车辆电气装置教学绪论PPT.ppt

车辆电气装置 郭世伟第一章绪论 铁道车辆电气装置的主要组成 供电系统 输配电设备 电气负载 检测与控制装置等 随着人们生活水平的不断提高和科学技术的不断发展 现代客车上的电气设备日益增多 电气照明 电热水器 空气调节 闭路电视 播音通信 信息设备 以及轴温检测与报警及自动控制等装置 提高了乘客的舒适性 服务水平 运输安全性 一 车辆的供电方式考虑车辆的电气负荷类型 功率等用电要求 经济性考虑 车辆编组方式 车种及用途等因素 1 单独供电单独供电的三种类型 1 蓄电池组供电设备简单 使用方便 可靠性好 纯直流 体积 重量大 电压逐渐降低 须及时充电 电量小 2 轴驱式发电机与蓄电池组并联供电曾应用广泛 小功率时皮带传动 大功率时万向轴传动 3 小型柴油发电机组供电减小机车牵引动力 提高供电电压 减小蓄电池用量等 但要求性能可靠 使用维护方便 每辆车都可带有一套独立工作的供电装置 但在车辆用电量较小时可两 三辆车共用一套独立供电电源 安装发电设备的称母车 不带发电设备的称子车 子母车间输电干线由车端电力连接器沟通 特点 可随意摘挂和编组 供电装置的主机不占用车内有效空间 全列车的输电干线联接为统一电网 局部故障不影响列车用电 发电功率小 2 集中供电用于用电量较大的固定编组的列车 电气化区段 由接触网通过电力机车主变压器供电 非电气化区段 由列车发电车上的柴油发电机组供电 1 柴油发电车集中供电电压为400v 230v 线电压 相电压 50hz交流电 可直接使用民用的异步电动机 日光灯 控制电器 保护元件等产品 2 接触网供电电气化区段的供电电压为单相 工频25kv 经电力机车主变压器变换为单相 工频 2 1500v的电压输送给输电干线 要求保证安全 好的绝缘性能 又有机车供电 电源车供电和dc600v ac380v兼容供电三种方式 每辆车上有逆变器 整流器 变压器等变流 降压设备 3 混合供电适于一些特殊运输条件下有混合供电方式 1 车辆照明 通风机等由轴驱式发电机与蓄电池组并联供电 采暖电热元件由接触网供电 如电气化区段运营的普通客车情况 2 正常运行时 由柴油发电机组供电 空载和停车时由轴驱式发电机与蓄电池组并联供电 如空调软卧客车与非空调客车连挂的情况等 二 铁道车辆供电装置1 客车发电机典型的为22型和25型普通客车的供电发电机 kft 1型感应子式发电机 又称j5型发电机 为交 直流供电装置 采用轴驱式交流感应子发电机和蓄电池组并联供电 列车运行时 车辆的轮轴通过皮带或万向轴传动装置带动三相感应子发电机工作 输出的三相变频交流电经硅整流器整流成直流电 可向车上电气负载供电 并向蓄电池充电 j5型发电机配备kp 2a型控制箱 为可控硅电压自动调整装置 改进的j5型发电机配套有kp 2b型可控硅控制箱 可输出两种端电压 既满足照明负载的用电需要 又适合蓄电池的充电要求 轴驱式发电机功率小 效率低 供电品质不好 停车时不能发电 为简单供电方式 现仅用于非空调客运列车 2 客车蓄电池在前述的客车发电机供电系统中 在列车停站时 由蓄电池组向车上的电气负载供电 按年代 发展顺序 酸性铅蓄电池 tg型蓄电池 碱性蓄电池 燃料电池 3 大容量供电装置空调客车等的需要 本车独立供电柴油发电机组非电气化区段大容量供电发电车 能提供三相380v交流电压 电气化区段 采用接触网供电 三 铁道车辆电气负载1 照明电光源交流荧光灯 电感性 白炽灯 电阻性 2 空气调节与制冷装置制冷压缩机 冷凝器风机 空调通风机的直流或交流电动机 取暖加热的电热元件 消耗功率很大 为车辆的主要电气负载 3 饮食和卫生设备用电气装置电开水炉 电冰箱 电气集便器 包厢式客车配有手机 笔记本电脑电源等 4 列车的电视 播音和通信设备 要求稳定优良的交流 直流电源 5 其他电气设备电扇 电动水泵等 四 铁道车辆检测及控制装置1 发电机自动调压与过电压 过电流自动保护装置等 2 空调装置的温度自动调节 机组自动保护 自动显示等 3 车辆故障自动检测 4 列车轴温报警装置 5 列车电源自动控制装置 6 火灾自动报警装置 7 开水炉自动补水与加热器自动开闭装置 8 列车照明自动开关装置 9 列车信息显示系统 10 其它 等等 五 车辆电气装置的运用条件1 安全性配线的绝缘性能 电器温升 电弧 悬挂电器的尺寸 结构强度等 2 工作可靠性 对高压线电磁干扰等外界干扰由足够的抵抗能力 重量 尺寸 成本问题 结构简单 牢固 使用寿命 维护检修方便性 3 适于气候 自然地理条件的多变 高低温 湿度 海拔 沙土 雨雪 雷电等的影响 4 振动与冲击 对于高原的高海拔问题 1 空气压力或空气密度低绝缘材料绝缘性能降低 电力电容器内部气压降低 电气间隙减小 击穿电压降低 导致高压电气设备的局部放电电压降低 电晕放电问题 导致以空气介质的灭弧的开关电器灭弧性能降低 电寿命缩短 做电气绝缘的修正 加大电气间隙 灭弧性能 耐电晕绝缘材料的选用 金属结构设计中减少尖角 界面突变等 对于空气散热方式的电气 因空气冷却效果降低 温升增加 考虑减小用电负荷或提高温升裕度 其它的低密度 低浓度 多孔性材料的物理化学性质改变 造成不利影响 2 空气温度低 变化大对蓄电池 密封结构 橡胶材料 铁磁材料等性能的影响 考虑用耐低温材料 数字电路优于模拟电路等 3 降水少 空气绝对湿度小 4 太阳辐射照度较高材料老化 空气易于电离 高压电气设备尽量安装于车内 户外高分子材料的试验 选用 5 大风 雨雪 冻土 六 车辆电气负载用量 1 计算参数 parametersforcalculation 一般电气设备上标注有额定功率和效率 需要功率为输入功率 对于电热元件构成的电气负载 其功率即为需要功率 对于电动机 有效机械功率为输出功率 两者比值为机械效率 视在功率等于负载的额定电压与额定电流的乘积 单位v a或kv a 交流用电负载的功率因数cos 它与视在功率的乘积等于需要功率 有功功率 电阻性负载 如白炽灯 电热元件等 的功率因数等于1 一般的荧光灯 控制电器 功率因数等于或小于0 7 车辆所用的三相异步电动机正常工作状态下cos 0 75 0 85 不满载时减小 空载时可下降到0 25 0 30 负载的功率利用系数 指平均需要功率与总安装功率之比 常见车辆电气负载的功率利用系数如下表 2 柴油发电机组 的额定功率 需根据某一特定车型的电气负载用电需求进行选型 pz