1.2. Автономная система электроснабжения

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. Мощность генератора у вагонов с системой кондиционирования воздуха составляет 30–35 кВт, а номинальное напряжение в сети вагона – 110 В.

При скорости поезда 35–40 км/ч все потребители получают питание от подвагонного генератора, а аккумуляторная батарея находится в режиме зарядки. Во время стоянки и низкой скорости движения потребители получают питание от аккумуляторной батареи. Когда вагон находится на длительной стоянке

– в отстое, потребители получают питание от внешнего источника питания через вводное устройство, преобразующее переменное 3-фазное напряжение внешней сети 220/380 В в переменное 3-фазное напряжение 142 В, которое выпрямляется так же, как и переменное напряжение генератора через 3-фазный выпрямительный мост.

Повышенное напряжение 142 В необходимо для зарядки аккумуляторной батареи, при этом сеть освещения подключена через регулятор напряжения, обеспечивающий питание сети освещения номинальным напряжением 110 В.

Основным видом отопления при данной системе является водяное отопление. Электрическое отопление – электропечи и электрокалорифер – используются в переходный период времени года (весной, осенью), а зимой служат для поддержания постоянства температурного режима, компенсируя инерционность водяного отопления.

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, в системе регулирования напряжения, то в пассажирском поезде с вагонами, оборудованными климатической установкой затраты тяги локомотива на работу генераторов вагонов составляют 20–25 %.

8

Мощность подвагонного генератора ограничена моментом, который можно передать от колесной пары, так как он определяется силой сцепления колеса с рельсом.

С учетом затрат на техническое обслуживание и ремонт машин и аппаратов системы автономного энергоснабжения с приводом генератора от оси колесной пары стоимость электроэнергии в 5–10 раз выше, чем при системе централизованного электроснабжения.

Привод от оси колесной пары увеличивает необрессоренную массу ходовых частей, ухудшая этим динамические качества вагона и увеличивая изнашиваемость колес колесной пары с приводом, а также вероятность заклинивания колесной пары при торможении.

1.3. Централизованная система электроснабжения

При централизованной системе электроснабжения без индивидуального преобразователя источником электроэнергии является вагон-электростанция. На вагоне-электростанции установлены три дизель-генераторных агрегата которые вырабатывают переменный 3-фазный ток напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц и общей мощностью до 600 кВт.

Все основные потребители электроэнергии вагона получают питание от подвагонной поездной магистрали, в том числе и устройства электроотопления общей мощностью 40–45 кВт. Аккумуляторная батарея предназначена для питания аварийного освещения, сигнализации и устройств безопасности и при централизованном энергоснабжении заряжается через зарядное устройство.

В вагонах состава нагрузка может быть подключена неравномерно по фазам, при этом по поездной магистрали будет протекать уравнительный ток, приводящий к дополнительным потерям электроэнергии. Для предотвращения этих потерь на каждом вагоне устанавливается разделительный трансформатор.

1.4.Централизованная система электроснабжения

синдивидуальным преобразователем

Ток высокого напряжения используется для электрического отопления, а для питания остальных потребителей на каждом вагоне устанавливается индивидуальный преобразователь, который преобразует постоянный или переменный

9

ток высокого напряжения в трехфазный переменный ток промышленной частоты 50 Гц напряжением 220/380 В. Индивидуальный преобразователь состоит из выпрямителя, инвертора, преобразующего постоянный ток в 3-фазный переменный, и трансформатора, понижающего напряжение с 3000 В до 220/380 В.

При смешанной системе электроснабжения устройства электроотопления подключены к высоковольтной подвагонной магистрали, а остальные потребители питаются от подвагонного генератора.

Выбор той или иной системы электроснабжения обусловлен общей мощностью потребителей электроэнергии и условиями эксплуатации вагонов (постоянство маршрута, вид тяги и другие особенности поезда – скоростные поезда, туризм). По мощности потребителей электроэнергии системы электроснабжения можно разделить на 4 основные группы:

1.Сеть освещения, цепи сигнализации и управления – 2,5–4 кВт.

2.То же, плюс электробытовые приборы, электрокипятильник, принудительная вентиляция – 5–10 кВт.

3.То же, плюс система кондиционирования – 20–30 кВт.

4.То же, плюс электрическое отопление – 50–70 кВт.

1.5.Вопросы для самоподготовки

1.Назовите основные системы энергоснабжения пассажирских вагонов.

2.Что является источником энергии при автономной системе энергоснаб-

жения?

3.Для чего предназначен индивидуальный преобразователь?

4.Назовите основные источники энергии при смешанной системе энергоснабжения.

10