4 Визначення розрахункових навантажень

Розрахункові навантаження дозволяють визначити перетин дротів мережі електропостачання вагона, вибрати захисні апарати і апаратуру керування.

Під розрахунковим навантаженням розуміють деяке незмінне навантаження (струму, потужності), яке викликає такий же нагрів дротів двигунів, що і дійсне навантаження, яке безперервно змінюється за величиною і часом. Розрахункове навантаження визначається для найбільш навантажених в електричному відношенні періодів роботи електрообладнання.

Для вибору числа і потужності джерел живлення, перерізів проводів електричної мережі вагона та підвагонної магістралі необхідно знати для кожної дільниці та вузла електричної схеми максимальну розрахункову потужність. По її величині визначається максимальне розрахункове струмове навантаження.

Якщо лінія живить декілька двигунів, то прийнять за розрахункову потужність суму встановлених потужностей всіх електроприймачів ∑Рн неможливо, так як ця сума завжди більше фактично спожитої потужності. Це пояснюється трьома причинами:

- потужність електродвигунів звичайно не використовується повністю, так як вона вибирається з деяким запасом і коефіцієнт завантаження двигуна як правило менше одиниці;

- в системах, яки складають декілька двигунів, не завжди ці двигуни працюють одночасно;

- механічне навантаження на валу двигуна не завжди остається постійнім, а змінюється у відповідності з циклом даного виробничого процесу.

Якщо за максимальне розрахункове навантаження дільниці мережі, яка живить декілька електроприймачів, прийняти суму їх встановлених номінальних потужностей, то отримаємо величину сумарної потужності значно завищену по відношенню до фактично споживаючої. Тому потужності джерел живлення і перерізи проводів електричної мережі були б неоправдано завищені.

Вивід аналітичним шляхом формули для визначення розрахункової потужності, придатної для всіх випадків, дуже складно, тому що це пов'язане з великою кількістю розрахунків.

Для пасажирських вагонів споживання в зимовий і літній періоди експлуатації неоднаково. Споживання залежить і від типу вагона (вагон з кондиціюванням повітря або без кондиціювання, є електричне опалення або відсутнє), і від умов, в яких вагон експлуатується. Визначають розрахункові навантаження для зимового і літнього періодів експлуатації вагона і приймають для наступних розрахунків більші. В теперішній час згідно з “вказівками щодо визначення електричних навантажень” основним є метод упорядкованих діаграм, який і рекомендований для вживання при визначенні навантажень в мережах електропостачання низької та високої напруги.

Цей метод в даний час є основним при розробці технічних і робочих проектів електрозабезпечення вагонів. Даний метод визначення розрахункової потужності називають також методом коефіцієнта максимуму активної потужності і коефіцієнта її використання. Метод заснований на використанні залежностей між середнім навантаженням груп електроприймачів і їх встановленого потужністю, яка виражається коефіцієнтом використання і розрахунковою потужністю (максимум навантаження)тієї ж групи електроприймачів і їх середнім навантаженням, яка виражається коефіцієнтом максимуму, тобто відношенням максимальної потужності до середньої.

Ефективним приведеним числом електроприймачів (електродвигунів) групи називається таке число однорідних по режиму роботи електроприймачів однакової потужності( в деяких межах), яке дає ту-ж величину розрахункового максимуму потужності, що і група електроприймачів різних по потужності і режиму роботи

Ефективне число електроприймачів:

або:

(3.1)

Якщо n_e≤4, то розраховуваємо максимальну потужність як зазначено нижче:

- розрахункове активне навантаження, кВт,

(3.2)

- розрахункове реактивне навантаження, Квар,

(3.3)

Номінальний тангенс потужності tgφ_н споживача визначається через номінальний cosφ_н . Якщо cosφ_н визначити неможливо, то його значення може бути взято з таблиці 4.