Департамент образования и науки Брянской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Региональный железнодорожный техникум»
Профессия 43.01.06 Проводник на железнодорожном транспорте
Письменная экзаменационная работа
Распределительные устройства, электрические сети и потребители энергии
Выполнила:
обучающаяся группы ПВ-933
Ржевская Светлана Евгеньевна
Проверил:
Руководитель группы
Шевелева Ольга Валерьевна
Содержание
распределительный электрооборудование пассажирский вагон
Введение
Раздел 1. Назначение распределительных устройств
1.1 Виды и конструкция распределительных устройств пассажирских вагонов
1.2 Электрооборудование вагона и его основные потребители
Раздел 2. Технические составляющие распределительных устройств
2.1 Расположение электрического оборудования в купейном вагоне
2.2 Электроснабжение пассажирских вагонов
Раздел 3. Охрана труда и техника безопасности при использовании электрооборудования вагона
3.1 Правила безопасности при обслуживании электрооборудования
3.2 Охрана труда при использовании распределительных устройств
Заключение
Список литературы
Введение
Развитие производства основывается на современных технологиях, широко использующих электрическую энергию. В связи с этим возросли требования к надёжности электроснабжения различных объектов, к качеству электрической энергии, к её экономному использованию и рациональному расходованию материальных и трудовых ресурсов при проектировании систем электроснабжения. Электроснабжение, то есть производство, распределение и применение электроэнергии во всех отраслях населения - один из важных факторов технического прогресса. На базе электрификации развивается промышленность, сельское хозяйство и транспорт.
Пассажирские вагоны оборудованы различными системами электроснабжения. Главными элементами этих систем являются источники электроэнергии: генераторы для питания потребителей и аккумуляторные батареи.
Применяемые на подвижном составе электрические машины для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот отличаются принципами работы, конструкцией, габаритами, мощностью, назначением
Электрические машины, трансформаторы и аккумуляторы - основные элементы электрической системы пассажирского вагона, поэтому актуальность темы нашей работы для специалистов, работающих в сфере вагонного хозяйства, определена. Таким специалистам необходимы знания теории и понимание физической сущности электромагнитных, механических и химических процессов, протекающих в электрических машинах, трансформаторах и аккумуляторах при их работе.
Цель выпускной квалификационной работы: рассмотреть системы распределения электрической энергии с помощью распределительных устройств, изучить потребителей энергии.
От состояния элементов электрооборудования зависит комфорт и безопасность пассажиров. Своевременное и грамотное выполнение работ по техническому содержанию и обслуживанию основных элементов электроснабжения пассажирских вагонов обеспечивает восстановление и поддержание работоспособного состояния пассажирских вагонов.
Раздел 1. Назначение распределительных устройств
1.1 Виды и конструкция распределительных устройств пассажирских вагонов
Распределительные устройства служат для распределения электрической энергии по потребителям и контроля за режимами работы электрического оборудования вагона. Распределительные устройства выполняются в виде распределительных щитов, шкафов и пультов управления. На щитах, пультах управления размещается регулирующая, коммутационная и защитная аппаратура, а также электроизмерительные приборы и сигнальные лампы.
Регулятор напряжения генератора (РНГ)
Чтобы генератор, приводимый во вращение от колесной пары вагона, при всех режимах эксплуатации выдавал практически постоянное напряжение, его необходимо регулировать. Для этого служит регулятор напряжения, который, воздействуя на величину тока возбуждения, поддерживает напряжение генератора неизменным. Любой регулятор напряжения имеет измерительное устройство (катушка), контролирующее изменение напряжения от заданной величины (установки), и исполнительное (угольный столб, обладающий переменным омическим сопротивлением), которое, получив сигнал от измерительного устройства, воздействует на величину тока возбуждения и приводит напряжение генератора к норме.
Регулятор напряжения сети освещения (РНС)
Автоматическое устройство для стабилизации напряжения сети освещения лампами накаливания. Конструкция РНС аналогично регулятору напряжения генератора. РНС работает следующим образом: если напряжение в сети освещения повышается, то якорь электромагнита под действием магнитодвижущей силы поворачивается против часовой стрелке, угольные столбцы разжимаются, их сопротивление увеличивается, что приводит к росту падения напряжения в сети, пока оно не достигнет заданной величины.
Ограничитель тока генератора (ОТГ)
Служит для защиты генератора от перегрузки. Режим перегрузки генератора возникает при сильно разряженной батарее, когда ее зарядный ток в два-три раза превосходит номинальную величину, а также при наличии в батарее неисправных аккумуляторов.
Принцип работы и конструкция ОТГ аналогичен регуляторам.
Коммутационная аппаратура - это электрические устройства, с помощью которых осуществляется включение и переключение электрических цепей.
Реле обратного тока (РОТ)
РОТ подключает генератор, когда его напряжение становиться выше напряжения аккумуляторной батареи. При этом в момент включения РОТ генератор может отдать номинальную мощность. РОТ отключает генератор тогда, когда напряжение генератора становится меньше напряжения аккумуляторной батареи.
Контактор - аппарат, который служит для дистанционного и автоматического включение и отключения электрических цепей с большими величинами тока нагрузки. Контакторы бывают постоянного, переменного тока, рассчитанные на низкое напряжение (до 1000 В) или на высокое напряжение (свыше 1000 В).
Реле - аппарат, который замыкает (замыкающие) или размыкает (размыкающие) контакты под действием различных факторов: при подаче напряжения на катушку (промежуточное реле), увеличения тока в цепи сверх заданной величины (токовое реле), повышения или понижения температуры относительно заданной величины (температурное реле) и т.д.
Промежуточное реле применяется в автоматических цепях управления вентиляцией вагона, аварийного освещения, контроля букс и т.д.
Защитная аппаратура
Плавкие предохранители
Плавкие предохранители состоят из корпуса, металлической плавкой вставки и контакторного устройства. Плавкая вставка изготавливается из легкоплавкого металла в виде калиброванной проволоки или пластины. Она включается последовательно в защитную электрическую цепь и рассчитывается на определенную величину тока. При перегрузках или коротких замыканиях температура нагрева превышает температуру плавления, вставка плавиться разрывает электрическую цепь.
Автоматические выключатели
Автоматические выключатели так же, как и предохранители с плавкой вставкой, служат для защиты электрических цепей от токов перегрузки и коротких замыканий. Эти аппараты имеют тепловой и электромагнитный расцепители. От теплового расцепителя автоматически выключатель срабатывает с определенной выдержкой времени при возникновении перегрузки, а от электромагнитного - мгновенно при коротком замыкании.
Реле максимального напряжения (РМН)
РМН играет роль защиты сети от превышения напряжения, которое может возникнуть вследствие неисправности регулятора напряжения генератора, обрыва цепи аккумуляторной батареи и других аварийных случаях. Реле при срабатывании в случае превышения напряжения в сети воздействует на цепь возбуждения генератора и отключает его.
Реле пониженного (минимального) напряжения (РПН)
РПН срабатывает при понижении напряжения аккумуляторной батареи до наименьшей допустимой величины, отключая, все потребители, кроме аварийного освещения и сигнализации.
Восстановление РПН и РМН производиться в ручную, когда напряжение повысится или понизиться до номинальной величины. Замену предохранителей, включение автоматических выключателей после их срабатывания, восстановление РМН, РПН и других видов защиты производит поездной электромеханик. Восстанавливать любую защиту разрешается только после выявления и устранения причин его срабатывания.
1.2 Электрооборудование вагона и его основные потребители
Пассажирские вагоны с автономной системой электроснабжения характеризуются тем, что имеют собственные источники электрической энергии, обеспечивающие питание низковольтных потребителей электроэнергии при движении и на стоянках.
Преимуществом этой системы является ее независимость от внешнего источника питания, что позволяет эксплуатировать вагоны в любом поезде, в любом направлении, и не зависимо от типа поездного локомотива.
В этой системе для низковольтных потребителей применяется исключительно постоянный ток. Это объясняется тем, что на вагоне установлена аккумуляторная батарея, которая служит резервным и аварийным источником питания. Кроме того, в системах с приводом от оси колесной пары генератор работает с переменной частотой вращения, пропорциональной скорости движения поезда. Генератор переменного тока вырабатывал бы при этих условиях электрический ток переменной частоты, что недопустимо для целого ряда потребителей. При использовании генератора постоянного тока стабилизировать его напряжение при изменении частоты вращения проще, чем частоту тока. Постоянный ток для питания системы электроснабжения может быть получен не только от генератора постоянного, но и от генератора переменного тока. Однако в этом случае потребители и аккумуляторную батарею подключают к источнику через выпрямитель.
На вагоне применяется генератор с приводом от оси колесной пары вырабатывающий напряжение 110 В.
Как резервный и аварийный источник энергии используется аккумуляторная батарея, которая питает основные потребители поезда при неработающем генераторе (при его неисправности, на стоянке), а также при малой скорости движения поезда, когда генератор не развивает необходимую мощность. Кроме того, аккумуляторная батарея воспринимает пики нагрузки, возникающие при одновременном включении нескольких потребителей большой мощности, пуске электрических двигателей, кратковременных перегрузках и др.
Емкость аккумуляторной батареи выбирают такой, чтобы можно было обеспечить энергией потребители при малой скорости движения, на промежуточных станциях и при аварийном режиме с уменьшенной нагрузкой. Во время отстоя вагон подключается к стационарному источнику энергии, с помощью которого производится питание основных потребителей и подзарядка аккумуляторной батареи.
При автономной системе электроснабжения источники электроэнергии расположены только непосредственно на вагоне. На пассажирских вагонах в качестве источников электроэнергии используются генераторы с приводом от оси колесной пары и аккумуляторные батареи. На вагонах без системы кондиционирования воздуха в электрической сети вагона номинальное напряжение 50 В, на вагонах с кондиционированием воздуха с целью снижения потерь мощности в сети при больших токах нагрузки номинальное напряжение повышено до 110 В.
Мощность генератора у вагонов с системой кондиционирования воздуха составляет 30-35 кВт, при номинальном напряжении в сети вагона - 110 В. Основным преимуществом системы электроснабжения с приводом генератора от оси колесной пары является то, что питание электрических потребителей в каждом вагоне не зависит от внешних источников электрической энергии. Вследствие этого обеспечивается высокая эксплуатационная маневренность пассажирских вагонов (возможность передачи вагонов из одного поезда в другой и их отцепки от локомотива и от поезда без нарушения нормального электроснабжения других вагонов, легкость переформирования поездов и т.д.). Автономная система электроснабжения обеспечивает также резервирование электроснабжения. В случае выхода из строя собственного генератора электрическую сеть вагона можно подключить к сети соседнего вагона.
Основными потребителями электроэнергии являются:
1 электродвигатели приводов компрессора, вентилятора вагона, вентилятора конденсатора, водяного насоса;
2 лампы накаливания;
3 люминесцентные лампы L;
4 нагревательные элементы электрокалорифера;
5 электропечи;
6 электрокипятильник;
7 электронагреватели баков горячей воды.
Автономная система электроснабжения с приводом генератора от оси колесной пары кроме преимуществ автономности имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих перспективность ее развития. Основной недостаток - это энергозатратность системы в целом. Вращение генераторов от оси колесной пары осуществляется за счет силы тяги локомотива. Если учесть потери энергии в электроприводе локомотива, потери энергии в приводе генератора, потери мощности в самом генераторе, то в пассажирском поезде с вагонами, оборудованными климатической установкой, затраты тяги локомотива на работу генераторов вагонов составляют 20-25 %.