка "АВАРИЯ", то нажать на нее. При этом горит "РМН", "РПН". Если кнопки нет, то поставить ручки всех пакетников и тумблеров на "0".

2. снять предохранители в цепи генератора, затем аккумуляторной батареи

При обесточивании щитов ночью предохранители снимать после эвакуации пассажиров.

Электрооборудование.

Системы электроснабжения пассажирских вагонов.

Автономная: при такой системе электроснабжения на каждом п.в. 2 источника энергии – генератор и аккумуляторная батарея. Они обеспечивают п.в. постоянным током U=54в (без кондиционера) и U=110в (с кондиционером).

На каждом вагоне предусмотрена низковольтная подвагонная магистраль, при помощи которой можно взять энергию от соседнего вагона.

Смешанная: при такой системе электроснабжения на п.в. 2 рабочих напряжения – 54в (110в) и 3000в.U=3000в поступает централизованно от контактной сети через электровоз и высоковольтную подвагонную магистраль. Используется только для нагрева воды в котле (зима).

Централизованная: при такой системе электроснабжения в состав поезда включается вагон-электростанция, которая обеспечивает п.в. состава переменным током U=380в. При этом на каждом п.в. предусмотрена аккумуляторная батарея небольшой емкости (100 – 50 А/ч).