104. Системы электроснабжения и источники электрической энергии в пассажирских вагонах, параметры электроэнергии (напряжение, ток, частота, мощность, единицы измерения).

Системы электрооборудования

Электрооборудование пассажирских вагонов используется для освещения вагонов, вентиляции помещений с подачей в вагон наружного воздуха объемом 20—25 м³/ч на одного пассажира, отопления вагона, подогрева подаваемого в него воздуха зимой и охлаждения подаваемого воздуха летом, охлаждения продуктов питания и питьевой воды, приготовления пищи в вагонах-ресторанах и буфетах, радиовещания и работы устройств связи, создания комфорта пассажирам и облегчения труда поездной бригады, обеспечения безопасности движения поездов.

Электрооборудование пассажирских вагонов состоит из комплекса электрических устройств, используемых в системе электроснабжения вагонов для получения, передачи и распределения электрической энергии. В этот комплекс входят также устройства и оборудование, потребляющие электроэнергию и создающие комфорт для пассажиров.

Перечень устройств и число потребителей электроэнергии зависят от типа пассажирского вагона. Во всех вагонах установлены устройства отопления, освещения, вентиляции, нагрева и охлаждения воды и т.п. В вагонах с кондиционированием воздуха, кроме того, установлены устройства для охлаждения воздуха. В вагонах-ресторанах электрооборудование используется в технологическом оборудовании кухни — холодильниках, водоподогревателях, кофеварках и др. Мощность, приходящаяся на один вагон, составляет: для сети освещения, электробытовых приборов, цепи сигнализации и управления 2,5—4 кВт; для установки принудительной вентиляции 4—6 кВт; для установки кондиционирования воздуха 17—26 кВт; для электрического отопления более 25 кВт.

От токов короткого замыкания и перегрузок электрооборудование вагона защищается автоматическими выключателями, плавкими предохранителями, тепловыми реле перегрузки, а от повышенного напряжения — реле и электронными блоками. Температура нагрева букс контролируется специальной релейной или электронной системой.

В вагонах с кондиционированием воздуха установлены электрические нагреватели и калорифер напряжением 125 В. Для освещения в пассажирских вагонах используют люминесцентные светильники с питанием однофазным током напряжением 220 В частотой 400— 425 Гц от специального преобразователя. Аварийное и служебное освещение осуществляется лампами накаливания от сети постоянного тока.

Система автономного электроснабжения

Система автономного электроснабжения имеет собственные источники электрической энергии. Источниками питания в автономных системах электроснабжения служат электромашинные генераторы с приводом от оси колесной пары и аккумуляторные батареи. В системе автономного электроснабжения применяется главным образом постоянный ток. Это объясняется тем, что в вагоне устанавливают аккумуляторную батарею, которая служит резервным и аварийным источником питания — она питает основные потребители поезда при неработающем генераторе или при малой скорости движения поезда, а также воспринимает пики нагрузки и др.

Пассажирские вагоны оснащают щелочными или кислотными аккумуляторными батареями емкостью до 400 А*ч. Для систем автономного электроснабжения приняты номинальные напряжения: 50 В — для вагонов без кондиционирования и 110 В — для вагонов с кондиционированием воздуха. Мощность генераторов в вагонах без установок для кондиционирования воздуха не превышает 10 кВт, а в вагонах с кондиционированием 20—30 кВт. Применяются схемы с генераторами постоянного тока с параллельным или смешанным возбуждением, с индукторным генератором переменного тока и полупроводниковым выпрямителем.

Смешанная система электроснабжения

При смешанной системе электроснабжения у пассажирского вагона имеются все те источники питания, что и при автономной. Дополнительно к ним имеется подвагонная высоковольтная магистраль, по которой высокое напряжение (3000 вольт) подаётся от электровоза, если поезд следует по электрифицированному участку. 3000 вольт на каждом вагоне используют только для питания комбинированного отопления.

ТЭНы, расположенные в отопительном котле, при подключении к ним напряжения 3000 вольт нагреваются и нагревают теплоноситель (вода, антифриз). Теплоноситель циркулирует по отопительным трубам и отапливает вагон.

На вагонах со смешанной системой электроснабжения имеется два рабочих напряжения:

низкое (52/110 В)

высокое (3000 В)

Система централизованного электроснабжения

При централизованном питании электроэнергия от локомотива или от вагона-электростанции, а также от стационарных устройств передается к пассажирским вагонам по однопроводной поездной магистрали с номинальным напряжением 3 кВ постоянного и переменного тока частотой 50 Гц. В данном случае от магистрали питаются высоковольтные нагревательные элементы комбинированного отопления, мощность каждого из которых составляет 2 кВт, а низковольтные потребители — через высоковольтные статические преобразователи. В вагонах межобластного сообщения к высоковольтной магистрали подключаются электрические печи и калорифер.

Централизованная система с вагоном-электростанцией (рис. а) мощностью 600 кВт применяется в поездах ЭР-200 Централизованная высоковольтная система питания