УСТРОЙСТВО ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для обеспечения системы электроснабжения пассажирского вагона электроэнергией от внешней трехфазной промышленной сети при длительных стоянках.
Известно наиболее близкое по технической сути устройство внешнего электропитания железнодорожного вагона, взятое за прототип (см. Комплект электрооборудования ЭВ 44.03.1. Техническое описание ОТР 466.256.1 ТО. Схема электрическая принципиальная ОТР 354.730.1 ЭЗ, Рига, 2000 г., стр.1-15), содержащее последовательно соединенные разъем подключения промышленного трехфазного электропитания, автомат тепловой защиты, первый контактор и силовой понижающий трехфазный трансформатор, выход автомата тепловой защиты через блок контроля чередования фаз соединен непосредственно и через блок разрешения включения со входами блока индикации, второй выход блока разрешения включения соединен со вторым входом первого контактора.
Недостатками этого устройства являются отсутствие предупредительной индикации о поданном внешнем напряжении и наличии всех трех фаз, диагностической сигнализации об аварийных ситуациях, защиты оборудования и обслуживающего персонала в аварийных ситуациях, невозможность включения оборудования при нарушении чередования фаз, включения и эксплуатации вагона при сильно разряженной аккумуляторной батареи или при ее отсутствии в отстое, что сужает функциональные возможности, и высокая эксплуатационная опасность, так как фаза промышленной сети подается в купе проводников, которое является помещением с особой опасностью.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования устройства внешнего электропитания железнодорожного вагона за счет
введения предупредительной индикации о поданном внешнем напряжении и наличии всех трех фаз, диагностической сигнализации об аварийных ситуациях, защиты оборудования и обслуживающего персонала в аварийных ситуациях, возможности включения оборудования при нарушении чередования фаз, включения и эксплуатации вагона при сильно разряженной аккумуляторной батареи или при ее отсутствии в отстое, что обеспечивает расширение функциональных возможностей; блокировки подачи фазы промышленной сети в купе проводников, что обеспечивает высокую эксплуатационную безопасность.
Поставленная задача решается тем, что в устройство внешнего электропитания железнодорожного вагона, которое содержит последовательно соединенные разъем подключения промышленного трехфазного электропитания, автомат тепловой защиты, первый контактор и силовой понижающий трехфазный трансформатор, выход автомата тепловой защиты через блок контроля чередования фаз соединен непосредственно и через блок разрешения включения со входами блока индикации, второй выход блока разрешения включения соединен со вторым входом первого контактора, в соответствии с полезной моделью в него введены первый блок контроля и индикации, вход которого подключен к разъему подключения промышленного трехфазного электропитания, а выход - к первому входу узла блокировки, второй блок контроля и индикации, вход которого подключен к силовому понижающему трехфазному трансформатору, а выход - ко второму входу узла блокировки, первый выход узла блокировки соединен со вторым входом блока разрешения включения, третий вход и второй выход узла блокировки подключен к устройству низковольтному и к верхнему уровню, второй контактор, подключен параллельно первому контактору, выпрямитель, вход которого соединен с выходом автомата тепловой защиты, а выход через первый разделительный диод одновременно с выходом аккумуляторной батареи через второй разделительный диод подключен ко входам питания блоков устройства внешнего электропитания.
Суть полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.показана структурная схема предложенного устройства внешнего электропитания железнодорожного вагона.
Предложенное устройство содержит последовательно соединенные разъем 1 подключения промышленного трехфазного электропитания, автомат 2 тепловой защиты, первый контактор 3 и силовой понижающий трехфазный трансформатор 4, выход автомата тепловой защиты через блок контроля чередования фаз соединен непосредственно и через блок 5 разрешения включения со входами блока индикации 7, второй выход блока разрешения включения б соединен со вторым входом первого контактора 3, первый блок контроля и индикации 8, вход которого подключен к разъему 1 подключения промышленного трехфазного электропитания, а выход - к первому входу узла блокировки, второй блок контроля и индикации 9, вход которого подключен к силовому понижающему трехфазному трансформатору 4, а выход - ко второму входу узла блокировки 10, первый выход узла блокировки 10 соединен со вторым входом блока разрешения включения 6, третий вход и второй выход узла блокировки 10 подключен к устройству низковольтному и к верхнему уровню, второй контактор 11, подключен параллельно первому контактору, выпрямитель 12, вход которого соединен с выходом автомата 2 тепловой защиты, а выход через первый разделительный диод 14 одновременно с выходом аккумуляторной батареи через второй разделительный диод подключен ко входам питания блоков устройства внешнего электропитания.
Устройство внешнего электропитания железнодорожного вагона работает следующим образом. Промышленная трехфазная сеть подводится через разъем 1, автомат тепловой защиты 2 и контакторы 3, 11 к силовому понижающему трехфазному трансформатору 4. Выходное напряжение с трансформатора 4 поступает в устройство низковольтное для обеспечения низковольтной сети вагона напряжением постоянного тока. Автомат 2 обеспечивает защиту при повышенных токах нагрузки.
Блок контроля 5 по сигналам с выхода автомата 2 контролирует поданное напряжение и правильность чередования фаз. Результаты контроля индицируются с помощью блока 7. Блок 5 сравнивает имеющееся чередование фаз промышленной сети с необходимым и через блок разрешения включения 6 включает контакторы 3 и 11 таким образом, чтобы осуществить подачу питания на трансформатор 4 с необходимым чередованием фаз. После подачи питания на трансформатор 4 блок 9 контролирует и индицирует:
- исправность первичных цепей трансформатора 4 по отсутствию напряжения между нейтралью трансформатора и нейтралью промышленной сети,
- наличие утечки между первичными и вторичными цепями. Блок 8 контролирует и индицирует:
- наличие хотя бы одной фазы подведенного напряжения промышленной сети,
- наличие подведенных трех разноименных фаз по отсутствию напряжения между нейтралью промышленной сети и трех конденсаторов, подключенных к трем фазам разъема 1.
Блок 5 через блок 6, а блоки 8, 9 через блоки 10 и 6 обеспечивают отключение или блокировку включения контакторов 3, 11 в нештатных ситуациях, а именно: отклонении параметров промышленной сети от необходимых, при наличии проводимости между обмотками трансформатора, отсутствии одной из трех фаз, подведенных к контакторам 3, 11, открытого доступа к токоведущим частям, наличие запретных ситуаций со стороны нагрузки трансформатора 4. Во всех случаях запрета включения, причина запрета индицируется в блоках 5, 8 или 9 и передается через узел 10 на верхний уровень - систему автоматизированного управления, контроля и диагностики пассажирского вагона. Кроме этого предусмотрена возможность включения и отключения питания от
промышленной сети по командам от верхнего уровня и устройства низковольтного, поступающим в узел 10.
В случае штатной работы аккумуляторной батареи питание блоков устройства внешнего электропитания осуществляется от аккумуляторной батареи через разделительный диод 14. При сильно разряженной аккумуляторной батареи или при ее отсутствии при отстое вагона питание указанных блоков осуществляется через маломощный однофазный выпрямитель 12 и разделительный диод 13.
Таким образом, предложенное устройство электропитания железнодорожных вагонов обеспечивает расширение функциональных возможностей и высокую эксплуатационную безопасность.