سیستم توزیع برق قطار (Head-end power)

Head end power(HEP) که با نام electric train supply(ETS) نیز شناخته می شود،در سیستم حمل و نقل ریلی کاربرد دارد و سیستم توزیع برق قطارهای مسافربری است. منبع برق معمولا یک لوکوموتیو یا ماشین ژنراتور است که در جلو یا سر قطار قرار دارد و برق مورد نیاز برای گرمایش، نورپردازی و سایر نیاز های الکتریکی برای اقامت را فراهم می سازد. معادل این منبع در سیستم دریانوردی Hotel electric power(HEP) است.ژنراتورHEPمیتواندتوسط موتورجداگانه ای که درلوکوموتیو یا واگن ژنراتورنصب شده است،یا توسط موتوراصلی لوکوموتیوکار کند.در بسیاری از کاربردها نیرو محرکه لوکوموتیو هم نیروی لازم برای موتور اصلی و هم HEPرا تامین می کند. ژنراتور HEP باید توسط موتوری که سرعت ثابتی (RPM) دارد راهندازی شود، تا فرکانس 50 یا 60 هرتز برای خروجی AC آن ثابت باشد.

در سیستم حمل و نقل ریلی،Head end power(HEP) که با نام electric train supply(ETS) نیز شناخته می شود، سیستم توزیع برق قطارهای مسافربری است. منبع برق معمولا یک لوکوموتیو یا ماشین ژنراتور است که در جلو یا سر قطار قرار دارد و برق مورد نیاز برای گرمایش،نورپردازی و سایر نیاز های الکتریکی برای اقامت را فراهم می سازد. معادل این منبع در سیستم دریانوردی Hotel electric power(HEP) است.تلاشهای موفقیت آمیز راه آهن لندن،برایتونوساوت کاستدراکتبر ۱۸۸۱ برای نورپردازی خودروی مسافری بینلندنوبرایتون، منجر به استفاده از الکتریسیته برای روشنایی قطارها در دنیا شد.

سیستم توزیع برق قطار  (Head-end power)

سیستم توزیع برق قطار

واگن ریلی MBAT با کابلهای اتصال الکتریکی head end power با استاندارد US

تاریخچه

در سال ۱۸۴۲ چراغ های نفتی برای روشنایی قطارها معرفی شد.عوامل اقتصادی در ۱۸۷۰،راه آهن های یورکشایر و لاکشمیر را ناچار به جایگزینی روشنایی گازهای زغال سنگ با نفت کرد اما انفجاری در سیلندر گاز در قطار باعث شد که این تجربه را رها سازند. روشنایی نفت-گاز در اواخر ۱۸۷۰ معرفی شد. در اکتبر ۱۸۸۱ روشنایی الکتریکی که با استفاده از ۱۲ لامپ رشته ای کربنی که به ۳۲ سلول باتری اسیدی فوره متصل بود تامین می شد، معرفی شد. این مجموعه قبل از اینکه برای شارژ مجدد جا به جا شوند به مدت ۶ ساعت روشنایی را تامین می کرد.

آزمون نظام مهندسی تاسیسات برقی

پاسخ تشریحی آزمون مهندسی تاسیسات برقی طراحی

راه آهن شمال بریتانیا در سال ۱۸۸۱ موفق شد برای تولید روشنایی قطار از یک دینامو در یک لوکوموتیو بخار Brotherhood استفاده کند، این ایده بعدتر با نام Head-end-power شناخته شد.مصرف زیاد بخار باعث شد این سیستم کنار گذاشته شود. در سال ۱۸۸۳ سه قطار در راه آهن های لندن،برایتون و ساوت کاست جنوبی راه اندازی شدند که برق آنها در قطار و با استفاده از دینامی که توسط یکی از محورها چرخانده می شد، تولید می شد.این سیستم یک باتری اسیدی که در محفظه جلویی قرار دارد را شارژ می کند، تجهیزات در این محفظه کار می کنند و نگهداری می شوند.این سیستم با موفقیت روشنایی الکتریکی قطار را تامین می کند.

در سال ۱۸۸۷ مدل جدیدی از Head –end-power را معرفی کردند بدین صورت که ژنراتورهای بخاری را در واگن های باری قطار هایی مانند فلوریدا اسپشیال و شیکاگو لیمیتد از ایالات متحده قرار دادند و روشنایی الکتریکی همه واگن ها را از طریق سیم کشی تامین کردند.

روشنایی نفت-گازدرمقایسهباروشناییالکتریکیشدیدتربودوتاسپتامبر ۱۹۱۳ بیشترمورداستفادهقرارگرفت،تا زمانی که تصادفی درراه آهن میدلنددرAisgillباعث مرگ تعداد زیادی ازمسافران شد. این حادثه باعث شد تا راه آهن ها برای روشنایی از الکتریسیته استفاده کنند.

سیستم توزیع برق قطار

در دوران باقی مانده از عصر بخار و اوایل دوران دیزل،واگن های مسافربری توسط بخار فشار پایین و اشباع شده با لوکوموتیو، گرم می شدند. الکتریسیته لازم برای روشنایی و تهویه در هر واگن توسط باتری هایی که توسط ژنراتورهای رانده شده با محور شارژ شده بودند یا موتور-ژنراتورهایی که زیر بدنه واگن نصب شده بودند، تهیه می شد. در اوایل دهه۱۹۳۰ تهویه هوا برای قطار ها فراهم شد، انرژی آن از طریق نیروی مکانیکی محور، موتورهای اختصاصی کوچک یا پروپان تامین می شد.

در نتیجه سه سیستم جداگانه روشنایی، گرمایش بخار و تهویه هوا باعث افزایش حجم کار تعمیر و نگهداری و گسترش قطعات شد. سیستمHeed-end-power  تنها با یک منبع برق،انرژی لازم برای تمامی این کارها و بیشتر را برای کل قطار فراهم می کند.

دردوران بخار،تمام وسایل نقلیه درفنلاند و روسیه دارای اجاق چوب یازغالسنگ بودند.دربسیاری ازکشورهای اروپایی،راه حلی برای خطر آتش سوزی درنظرگرفته شد، اما در روسیه چاره ای اندیشیده نشده بود.

موتور

ژنراتورHEPمیتواندتوسطموتورجداگانها یک هدر لوکوموتیو یا واگن ژنراتورنصب شده است،یا توسط موتور اصلی لوکوموتیوکار کند.

موتورهای جداگانه

نیروی رانش ژنراتور در HEP معمولا از طریق یک واحد دیزلی کمکی که از نیرو محرکه اصلی (موتور اصلی) مستقل است،تامین می شود.چنین مجموعه های موتور-ژنراتوربه طورکلیدرمحفظه درعقب لوکوموتیونصب شده است. هردوموتوراصلی وموتورژنراتورHEPمنبع سوخت مشترکی دارند.

برای قطار های کوتاه تر نیز مجموعه ای از موتور-ژنراتور های کوچکتری که زیر واگن ها نصب می شوند،ساخته شده اند.

محرکه اصلی لوکوموتیو

در بسیاری از کاربردها نیرو محرکه لوکوموتیو هم نیروی لازم برای موتور اصلی و هم HEPرا تامین می کند. ژنراتور HEP باید توسط موتوری که سرعت ثابتی(RPM) دارد راهندازی شود،تا فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز برای خروجی AC آن ثابت باشد. مهندس مربوطه نیاز نیست برای جلوگیری از افزایش سرعت جلوی دریچه سوخت را ببندد،چرا که یک سیستم الکترونیکی برای ثابتنگهداشتنفرکانسسرعت را کنترل می کند.

چکیده: Head end power(HEP) که با نام electric train supply(ETS) نیز شناخته می شود،در سیستم حمل و نقل ریلی کاربرد دارد و سیستم توزیع برق قطارهای مسافربری است. منبع برق معمولا یک لوکوموتیو یا ماشین ژنراتور است که در جلو یا سر قطار قرار دارد و برق مورد نیاز برای گرمایش، نورپردازی و سایر نیاز های الکتریکی برای اقامت را فراهم می سازد. معادل این منبع در سیستم دریانوردی Hotel electric power(HEP) است.ژنراتورHEPمیتواندتوسط موتورجداگانه ای که درلوکوموتیو یا واگن ژنراتورنصب شده است،یا توسط موتوراصلی لوکوموتیوکار کند.در بسیاری از کاربردها نیرو محرکه لوکوموتیو هم نیروی لازم برای موتور اصلی و هم HEPرا تامین می کند. ژنراتور HEP باید توسط موتوری که سرعت ثابتی (RPM) دارد راهندازی شود، تا فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز برای خروجی AC آن ثابت باشد.