Панорамный урок «Централизованная система электроснабжения»

Предмет: Электрические аппараты и цепи вагонов

Тема урока: Централизованная система электроснабжения

Цель и задачи урока:

Образовательные:

— познакомить учащихся с особенностями централизованной системы электроснабжения;

— показать значимость централизованной системы электроснабжения и их применение;

— формировать умения сравнивать достоинства и недостатки различных вариантов системы централизованного снабжения.

Развивающие:

— развивать формирования умение воспринимать и осмысливать знания в готовом виде;

— развивать умения работать в должном темпе – писать, чертить;

— способствовать  развитию умению самостоятельной работы с учебником.

Воспитательные:

— воспитание привычки своевременно выполнять заданную работу;

— воспитание ответственности за свое учение.

Тип урока: комбинированный урок

Наглядные пособия: тестовое задание, слайды.

Технические средства обучения: компьютер, медиапроектор.

Эпиграф: « Науку все глубже постигнуть стремись,

Познанием вечного жаждой томись.

Лишь первых познаний  блеснет тебе свет,

Узнаешь: предела для знания нет.»

Фирдоуси

План урока (слайд 4):

Ход урока:

1. Организационный момент:

Здравствуйте, Уважаемые гости. Я рада приветствовать вас на уроке «Электрические аппараты и цепи вагонов». Предмет, которую любят вагонники, и на уроке, которого ждут с нетерпением. (Слайд 1 )

2. Мотивация и целепологание:

Прошли столетия. Творческий гений человека создал железную дорогу и пассажирских вагонов, а коня заменил мощным  локомотивом. Густая сеть рельсовых путей легла на просторы юга нашей Родины. Круглый год, днем и ночью в разных направлениях страны с грохотом проносятся поезда, которые не могут обходиться без электрической энергии. Вы знаете, что пассажирские вагоны по способу обеспечения электрической энергией подразделяются на автономные и централизованные системы электроснабжения. На прошлом уроке мы познакомились с системой автономного электроснабжения. Тема сегодняшнего занятия «Централизованная система электроснабжения». Запишите в тетрадь. Нам сегодня предстоят открытия. (Слайд 2 с эпиграфом). (Слайд  3 с целью урока). Цель нашего урока – познакомить учащихся с особенностями системы централизованного электроснабжения и их применение.

3. Актуализация знаний:

Для достижения цели урока нам необходимо вспомнить материал прошлого занятия. Давайте вспомним.

Фронтальная беседа.

— Что называем системой электроснабжения?

— Какие системы называются автономными?

— Какие стандартные напряжения получают потребители электрической энергии при автономной системе электроснабжений?

— Перечислите преимущество и недостатки системы автономного электроснабжения?

— Объясните упрощенную схему системы автономного электроснабжения с генератором постоянного тока? (Слайд 5)

4.Изучение нового материала

На дорогах нашей Родины, кроме автономной системы электроснабжения, получили и распространение централизованные системы электроснабжения. Разделим тему по плану изучения системы:

1. Род тока и напряжение.
2. Система с вагоном- электростанцией
3. Система централизованного электроснабжения пассажирских вагонов поезда от электровоза
4. Достоинства и преимущества различных систем централизованного электроснабжения.

1. В централизованных системах электроснабжений потребители пассажирских вагонов получают питание от локомотива или вагона – электростанции. От вагона – электростанции с дизель-генераторными агрегатами в пассажирские вагоны обычно поступает трехфазный переменный ток напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц. Если потребители в пассажирских вагонах получают питание от электровоза, то род тока в системе определяется родом тока в контактной сети электрифицированной дороги (номинальное напряжение 3000В). Напряжение в контактной сети электрифицированной дороги, работающем токе, равно 25 кВ; это напряжение уменьшается до 3кВ при помощи специальной обмотки, имеющейся на главном трансформаторе электровоза переменного тока.

А теперь мы будем рассматривать по отдельности схемы централизованного электроснабжения пассажирских вагонов.

2. На железных дорогах эксплуатируются поезда с централизованным электроснабжением от вагона – электростанции мощностью 600кВт. На вагоне – электростанции 13 (слайд 6) установлены дизель-генераторные агрегаты, необходимая коммутационная и регулирующая аппаратура, вспомогательные устройства для пуска, охлаждения дизелей и подачи к ним топлива. Вагон- электростанция устанавливается обычно в головной части поезда за локомотивом 14, чтобы не преграждать пассажирам путь к вагону-ресторану. Работа потребителей пассажирских вагонов зависит от времени года и климатических особенностей местности, по которой следует поезд, поэтому режим нагрузки вагона-электростанции может изменяться в широких пределах. В связи с этим в вагоне-электростанции устанавливают три дизель-генераторных агрегатов мощностью по 200 кВт каждый. Это позволяет в зависимости от нагрузки включать в работу один или несколько дизелей 12 и иметь необходимый резерв при выходе из строя одного из агрегатов. Общий запас дизельного топлива рассчитан на 40 ч непрерывной работы одновременно всех трех дизелей.

Основные источники электроэнергии на вагоне- электростанции- это синхронные генераторы 11, вырабатывающие трехфазный переменный ток напряжением 220/ 380 В, частотой 50 Гц. Все генераторы вагона-электростанции работают параллельно на общее распределительное устройство 10, от которого электрическая энергия через подвагонную электромагистраль 4 и междувагонные соединения 9 подается к пассажирским вагонам 1. В цепи каждого генератора установлена регулирующая, защитная и коммутационная аппаратура. К подвагонной электромагистрали 4 в пассажирских вагонах подключены устройства электрического отопления 8 (электропечи и электрокалориферы), электродвигатели 5 приводов вентиляторов, компрессоров и др., лампы накаливания 2 и другие потребители. Для питания сети аварийного освещения 3 в каждом вагоне имеются аккумуляторная батарея 6 небольшой емкости и зарядное устройство 7, состоящее из трансформатора и выпрямителя. Сеть аварийного освещения  обычно питается постоянным током напряжением 50 В.

Устали? Тогда я предлагаю отвлечься на самостоятельную работу. Перечертите схему системы с вагоном- электростанцией.

3. Система централизованного электроснабжения пассажирских вагонов поезда от электровоза (слайд 7)

При этой системе потребители в пассажирских вагонах делятся на две группы: высоковольтные и низковольтные. Электропечи и электрокалориферы питаются высоким напряжением, подаваемым к вагонам от локомотива по высоковольтный электромагистрали. Род тока для этих потребителей значения не имеет. Поэтому высоковольтная магистраль может быть подключена к локомотиву любого типа, имеющему специальное оборудование для электроснабжения вагонов. Сеть освещения, электродвигатели различных приводов и электробытовые приборы питаются низким напряжением, подаваемым от полупроводникового или электромашинного преобразователя, который при этой системе должен устанавливаться в каждом пассажирском вагоне.

Поезд в пути следования может проходит по участкам, на которых применяют различные видя тяги (электровозы постоянного или переменного тока, тепловозы), поэтому преобразователь должен быть рассчитан как на постоянный, так и на переменный ток. Напряжение в контактной сети электрифицированных железных дорог колеблется в значительных пределах ( на дорогах постоянного тока от 2,7 до 4 кВ; на дорогах переменного тока от 19 до 29 кВ), и следовательно, преобразователь должен иметь специальные устройства для стабилизации напряжения. На пассажирских вагонах устанавливаются также аккумуляторные батареи с зарядными устройствами для питания сети аварийного освещения. При необходимости в таких системах предусматривают вторую низковольтную подвагонную электромагистраль для питания низковольтных потребителей от соседних вагонов а случае выходе из строя собственного преобразователя.

4. Основным преимуществом системы централизованного электроснабжения являются меньшая масса и стоимость электрооборудования, упрощение его эксплуатации и ремонта, а также более дешевая энергия. Рассматривая различные варианты централизованного электроснабжения, следует отметить, что питание вагонов от вагона-электростанции с дизель –генераторными агрегатами позволяет: непосредственно использовать электроэнергию в пассажирских вагонах; применять электрооборудование общего назначения, работающее при стандартном напряжении 220/380 В и частоте 50 Гц; облегчить  выполнение требований техники безопасности, так как в вагоны не подается высокое напряжение (1,5 – 3 кВ). Однако стоимость электроэнергии при этом значительно больше, чем при питании вагонов от локомотива. Электроснабжение вагонов от локомотива наиболее рационально. Но пока энергию от локомотива используют только для электрического отопления.  

Полученные знания вам необходимы, чтобы Вы в дальнейшем могли понять работу электрической сети пассажирских и рефрижераторных подвижных составов.

1. Закрепление изученного материала.

 Тестовое задание с взаимопроверкой (слайд 8). Варианты правильных ответов на слайде (9). По количеству правильных ответов поставьте оценку соседу по парте.

Предлагаю поднять руки учащимся, получившим те или иные оценки.

                                            Ключи к текстовым вопросам:

1. Рефлексия

— Что заинтересовало Вас сегодня на уроке более всего?

— Как Вы усвоили пройденный материал?

— Помог ли сегодняшний урок лучше разобраться в вопросах темы?

— Пригодятся ли Вам знания, полученные сегодня на уроке?

7. Итоги урока. Оценки за урок.

8. Домашнее задание. Зорохович А.Е., Либман А.З. «Электро- и радиооборудование пассажирских вагонов» Стр.24-28