Суммарная осветительная нагрузка 1025 Вт
2.5 Определение расчетных нагрузок
Расчетные нагрузки позволяют определять сечения проводов сети электроснабжения вагона, выбрать защитные аппараты и аппаратуру управления. Под расчетными нагрузками понимают некоторые неизменные нагрузки (токи, мощности), которые вызывают такой же нагрев проводов, двигателей, что и действительные нагрузки, непрерывно меняющиеся по величине во времени. Расчетные нагрузки определяются для наиболее загруженных в электрическом отношении периодов работы электрооборудования. Для пассажирских вагонов потребление электроэнергии в зимний и летний периоды эксплуатации неодинаково. Потребление зависит и от типа вагона (вагон с кондиционированием воздуха или без кондиционирования, есть ли электрическое отопление или нет), и от условий, в которых вагон эксплуатируется. Определяют расчетные нагрузки для зимнего и летнего периодов эксплуатации вагона и применяют для последующих расчетов большие.
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
21
|
Изм. Ли
|
ст
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
|
3
|
Коридор
большой
|
10
|
2,5
|
25
|
|
15
|
3
|
45
|
4
|
Туалет
|
12
|
1,27
|
15,2
|
5
|
Котельное
отделение
|
|
|
|
50
|
6
|
300
|
6
|
Хвостовые сигнальные
фонари
|
-
|
-
|
-
|
7
|
Номерные
фонари и пр
|
-
|
-
|
-
|
15
|
4
|
60
|
РНАК=505 Вт
|
В настоящее время согласно "Указаний по определению электрических нагрузок" основным является метод упорядоченных диаграмм, который и рекомендован для применения при определении нагрузок в сетях электроснабжения низкого и высокого напряжений.
Расчетные нагрузки определяем для участка сети электроснабжения от преобразователя вагона до главного распределительного щита вагона. По этим нагрузкам выбирается мощность преобразователя вагона и провода от преобразователя до распределительного щита. Действительное число потребителей электроэнергии вагона в летний период п = 10.
Эффективное число потребителей по формуле:
[Р + Р + Р + Р + Р + Р + Р + Р + Р + Р ]2
𝑛 = В К ВК ЦН НАК ЛЮМ КИП ОХЛ НАГ ПРБР
Э Р2 + Р2 + Р2 + Р2 + Р2 + Р2 + Р2 + Р2 + Р2 + Р2
В К ВК ЦН НАК ЛЮМ КИП ОХЛ НАГ ПРБР
=
[1,35 + 11 + 1,76 + 0,461 + 0,505 + 0,52 + 2,6 + 0,27 + 0,3 + 0,12]2
=
1,352 + 112 + 1,762 + 0,4612 + 0,5052 + 0,522 + 2,62 + 0,272 + 0,32 + 0,122
= 2.66
Так как эффективное число электроприемников меньше 4. расчетную активную мощность определяем по формуле:
РР = РВ + РК + РВК + РЦН + РНАК + РЛЮМ + РКИП + РОХЛ + РНАГ+ РПРБР
= 1.35 + 11 + 1.76 + 0.461 + 0.505 + 0.52 + 2.6 + 0.27 + 0.3
+ 0.12 = 18,886 кВт,
Расчетная реактивная мощность по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
22
|
Изм. Ли
|
ст
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
|
 
𝑄𝑃 = 𝑃В ∙ 𝑡𝑔𝜑В + 𝑃К ∙ 𝑡𝑔𝜑К + 𝑃ВК ∙ 𝑡𝑔𝜑ВК + 𝑃ЦН ∙ 𝑡𝑔𝜑ЦН + 𝑃НАК ∙
𝑡𝑔𝜑НАК + 𝑃ЛЮМ ∙ 𝑡𝑔𝜑ЛЮМ + 𝑃КИП ∙ 𝑡𝑔𝜑КИП + 𝑃ОХЛ ∙ 𝑡𝑔𝜑ОХЛ + 𝑃НАГ ∙
𝑡𝑔𝜑НАГ + 𝑃ПРБР∙ 𝑡𝑔𝜑ПРБР=0 кВар
𝑄𝑃 = 1.35 ∙ 0,8 + 11 ∙ 0,75 + 1,76 ∙ 0,88 + 0,461 ∙ 1,1 + 0,505 ∙ 0 +
0,52 ∙ 0,48 + 2,6 ∙ 0 + 0,27 ∙ 1,2 + 0,3 ∙ 0 + 0,12 ∙ 1,2=12.10
Полная расчетная мощность по формуле:
𝑆Р = √18,8862 + 12.102 = 22,42 кВА
По формуле:
18,886
cоs 𝜑 = 22,42 = 0,842
Расчетный ток:
𝑃𝑃 ∙ 103 18.886 ∙ 103
𝐼р = 𝑈 = 90 = 209,84 𝐴
𝐻
2.6 Определение пиковых нагрузок
Пиковая нагрузка - это наибольшая нагрузка длительностью не более 5-10 с. Пиковые токи возникают, например при пуске двигателя наибольшей мощности при работающих остальных потребителях электроэнергии.
Пиковый ток группы приемников электроэнергии в сетях напряжением до 1000 В, работающих при отстающем токе, а также в сетях постоянного тока с достаточной для практических расчетов точностью определяется как арифметическая сумма наибольшего из пусковых токов двигателей, входящих в группу, и расчетного тока нагрузки всей группы электроприемников за вычетом расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, т.е.
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
23
|
Изм. Ли
|
ст
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
|
  
Определение мощности преобразователя вагона:
𝐼ПИК = 𝐼ПУСК.НАИБ + (𝐼р + 𝑘Н𝐼Н.НАИБ) = 2,5 ∙ 118,3 + (209,84 − 0,7 ∙ 118,3) =
= 422,78 А
где 𝐼р - расчетный ток нагрузки всей группы приемников;
𝐼Н.НАИБ - номинальный ток двигателя, имеющего наибольший пусковой
ток;
𝑘Н - коэффициент использования двигателя, имеющего наибольший ток;
𝐼ПУСК.НАИБ - пусковой ток двигателя наибольшей мощности (имеющего наибольший пусковой ток);
Эту мощность определяем по условию нагрузки преобразователя расчетным током по формуле:
𝐼ПУСК.НАИБ = 𝜆 ∙ 𝐼Н.НАИБ = 2,5 ∙ 118,3 = 295,75 А
где 𝜆 = 𝐼ПУСК- кратность пускового тока по отношению к номинальному
𝐼Н
(для двигателей постоянного тока𝜆 = 2 - 2,5; для синхронных двигателей с короткозамкнутым ротором приводится в каталогах; для асинхронных двигателей с фазным ротором, если в каталоге нет данных𝜆 =2,5-3.
Пиковый ток одиночного двигателя равен его пусковому току.
2.7 Определение мощности и выбор источника электроэнергии пассажирского вагона
При индивидуальной системе электроснабжения пассажирских вагонов источник электроэнергии - вагонный генератор, при централизованной системе - генератор вагона-электростанции, либо генератор, установленный на
тепловозе, либо специальная обмотка илового трансформатора электровоза
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
24
|
Изм. Ли
|
ст
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
|
переменного тока, либо другое специально предназначенное для электроснабжения пассажирских а вагонов устройство.
Прежде чем определять мощность источника электроснабжения а гона, необходимо выбрать расчетный режим и определить расчетный и пиковые токи для этого режима. Если для вагонного генератора расчетным током будет расчетный ток только одного вагона, то для генератора вагона- электростанции необходимо знать нагрузки от всех вагонов поезда, т.е. знать, какие вагоны будут в поезде, когда потребление электроэнергии будет максимальным. Если определить время эксплуатации вагона, когда потребление электроэнергии будет максимальным, затруднительно, то находят расчетные нагрузки для летнего и зимнего режимов работы. Аналогично вступают и при определении пикового тока.
По найденному большему расчетному току находят требуемую мощность источника электроэнергии (генератора или трансформатора). Эта мощность определяется по формулам: генератор постоянного тока, кВт,
РГ= 𝑈Н ∙ 𝐼Р ∙ 10−3 = 90 ∙ 209,84 ∙ 10−3 = 18,88 кВт,
Мощность источника электроэнергии из условий нагрузки его пиковым током генератор постоянного тока, кВт,
𝑈Н ∙ 𝐼ПИК
Р = ∙ 10−3 = 90 ∙ 422,78 ∙ 10−3 = 19,02кВт,
Г 𝑘ПЕР 2
Здесь коэффициент кратковременной перегрузки для генераторов кпер = 1,5 - 2. Из двух значений вычисленной мощности генератора выбирают большее и округляют его до целого Числа в сторону увеличения. Режим, для которого мощность будет максимальной,
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
25
|
Изм. Ли
|
ст
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
|
 
является расчетным режимом. Мощность трансформатора преобразователя Находят только по расчетному току.
2.8 Выбор проводов электроснабжения пассажирского вагона
Провода выбираются в соответствии с требованиями; которые предъявляются к сетям электроснабжения пассажирских вагонов. Эти требования будут выполнены, если сечение проводов выбрано с учетом следующих четырех условий:
Нагрев проводов не должен превышать допустимого значения. Это будет выполнено, если 1пров н>1р, т.е. если номинальный ток провода равен или больше расчетного тока. Зная расчетный ток по этому условию из прил. 1 выбирают сечение провода.
При коротких замыканиях или весьма больших перегрузках, когда происходит срабатывание защитного аппарата, не должна нарушаться термическая устойчивость проводов. Это требование будет выполнено, если номинальный ток провода соответствует току защитного аппарата, т.е., если
𝐼ПРОВ Н ≈ 𝑘з𝐼з
где I3 - ток защитного аппарата. Для электрических сетей вагонов это номинальный ток плавкой вставки предохранителя или номинальный ток уставки автоматического включателя;
𝑘з - коэффициент защиты или кратность длительного допустимого тока провода к номинальному току плавкой вставки или уставки автоматического выключателя.
Разрешается брать ближайшее меньшее сечение провода, удовлетворяющее этому условию.
Потери напряжения в проводах не1 должны превышать допустимого значения ∆𝑈Л ≤ ∆𝑈ДОП (в процентах ∆𝑈ДОП = 10%).
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
26
|
Изм. Ли
|
ст
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
|
Дляпостоянных сетей переменного тока
200
∆𝑈 = 𝑈 ∙ 𝐼пик ∙ 𝑟л
н
200
∆𝑈 = ∙ 422,78 ∙ 0,42 = 394,59 В
90
где Iпик - суммарный пиковый ток провода, если по нему получает энергию группа потребителей;
UH- номинальное напряжение сети электроснабжения;
rл- активное (омическое для сетей постоянного тока) сопротивление линии, Ом;
хл - индуктивное сопротивление линии электроснабжения, Ом;
cos 𝜑р, sin 𝜑р – расчетные значения cos 𝜑р и sin 𝜑р.
Активное сопротивление линии электроснабжения в Ом,
𝑙Л 12
𝑟Л = 𝛾 ∙ 𝐹 = 57 ∙ 0,5 = 0,421 Ом,
Л Л
где 1Л - длина линии, м;
Fn- сечение провода данного участка линии электроснабжения, мм2;
𝛾Л- удельная проводимость проводов (для медных проводов𝛾Л = 57 м/Ом∙мм2; для алюминиевых𝛾Л= 35,8 м/Ом∙мм2),
Индуктивное сопротивление участков линии электроснабжения в Ом для кабелей и проводов, проложенных в стальных трубах или металлических рукавах, можно принять равными хл = 7∙10-5 ∙12 = 84 ∙ 10-5 1Л.
𝑄𝑝 12,10
sin 𝜑1 = 𝑆 = 22,42 = 0,539
𝑃
|
|
|
|
|
|
|
Лист
|
|
|
|
|
|
27
|
Изм. Ли
|
ст
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
| |
Скачать 353.45 Kb.