ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»

Институт транспортной техники и систем управления

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»

Курсовой проект

По дисциплине «Системы управления движением поездов на перегонах»

на тему

«ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ»

Проверил: к. т. н., доц. Мухин Л. В.

Москва – 2017

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Описание типа рельсовой цепи 4

2. Исходные данные 6

3. Расчет нормального режима работы РЦ 8

4. Расчет шунтового режима работы РЦ 12

5. Расчет контрольного режима работы РЦ 15

6. Расчет тока, напряжения и мощности при режиме КЗ 20

7. Расчет напряжения кодирующих транформаторов с одного конца 20

8. Результаты расчетов 22

Выводы 29

Список литературы 30

Введение

Рельсовой цепью называют устройство, состоящее из некоторой длины рельсовой линии, которая используется для передачи электрических сигналов, и аппаратуры, подключаемой к ней в начале (питающие приборы) и конце (приемники, путевые реле).

Рельсовые цепи являются основным элементом современных систем автоматики и телемеханики по регулированию движения поездов на железных дорогах. Они выполняют функции датчика информации о свободности и целостности рельсового пути изолированного участка, а также используются в качестве телемеханического канала связи между проходными светофорами и между путевыми и локомотивными устройствами. От устойчивости их работы зависит функционирование систем интервального регулирования движения поездов.

В основу работы электрических рельсовых цепей положен принцип, наиболее полно отвечающий требованиям безопасности движения поездов. Поэтому рельсовые цепи получили такое широкое распространение и до настоящего времени используются во всех современных системах интервального регулирования движения поездов и устройствах электрической централизации.

Рельсовая линия является воспринимающим элементом, структура и параметры которого изменяются. В зависимости от вида воздействия на рельсовую линию, т.е. выполняемых функций, работа РЦ может быть разбита на отдельные режимы работы:

1. нормальный режим – рельсовая цепь исправна и свободна;

2. шунтовой режим – рельсовая линия исправна и занята;

3. контрольный режим – рельсовая линия имеет обрыв рельса.

При использовании РЦ как телемеханического канала нормируется уровень сигналов в рельсах – режим автоматической локомотивной сигнализации (АЛС). Кроме того, в РЦ проверяется режим работы источника питания при шунтировании поездом рельсовой линии на питающем конце – режим короткого замыкания (КЗ).

Таким образом, работа рельсовой цепи рассматривается в пяти режимах: три первых указанных режима (нормальный, шунтовой и контрольный) характеризуют условия работы путевого приемника; режим автоматической локомотивной сигнализации – условия работы локомотивного приемника; режим короткого замыкания – условия работы генератора или источника питания.

1. Описание типа рельсовой цепи

В данной курсовой работе будет рассматриваться фазочувствительная неразветвленная РЦ 25 Гц при автономной тяге с реле ДСШ-13 (рис.1.). Данная РЦ получила широкое распространение для контроля состояния станционных бесстрелочных участков пути, в связи со своей повышенной помехозащищенностью.

Коэффициентами трансформации n1=27.7, n2=44, изолирующего и питающего трансформатора типа ПРТ-А, осуществляется согласование большого входного сопротивления аппаратуры питающего и релейного концов с низким входным сопротивлением рельсовой линии.

Рельсовая цепь получает питание от путевого трансформатора ПТ находящегося на питающем конце. Регулируется рельсовая цепь изменением напряжения на вторичной обмотке этого ПТ таким образом, чтобы при шунтировании поезда входного конца ток АЛС был не менее 1.2 А, при минимальном сопротивлении изоляции. Такая регулировка вызывает в нормальном режиме перенапряжение на путевом реле, которое гасится дополнительным резистором.

Автоматические выключатели многократного действия типа АВМ-2 установлены для защиты РЦ от перегрузок и токов короткого замыкания.

Для защиты реле от тягового тока параллельно путевому элементу подключается защитный блок-фильтр ЗБ-ДСШ, который устраняет дребезг сектора путевого реле от частоты тягового тока 50 Гц. Состоит он из последовательного LC контура с сопротивлением на резонансной частоте, равной 50 Гц, 20 Ом. На частоте 25 Гц этот блок имеет емкостное сопротивление, благодаря чему компенсируется индуктивная составляющая сигнального тока.

Контроль короткого замыкания изолирующих стыков обеспечивается чередованием мгновенных полярностей (фаз) напряжения смежных рельсовых цепей путем переключения проводов вторичных обмоток путевых трансформаторов на 180° .

Реактор типа РОБС-1А служит в качестве ограничителя тока и обеспечивает необходимое значение входного сопротивления аппаратуры питающего конца по условиям шунтового режима, а также обеспечивает ограничение мощности при нахождении поездного шунта в месте подключения питающей аппаратуры к рельсовой линии.

Для защиты аппаратуры РЦ от коммутационных перенапряжений, вызываемых короткими замыканиями в контактной сети переменного тока, или грозовых перенапряжений, в рельсовой линии, устанавливаются разрядники вентильные низковольтные штепсельные (FV) типа РВНШ-250 с пробивным напряжением 850±150 В.

Основным достоинством реле типов ДСШ является надежная фазовая селективность (избирательность), поэтому эти реле, а также рельсовые цепи, в которых их используют, называют фазочувствительными. Это достоинство реле позволяет надежно исключать ложное срабатывание путевого реле ДСШ от источника тока смежной рельсовой цепи при сходе стыков. Для этого в смежных рельсовых цепях переменного тока делается чередование фаз (мгновенных полярностей) напряжения, а путевые обмотки реле включаются так, что положительный вращающий момент и подъем сектора вверх происходят только от тока своей рельсовой цепи. При сходе изолирующих стыков и попадании в путевой элемент тока смежной рельсовой цепи сектор будет стремиться повернуться вниз.

Достоинством реле ДСШ также является их надежная защита от влияния помех тягового тока и других источников переменного тока, отличающихся по частоте от тока сигнальной частоты всего на несколько герц. Сектор реле ДСШ получает требуемый вращающий момент только от тока той частоты, что и частота тока в обмотке местного элемента, при определенных фазовых соотношениях между ними.

Рисунок 1 – Принципиальная схема фазочувствительной неразветвленной РЦ 25Гц при автономной тяге с реле ДСШ-13

2. Задания на курсовой проект

1. Рассчитать потенциальную диаграмму РЦ;

2. Рассчитать параметры основной схемы замещения;

3. Рассчитать параметры общей схемы замещения;

4. Рассчитать критические: сопротивление изоляции РЦ, место обрыва РЦ, место наложения шунта;

5. Определить U_пит РЦ в НРР для диапазона длин РЦ и уд. сопротивлений изоляции;

6. Аналогично для ШРР (10 мест наложения шунта);

7. Аналогично для КРР;

8. Определить U_пит для различных длин РЛ;

9. Определить минимальное r_из для различных длин РЛ;

10. Рассчитать ток, напряжение и мощность при режиме короткого замыкания на питающем конце;

11. Рассчитать напряжение кодирующих трансформаторов с одного конца.