Энергооборудование вагонов (стр. 4 из 5)

, (19)

а) Зимний период:

Принимаем 6 электроприемников.

Принимаем km=1,23.

кВт.

в) Летний период:

.

Принимаем 4 электроприемника.

Принимаем km=1,29.

кВт.

Для дальнейших расчетов принимаем Pр=14,2 кВт.

Расчетный ток для потребителей при системе электроснабжения на постоянном токе определяется по формуле, А:

(20)

где

– номинальное напряжение сети электроснабжения, Uн=110В.

А.

5. Определение пиковых нагрузок

Пиковая нагрузка – это наибольшая нагрузка длительностью от 5 до 10 с. Пиковые токи возникают, например, при пуске двигателя наибольшей мощности при работающих остальных потребителях электроэнергии.

Пиковый ток определяем по формуле:

, (21)

Где IР – расчетный ток нагрузки всей группы приемников;

IНнаиб – номинальный ток двигателя, имеющего наибольший ток;

ки – коэффициент использования двигателя;

IПуск. наиб – пусковой ток двигателя, вычисляется по формуле

, (22)

где

– кратность пускового тока, =2.

Зимний период:

А,

А.

Летний период:

А

А

6. Определение мощности источника электроэнергии пассажирского вагона

При автономной системе электроснабжения пассажирских вагонов основным источником электроэнергии является вагонный генератор с приводом от оси колесной пары.

По найденному большему расчетному току находят требуемую мощность источника электроэнергии.

Эта мощность для генератора постоянного тока определяется по формуле:

, (23)

кВт.

Мощность генератора из условия нагрузки его пиковым током вычисляем

, (24)

где kпер – коэффициент кратковременной перегрузки для генератора, kпер =2.

кВт.

Из расчетов видно, что наибольшая мощность при питании всех потребителей через выпрямители, принимаем мощность генератора РГ =15 кВт.

7. Выбор защитной аппаратуры

К защитной аппаратуре, применяемой на пассажирских вагонах, относятся предохранители и автоматические выключатели. Предохранители применяются для защиты от токов короткого замыкания или весьма больших перегрузок, действующих продолжительное время (предохранители не должны отключать участки сети электроснабжения при пиковых токах, действие которых кратковременно). Автоматические выключатели предназначены для защиты как от токов короткого замыкания (с помощью мгновенно действующих электромагнитных расцепителей), так и от токов перегрузки (с помощью тепловых или другого типа расцепителей).

В цепях привода электродвигателя применяются автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. В других цепях – автоматические выключатели мгновенного действия.

Для защиты электрической цепи вагона применяем предохранитель:

- номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше номинального напряжения сети, UНпред ≥ UНсети = 110 В;

- плавкая вставка не должна плавится при расчётном токе, IНпред ≥ Iр = 129,1 А;

- плавкая вставка не должна плавиться при пиковых токах. Номинальный ток плавкой вставки определяется по формуле:

, (25)

где α – коэффициент зависящий от числа потребителей, α=1,8.

А.

Выбираем предохранитель типа ПР-2-200. Ток вставки IНвставки=160 А.

Для защиты двигателя компрессора применяем автоматический выключатель с комбинированным расцепителем:

- номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть равно или больше номинального напряжения сети, UНавт ≥ UНсети = 110 В;

- номинальный ток мгновенно действующего расцепителя должен быть равен или больше номинального тока двигателя, IНавт ≥ Iн = 68,18 А;

- номинальный ток теплового расцепителя должен быть равен или больше номинального тока двигателя, Iтепл ≥ Iн = 68,18 А;

- ток установки мгновенно действующего электромагнитного расцепителя автомата должен быть равен или больше пускового тока,

(26)

где kавт – коэффициент запаса на неточность срабатывания автомата, kавт=1,25.

А.

Выбираем автоматический выключатель типа А-3130 с техническими характеристиками: IНавт =250 А; Iтепл = 150 А; Iэл.магн =1050 А.

8. Выбор проводов сети электроснабжения пассажирского вагона

Провода выбираются в соответствии с требованиями, которые предъявляются к сетям электроснабжения пассажирских вагонов.

В курсовой работе выберем следующие провода:

- от генератора до пульта управления;

- от пульта управления до двигателя компрессора.

Провод от генератора:

- нагрев проводов не должен превышать допустимого значения. Это будет выполнено, если номинальный ток провода равен или больше номинального тока, IНпров ≥ IР = 129,1 А;

- при коротких замыканиях или 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

(27)

где IЗ – ток защитного аппарата, IЗ =200 А;

kЗ – коэффициент защиты, kЗ=1,25.

А.

Выбираем провод с сечением 95 мм2 проложенный в трубе.

- потери напряжения в проводах не должны превышать допустимого значения ∆Uл ≤ ∆Uдоп (∆Uдоп=10%), определяемого по формуле

, (28)

где IПик – суммарный пиковый ток провода, IПик = 200 А;

UН – номинальное напряжение сети электроснабжения, UН=110 В;

rН – активное сопротивление линии, Ом.

Активное сопротивление линии электроснабжения определяем по формуле:

, (29)

где lл – длина линии, lл = 10 м;

Fл – сечение провода данного участка линии электроснабжения, Fл=95мм2;

γл – удельная проводимость проводов,

=57 м/Ом·мм2.

Ом

%.

Провод двигателя компрессора:

- нагрев проводов не должен превышать допустимого значения. Это будет выполнено, если номинальный ток провода равен или больше номинального тока двигателя, IНпров ≥ IН = 100 А;

- при коротких замыканиях или 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

(30)

где IЗ – ток защитного аппарата, IЗ =250 А;

kЗ – коэффициент защиты, kЗ=1.

А.

Выбираем провод с сечением 95 мм2 проложенный в трубе.

- потери напряжения в проводах не должны превышать допустимого значения ∆Uл ≤ ∆Uдоп (∆Uдоп=10%), определяемого по формуле

, (31)

где IПик – суммарный пиковый ток провода, IПик = 200 А;

UН – номинальное напряжение сети электроснабжения, UН=110 В;

rН – активное сопротивление линии, Ом.

Активное сопротивление линии электроснабжения определяем по формуле:

, (32)

где lл – длина линии, lл = 15 м;

Fл – сечение провода данного участка линии электроснабжения, Fл=95мм2;

γл – удельная проводимость проводов,

=57 м/Ом·мм2.