Схема управления комбинированным отоплением.

Лекция 6. Схема управления отоплением

Общие сведения о системе отопления

Наибольшее распространение получила система водяного отопления с комбинированным электроугольным котлом. Объём воды в системе отопления 855 литров, из которых 370 литров находится в котле и расширителе.

Котел имеет угольную топку и 24 трубчатых нагревательных элемента (ТЭНа), мощностью по 2 кВт каждый. Элементы расположены в водяной рубашке котла и закреплены на опорном фланце через резиновые уплотнения. Для защиты от случайного касания они закрыты кожухом, на котором установлена защитная блокировка (схемный номер Э39). При поднятии кожуха для осмотра элементов высокое напряжение отключается.

Нагревательный элемент выполнен из проволоки с высоким удельным сопротивлением (нихром, фехраль). Спираль навита на керамический стержень, который смонтирован в кварцевой трубке, закрытой стальным кожухом. Между кварцевой трубкой и кожухом имеется слой графитового порошка. Кварц обладает высокой термостойкостью, длительно выдерживает нагрев до 1100⁰ и нечувствителен к изменению температуры.

Верхний конец спирали приварен к дугозащитной пружине, нижний – к пружине, компенсирующей изменение длины спирали при нагревании или охлаждении. Пружины соединены с выводным зажимами. Чтобы при перегорании спирали давление внутри трубки не повышалось, в изоляторе есть отверстие, соединяющее полость трубки с атмосферой.

Нагревательный элемент рассчитан на номинальное напряжение 500 В, наибольший нагрев спирали 1280⁰, срок службы 10 000 часов. При питании элементов от сети 3000 В элементы соединены в 4 группы по 6 элементов в каждой.

Рисунок 6.1 – Нагревательные элементы котла

Электрическая энергия к котлам вагонов подаётся от электровоза через высоковольтную магистраль. Она рассчитана на передачу суммарной мощности 800 Квт. Её выполняют проводом сечением 95 кв. мм с изоляцией, рассчитанной на напряжение 4000 В. Прокладывают под вагонами в алюминиевых трубах. В торцовых частях вагона имеющие междувагонные соединения, состоящие из розетки, штепселя с кабелем и холостого приёмника. Их конструкция а) защищает персонал от попадания под высокое напряжения; б) надёжно изолирует токоведущие части от короткого замыкания на корпус.

Розетки снаб­жены замками, которые не позволяют разъединить междувагонные сое­динения без специального ключа; этот ключ во время рейса находится у машиниста локомотива и выдается начальнику поезда только после опускания токоприемника.

Схема управления комбинированным отоплением.

Исполнительной частью схемы управления является контактор К8, осуществляющий включение нагревательных элементов. Ка­тушка К8 (62) получает питание от провода 503 по цепи контактов реле Э38, Э39 и Э42, регулировочного реле Р25 и дифференциаль­ного реле Р28.

Сигнальные лампы Л90 (60), Л91 (58) и Л92 (59) показывают со­стояние высоковольтной схемы отопления. Лампа Л90 загорается при наличии высокого напряжения и включенном контакторе К8. Лампа Л91 загорается при включении К8 независимо от того, есть ли напряжение в высоковольтной магистрали. Лампа Л92 включает­ся при срабатывании дифференциального реле Р28.

Режим работы котла находится под контролем трех датчиков. Один из них Э43 (52) контролирует уровень воды, два другие Э70 (54) и Э44 (56) температуру. Датчик Э70 срабатывает при температуре воды 85° С, а Э44 — при температуре 95° С. Сигналы, поступающие от датчиков, усиливаются при помощи специальных полупровод­никовых реле Э36, Э69 (54) и Э37 (56), исполнительные контакты которых находятся в схеме управления отоплением. Поскольку полупроводниковые реле чувствительны к колебаниям напряжения, то их входы шунтированы стабилитронами ПП16—ПП19. Испол­нительным элементом реле Э36 служит промежуточное реле Р24 (46), в цепь питания которого введены размыкающие контакты Э36. В этой же цепи находится и собственный замыкающий контакт Р24. Исполнительным элементом реле Э69 и Э37 служит реле Р25 (47), в цепь питания которого включены их контакты Э37 (50) и Э69 (51).

Ртутные термоконтакторы Тп8(49) — Tп11(53) и исполнительное реле Р25 (47) осуществляют автоматический режим ра­боты системы отопления, поддерживающий в вагоне заданную темпе­ратуру. Ручной или автоматический режим работы схемы обеспе­чивается переключателем В57 «отопление», порядок замыкания контактов которого приведен в таблице.

Переключатель имеет четыре положения: два («отстой», «нормальный») — на автоматическом режиме, нулевое положение и одно — на ручном режиме. В нулевом положении все контакты переключателя разомкнуты и ни один из элементов цепи управления не получает питания, контактор К8 отключен — отопление не работает.

Автоматический режим «нормальный»

Схема автоматики в это режиме должна обеспечивать поддержание температуры внутри вагона в пределах 18—22° С. В положении переключателя В5 «нормальный автоматический» режим замыкаются два параллельных контакта В57 (50, 51) и контакт В57 (47). Замыкание двойного контакта обеспечивает подачу питающего напряжения к цепям управления. Замыкание контакта В57 (47) ставит работу реле Р25 в зависимость от состояния термоконтакторов Тп8, Тп9, контролирующих температуру воздуха.

Для включения высоковольтного контактора К8 должны быт замкнуты контакты Р28, Р25, Э39, Э42, Э38, включенные в общую цепь катушки контактора К8. Это выполняется, если:

- закрыты защитным кожухом высоковольтные вводы нагревательных элементов котельном отделении (замкнут контакт Э39);

- крышки подвагонных ящиков с высоковольтным оборудованием (при этом замыкаются контакты Э38 и Э42).

Отопительная система должна быть заполнена водой. В этом случае замыкается контакт реле Э36 в цепи питания катушки Р24 (46). Однако реле вследствие разомкнутого собственного контакта Р24 (46) не включается. При отключенном реле Р24 включается реле Р25 (47), которое получает питание через замкнутый контакт Р24 (49). Один контакт Р25 (48), замыкаясь, подает питание на цепи термоконтакторов Тп9 — Тп10, второй Р25 (62) размыкает цепь катушки контактора К8.

После нажатия кнопки Кн10 (46) «Отопление» включается реле Р24, которое одним из своих контактов Р24 (46) становится на самоподхват, другим Р24 (49) размыкает цепь питания реле Р25 (47) по проводу 517. В дальнейшем включенное (или отключенное состояние реле Р25, а, следовательно, и контактора К8 будет зависеть от состояния термоконтакторов, определяемого температурой в вагоне. Если температура ниже 20° С, то разомкнутые контакты термоконтакторов Тп9 (48) и Тп8 (49) исключают возможности питания реле Р25 по проводу 526. Контакт Р25 (62) замыкается Второй контакт кнопки Кн10 (61), размыкаясь после нажатия кнопки, восстанавливает дифференциальное реле, контакт которого Р28 (62) замыкается, что приводит к включению контактора К8 Отопление начинает работать. Одновременно загораются сигнальные лампы Л91 и Л90.

По мере повышения температуры в вагоне цепи термоконтакторов начнут поочередно замыкаться. При температуре 20° С, когда замкнется цепь термоконтактора Тп9, катушка Р25 не получит пи­тания, так как в ее цепи находится собственный разомкнутый кон­такт Р25 (48). При температуре 22° С замкнется термоконтактор Тн8 и включится реле Р25 через замкнутый контакт В57 (47). Его контакт Р25 (62) размыкается, отключая контактор К8, который в свою очередь отключает отопление и снимает питание с катушки сигнального реле Р27. Одновременно погаснут сигнальные лампы Л91 и Л90. Как только температура в вагоне станет ниже 22° С, разомкнётся термоконтактор Тп8. Однако изменений в схеме управ­ления это не вызовет, так как катушка реле Р25 продолжает по­лучать питание через собственный контакт Р25 (48) и контакт Тп9. Сопротивление резистора R68 в цепи питания реле Р25 подобрано таким образом, чтобы ток катушки превышал ток удержания и обеспечивал включенное состояние реле.

Снижение температуры ниже 20° С вызовет размыкание контакта Тп9 и введение в цепь питания реле Р25 дополнительного сопротивления резистора R63, что приведет к его отключению, замы­канию контакта Р25 (62) и включению контактора К8.

Отключение отопления может произойти при недопустимом понижении уровня воды в котле или при повышении ее температу­ры выше 95° С. В первом случае срабатывает реле Э36 (52), разры­вая цепь питания реле Р24, которое замкнувшимся контактом Р24 (49) подает питание к реле Р25, что приводит к отключению отопле­ния. После этого включить отопление нажатием кнопки Кн10 можно будет, только заправив систему водой. Во втором случае замкнувшийся контакт Э37 (50) подает питание непосредственно к катушке реле Р25. Замкнувшийся при этом контакт Р25 (51) вместе с замкнутым (температура воды выше 85° С) контактом Э69 (51) создает для катушки Р25 (47) дополнительную цепь питания. Повторное автоматическое включение отопления станет возмож­ным только после снижения температуры воды ниже 85° С, когда разорвутся обе цепи питания Р25. Описанный порядок действия за­щитных цепей, контролирующих режим работы котла, сохранится на всех остальных режимах работы отопления.

Автоматический режим «отстой»

В этом положении контакты переключателя В57 (50, 51) остаются замкнутыми. Вместо контакта В57 (47) включается контакт В57 (48), вследствие чего в работу вводятся цепи термоконтакторов Тп10 и Tп11l вместо Тп8 и Тп9. В этом случае реле Р25 может получить питание только по цепям Тп10 и Tп11. Первый термоконтактор замыкается при температуре выше 7° С, второй при температуре выше 10° С. Порядок работы элементов схемы в этом режиме тот же, что и в предыдущем, но температура в вагоне поддерживается в пределах 6—10° С. При тем­пературе 10° С включается Tп11, получает питание реле Р25 и от­ключается контактор К8. При снижении температуры ниже 7° С, когда разрывается цепь термоконтактора Тп10, теряет питание реле Р25 и включается контактор К8.

Порядок включения цепей сигнализации в режиме «отстой», как и во всех последующих, одинаков с ранее рассмотренным режимом.

Ручной» режим.

В положении переключателя В57, соответст­вующем этому режиму, замкнут двойной контакт В57 (50, 51).

Одинарные контакты В57 (47 и 48) разомкнуты. Цепи термоконтак­торов Тп8 — Tп11 из работы исключены. После нажатия кнопки Кн10 включается реле Р24 и размыкается его контакт Р24 (49), отключая реле Р25 и обеспечивая включение отопления.

На ручном режиме температура в вагоне может превысить 22°С, а отопление отключаться не будет до тех пор, пока температура воды в котле не достигнет 95° С. В этом случае включится реле Э37 и замкнувшийся его контакт Э37 (50) подаст питание к реле Р25, обеспечив отключение отопления.