1 Расчет мощности источника электроэнергии

Для расчета потребной мощности электрической энергии пассажирского вагона необходимо выбрать расчетный режим работы и определить расчетный и пиковый токи для этого режима. Поскольку установит период в котором потребление электроэнергии, будет максимальным в большинстве случаев сложно, то находят расчетные нагрузки для летнего и зимнего режимов работы и для последующих расчетов принимают большие.

В таблицу 1.1 заносим потребители, которые получают электрическую энергию от генератора.

Таблица 1.1 ­− Исходные данные для расчёта мощности источника энергии

Электропотребители	кВт							cosφ		tgφ
		летом	зимой	летом		зимой
Сеть освещения люминесцентными лампами	1,385	0,7	0,85	0,97		1,18	0,88		0,53
Сигнальные фонари	0,12	0,3	0,6	0,036		0,12	0,7		1,02
Электродвигатель вентилятора	2,5	0,9	0,7	2.25		1,75	0,77		0,82
Охладитель питьевой воды	0,2	0,9	−	0,12		−	0,7		1,02
Электрокипятильник	2,4	0,25	0,35	0,6		0,84	0,8		0,75
Электропечи	48,1	−	0,8	−		38,48	0,92		0,42
Электрокалорифер	32,7	−	0,85	−		26,16	0,92		0,42
Обогреватель наливных и сливных труб	0,65	−	0,1	−		0,065	0,76		0,85
Электробытовые приборы	0,5	0,25	0,3	0,125		0,15	0,7		1,02
Цепи сигнализации и управления	0,5	0,5	0,5	0,25		0,25	0,8		0,75
Преобразователь для заряда аккумуляторной батареи	3	0,35	0,4	1,05		1,2	0,85		0,61

Расчетная максимальная мощность группы электропотребителей с различным режимом работы находится по формуле

,

(1.1)

(1.2)

(1.3)

где	Sр, Рр ,Qр	– расчётная мощность, кВт;
	kм	– коэффициент максимума;
	kиi	– коэффициент использования i-го потребителя;
	Pнi tgφi	– номинальная мощность i-го потребителя, кВт; – тангенс мощности i-го потребителя.

Эффективное число электропотребителей определяется по формуле

.

(1.4)

Групповой коэффициент использования

.

(1.5)

Исходя из эффективного числа и группового коэффициента определяем коэффициент максимума ; .

Расчетная мощность, кВт

кВТ;

кВт.

Расчетная реактивная мощность

Полная мощность

,

Дальнейший расчет ведем по большей мощности: кВт.

Определяем расчетный ток по формуле

(1.6)

где - номинальное напряжение, 220 В;

- коэффициент расчетной мощности группы потребителей.

,

. (1.7)

Пиковая нагрузка возникает при пуске электродвигателя наибольшей мощности при работающих остальных электропотребителей, поэтому дальнейший расчет ведем для электродвигателя компрессора, т.к. он имеет наибольшую номинальную мощность.

Пиковый ток определяется как арифметическая сумма наибольшего из пусковых токов электродвигателей, входящих в группу, и расчетного тока нагрузки всей группы потребителей за вычетом расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, т.е.

(1.8)

где - номинальный ток двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, А;

- коэффициент использования двигателя =0,7;

- пусковой ток электродвигателя,

(1.9)

- номинальный ток, =6,8 А;

λ - кратность пускового тока по отношению к номинальному, λ=5,5

По найденным значениям расчетного и пикового токов определяем мощность источника электроэнергии по формуле

(1.10)

Тогда

.

По условиям нагрузки источника энергии пиковым током

(1.11)

где - коэффициент кратковременной перегрузки генераторов, =2 .

Тогда

.

Из двух мощностей выбираем большую P=151,8 ВА и округляем до целого числа в сторону увеличения P=152 ВА.

2 Описание электрической схемы

Вагоны оборудованы централизованной системой электроснабжения, т.е. от вагона–электростанции который находится в середине состава. Все высоковольтные потребители питаются напрямую через контактный провод от вагона-электростанции с которого подается напряжения 380/220В, а все низковольтные потребители подключены в к вагону-электростанции через трансформатор и питаются напряжением 50В.

В централизованной системе энергоснабжения вагонов также предусмотрен самостоятельный источник электроэнергии - аккумуляторная батарея, которая обеспечивает питание электропотребителей как при движении вагона, так и на стоянке. В вагоне–электростанции установлены синхронные генераторы ГСФ-200 трехфазного тока с явно выраженными полюсами. В результате этого в электроснабжения используется переменный ток, что дает возможность работы потребителей от аккумуляторной батареи на стоянках движения, а также ее подзарядку в процессе движения вагона.