車輛電氣裝置教學緒論PPT.ppt

車輛電氣裝置 郭世偉第一章緒論 鐵道車輛電氣裝置的主要組成 供電系統(tǒng) 輸配電設(shè)備 電氣負載 檢測與控制裝置等 隨著人們生活水平的不斷提高和科學技術(shù)的不斷發(fā)展 現(xiàn)代客車上的電氣設(shè)備日益增多 電氣照明 電熱水器 空氣調(diào)節(jié) 閉路電視 播音通信 信息設(shè)備 以及軸溫檢測與報警及自動控制等裝置 提高了乘客的舒適性 服務(wù)水平 運輸安全性 一 車輛的供電方式考慮車輛的電氣負荷類型 功率等用電要求 經(jīng)濟性考慮 車輛編組方式 車種及用途等因素 1 單獨供電單獨供電的三種類型 1 蓄電池組供電設(shè)備簡單 使用方便 可靠性好 純直流 體積 重量大 電壓逐漸降低 須及時充電 電量小 2 軸驅(qū)式發(fā)電機與蓄電池組并聯(lián)供電曾應(yīng)用廣泛 小功率時皮帶傳動 大功率時萬向軸傳動 3 小型柴油發(fā)電機組供電減小機車牽引動力 提高供電電壓 減小蓄電池用量等 但要求性能可靠 使用維護方便 每輛車都可帶有一套獨立工作的供電裝置 但在車輛用電量較小時可兩 三輛車共用一套獨立供電電源 安裝發(fā)電設(shè)備的稱母車 不帶發(fā)電設(shè)備的稱子車 子母車間輸電干線由車端電力連接器溝通 特點 可隨意摘掛和編組 供電裝置的主機不占用車內(nèi)有效空間 全列車的輸電干線聯(lián)接為統(tǒng)一電網(wǎng) 局部故障不影響列車用電 發(fā)電功率小 2 集中供電用于用電量較大的固定編組的列車 電氣化區(qū)段 由接觸網(wǎng)通過電力機車主變壓器供電 非電氣化區(qū)段 由列車發(fā)電車上的柴油發(fā)電機組供電 1 柴油發(fā)電車集中供電電壓為400v 230v 線電壓 相電壓 50hz交流電 可直接使用民用的異步電動機 日光燈 控制電器 保護元件等產(chǎn)品 2 接觸網(wǎng)供電電氣化區(qū)段的供電電壓為單相 工頻25kv 經(jīng)電力機車主變壓器變換為單相 工頻 2 1500v的電壓輸送給輸電干線 要求保證安全 好的絕緣性能 又有機車供電 電源車供電和dc600v ac380v兼容供電三種方式 每輛車上有逆變器 整流器 變壓器等變流 降壓設(shè)備 3 混合供電適于一些特殊運輸條件下有混合供電方式 1 車輛照明 通風機等由軸驅(qū)式發(fā)電機與蓄電池組并聯(lián)供電 采暖電熱元件由接觸網(wǎng)供電 如電氣化區(qū)段運營的普通客車情況 2 正常運行時 由柴油發(fā)電機組供電 空載和停車時由軸驅(qū)式發(fā)電機與蓄電池組并聯(lián)供電 如空調(diào)軟臥客車與非空調(diào)客車連掛的情況等 二 鐵道車輛供電裝置1 客車發(fā)電機典型的為22型和25型普通客車的供電發(fā)電機 kft 1型感應(yīng)子式發(fā)電機 又稱j5型發(fā)電機 為交 直流供電裝置 采用軸驅(qū)式交流感應(yīng)子發(fā)電機和蓄電池組并聯(lián)供電 列車運行時 車輛的輪軸通過皮帶或萬向軸傳動裝置帶動三相感應(yīng)子發(fā)電機工作 輸出的三相變頻交流電經(jīng)硅整流器整流成直流電 可向車上電氣負載供電 并向蓄電池充電 j5型發(fā)電機配備kp 2a型控制箱 為可控硅電壓自動調(diào)整裝置 改進的j5型發(fā)電機配套有kp 2b型可控硅控制箱 可輸出兩種端電壓 既滿足照明負載的用電需要 又適合蓄電池的充電要求 軸驅(qū)式發(fā)電機功率小 效率低 供電品質(zhì)不好 停車時不能發(fā)電 為簡單供電方式 現(xiàn)僅用于非空調(diào)客運列車 2 客車蓄電池在前述的客車發(fā)電機供電系統(tǒng)中 在列車停站時 由蓄電池組向車上的電氣負載供電 按年代 發(fā)展順序 酸性鉛蓄電池 tg型蓄電池 堿性蓄電池 燃料電池 3 大容量供電裝置空調(diào)客車等的需要 本車獨立供電柴油發(fā)電機組非電氣化區(qū)段大容量供電發(fā)電車 能提供三相380v交流電壓 電氣化區(qū)段 采用接觸網(wǎng)供電 三 鐵道車輛電氣負載1 照明電光源交流熒光燈 電感性 白熾燈 電阻性 2 空氣調(diào)節(jié)與制冷裝置制冷壓縮機 冷凝器風機 空調(diào)通風機的直流或交流電動機 取暖加熱的電熱元件 消耗功率很大 為車輛的主要電氣負載 3 飲食和衛(wèi)生設(shè)備用電氣裝置電開水爐 電冰箱 電氣集便器 包廂式客車配有手機 筆記本電腦電源等 4 列車的電視 播音和通信設(shè)備 要求穩(wěn)定優(yōu)良的交流 直流電源 5 其他電氣設(shè)備電扇 電動水泵等 四 鐵道車輛檢測及控制裝置1 發(fā)電機自動調(diào)壓與過電壓 過電流自動保護裝置等 2 空調(diào)裝置的溫度自動調(diào)節(jié) 機組自動保護 自動顯示等 3 車輛故障自動檢測 4 列車軸溫報警裝置 5 列車電源自動控制裝置 6 火災(zāi)自動報警裝置 7 開水爐自動補水與加熱器自動開閉裝置 8 列車照明自動開關(guān)裝置 9 列車信息顯示系統(tǒng) 10 其它 等等 五 車輛電氣裝置的運用條件1 安全性配線的絕緣性能 電器溫升 電弧 懸掛電器的尺寸 結(jié)構(gòu)強度等 2 工作可靠性 對高壓線電磁干擾等外界干擾由足夠的抵抗能力 重量 尺寸 成本問題 結(jié)構(gòu)簡單 牢固 使用壽命 維護檢修方便性 3 適于氣候 自然地理條件的多變 高低溫 濕度 海拔 沙土 雨雪 雷電等的影響 4 振動與沖擊 對于高原的高海拔問題 1 空氣壓力或空氣密度低絕緣材料絕緣性能降低 電力電容器內(nèi)部氣壓降低 電氣間隙減小 擊穿電壓降低 導(dǎo)致高壓電氣設(shè)備的局部放電電壓降低 電暈放電問題 導(dǎo)致以空氣介質(zhì)的滅弧的開關(guān)電器滅弧性能降低 電壽命縮短 做電氣絕緣的修正 加大電氣間隙 滅弧性能 耐電暈絕緣材料的選用 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計中減少尖角 界面突變等 對于空氣散熱方式的電氣 因空氣冷卻效果降低 溫升增加 考慮減小用電負荷或提高溫升裕度 其它的低密度 低濃度 多孔性材料的物理化學性質(zhì)改變 造成不利影響 2 空氣溫度低 變化大對蓄電池 密封結(jié)構(gòu) 橡膠材料 鐵磁材料等性能的影響 考慮用耐低溫材料 數(shù)字電路優(yōu)于模擬電路等 3 降水少 空氣絕對濕度小 4 太陽輻射照度較高材料老化 空氣易于電離 高壓電氣設(shè)備盡量安裝于車內(nèi) 戶外高分子材料的試驗 選用 5 大風 雨雪 凍土 六 車輛電氣負載用量 1 計算參數(shù) parametersforcalculation 一般電氣設(shè)備上標注有額定功率和效率 需要功率為輸入功率 對于電熱元件構(gòu)成的電氣負載 其功率即為需要功率 對于電動機 有效機械功率為輸出功率 兩者比值為機械效率 視在功率等于負載的額定電壓與額定電流的乘積 單位v a或kv a 交流用電負載的功率因數(shù)cos 它與視在功率的乘積等于需要功率 有功功率 電阻性負載 如白熾燈 電熱元件等 的功率因數(shù)等于1 一般的熒光燈 控制電器 功率因數(shù)等于或小于0 7 車輛所用的三相異步電動機正常工作狀態(tài)下cos 0 75 0 85 不滿載時減小 空載時可下降到0 25 0 30 負載的功率利用系數(shù) 指平均需要功率與總安裝功率之比 常見車輛電氣負載的功率利用系數(shù)如下表 2 柴油發(fā)電機組 的額定功率 需根據(jù)某一特定車型的電氣負載用電需求進行選型 pz