УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к устройству электроснабжения высоковольтных потребителей пассажирского вагона.
Уровень техники
Известно устройство электроснабжения высоковольтных потребителей пассажирского вагона, включающее высоковольтный разъединитель, подключенный к высоковольтной поездной магистрали 3000 В с одной стороны, к высоковольтным потребителям через защитно-коммутационную аппаратуру - с другой стороны и соединенный с корпусом вагона. Устройство включает силовой тиристорный выпрямитель с блоком стабилизации выходного напряжения и дополнительную защитно-коммутационную аппаратуру (свидетельство РФ на полезную модель №5767, МПК B61L 1/00, 16.01.1998 г. (аналог)).
Известно устройство электроснабжения высоковольтных потребителей, содержащее высоковольтный разъединитель, устройство защиты от короткого замыкания в виде силового предохранителя, с помощью которых высоковольтные потребители подключаются к высоковольтной поездной магистрали. Управление высоковольтными потребителями бесконтактное и осуществляется с помощью высоковольтного IGBT модуля, использование которого позволило исключить из схемы высоковольтные контакторы (патент РФ на полезную модель №126998, МПК B60L 1/02, 20.03.2013 г. (аналог)).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство электроснабжения высоковольтных потребителей, содержащее высоковольтный разъединитель, устройство защиты от короткого замыкания в виде силового предохранителя, с помощью которых высоковольтные потребители подключаются к высоковольтной поездной магистрали. Устройство электроснабжения содержит устройство токовой защиты, которое выполнено в виде двухобмоточных дифференциальных реле с датчиками тока, каждая обмотка которых включена в цепи высоковольтных потребителей соответственно (свидетельство РФ на полезную модель №3058, МПК Н01Н 83/14, Н02Н 3/28, 16.10.1996 г. (прототип)).
Недостатком известных устройств является то, что при аварийной ситуации в основной питающей магистрали происходит обесточивание устройства электроснабжения высоковольтных потребителей вагона, что недопустимо в процессе эксплуатации и ведет к потере времени. Это уменьшает надежность работы устройства и усложняет его эксплуатацию и обслуживание.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат направлен на повышение надежности системы электроснабжения, позволяющее использовать вагоны с предложенным устройством на подвижном составе в случае отказа основного питания электропотребителей путем перехода на резервное питание.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство электроснабжения высоковольтных потребителей пассажирского вагона включает высоковольтный разъединитель, соединенный с высоковольтной поездной магистралью, подключаемой к цепям высоковольтных потребителей через высоковольтный разъединитель, устройство токовой защиты, устройство защиты от короткого замыкания и коммутационное устройство, согласно полезной модели, устройство снабжено высоковольтным переключателем, выполненным с возможностью соединения цепей высоковольтных потребителей с основной высоковольтной магистралью или с резервной высоковольтной магистралью.
При этом согласно полезной модели, высоковольтный переключатель выполнен с возможностью подачи сигнала о переключении на пульт управления вагона.
При этом согласно полезной модели, высоковольтные потребители сгруппированы по группам.
При этом согласно полезной модели, устройство защиты от короткого замыкания содержит силовые предохранители, выполненные с плавкой вставкой.
При этом согласно полезной модели, коммутационное устройство выполнено в виде высоковольтных контакторов с замыкающими контактами.
При этом согласно полезной модели, коммутационное устройство выполнено в виде высоковольтных IGBT модулей.
При этом согласно полезной модели, устройство токовой защиты выполнено в виде двухобмоточных дифференциальных реле с датчиками тока с возможностью отключения подачи напряжения на высоковольтные потребители при возникновении разбаланса двух токов со стороны высоковольтной магистрали и со стороны высоковольтных потребителей.
Устройство электроснабжения высоковольтных потребителей используемое на подвижном составе пассажирского железнодорожного транспорта должно соответствовать жестким требованиям, предъявляемым к такому оборудованию. В частности, поддержание в помещениях пассажирских вагонов температуры, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям, является одним из главных условий перевозки пассажиров. Для этого вагоны должны быть оснащены надежной системой электроснабжения высоковольтных потребителей - нагревателей, обеспечивающих заданную температуру в пассажирских помещениях.
Особенностью предлагаемого устройства электроснабжения высоковольтных потребителей является то, что оно дополнительно содержит резервную магистраль, связанную через разъединитель и устройство токовой защиты с высоковольтными потребителями, и высоковольтный переключатель, соединяющий высоковольтные потребители в штатном режиме - с основной высоковольтной магистралью, в аварийном режиме - с резервной высоковольтной магистралью.
В предлагаемом устройстве электроснабжения, содержащим дополнительно резервную высоковольтную магистраль и высоковольтный переключатель, имеется возможность переключения электроснабжения при возникновении неисправностей на резервное питание высоковольтных потребителей. Переключатель размыкает цепь, соединяющую высоковольтные потребители с основной магистралью и соединяет с резервной питающей магистралью.
Использование предлагаемого устройства электроснабжения высоковольтных потребителей позволяет использовать вагоны, оборудованные системой электрического отопления в случаях возникновения неисправностей основного питания электропотребителей.
Таким образом, предложенное устройство позволяет эксплуатировать оборудованные им вагоны при возникновении различных неисправностей основной питающей магистрали, обеспечивая тем. самым бесперебойное питание высоковольтных потребителей через резервную питающую магистраль.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемой функциональной схемой устройства электроснабжения.
Осуществление полезной модели
Предлагаемое устройство электроснабжения высоковольтных потребителей пассажирского вагона включает высоковольтный разъединитель 1, отделяющий вагонное оборудование от токопроводящих частей 2, которыми являются основная 3 или резервная 4 высоковольтные магистрали. Разъединитель 1 соединен одним выводом с токопроводящими частями 2, а вторым выводом - с корпусом 6 вагона.
Устройство электроснабжения дополнительно снабжено высоковольтным переключателем 5, соединяющим высоковольтные потребители 7 в штатном режиме - с основной высоковольтной магистралью 3, в аварийном режиме - с резервной высоковольтной магистралью 4.
В качестве высоковольтного переключателя 5 может быть использован дистанционный переключатель SCHALTBAU С03-2-01-110-Wart производства Schaltbau GmbH (Германия). Высоковольтный переключатель 5 выполнен с возможностью обесточивания высоковольтных потребителей 7 с одновременной подачей сигнала на пульт управления вагона, где состояние работы высоковольтного переключателя 5 контролируется c помощью световых, например, светодиодных или звуковых индикаторов (на представленной схеме не показаны).
Высоковольтные потребители 7 сгруппированы, по меньшей мере, в две группы 7.1 и 7.2, которые связаны с высоковольтным разъединителем 1 опосредованно через устройство токовой защиты 8, устройство защиты от короткого замыкания 9, коммутационное устройство 10.
Устройство защиты от короткого замыкания 9 содержит, по меньшей мере, два силовых предохранителя 9.1 и 9.2, выполненных, например, с плавкой вставкой и защищающих электрооборудование от короткого замыкания и значительной перегрузки.
Коммутационное устройство 10 выполнено в виде, по меньшей мере, двух высоковольтных контакторов 10.1 и 10.2 с замыкающими контактами. Коммутационное устройство 10 может быть выполнено в виде, по меньшей мере, двух высоковольтных IGBT модулей.
Устройство токовой защиты 8 выполнено с возможностью отключения подачи напряжения на высоковольтные потребители 7 при возникновении разбаланса двух токов со стороны токопроводящих частей 2 и со стороны высоковольтных потребителей 7 в случае пробоя на корпусе 6 силовых элементов высоковольтных потребителей 7. Устройство 8 выполнено в виде, по меньшей мере, двух двухобмоточных дифференциальных реле 11 и 12 с датчиками тока, причем в каждую группу 7.1 и 7.2 высоковольтных потребителей 7 включено соответственно дифференциальное реле 11 и 12. При этом первые: обмотки 11.1 и 12.1 дифференциальных реле 11 и 12 включены между! разъединителем 1 и соответствующими предохранителями 9.1 и 9.2 устройства защиты от короткого замыкания 9, а вторые обмотки 11.2 и 12.2 включены между соответствующими выводами групп 7.1 и 7.2 высоковольтных нагревателей 7 и корпусом вагона 6.
Все высоковольтное оборудование кроме высоковольтных, потребителей 7 размещено в высоковольтном ящике, расположенном под? вагоном. Высоковольтный разъединитель 1 выполнен с возможностью отключения токопроводящих частей 2 от высоковольтных потребителей 7 и заземления их цепи при открывании дверцы высоковольтного ящика.
Питание высоковольтных потребителей 7 осуществляется от контактного провода, через одну из подвагонных магистралей, протянутых по всей длине вагона, и устройство электроснабжения высоковольтных потребителей, размещенное в высоковольтных, подвагонных ящиках.
Обеспечение питанием высоковольтных потребителей 7 вагона осуществляется включением высоковольтного разъединителя 1. Напряжение 3000 В в штатном режиме подается от основной магистрали 3 через вагонный разъединитель 1, высоковольтные контакторы 10.1 и 10.2 коммутационного устройства 10, устройство защиты от короткого замыкания 9 и устройство токовой защиты 8 на высоковольтные потребители 7.
В случае возникновения аварийной ситуации осуществляется переключение на резервную высоковольтную магистраль 4 посредством высоковольтного переключателя 5. После переключения высоковольтных потребителей 7 на резервную высоковольтную магистраль 4, к ней подается напряжение 3000 В.
Управление высоковольтным переключателем 5 осуществляется с пульта управления, нажатием кнопки соответствующей кнопки переключения основной магистрали на резервную и обратно. В процессе переключения для обеспечения безопасности электроснабжения высоковольтных потребителей 7 напряжение должно быть отключено. При переключении на резервную высоковольтную магистраль 4 происходит, отсоединение высоковольтных потребителей 7 от основной высоковольтной магистрали 3 с последующим их соединением с резервной высоковольтной магистралью 4. Переключение происходит около 15 секунд. По окончанию переключения подача напряжения на высоковольтные потребители 7 возобновляется.
Использование полезной модели в электрооборудовании вагонов позволяет использовать вагоны с предложенным устройством на подвижном составе в случае отказа основного питания электропотребителеи путем перехода на резервное питание. Нет необходимости расформировывать подвижной состав, что значительно экономит время, проведенное пассажирским поездом на маршруте.