4 Определение пиковых нагрузок

Пиковая нагрузка – это наибольшая нагрузка длительностью не более 5 – 10 секунд. 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 отстающих 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, то есть:

(24)

где – расчетный ток нагрузки всей группы приемников, А;

–номинальный ток двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, А;

– коэффициент использования двигателя, имеющего наибольший ток;

– пусковой ток двигателя наибольшей мощности (имеющего наибольший пусковой ток), А;

Пусковой ток двигателя наибольшей мощности определяется по формуле:

, (25)

где – кратность пускового тока по отношению к номинальному, для двигателей постоянного тока .

Наибольшую мощность имеет двигатель компрессора, поэтому для него определяем пусковой ток.

По расчету:

.

Подставим имеющиеся значения в формулу (24) и найдем пиковый ток:

.

5 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:

, (26)

По расчету:

Мощность источника электроэнергии из условия нагрузки его пиковым током для генератора постоянного тока определяется по формуле:

, (27)

где – коэффициент кратковременной перегрузки, .

По расчету:

.

Из двух значений вычисленной по формулам (26) и (27) мощности генератора выбирают большее и округляют до целого числа в сторону увеличения. Режим, для которого мощность будет максимальна, является расчетным.

Расчетным является летний режим работы. Мощность генератора выбираем равную .

6 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).

Время отключения токов короткого замыкания с помощью предохранителей разное. Оно меньше при больших токах короткого замыкания. Время отключения токов короткого замыкания с помощью автоматических выключателей (автоматов) не зависит от величины тока короткого замыкания. Для того чтобы сработал мгновенно действующий электромагнитный расцепитель автомата и дал команду на отключение автомата, надо, чтобы ток в линии, в которую включен автомат, превысил ток установки мгновенно действующего расцепителя автомата.

Тепловой расцепитель автомата предназначен для защиты цепей и потребителей от токов перегрузок. Время, через которое сработает тепловой расцепитель автомата и даст команду на отключение автомата, зависит от величины тока перегрузки. Чем больше ток в линии превышает номинальное значение, тем быстрее сработает тепловой расцепитель. Время срабатывания теплового расцепителя примерно обратно пропорционально величине тока перегрузки.

Автоматические выключатели выпускаются трех типов:

1 только с мгновенно действующим расцепителем;

2 только с тепловым расцепителем. Этот тип автомата от токов короткого замыкания не защищает;

3 имеющие оба типа расцепителей, то есть с комбинированным расцепителем.

При выбираем предохранитель для цепи от генератора к пульту управления. При выборе должны быть выполнены следующие условия:

1 номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше номинального напряжения сети то есть

; (28)

2 плавкая вставка не должна плавится при расчётном токе, то есть:

; (29)

3 плавкая вставка не должна плавиться (сгорать) при пиковых токах. Так как пиковые токи в сетях электроснабжения пассажирских вагонов возникают при пуске двигателей, то плавкие вставки не должны сгорать при пусковых токах:

, (30)

где – коэффициент зависящий от числа потребителей, защищаемых предохранителем. Если потребитель – группа двигателей, то .

Выбираем предохранитель разборный без наполнения типа ПР-2-200, технические характеристики которого приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Технические характеристики предохранителя типа ПР-2-200

Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А
	предохранителя	плавкой вставки
500	200	160

Проверяем по трем приведенным выше условиям:

1 проверяем по формуле (28):

;

2 проверяем по формуле (29):

;

3 проверяем по формуле (30):

Все условия выполняются, следовательно, предохранитель выбран правильно.

Автоматические выключатели выбираем для цепи от пульта управления до электродвигателя компрессора. При выборе автоматических выключателей должны быть выполнены следующие условия:

1 номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть равно или больше номинального напряжения сети:

; (31)

2 номинальный ток мгновенно действующего расцепителя (уставка тока) должен быть равен или больше расчетного тока:

; (32)

где – номинальный ток электродвигателя компрессора, .

3 номинальный ток теплового расцепителя должен быть равен или больше расчетного тока:

; (33)

4 ток уставки мгновенно действующего электромагнитного расцепителя автомата должен быть равен или больше пикового тока:

, (34)

где – коэффициент запаса на неточность срабатывания автомата, .

Выбираем автоматический выключатель типа А-3130, технические характеристики которого приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Технические характеристики автоматического выключателя типа

А-3130

Номинальный ток выключателя, А	Номинальный ток теплового расцепителя, А	Уставка тока электромагнитного расцепителя, А
250	150	1050

Выбранный автоматический выключатель проверяем по приведенным выше условиям:

1 проверяем по формуле (32):

;

2 проверяем по формуле (33):

;

3 проверяем по формуле (34):

.

Все условия выполняются, следовательно, автоматический выключатель выбран правильно.