Туту.ру Путеводитель Туту журнал Транспорт Зачем при наличии электропитания нужен старый добрый угольный котёл в вагоне

Зачем при наличии электропитания нужен старый добрый угольный котёл в вагоне

Это преобразователь питания пассажирского вагона дальнего следования. В современном вагоне электричество нужно почти для всего, начиная от 5 Вольт в розетках USB, 220 В в розетках для пассажиров в каждом купе и на микроволновке у проводника, 110 В для системы управления. И ещё не считая таких мелочей, как насосы, водонагреватели, кондиционеры, обеззараживатели и моторы дверей.

Без питания вагон не живёт. Вообще. Даже если сломать вагонный аккумулятор, ваш вагон сможет пользоваться аккумулятором соседнего — это есть в протоколе энергообмена (с точки зрения второго проводника, к нему подключится ещё один потребитель).

И при этом всём даже на самые современные вагоны продолжают ставить угольные котлы.

Как устроен вагон

Чтобы разобраться в том, почему нужен угольный котел, давайте сначала разберёмся, какие вообще основные подсистемы есть у вагона. Вот самый простой случай:

Вагон может цепляться к тепловозу, электровозу или ещё какому-нибудь изобретению сумрачного русского гения. Про дизельные электрички мы уже рассказывали. Есть три варианта передать электричество вагону.

По высоковольтной трассе напряжением 3000 Вольт, вот такой:

По «аварийному» каналу для питания от аккумулятора соседнего вагона 110 Вольт примерно вот через такие коммуникации:

И ещё механическим путём. То есть вращая его колёса. Это настолько элегантное решение, насколько вообще возможно при обеспечении универсальности. Выглядит это вот так:

Это генератор, работающий от вращения колёсной пары. Он связан карданом с одной из колёсных пар, и благодаря вращению пары вращается и вал, генератор вырабатывает электричество.

Что-то тянет за собой вагон, колёса у него крутятся, и часть усилия передаётся на генератор вагона. Генератор представляет собой стандартную схему — «перевёрнутый» электродвигатель.

Кардан можно вручную отсоединить. Это нужно на случай, если что-то заклинит в генераторе и он будет работать как тормоз. В этом случае срабатывает предохранительная муфта и генератор начинает вращаться вхолостую. Отсоединение кардана — это аварийный случай по механическим повреждениям. В случае более высокоуровневых поломок срабатывает предохранитель и генератор начинает вращаться вхолостую.

Различия между автономными вагонами и вагонами с трассой

Вагон с таким генератором, очевидно, катится чуть хуже (с большим усилием), чем вагон без генератора. Потому что на работу этого самого генератора тратится механическая энергия. С точки зрения того, что этот вагон тянет, автономная модель более «шершавая», чем без генерации. Это означает большие потери, например, топлива. Что вполне логично.

С другой стороны, автономные вагоны универсальны и могут входить в состав любого поезда. У них есть полная обратная совместимость с даже паровозами (теми самыми, которые на пару, которые стоят в виде экспонатов на вокзалах) — если прицепить их к такому, получится подвижная паровая электростанция.

Все вагоны оснащены высоковольтной магистралью (для отопления). Не на всех она используется для питания собственных нужд вагона — тогда ставят генератор. Причина в том, что современные вагоны делают с беззазорной сцепкой и герметичным межвагонным переходом, а старая сцепка «гармошкой» (через которую «прорезинивались» некоторые зайцы, причём не всегда выживая в процессе) геометрически несовместима с новыми стандартами. Беззазорная сцепка и герметичный межвагонный переход — это разные поколения вагонов. В итоге мы имеем два стандарта, и всё идёт к тому, что герметичная сцепка будет побеждать.

Естественно, какой вагон выбрать и заказать, решает перевозчик.

Аккумулятор

По очевидным причинам на стоянках и до скорости 35 км/ч от генератора энергия не поступает. Поэтому нужен аккумулятор.

Аккумулятор монтируется во взрывозащищённом боксе (если что-то пойдёт не так, стенка бокса отстрелится и взрывная волна пойдёт наружу от поезда, что быстро и относительно безопасно её погасит). Вот такой же отсек на двухэтажном вагоне:

Напряжение бортовой сети вагона — 110 Вольт. Аккумуляторы ставятся и кислотные, и щелочные — заказчик по региону эксплуатации выбирает разные батареи.

Срок более-менее нормальной эксплуатации аккумулятора — 5–7 лет в хороших условиях. На практике случаются ситуации глубокого разряда без возможности восстановления батареи — например, когда вагон оставили в поле на морозе и некоторое время не трогали. Батарея уходит в критический разряд, и всё.

ПСН

Ещё один ящик под одноэтажным вагоном — ПСН (преобразователь собственных нужд).

Это устройство, которое управляет всеми источниками энергии вагона на входе и раздаёт всем устройствам вагона нужный ток на их входы. В том числе вот на эти розетки:

Проводники, кстати, рассказывают, что особо продуманные граждане уже возят с собой полуторакиловаттные чайники. И ничего, сеть выдерживает. Но это экстрим уже, потому что допустимая мощность розеток в купе — 100 Вт. Больше — это грубое нарушение условий эксплуатации.

Напряжение 110 Вольт вагонной сети гуляет в пределах от 100 до 144 Вольт, и это нормальная ситуация. Раньше у проводника был вольтметр и на нём было видно реальное напряжение. Сейчас стрелочный вольтметр спрятан под панель с сенсорным экраном, а на экране видно данные мониторинга на картинке с разбиением по подсистемам: лучше смотреть на десятки показателей, но раньше ориентировались на опыт и вольтметр.

Все бортовые приборы (включая кулер для воды, который вместо титана в современных вагонах) рассчитаны на этот диапазон напряжений.

ПСН также управляет зарядом батареи. Одна из важнейших частей электроники вагона — организация правильного режима подзарядки (в частности, в аккумуляторном боксе есть датчик и в зависимости от температуры выбирается режим).

Так зачем котёл?

Вагоны в России рассчитаны на диапазон от —50 до +50 градусов. Именно такие производит для заказчика Тверской вагоностроительный завод (все фотографии в посте из цехов). Чтобы эксплуатировать вагон в условиях —50 градусов, нужна система отопления. А она требует очень много энергии. Если есть высоковольтная трасса и на ней есть напряжение, водонагреватель работает от электричества.

Если же поезд двигается по неэлектрифицированному участку железной дороги и при этом нет мощного генератора где-то в составе поезда (когда они есть — это специальные случаи), то нужно где-то брать дополнительную энергию на обогрев.

Её получают химическим образом — просто сжигая дрова и уголь.

А вот так загружают ТВЭЛы:

На самом деле это, конечно, теплоэлектронагреватели, которые монтируются в основание котла.

В двухэтажных вагонах котла и титана нет, равно как и водяного отопления. Только электрика. В двухэтажных вагонах везде централизованное снабжение: нет 3000 Вольт, вагон может работать только на критичные системы на 110 Вольтах от соседнего. Но их пускают только по маршрутам, где полная электрификация пути, поэтому проблем нет.

Вот и всё. Да, мы сейчас говорили про пассажирский вагон дальнего следования. В метровагонах и вагонах электричек может устанавливаться другая система отопления — с раздельным водным контуром и электрокалориферами или вообще без водного контура.

Автор Максим Корсаков

Комментарии

Написать комментарий
Как вас зовут?
Ваш комментарий
Спасибо! Ваш комментарий отправлен на модерацию. После проверки он будет виден другим пользователям.
Показать еще

Похожие статьи

У нас есть огромное сообщество постоянно путешествующих людей. В день в нём задаётся несколько сотен вопросов о том, что правильно делать на месте, как оформлять документы, что нужно и так далее. Примерно треть полезных ответов — это ссылка на какой-то местный чат или телеграм-канал. Собственно, мы решили собрать советы путешественников на одной странице. Вот суперлокальные чаты и каналы,
Поездки по России Въезд в Россию для иностранцев Поездки за рубеж для россиян Авиасообщение Ж/д сообщение Автобусное сообщение Ситуация с турами Планирование отпуска Вывозные рейсы Советы путешественникам С конца 2019 года мир будоражат новости о новом коронавирусе. Эпидемия возникла в китайском городе Ухань. COVID-19 затронул множество стран и регионов. Отследить распространен
Материал устарел Катание на лыжах и сноуборде — дорогой вид отдыха. Примерно треть бюджета отпуска в горах «съедают» траты на ски-пасс. Мы составили рейтинг стран Европы, где пропуск на склоны и подъемники стоит дешевле всего. А заодно узнали, как туда добраться и чем заняться помимо катания. Мы сравнивали горнолыжные курорты с общей длиной трасс от 40 км. Для рейтинга взяли с
Обновлено 2 июня 2023 Открытие границ 2023 Какие страны открыли границу, куда есть рейсы, можно ли уже покупать билеты, что надо знать заранее. Здесь мы, аналитический центр сервиса поездок и путешествий Туту.ру, собираем последние новости по ситуации с открытием границ. Информация постоянно обновляется. Отвечаем на вопросы про транспорт в связи с частичной мобилизацией в РФ Ситуация меня
В марте 2018 года мы провели на Туту.ру опрос. Выяснилось, что четверть пользователей (26%) путешествует всего 1 раз в году. Что делать, если хочется чаще выбираться в новые места, но просто не хватает времени? Рассказываем, как продлевать отпуск и путешествовать круглый год. По Трудовому кодексу РФ, работающие россияне имеют право на 28 дней оплачиваемого отпуска ежегодно.