Энергетическое оборудование вагоноремонтных предприятий

В. К. КУЧЕРЕНКО, С. И. ПОДОЛЯК ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ОМСК 2009 Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения _________________________ В. К. Кучеренко, С. И. Подоляк ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Конспект лекций Омск 2009 УДК 629.47 (075.8) ББК 39.24я73 К95 Кучеренко В. К. Энергетическое оборудование вагоноремонтных предприятий: Конспект лекций / В. К. Кучеренко, С. И. Подоляк; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. 46 с. Вагоноремонтные предприятия являются потребителями различных видов энергии  электричества, тепла и сжатого воздуха. На вооружении этих предприятий имеются станочный парк, компрессорное, сварочное и вентиляционное оборудование, электрифицированный и пневматический инструмент, моечные машины и др. Такое оборудование требует грамотной эксплуатации и качественного технического обслуживания. В конспекте лекций представлено восемь лекций, в которых изложены краткие сведения об электро-, паро- и водоснабжении, снабжении сжатым воздухом вагоноремонтных предприятий и оборудовании, работающем на этих видах энергии. Предназначен для студентов пятого курса очной системы обучения специальности 190302  «Вагоны». Библиогр.: 9 назв. Табл. 9. Рис. 23. Прил. 4. Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. В. Харламов; канд. техн. наук, доцент Н. Н. Пашков. ________________________ © Омский гос. университет путей сообщения, 2009 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 5 1. Электроэнергетика вагоноремонтных предприятий 6 1.1. Электроснабжение и распределение электроэнергии по подраз- делениям вагоноремонтного предприятия 6 1.2. Показатели, характеризующие использование электроэнергии 9 1.3. Электрооборудование станочного парка 11 1.4. Сварочное оборудование 16 1.5. Освещение вагоноремонтных предприятий 20 1.6. Выбор сечения проводов и средств защиты 25 2. Теплоснабжение вагоноремонтных предприятий 26 2.1. Системы теплоснабжения 26 2.2. Приборы контроля 28 2.3. Автоматизация работы теплопунктов 30 3. Снабжение вагоноремонтных предприятий сжатым воздухом 32 3.1. Назначение компрессорной станции 32 3.2. Автоматизация работы компрессорной станции 33 4. Мероприятия по экономии электроэнергии на вагоноремонтном предприятии 37 4.1. Вагоносборочный цех 38 4.2. Цех текущего ремонта 39 4.3. Колесно-роликовый цех 39 4.4. Компрессорная станция 39 4.5. Промывочно-пропарочная станция 40 4.6. Подготовка пассажирского состава в рейс 40 Библиографический список 41 Приложение 1. Технические данные наиболее распространенных сварочных трансформаторов 43 Приложение 2. Технические данные сварочных выпрямителей 44 Приложение 3. Технические данные сварочных преобразователей 45 Приложение 4. Соотношение допускаемых токов и площади сечения проводов 45 ВВЕДЕНИЕ В соответствии с формулировкой значения слова «энергетика» в толковом словаре русского языка это область, охватывающая выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии, «оборудование»  это совокупность устройств, приспособлений, приборов, механизмов, необходимых для производства каких-либо работ. Таким образом, «энергооборудование вагоноремонтных предприятий» следует понимать как различные виды оборудования, использующие всевозможные виды энергии. Вагоноремонтные предприятия (ВРП) являются в основном потребителями электрической, тепловой энергии, воды и сжатого воздуха. Электрическую энергию вагоноремонтные предприятия получают от системы электроснабжения железнодорожного узла через понижающую электрическую подстанцию. Снабжение паром и водой осуществляется от городских систем водоснабжения. Предприятия с большим расходом пара (промывочно-пропарочные станции), как правило, имеют свои котельные. Сжатый воздух получают в компрессорных станциях, расположенных на территории вагоноремонтного предприятия. Целью изучения дисциплины «Энергетическое оборудование вагоноремонтных предприятий» является ознакомление студентов специальности 190302  «Вагоны»  с источниками энергии и оборудованием, использующим различные виды энергии. Конспект лекций содержит восемь лекций и состоит из четырех разделов, посвященных рассмотрению разных видов энергии. Первый раздел  «Электроэнергетика вагоноремонтных предприятий»  наиболее объемный и рассчитан на четыре лекции. Разделы «Теплоснабжение вагоноремонтных предприятий» и «Снабжение сжатым воздухом вагоноремонтных предприятий» рассчитаны на три лекции. Восьмая лекция посвящена мероприятиям по экономии энергии. 1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 1.1. Электроснабжение и распределение электроэнергии по подразделениям вагоноремонтного предприятия На вагоноремонтные предприятия приходится до 40 % общего количества электроэнергии, потребляемой железнодорожным узлом [1]. Распределение электроэнергии по видам потребителей представлено в табл. 1.1. Таблица 1.1 Распределение электроэнергии по видам потребления Электроприемники Вагоноремонтные депо, % Промывочно-пропарочные станции, % Электропривод В том числе: станки краны насосы компрессоры вентиляторы спецагрегаты Электросварочные установки В том числе: трансформаторы преобразователи и выпрямители электропечи и высоковольтные установки выпрямительно-зарядные установки и гальванические ванны Электроосвещение В том числе: внутреннее наружное 72 – 78 17 – 18 2 – 7 3 – 14 10 – 22 2 – 7 12 – 14 15 – 24 8 – 12 0,5 3 – 12 0,5 3 – 10 2 – 9 0,4 – 0,6 82 – 85 5 – 7 – 31 – 34 0,4 – 0,6 42 – 46 2 – 3 2 – 4 2 – 4 – – – 7 – 8 1,2 – 1,6 5,0 – 6,5 Примерная схема электроснабжения вагонного депо приведена на рис. 1.1. Расход электроэнергии по отдельным подразделениям вагоноремонтных предприятий представлен в табл. 1.2. Таблица 1.2 Расход электроэнергии отдельными подразделениями вагоноремонтных предприятий Производственное подразделение (цех, участок) Род депо для ремонта вагонов пасса-жирских грузовых рефриже- раторных цистерн контейнеров Сборочный Колесно-токарный Механический Кузнечный Сварочный Малярный Автосцепки Деревообрабатывающий Компрессорная Электромашинный Аккумуляторные Рессорное Дизельный Роликовый Экипировочный Заготовительный Прессовый Дверной Гараж-зарядная 184/22,4 290/16,6 40/7,0 46/4,1 55/5,9 100/3,9 38/6,3 87/5,2 150/,75 48/1,7 57/9,1 28/2,9        198/15,2 115/14,8 47/0,9 95/13,3 48/2,6  51/1,0 47/1,4 250/39,2  9/0,9         238/9,6 109/9,9 30/2,8 24/6,9 33/6,6 83/3,3 58/5,1 18/1,5 261/25,1 6/0,7 144/19,4  42/3,1 31/2,8 26/0,8     200/11,4 178/16,5 39/4,6 52/7,6 35/5,4  41/4,1 50/4,7 190/12,5   16/1,4        324/45,9  39/4,7 24/2,4    166/18,3 150/18,3       48/5,2 24/4,5 20/0,9 28/0,1 Примечание. В числителе указана средняя регламентированная мощность в киловаттах, в знаменателе – процент от общего расхода электроэнергии по предприятию. Источником электроснабжения вагоноремонтного предприятия является трансформаторная подстанция с мощностью трансформаторов 160 – 400 кВ·А каждый. Здесь же устанавливаются измерительные приборы и приборы учета активной и реактивной мощности. От трансформаторной подстанции питающий кабель проложен в специальное помещение – щитовую, где установлены распределительные автоматические выключатели, с их помощью электроэнергия распределяется по производственным подразделениям. Отдельные электроприемники включаются также автоматическими выключателями или электромагнитными пускателями. 1.2. Показатели, характеризующие использование электроэнергии Для учета электроэнергии и анализа работы всего предприятия, а также его отдельных потребителей существуют следующие показатели [1]. Коэффициент использования – показывает соотношение между средней потребленной и номинальной мощностью оборудования: где Рс – средняя мощность электроприемника за время Т; Рн – номинальная мощность электроприемника; W – энергия за анализируемый промежуток времени, определенная по приборам учета. Коэффициент одновременности – показывает, как в течение определенного промежутка времени используются электроприемники: где – суммарная мощность присоединенных электроприемников в период максимальной нагрузки; – присоединенная мощность электроприемников. Коэффициент спроса – показывает, как отдельный электроприемник используется в группе установленных электроприемников: Коэффициент мощности – показывает, какая часть энергии электроприемников используется эффективно: cos φ = (1.4) где P и Q – активная и реактивная мощность соответственно. Коэффициент полезного использования энергии и электроприемников – определяется произведением коэффициентов отдельных электроприемников: (1.5) где i – коэффициент полезного использования энергии i-го электроприемника. Численные значения входящих в выражения (1.1) – (1.5) величин приведены в табл. 1.3. Таблица 1.3 Значения средних эксплуатационных энергетических характеристик Цех, участок и оборудование Рпр i, кВт Ки сos φ Ко Кс 1 2 3 4 5 6 Депо по ремонту пассажирских вагонов Деповского ремонта 184 0,47 0,35 0,45 0,21 Текущего отцепочного ремонта 60 0,32 0,36 0,70 0,21 Колесно-токарный 290 0,48 0,67 0,50 0,23 Механический 40 0,70 0,74 0,75 0,65 Кузнечный 46 0,76 0,76 0,50 0,40 Сварочный 55 0,89 0,72 0,65 0,59 Ремонта автосцепок 38 0,82 0,79 0,50 0,40 Деревообрабатывающий 87 0,38 0,55 0,35 0,12 Компрессорная 150 0,96 0,84 0,50 0,51 Электрических машин 48 0,45 0,54 0,40 0,18 Аккумуляторный 57 0,45 0,52 0,75 0,35 Малярный 100 0,37 0,72 0,55 0,23 Депо по ремонту грузовых вагонов Деповского ремонта 198 0,59 0,52 0,40 0,24 Текущего отцепочного ремонта 131 0,74 0,64 0,41 0,24 Колесно-токарный 115 0,47 0,57 0,63 0,30 Механический 47 0,26 0,65 0,42 0,80 Кузнечный 95 0,67 0,88 0,61 0,36 Сварочный 48 0,84 0,65 0,49 0,38 Окончание табл. 1.3 1 2 3 4 5 6 Автосцепки 51 0,47 0,35 0,39 0,14 Деревообрабатывающий 47 0,62 0,78 0,32 0,20 Компрессорная 250 0,96 0,85 0,50 0,53 Аккумуляторный 9 0,75 0,76 0,69 0,45 Депо по ремонту цистерн Деповского ремонта 200 0,65 0,62 0,52 0,32 Текущего ремонта 120 0,69 0,44 0,55 0,32 Колесно-токарный 178 0,53 0,76 0,61 0,30 Механический 39 0,59 0,55 0,50 0,30 Кузнечный 52 0,71 0,73 0,60 0,45 Сварочный 35 0,86 0,70 0,50 0,43 Автосцепки 41 0,63 0,60 0,50 0,31 Деревообрабатывающий 50 0,56 0,62 0,38 0,22 Компрессорная 190 0,92 0,82 0,62 0,51 Промывочно-пропарочная станция Насосная 152 0,72 0,80 0,44 0,30 Дегазационный 240 0,69 0,72 0,45 0,20 Котельная 69 0,46 0,73 0,68 0,29 Вагоноремонтная машина «Донбасс» 65 0,62 0,77 0,38 0,28 Вагономоечный 112 0,69 0,82 0,60 0,75 Как следует из данных табл. 1.3, в компрессорных станциях Ки близок к 100 %, оборудование механического, кузнечного, сварочного, автосцепного участков используется наиболее эффективно. На этих участках и использование активной мощности выше. В депо по ремонту грузовых вагонов на механическом участке оборудование используется менее эффективно, чем в депо по ремонту пассажирских вагонов. Спрос на определенные виды технологического оборудования с электроприводом наиболее низкий на участках по ремонту автосцепного оборудования, деревообрабатывающем и в цехах деповского и текущего ремонта вагонов. 1.3. Электрооборудование станочного парка По сложности электрооборудования станочный парк условно можно разделить на несколько групп [2]. Станки с простейшим электрооборудованием, в которых кроме механического переключателя направления вращения электродвигателя нет других электромеханических устройств. Это показано на примере настольного сверлильного станка (рис. 1.2). При установке рукоятки переключателя в положение «л» или «п» его контакты S2 замыкают левую или правую группу контактов питания электродвигателя, в результате чего он меняет направление вращения. Станки со средней сложностью электрообо-орудования, когда кроме главного электродвигателя в станке имеются электро-двигатели насоса подачи охлаждающей жидкости, масляного насоса, устройства принудительного торможе-ния, блокировки. Примером может служить электро-оборудование токарновинто-резных станков моделей 1А62 и 1П611 (рис. 1.3, 1.4). В силовых цепях электродвигателей станка модели 1А62 установлены защитные тепловые реле, которые в случае перегрузки электродвигателей своими нормально замк-нутыми контактами размыкают цепь управления, что приводит к обесто-чиванию двигателей. Для пуска и остановки двигателей применяется пусковое устройство с двумя кноп-ками  «Пуск» S1 и «Стоп» S2. Кнопка «Пуск» блокируется нормально разомкнутым контактом магнитного пускателя К. Рабочая зона освещается лампой накаливания HL напряжением 36 В, питающейся от понижающего трансформатора. У станка модели 1П611 двигатель главного привода может иметь левое и правое вращение. Для этого в магнитном пускателе установлено два контактора, один из которых меняет чередование фаз на выходе пускателя, поэтому при срабатывании одного из контакторов двигатель изменяет направление вращения. Кроме защиты от перегрузки в цепи управления имеется взаимоблокировка, выполненная как механически, так и размыкающими контактами контакторов. Двигатель главного привода имеет принудительное торможение. При установке рукоятки в положение «Тормоз» получает питание обмотка контактора К3. Контакт К3 размыкается, что приводит к торможению двигателя. Рис. 1.4. Схема электрическая принципиальная токарно-винторезного станка модели 1П611 Станки со сложным электрооборудованием, в которых кроме электродвигателей имеются защитные устройства от недопустимых перемещений суппорта, тормозные и гидравлические устройства и т. д. Это можно продемонстрировать на примере электрооборудования токарно-винторезного станка модели УТ16 и колесно-токарного станка типа КЗТС (рис. 1.5). Рис.1.5. Схема электрическая принципиальная токарно-винторезного станка модели УТ16 Кроме реверсивности главный двигатель станка УТ16 имеет механичес-кий переключатель Р2, позволяющий изменить число пар полюсов обмотки статора. Это бывает необходимо при изменении рабочей частоты вращения. На валу двигателя установлен электромагнитный тормоз ЭМ. На суппорте имеются два концевых выключателя  S12 и S13  для защиты его от недопустимого перемещения. При подъеме защитного кожуха концевым выключателем S11 обесточивается цепь управления двигателем. В шкафу управления работой станка установлены контакторы: К1  для включения двигателя масляного насоса; К2 и К3  для реверсирования двигателя. Предусмотрены реле времени РВ, управляющее контактором торможения К4, выпрямитель VD1-VD4 электромагнитного тормоза ЭМ и понижающий трансформатор Тр 380/36 питания цепей управления. При обесточивании контактора К2 или К3, а также при подъеме кожуха при работающем двигателе замыкается цепь реле времени и контактора К4. Реле времени имеет задержку на срабатывание, поэтому его размыкающий контакт в цепи контактора К4 некоторое время остается замкнутым. Контактор К4 своим замыкающим контактом обеспечивает питание электромагнитного тормоза ЭМ. После срабатывания реле времени его размыкающий контакт обесточивает цепь питания контактора К4 и он размыкает цепь питания электромагнитного тормоза. Силовая часть электрической схемы колесно-токарного станка модели КЗТС (рис. 1.6) состоит из электромашинного усилителя М2-G1 для питания обмотки возбуждения генератора G4, главного двигателя M6 и генератора G5 для питания обмотки возбуждения главного двигателя. Контактами контакторов К1 и К2 изменяется направление тока в обмотке возбуждения двигателя, а реостатом 15 регулируется частота вращения двигателя. Станок оборудован гидравлической системой, состоящей из насоса 8, коллектора 10, электрогидравлических золотников 11 и гидроцилиндров для подъема колесной пары 13 и перемещения левого и правого суппортов 12 и 14. Приводами электромашинного усилителя, генераторов и насоса являются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (2, 3, 7). Рис.1.6. Силовая схема электрооборудования колесно-токарного станка КЗТС Станки с числовым программным управлением, в которых имеются дополнительные устройства типа роботов-манипуляторов. Порядок выполнения операций задается программно с помощью встроенного контроллера или ЭВМ. 1.4. Сварочное оборудование На вагоноремонтных предприятиях, особенно при ремонте грузовых вагонов, широкое распространение имеет как дуговая, так и газовая сварка. Электросварочные работы осуществляются при помощи сварочных аппаратов (рис. 1.7) и сварочными полуавтоматами [3]. Для ручной дуговой сварки широко используются аппараты типа СТЭ, СТАН, СТН, ТД и др. Это специальные виды одно- и трехфазных трансформаторов. Существует два основных принципа построения сварочных трансформаторов: с нормальным магнитным рассеянием и дополнительным индуктивным сопротивлением – дросселем, а также с искусственно увеличенным магнитным рассеянием. Рис.1.7. Расположение обмоток в сварочных трансформаторах Трансформаторы первой группы бывают двух основных типов: в двухкорпусном исполнении с отдельным дросселем (рис. 1.7, а), у которых между обмотками трансформатора 1 и дросселем 2 имеется только электрическая связь, а величина сварочного тока регулируется путем изменения воздушного зазора 3 в магнитопроводе дросселя; в однокорпусном исполнении (рис.1.7, б) между обмотками трансформатора и дросселя существует как электрическая, так и магнитная связь. Трансформаторы этого типа экономичнее и удобнее в эксплуатации. В трансформаторах в однокорпусном исполнении необходимые внешние характеристики создаются за счет изменения реактивного сопротивления трансформатора. Это достигается за счет принудительного изменения рассеяния между первичной 4 (рис. 1.7, в) и вторичной 5 обмотками или за счет изменения величины рассеяния магнитосиловых линий при помощи магнитного подвижного шунта 6 (рис. 1.7, г), вводимого в зазор между удаленными друг от друга обмотками 4 и 5. На рис. 1.7, д показана схема трансформатора, в котором наряду с основными обмотками 4 и 5, размещенными на различных стержнях магнитопровода, имеется дополнительная обмотка 7, охватывающая обе основные обмотки. Включая дополнительную обмотку 7 встречно или согласно основным, изменяют сопротивление трансформатора и его характеристику. Выпускаются трансформаторы с шунтом 8 (рис. 1.7, е), магнитное поле которых регулируется подмагничивающей катушкой 9, а также трансформаторы с магнитной коммутацией потоков (рис. 1.7, ж). В этом случае часть витков вторичной обмотки 5 вынесена в верхнее окно, что позволяет регулировать наклон характеристик. В вагоноремонтном производстве нашли применение трансформаторы всех описанных видов. Их основные характеристики приведены в прил. 1. Трансформаторы типа СТЭ имеют отдельные дроссели, типа СТН и ТСД  один корпус с поворотным сердечником, типа ТС и ТД  подвижные обмотки, типа СТШ  подвижный шунт, типа ТСМ  ярмо рассеяния, типа ТДФ  подмагничивающий шунт. Для производства сварочных работ на постоянном токе применяются сварочные выпрямители и генераторы (машинные преобразователи). Схема выпрямителя с трехфазным трансформатором и выпрямительным блоком, собранного по трехфазной мостовой схеме, показана на рис. 1.8. Сварочные выпрямители состоят из трансформатора Тр и блока выпрямителей VD1-VD6. Для получения нормального переноса электронного металла в дуге в комплект выпрямителя входят дроссели Др1-Др3, включенные в цепь постоянного тока. В основном применяют многофазные выпрямители. В выпрямителях с пологопадающей характеристикой используют трансформаторы с малым сопротивлением короткого замыкания. Для получения падающей характеристики необходимы трансформаторы с дросселями или с развитым магнитным рассеянием, аналогичные ранее описанным. В современных выпрямителях в основном применяют кремниевые диоды, которые отличаются незначительными размерами и, как следствие, очень тяжелым тепловым режимом. Поэтому диоды закрепляют на радиаторах. Рис. 1.8. Электрическая схема трехфазного мостового выпрямителя Сварочные генераторы  это специальные виды электрических машин постоянного тока. Заданные внешние характеристики могут быть получены различными путями: за счет применения генератора постоянного тока с жесткой характеристикой и последовательным включением в сварочную цепь балластных резисторов (такая схема применяется в многопостовых сварочных генераторах) или за счет применения генераторов с магнитным потоком, изменяющимся в зависимости от величины сварочного тока. Эти генераторы могут быть разделены на три основные группы: с обмоткой независимого возбуждения и размагничивающей последовательной обмоткой, с самовозбуждением и размагничивающей последовательной обмоткой, с самовозбуждением и с размагничивающим действием реакции якоря. Схема сварочного генератора с падающей характеристикой представлена на рис. 1.9, а, а универсального сварочного генератора  на рис. 1.9, б. На рис. 1.9, а намагничивающая обмотка (НО) питается от третьей дополнительной щетки «с». Благодаря поперечной реакции якоря напряжение между третьей и основной щетками мало зависит от тока нагрузки. Режим сварки регулируют при помощи реостата Р в цепи намагничивающей обмотки возбуждения НО, который определяет напряжение холостого хода генератора. При коротком замыкании напряжение дуги равно нулю, а электродвижущая сила генератора снижается до величины, уравновешивающей падение напряжения в сварочной цепи. Для расширения пределов регулирования от размагничивающей обмотки (РО) имеется дополнительный вывод. Рис.1. 9. Электрические схемы сварочных генераторов Универсальный сварочный генератор (см. рис. 1.9, б) позволяет получать внешние характеристики различной формы и регулировать динамические свойства генератора. Включая последовательную обмотку СО встречно или согласно и изменяя число витков в обмотке, можно получить жесткую или падающую характеристику. Соответствующие динамические свойства генератора достигаются включением витков регулируемого дросселя Д. Технические данные некоторых сварочных выпрямителей и преобразователей приведены в прил. 2 и 3. Выпрямители группы ВД имеют падающую внешнюю характеристику, ВС и ВДГ  пологопадающую, а ВСУ  универсальные с падающей и пологопадающей характеристиками. Значения, приведенные в числителе в таблице прил. 2, относятся к падающей характеристике, а в знаменателе – к жесткой. Преобразователи типа ПС и ПСО имеют падающую внешнюю характеристику, типа ПСГ  пологопадающую. 1.5. Освещение вагоноремонтных предприятий Освещение вагоноремонтных предприятий можно разделить на внутренее и наружное. Внутреннее освещение осуществляется лампами накаливания, люминесцентными и дроссельно-ртутными лампами (ДРЛ), наружное – лампами накаливания и ДРЛ [4]. Лампа накаливания (рис. 1.10) состоит из стеклянной колбы 1 и металлического цо-коля 9. Внутри лампы установлен стеклян-ный штабик 5, в который впаяны металли-ческие крючки 3, они удерживают вольфра-мовую спираль 2, концы которой приварены к электродам 6. Один конец электрода при-паян к нижнему контакту 11, отделенному от цоколя изолятором 10, другой – к цоко-лю. В верхней части штабика имеется линза 4, в средней – лопатка 7 и в нижней – штенгель 8, предназначенный для вакуумирова-ния колбы. Стремление к повышению эффектив-ности ламп накаливания привело к примене-нию двойных спиралей (биспиральные лампы). С целью уменьшения распыления вольфрама и повышения рабочей температуры спирали лампы наполняются инертными газами и их смесями при повышенном давлении (обычно  0,1 МПа). Наличие газовой среды приводит к дополнительным тепловым потерям, поэтому для наполнения ламп используются тяжелые инертные газы или их смеси, например аргон с добавкой азота, криптона. Доля электрической энергии, превращенная в световую, исчисляется всего несколькими процентами. В табл. 1.4 приведен баланс энергии в лампе накаливания мощностью 100 Вт. Основными характеристиками ламп накаливания являются номинальное напряжение, электрическая мощность, световой поток; световая отдача; цветность излучения и средняя продолжительность горения. Световые и электрические характеристики ламп накаливания общего назначения напряжением 220 В приведены в табл. 1.5. Таблица 1.4 Энергетический баланс нормальной осветительной лампы накаливания мощностью 100 Вт, % Распределение энергии Тип лампы вакуумная газонаполнненная со спиральной нитью биспиральная газонаполнен-ная Биспиральная с криптоновой смесью Излучение в видимой части спектра 7 10 12 13 Невидимые излучения 86 68 74 76 Потери на теплопроводность через держатели 7 3 2 2 Потери на конвекцию через газ – 19 12 9 Таблица 1.5 Световые и электрические характеристики ламп накаливания общего назначения напряжением 220 В Тип лампы Номинальная величина Предельная величина мощность, Вт световой поток, лм мощность, Вт световой поток, лм В 220-15 15 105 16,5 95 В 220-25 25 210 27 195 Б 220-40 40 380 42,5 350 БК 220-100 100 1400 106 1300 Г 220-200 200 2800 209 2600 Г 220-300 300 4500 313 4150 Г 220-500 500 8200 521 7600 Г 220-750 750 13100 781 12400 Г220-1000 1000 18500 1041 17200 В обозначении лампы первая буква характеризует наполнение лампы (В – вакуумная; Б – спираль биметаллическая; Г – газонаполненная); вторая буква указывает на то, что в газовой смеси есть криптон; первая цифра  номинальное напряжение в вольтах; вторая  мощность в ваттах. Изменение напряжения существенно влияет на характеристики лампы. Приближенно можно считать, что при увеличении напряжения на 1 % световой поток увеличивается на 2,7 %, а срок службы уменьшается на 13 %. Люминесцентная лампа массового применения (рис. 1.11, а) представляет собой стеклянную трубку (колбу) 1, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора 2 (твердого кристаллического порошкообразного вещества). По обоим концам трубки укреплены цоколи 3 с электродами 4, к которым прикреплены вольфрамовые биспирали 5. После вакуумирования колба наполняется дозированным количеством ртути и инертным газом при давлении 400 Па (3 мм рт. ст.). Рис. 1.11. Электрическая принципиальная схема включения люминесцентных ламп в сеть Для того чтобы лампа начала светиться, необходимо выполнение двух условий: разогреть нити накаливания, после чего приложить напряжение по концам лампы. При разогреве нити накаливания вблизи ее поверхности возникает «облако» свободных электронов. Приложенное напряжение приводит к направленному движению электронов от катода к аноду, на своем пути они встречаются с атомами ртути и возбуждают их. При возвращении в исходное состояние атомы ртути излучают энергию в области ультрафиолетового спектра, которая возбуждает атомы люминофора. Последние, возвращаясь в свободное состояние, излучают энергию в области видимого света. Подбором люминофора можно получить разные цветовые гаммы излучения. Для целей освещения широкое распространение получили лампы белого (ЛБ) и тепло-белого (ЛТБ) света. Включение люминесцентной лампы в электрическую сеть осуществляется с помощью специальной пускорегулирующей аппаратуры, которая включает в себя стартер, дроссель и конденсаторы (рис. 1.11, б, в). Стартер служит для замыкания электрической цепи на время, необходимое для разогрева нитей накаливания. Он состоит из стеклянной колбы с инертным газом, в которой находятся два электрода, один из которых биметаллический. При включении лампы в сеть между электродами стартера возникает тлеющий разряд с выделением тепла. За счет выделившегося тепла биметаллический электрод меняет свою геометрию, и происходит замыкание контактов. Через нити накаливания начинает течь ток, и они разогреваются. При замыкании контактов тлеющий разряд прекращается, биметаллический электрод остывает и занимает прежнее положение. Напряжение оказывается приложенным по концам лампы. Электронный процесс приводит к ее свечению. Дроссель выполняет функцию балластного резистора. Приложенное напряжение делится между лампой и дросселем. Падение напряжения на лампе недостаточно для появления тлеющего разряда в стартере, поэтому вторичного замыкания контактов в стартере не происходит. При питании переменным током лампа за один период светится и гаснет дважды, поэтому в одноламповых светильниках существенно сказывается стробоскопический эффект, приводящий к утомляемости глаз. Для уменьшения этого эффекта применяются двухламповые светильники, в которых питающее напряжение каждой лампы имеет некоторый сдвиг по фазе (см. рис. 1.11, в). Люминесцентные лампы высокого давления (0,3 – 1,5 МПа) с исправленной цветностью применяются для освещения больших помещений и территорий. Лампа представляет собой стеклянную колбу 2, внутри которой размещена кварцевая разрядная трубка 1 (рис. 1.12). В разрядную трубку вводится дозированное количество ртути и аргон для облегчения зажигания и улучшения условий работы электродов 3, установленных по концам разрядной трубки. На внутренней поверхности колбы нанесен люминофор, преобразующий излучение ртутного разряда в видимое. Для ламп ДРЛ характерна высокая светоотдача (50  60 лм/Вт), значительный срок службы (10  16 тыс. ч) и компактность. Промышленностью выпускаются лампы на мощность 80, 125, 250, 400, 700 и 1000 Вт. Устойчивый и номинальный световой поток устанавливается через 5  7 мин после включения лампы, а повторное зажигание лампы после выключения возможно только когда она остынет, т. е. через 10 – 15 мин. Расчет освещения производят c целью выбора количества, типа и мощности ламп и светильников либо с целью проверки соответ-ствия имеющейся освещенности санитарным нормам, регламентированным для определен-ного вида работ (поверочный расчет). Поль-зуются, как правило, одним из трех методов расчета: по коэффициенту удельной мощности, по коэффициенту отражательной способности и графоаналитическим способом. В первом варианте расчета суммарная мощность источников света определяется по формуле: P = pS, (1.6) где р – удельная мощность, нормированная для данного помещения, Вт/м2; S – площадь этого помещения, м2. При втором методе учитывается отражательная способность элементов помещения. Расчет производится по формуле: Ф =, (1.7) где Ф – световой поток, лм; Е – освещенность, лк; k, , z, – коэффициенты запаса, отражательной способности и учитывающий запыленность светильника. При расчете графоаналитическим способом определяется освещенность помещения в нескольких точках. По наибольшему и наименьшему значениям определяется коэффициент неравномерности, который не должен превышать допустимой величины. Освещенность в выбранной точке определяется как сумма освещенностей от разных светильников. Освещенность от отдельного светильника определяется по формуле: Е=, (1.8) где I – сила света, кд;  – угол между вертикалью и лучом света, падающего на эту точку; h – высота подвеса светильника. 1.6. Выбор сечения проводов и средств защиты Сечение провода зависит от установленной мощности потребителя, марки провода и способа его прокладки. Конкретные данные приводятся в справочной литературе. Например, в учебном издании «Правила устройств электроустановок» имеется таблица, с помощью которой выбирается необходимое сечение провода. Образец такой таблицы приведен в прил. 4. На первом этапе выбора провода определяют силу тока, протекающего по нему, А: , (1.9) где Pн.i  номинальная мощность i-го потребителя, питающегося от проектируемой цепи, Вт; Uп  напряжение питания, В. На втором этапе задаются способом прокладки (открытый или в трубах) и материалом (медь или алюминий) проводов. На третьем  пользуются данными таблицы прил. 4. В зависимости от выбранного способа прокладки и материала провода находят строчку со значением не меньше рассчитанного по выражению (1.9). В крайней левой колонке против выбранной строчки определяют сечение провода. Следует помнить о том, что не допускается соединять два провода, выполненных из разнородного материала. Защита электрических цепей и потребителей осуществляется плавкими предохранителями и автоматическими выключателями теплового и токового действия. Плавкая вставка предохранителя не должна плавиться при номинальном токе потребителя, а при токе в три раза меньше допустимого тока для данного сечения провода плавкая вставка должна расплавиться. Тепловая защита, установленная для одного потребителя, должна разомкнуть цепь питания потребителя при токе в 2,5 раза меньшем его пускового тока. Защита, установленная для группы параллельно подключенных потребителей, должна сработать при токе в 1,6  2 раза меньшем пускового тока наиболее мощного потребителя. Токовая защита обычно настраивается на десятикратный номинальный ток. Отсюда следует вывод о том, что тепловая защита защищает электрические цепи от перегрузки, а токовая – от коротких замыканий. 2. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 2.1. Системы теплоснабжения Теплоснабжение вагоноремонтных предприятий осуществляется либо от ТЭЦ, либо от специальных котельных [5]. Примерная схема теплоснабжения вагоноремонтного предприятия представлена на рис. 2.1. • Рис. 2.1. Примерная схема теплоснабжения ВРП: 1 – распределительная гребенка; 2 – паропровод; 3 – манометр; 4 – редукционный клапан; 5 – байпас (обводная линия); 6 – гребенка системы отопления; 7 – предохранительный клапан; 8 – водоподогреватель; 9 – компенсаторы; 10 – паровые вентили; 11 – конденсатопровод; 12 – конденсатоотводчики; 13 – канализация; 14 – смеситель; 15 – технологическое оборудование; 16 – отстойник; 17 – грязевик Пар и горячая вода используются для технологических нужд, а в зимнее время и для отопления производственных зданий и сооружений предприятия. Такое отопление запрещается применять на производственных участках, где используются или хранятся карбид кальция, калий, натрий, литий и другие вещества, способные при взаимодействии с водой воспламеняться или взрываться. Паровое или водяное теплоснабжение запрещается применять для помещений, в которых на горячих поверхностях могут осаждаться легковоспламеняющиеся вещества. В систему теплоснабжения предприятия подается вода при давлении больше атмосферного, так как температура кипения зависит от давления. Например, при давлении 0,2 МПа вода кипит при температуре плюс 120 ºС, при 10 МПа – плюс 310 ºС. При поступлении такой воды к потребителю за счет теплообмена или дросселирования меняется давление, и вода превращается в пар. При дальнейшем охлаждении пар конденсируется и в виде конденсата возвращается в котельную. По центральному трубопроводу вода поступает в теплопункт предприятия и через паровой вентиль 10 – в грязевик 17, после чего подается в распределительную гребенку 1. На гребенке установлены манометр 3 для визуального контроля давления, предохранительный клапан 7 и паровой 1 вентиль, от которого идет паропровод к оборудованию, использующему пар. Далее через редукционный клапан вода поступает в другую распределительную гребенку, от которой идут трубопроводы к потребителям горячей воды 14, 15. На ней также установлены манометр и предохранительный клапан. Обе гребенки оборудованы конденсатоотводчиками 12. Использованная вода по трубопроводу 11 возвращается в котельную. В случае сильного загрязнения вода поступает в отстойник 16, после чего сбрасывается в канализацию по трубопроводу 13. Системы теплоснабжения бывают низкого давления (менее 0,07 МПа) и высокого. На вагоноремонтных предприятиях применяют теплоснабжение высокого давления. Горячее водоснабжение для бытовых нужд осуществляется, как правило, нагреванием холодной воды в теплообменных аппаратах (бойлерах). С целью уменьшения теплопотерь при открывании ворот вагоносборочных цехов применяют тепловые воздушные завесы (рис. 2.2). Для этого над воротами устанавливается калорифер 1. Вентилятор 2 всасывает через калорифер воздух из производственного помещения и подает его в канал 3. Щели в канале направлены в сторону проема ворот. Подогретый в калорифере воздух поступает в проем ворот 4, препятствуя проникновению холодного наружного воздуха в производственное помещение. Рис. 2.2. Конструкция (а) и обозначение (б) тепловой воздушной завесы 2.2. Приборы контроля Для визуального измерения давления пара и воды применяют эллиптические манометры (рис. 2.3, а). Чувствительным элементом в них является полая эллипсовидная трубка Пито. Увеличение давления жидкости или газа во внутренней полости этой трубки приводит к перемещению ее свободного конца за счет разности сил, образующихся на поверхностях трубки. Температуру пара или воды измеряют ртутными и спиртовыми термометрами, в основе действия которых лежит тепловое расширение рабочего тела (рис. 2.3, б). Для дистанционного измерения этих параметров используют термопреобразователи и преобразователи давления. Принцип работы термопреобразователей (рис. 2.4, а) основан на изменении удельного сопротивления материала проволочного резистора 1 при изменении температуры. В преобразователях давления (рис. 2.4, б) изменение положения движка 2 резистора 3 происходит под действием сильфона 4 или прогибающейся диафрагмы 5 (см. рис. 2.4, б). Рис. 2.4. Преобразователи температуры и давления Для измерения расхода пара и воды используют расходомеры (рис. 2.5), принцип работы которых основан на считывании частоты вращения крыльчатки 1, расположенной в зоне потока измеряемой среды. Рис. 2.5. Расходомер: 1 – крыльчатка; 2 – счетчик 2.3. Автоматизация работы теплопунктов В настоящее время широко используются автоматизированные системы теплоснабжения (рис. 2.6), которые позволяют не только вести учет потребляемой тепловой энергии, но и регулировать подачу горячей воды с целью поддержания внутри здания неизменного температурного режима, не зависящего от колебаний температуры наружного воздуха. На рис. 2.6 обозначено: 1 – грязевик; 2, 32, 34, 35 – кран шаровый; 3.1 – вычислитель количества теплоты; 3.2, 3.3– преобразователи сопротивления и давления; 4 – преобразователь расхода; 5 – счетчик горячей воды; 7, 36, 37 – фильтр сетчатый с магнитной вставкой; 8, 9, 10 – манометр с арматурой; 11, 12, 13 – термометр технический с арматурой; 14 – регулятор КС 2002, содержащий карту С66 14.1, датчик температуры 14.2, погружной датчик температуры воды 14.3; 15, 16 – насос; 17, 18 – клапан с электроприводом; 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 – дисковый затвор; 26, 27, 28 – балансировочный клапан; 29, 30, 31,33 – обратный клапан; 38 – предохранительный клапан; 39 – пластинчатый подогреватель (бойлер). Вода при температуре 150 С из городской системы горячего водоснабжения или из местной котельной поступает на теплопункт предприятия и через разобщительный кран 2, грязевик 1 и сетчатый фильтр с магнитной вставкой 7 подается через преобразователь расхода 4 в узел ввода. После использования вода при температуре 70 С возвращается в систему водоснабжения через разобщительный кран 30 по обратному трубопроводу. При необходимости отключения ветви водоснабжения вода из нее сбрасывается в систему канализации. Элементом, определяющим режим работы системы горячего водоснабжения, является теплосчетчик 3, включающий в себя вычислитель количества тепла 3.1, преобразователи температуры 3.2 и давления 3.3. Сигналы с датчиков поступают в вычислитель 3.1, который управляет преобразователем расхода 4, регулирущим поступление горячей воды в систему отопления. Для подачи горячей воды на объекты производственного назначения и на отопление помещений предназначена распределительная гребенка. Подача горячей воды для бытовых нужд осуществляется через узел горячего водоснабжения (ГВС), выполненный в виде замкнутой системы. Неиспользованная вода подогревается повторно в бойлере 39 и насосами вновь подается в расходный трубопровод. Температурным режимом управляет регулятор 14. 3. СНАБЖЕНИЕ ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ 3.1. Назначение компрессорной станции Сжатый воздух на вагоноремонтных предприятиях имеет очень широкое применение. На сжатом воздухе работают ручной пневматический инструмент, пневмоподъемники, устройства очистки деталей от пыли, испытываются тормоза вагонов и детали на растяжение и др. [9]. Для получения сжатого воздуха на всех ВРП имеются компрессорные станции, которые представляют собой специальное помещение с двумя и белее компрессорными установоки (рис. 3.1). На рис. 3.1 обозначено: фильтр заборный 1; электромагнитный вентиль на водопроводе 2; реле протока 3; электромагнитный вентиль продувки 4; электроконтактный манометр 5; воздухосборник (ресивер) 6; градирня 7; водоохладитель трубчатый 8; насос 9; компрессор высокого давления 10; термопреобразователь 11; электродвигатель 12; воздухоохладитель промежуточный 13; вентиль (обратный клапан) 14; компрессор низкого давления 15; воздухопровод 16; водопровод 17. Рис. 3.1. Структурная схема компрессорной установки Наружный воздух через заборный фильтр 1 всасывается цилиндром низкого давления 15 и после сжатия поступает в промежуточный воздухоохладитель 13, затем сжимается вторично в цилиндре высокого давления 10 и подается в сборник 6. При сжатии воздух нагревается, что приводит к нагреву рабочих полостей цилиндров, для снижения нагрева они охлаждаются проточной водой. С целью вторичного использования тепла отходящей проточной воды зимой устанавливается теплообменник 8. Летом в качестве теплообменника применяется градирня 7, в которой тепло, отнятое от сжатого воздуха, посредством воды отдается окружающему воздуху. Общий вид компрессорной установки представлен на рис. 3.2, где обозначено: цилиндр 1 первой ступени сжатия; цилиндр 2 второй ступени сжатия; поршни 3 и 4; штоки поршней 5 и 6; сальники 7 и 8; крейцкопф 9; шатун 10; коленчатый вал 11; рама 12; маслопровод 13; всасывающие клапаны 14 и 18; нагнетательные клапаны 15 и 19; промежуточный холодильник 16 и электродвигатель приводной 17. 3.2. Автоматизация работы компрессорной станции Для автоматизации работы компрессорной станции применяют контрольно-измерительные приборы так же, как и при автоматизации работы тепловых узлов (контактные манометры и термопреобразователи для измерения температуры воды и воздуха). Контроль наличия охлаждающей воды обеспечивают реле протока. Электрическая принципиальная схема автоматизированной компрессорной станции представлена на рис. 3.3. На схеме обозначено: реле времени К3 с задержкой на срабатывание 180 мин; реле времени К4 с задержкой на отпускание 26 с; кнопка S3 аварийного отключения электромагнитных пускателей двигателя; переключатель S4 перевода компрессора на холостой ход в ручном режиме; контакт Sв датчика воды в системе охлаждения компрессора; электроконтактные манометры ЭКМ1, ЭКМ2, ЭКМ3; электроконтактный термометр ЭКТ; электромагнитные пускатели 980 и 480 на полную и половинную мощность соответственно; аварийное реле К16; электромагнитный вентиль холостого хода ЭМВ1; электромагнитные вентили ЭМВ2 и ЭМВ3 продувки компрессора; электромагнитный вентиль ЭМВ4 подачи воды в систему охлаждения компрессора. Перед началом работы включается тепловой автоматический выключатель в силовой цепи АВ1, в цепи управления  токовый автоматический выключатель АВ2. Загорается световой индикатор Н1. Вручную открывается вентиль подачи воды. 3.2.1. Исходное состояние элементов схемы При включении автоматических выключателей АВ1 и АВ2 получают питание цепи силовая и управления. Электромагнитный вентиль ЭМВ4 открывается, и в систему охлаждения поступает вода. При наличии воды в системе охлаждения реле протока срабатывает и его нормально закрытый контакт размыкается. Обмотка реле К14 обесточивается. Обмотки электромагнитных пускателей двигателя 980\480, реле времени К3 и К4, реле К2 обесточены. Электромагнитные вентили ЭМВ2 и ЭМВ3 включены на продувку, ЭМВ1 включен на холостой ход компрессора. Так как давления воздуха в системе еще нет, то все электроконтактные манометры удерживают обмотки реле К15, К17, К5,К7 в обесточенном состоянии. Обмотки реле К6 и К8 под током и их контакты подключают пускатель двигателя на полную производительность, а электромагнитный вентиль ЭМВ1  параллельно вентилям ЭМВ2 и ЭМВ3. Температура в системе охлаждения нормальная и обмотки реле К9 и К16 обесточены. 3.2.2. Взаимодействие элементов схемы После нажатия на кнопку S1 получает питание обмотка реле К1, реле срабатывает и становится на самопитание. Реле К1 своими замыкающими контактами включает обмотку пускателя, и двигатель компрессора включается с частотой вращения 980 об/мин, цепь обмоток электромеханических реле времени К3 и К4, а также подготавливает к включению реле К2. Реле К3 своим безынерционным контактом замыкает цепь обмотки реле К4, которое замыкает цепь электромагнитных вентилей и подготавливает к работе реле К2. Начинается продувка системы. По истечении 20  25 с реле К4 замыкает свой контакт в цепи обмотки реле К2, которое после срабатывания разрывает цепь питания электромагнитных вентилей ЭМВ1, ЭМВ2 и ЭМВ3. Одновременно размыкается контакт К4 в цепи ЭМВ. Компрессор начинает работать на полную мощность. Давление в системе начинает повышаться. При давлении 0,2 МПа реле ЭКМ3 замыкает контакт, но реле К15 не может сработать, так как контакт реле К17К17 разомкнут. При давлении 0,4 МПа не получает питание реле К17, так как разомкнут контакт реле К5. При давлении 0,5 МПа обмотка реле К5 получает питание и становится на самопитание. Одновременно размыкается цепь обмотки реле К6, которое своим перекидным контактом замыкает другую обмотку пускателя, и двигатель переключается на частоту вращения 480 об/мин. Если давление продолжает расти, то при давлении 0,6 МПа реле К7 сработать не может, так как разомкнут контакт реле К5. При повышении давления в системе до 0,8 МПа ЭКМ2 запитает цепь обмотки реле К7, оно разомкнет цепь обмотки реле К8. Перекидной контакт этого реле подключит электромагнитный вентиль ЭМВ1 и компрессор перейдет на холостой режим работы. Если давление будет понижаться, двигатель включится на половину производительности. При дальнейшем понижении давления до 0,5 МПа, изменений в работе схемы не произойдет. Когда замкнется контакт 4 в ЭКМ1 получит питание обмотка реле К17 и своим замыкающим контактом включит электромагнитные вентили ЭМВ1,ЭМВ2 и ЭМВ3. Начнется продувка, а компрессор перейдет на холостой режим работы. Это приведет к резкому снижению давления в системе. Контакт минимального давления ЭКМ3 замкнет цепь питания обмотки реле К15, оно разомкнет цепь питания обмотки реле К17, а реле К17 разомкнет цепь обмотки реле К5. Электромагнитные вентили обесточатся и получит питание обмотка реле К6. Компрессор переключится на полную производительность. В случае повышения температуры сжатого воздуха в первой ступени выше установленной величины или при прекращении подачи воды в систему охлаждения срабатывают реле К9 или К14. Реле К9 замыкает цепь обмотки реле К16. Размыкающие контакты реле К14 и К16 находятся в цепи обмотки реле К1. При его отпускании все цепи с контактами К1 обесточиваются. Одновременно включаются световой индикатор и сирена. Отключить двигатель компрессора вручную можно кнопкой S2 или переключателем S3, а перевести компрессор на холостой ход – выключателем S4. 4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ВАГОНОРЕМОНТНОМ ПРЕДПРИЯТИИ Как следует из рассмотренного материала, вагоноремонтное предприятие является в основном потребителем электроэнергии, поэтому практически все мероприятия по экономии энергии сводятся к экономии электроэнергии. Экономия электроэнергии в вагонном хозяйстве может быть получена не только при модернизации электроприемников и электросети, но и в результате совершенствования технологии и режима эксплуатации агрегатов и электроустановок в каждом цехе, отделении или на участке. В различных производственных подразделениях это зависит от нескольких факторов. 4.1. Вагоносборочный цех В вагоносборочном цехе используются мостовые и консольные краны, тельферы, электрифицированные домкраты, сварочное оборудование и др. Удельный расход электроэнергии зависит от производственной программы. На рис. 4.1 представлены зависимости удельного расхода электроэнергии Wу от суточной программы ремонта Nс.у в расчете на один условный грузовой (а) или пассажирский (б) вагон. Из графиков на рис. 4.1 следует, что удельный расход электроэнергии становится стабильным и минимальным при ремонте свыше 20 грузовых или четырех пассажирских вагонов в сутки. а б Рис. 4.1. Зависимость расхода электроэнергии от программы ремонта Применение в вагоносборочном цехе современных способов очистки поверхностей деталей (дробеструйный, криогенный и т. д.) и их окрашивания (безвоздушного распыления, в электростатическом поле и т. д.) позволит получить дополнительную экономию электроэнергии. 4.2. Цех текущего ремонта В цехе текущего ремонта наименьший расход электроэнергии достигается при производственной программе более 60 вагонов в сутки (рис. 4.2). Дополнительная экономия электроэнергии достигается за счет применения переносных средств диагностирования систем пассажирских вагонов, а также за счет устройств механизации и автоматизации производственных процессов при обслуживании и текущем ремонте грузовых вагонов. 4.3. Колесно-роликовый цех Основными потребителями электроэнергии являются колесно-токарные станки, моечные машины, индукционные нагреватели, дробеструйные установки. Наиболее рациональным является поточный метод ремонта, который позволяет экономить до 30 % энергии. Для грузовых депо это примерно 15000 кВт·ч в год при годовой программе ремонта свыше 7,5 тыс. вагонов. Применение в технологическом процессе ремонта колесных пар новейших способов промывки деталей (ультразвуковой), индукционного нагрева и других позволит снизить расходы электроэнергии в колесном цехе депо. 4.4. Компрессорная станция Средняя компрессорная станция вагонного депо потребляет более 200 тыс. кВт·ч электроэнергии в год. Основными методами экономии электроэнергии являются устранение утечек воздуха и снижение среднего давления воздуха в рабочих магистралях. Так, например, снижение давления воздуха в рабочих магистралях с 0,7 до 0,5 МПа позволяет экономить до 150 000 кВт·ч электроэнергии в год. Основными мероприятиями, способствующими снижению расхода электроэнергии на выработку сжатого воздуха на компрессорных станциях, являются модернизация компрессоров, автоматизация компрессорных станций, применение технических средств по снижению потерь и непроизводительных расходов сжатого воздуха, охлаждение всасываемого воздуха, подогрев сжатого воздуха, замена сжатого воздуха другими энергоносителями, совершенствование эксплуатации и технического обслуживания пневматического оборудования. 4.5. Промывочно-пропарочная станция Суточный расход электроэнергии средней по мощности станции составляет 2 – 3 тыс. кВт·ч, электровооруженность – от 1,5 до 2,0 кВт·ч на одного рабочего. Внедрение воздухонаправляющих аппаратов при дегазации и сушке цистерн обеспечивает экономию электроэнергии. По сравнению с традиционной промывкой экономия электроэнергии составляет 80 – 100 тыс. кВт·ч в год. Применение современных вентиляционных установок также обеспечивает экономию электроэнергии. Существенная экономия электроэнергии на промывочно-пропарочных станциях может быть достигнута за счет внедрения воздухонаправляющего аппарата для дегазации и сушки цистерн. Наиболее эффективной является схема с верхним расположением воздухонаправляющего аппарата при закрытой горловине и сбросом всего воздуха через сливной клапан. В этом случае имеет место прямоточное движение стекающей по стенкам влаги и потока воздуха. Динамическое воздействие потока воздуха на стекающую по дну влагу и их совместное удаление через сливной клапан позволяют уменьшить время сушки. 4.6. Подготовка пассажирского состава в рейс При подготовке пассажирского состава в рейс с учетом промывки его в вагономоечной установке летом и электроотопления зимой затрачивается 200 – 300 тыс. кВт·ч электроэнергии в год. Экономия электроэнергии может быть достигнута увеличением производительности вагономоечной машины и соблюдением режима электроотопления вагонов. В целях повышения уровня эффективности использования электроэнергии на этих пунктах необходимо управление автоматизированным поочередным включением питающих фидеров. Это обеспечит симметричную нагрузку системы электроснабжения, возможность предварительного опроса освобождаемых колонок для их коммутации, подключение и отключение высоковольтной кабельной магистрали поезда, отключение силового трансформатора при отсутствии нагрузки. Технико-экономические расчеты показывают, что внедрение такого устройства позволит в 1,5  2 раза снизить в мощность силовых трансформаторов, 25  35 % уменьшить на затраты денежных средств, существенно сократить расход электроэнергии. Опыт эксплуатации стационарных установок электроотопления пассажирских поездов на государственных железных дорогах Германии показал, что применение ЭВМ для управления работой пункта подготовки вагонов обеспечивает экономию около 35 % средств на установленную мощность трансформаторов и расходов на электроэнергию. Следует отметить, что при длительном отстое современных пассажирских вагонов в ожидании рейса с системой отопления, заполненной незамерзающей жидкостью (антифризом, тосолом и т. д.), не требуется затрат электроэнергии на поддержание температурного режима. Это позволяет экономить до 400 кВт·ч электроэнергии в расчете на каждый вагон эксплуатационного парка. Библиографический список 1. Поплавский А. Н. Стационарная энергетика железнодорожного узла / А. Н. Поплавский, Б. Д. Краснов, В. В. Недачин. М.: Транспорт, 1986. 279 с. 2. Ушаков Н. С. Эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков / Н. С. Ушаков, В. Л. Кузнецов. Л.: Машиностроение, 1968. 280 с. 3. Технология электрической сварки металлов и сплавов Под ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. 768 с. 4. Епанешников М. М. Электрическое освещение: Учебное пособие / М. М. Епанешников. М.: Энергия, 1973. 352 с. 5. Сибикин Ю. Д. Отопление и вентиляция / Ю. Д. Сибикин. М.: Академия, 2004. 304 с. 6. Береза А. И. Водоснабжение на железнодорожном транспорте / А. И. Береза, Ю. И. Коробов. М.: Транспорт, 1991. 344 с. 7. Гольстрем В. А. Справочник энергетика промышленных предприятий / В. А. Гольстрем, А. С. Иваненко. Киев: Техника, 1979. 463 с. 8. ВНТП 02-86. Нормы технологического проектирования депо для ремонта грузовых и пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1987. 32 с. 9. Правила устройств электроустановок (ПУЭ). М.: Энергия, 1966. 464 с. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Технические данные наиболее распространенных сварочных трансформаторов Тип трансформатора Сила номиналь-ного сварочного тока, А Продолжи-тельность работы, % Пределы регулирования тока, А Номинальное вторичное напряжение, В Напряжение холостого хода, В Потребляемая мощность, кВ·А КПД Коэф-фициент мощности СТЭ-24 – 65 70 – 500 – 65 30 0,83 0,52 СТЭ-34 – 65 150 – 700 – 60 42 0,85 0,52 СТН-500 500 64 150 – 700 – 60 38,5 0,85 0,54 ТСД-500-1 500 60 200 – 600 45 80 48,5 0,87 0,52 ТСД-1000-4 1000 60 400 – 1200 42 69 и 78 76,0 0,90 0,62 ТС-300 300 60 110 – 385 30 59,5 – 62,0 23,5 0,85 0,51 ТС-500 500 60 160 – 650 30 55,5 – 59,5 37,0 0,85 0,53 ТД-300 300 60 60 – 400 30 61 – 79 19,4 0,86 0,51 ТД-500 500 60 85 – 700 30 60  76 32,0 0,87 0,53 СТШ-300 300 60 110 – 405 30 63 20,5 0,88 0,52 СТШ-500 500 60 140 – 650 30 60 33,0 0,90 0,53 СТШ-500/80 500 60 60 – 800 50 80 44,5 0,92 – ТСМ-250 250 60 92 – 250 25 60 16,0 0,69 0,55 ТДФ-1000 1000 20 400 – 1200 44 68 – 71 82,0 0,87 – ТДФ-1600 1600 100 600 – 1800 60 95 – 105 182,0 0,88 – ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Технические данные сварочных выпрямителей Выпря-митель Номинальный сварочный ток, А Продолжи-тельность работы, % Пределы регулирования силы тока, А Номинальное вторичное напряжение, В Пределы регулирования напряжения, В Напряжение холостого хода, В КПД ВД-101 125 60 20 – 120 25 – – 0,60 ВД-301 300 60 45 – 300 32 – 65 – 68 0,70 ВСС-120-А 120 65 15 – 130 25 – 63 0,68 ВС-300 270 100 30 – 300 30 20 – 40 – 0,71 ВДГ-301 300 60 40 – 300 30 15 – 32 – 0,72 ВС-600 500 60 100 – 500 16 – 41 16 – 41 21 – 53 0,75 ВС-1000 1000 60 – 20 – 68 20 – 65 38 – 85 0,78 ВСУ-500 60 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Технические данные сварочных преобразователей Источник питания Номинальный сварочный ток, А Продолжи-тельность работы, % Пределы регулирова-ния тока, А Номинальное вторичное напряжение, В Пределы регулирования напряжения, В КПД Мощность приводного двига-теля, кВт ПСО-120 120 65 30 – 120 25 – 0,46 4,0 ПС-500 500 65 120 – 500 40 – 0,55 28,0 ПСО-500 500 65 140 – 500 40 – 0,54 28,0 ПСО-300-1 300 65 65 – 340 30 – 0,58 7,5 ПСГ-500 500 65 50 – 500 35 15 – 40 0,65 28,0 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Соотношение допускаемых токов и площади сечения проводов Площадь сечения провода, мм2 Провод в резиновой или ПХВ-изоляции, проложенный открыто Провода и кабели в резиновой или ПХВ-изоляции, проложенные открыто Провода и кабели в резиновой или ПХВ-изоляции, проложенные в трубе двухжильный трехжильный два провода три провода четыре провода один двух-жильный один трех-жильный 2,5 30/24 27/21 25/19 27/20 25/19 25/19 25 21 4,0 41/32 38/29 35/27 38/28 35/28 30/23 32 27 10,0 80/55 70/55 55/42 70/50 60/47 50/39 55 50 Примечание: В числителе указано значение тока в амперах для медного провода, в знаменателе – для алюминиевого. Учебное издание КУЧЕРЕНКО Виктор Константинович, ПОДОЛЯК Сергей Иванович ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Конспект лекций _________________________ Редактор Н. А. Майорова *** Подписано в печать .06.2009. Формат 60 × 84 1/16. Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ.л. 2,9. Уч.-изд. л. 3,2. Тираж 250 экз. Заказ . ** Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа Типография ОмГУПСа * 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35