5. Лабораторная работа № 4 – 1 изучение и исследование блочной горочной автоматической централизации Цель работы

1. Изучение системы блочной горочной автоматической централизации.

2. Изучение аппаратуры и принципа работы стрелочного блока СГ-76.

3. Отработка способов отыскания повреждений в схемах централизации и управления стрелки.

Основные сведения

На рис. П.2.1 показан однониточный план горки и функциональная схема размещения блоков БГАЦ, а на рис. П.2.2 – принципиальная схема лаборатор­ной установки, которая состоит из следующих релейных блоков:

• фор­мирования задания ФЗ (ТЗ тип II);

• регистрации задания РЗ (ТЗ тип II);

• накопления маршру­тов HM1 и НМ2 (тип БН);

• трансляции заданий типа II для рельсовых цепей 91А, 1СП, тип III для рельсовых цепей 1ПА, 1МА, 2СП и 3СП;

• управления стрелочными электро­приводами СГ-76 для стрелок 1, 2 и 3.

К блоку стрелки 1 подключен стрелочный электропривод типа СПГБ-4.

ГАЦ может работать в ручном (Р), маршрутном (М), программном (П) режимах и в режиме автоматического задания скорости роспуска (АЗСР). Режим АЗСР в лабораторной установке не используется.

Ручной режим используется для пропуска длиннобазных вагонов и, когда, из-за неисправности ГАЦ, не работают другие режимы. В этом режиме стрелки оператором переводятся индивидуально рукоятками по маршруту следования отцепа.

Для перевода в другие режимы работы стрелочные рукоятки устанавливаются в среднее положение и рукоятка выбора режима работы – в положение М или П. При этом загорается лампочка с надписью «ГАЦ».

В маршрутном режиме информация о маршруте следования отцепа задается нажатием кнопки с номером пути сортировочного парка и фиксируется блоком ФЗ, который преобразует номер пути в комбина­цию включенных реле. Из блока ФЗ информация о маршруте следования отцепа поступает в блок РЗ и далее через блок трансляции первого участка 91А – в блок головной стрелки 1СП. Блоком СГ-76 первая стрелка переводится в плюсовое или минусовое положение в зависимос­ти от того, на какой пучок задан маршрут, и маршрутное задание за­держивается на головной стрелке до вступления отцепа.

При занятии участка 1СП информация о маршруте передается в блоки трансляции 1ПА, 2СП или 1МА, 3СП до следую­щей стрелки 2 или 3. Если стрелка 1 должна находится в маршруте в плюсовом положении, то задание передается в блок 1ПА, 2СП, в противном случае (если стрелка 1 переводится в минусовое положение) задание передает­ся в блок 1МА, 3СП. При этом, с проверкой свободности стрелочного участка от подвижного состава производится пе­ревод стрелки, в противном случае перевод стрелки задерживается до его освобождения отцепом.

По мере проследования отцепом изолированных участков в соответствующих им блоках трансляции происходит сброс маршрутного задания.

В программном режиме оператор набирает маршруты до заполне­ния накопителя маршрутов. В лабораторной установке накопитель маршрутов состоит из двух блоков НМ1 и НМ2. Из блоков ФЗ первое задание поступа­ет в блок НМ2, затем передается в блок HM1, а из блока HM1 транс­лируется в блок РЗ. Следующее задание проходит такой же путь, но задерживается в блоке HM1, а третье задание – в блоке НМ2.

При дви­жении отцепа происходит продвижение задания из блока HM1 в блок РЗ, из блока НМ2 в блок НМ1.

На горочном пульте управления имеется индикация о номерах путей двух скатываемых отцепов, задания кото­рых находятся в блоках РЗ и HM1. Для этого на пульте установлены цифровые индикаторы «Первый отцеп» и «Второй отцеп» соответственно.

При установке рукоятки выбора режима в положение М возбужда­ется вспомогательное реле ВГ и подключает шины ГПС, ГПО и ГПП, которые используются для питания аппаратуры ГАЦ.

В программном режиме дополнительно включаются вспомогательное реле программного режима ВПГ и его повторитель ПВПГ и шина ГПН, которая используется для питания блоков накопителя маршрутов.

Кнопка отмены задания ОЗк позволяет отменить или заменить задание.

Нажатие кнопки ОЗк при ра­боте в маршрутном режиме приводит к возбуждению реле ОЗ, выключению его обратного повторителя ПОЗ и к отключению полюсов ГПО и ГПП. Вследствие этого происходит сброс задания в блоках ФЗ, РЗ и блоках трансляции участков, рас­положенных до головной стрелки включительно. После отпускания кнопки ОЗк оператор может производить набор нового маршрута.

При работе в программном режиме можно отменить задание, кото­рое находится в блоке РЗ и записать в него новое задание (скорректировать задание). Нажатие кнопки ОЗк в этом режиме приво­дит к включению реле КЗ, ОЗ, выключению реле ПОЗ и ПВПГ. Контактами реле ПОЗ снимается напряжение с полюсов ГПО и ГПП, что приводит к сбросу задания в блоке РЗ и блоках трансляции до первой головной стрелки включительно. Питание ГПО и ГПП выключается на время замедления реле ПОЗ, а затем вновь восстанавливается. При выключении реле ПВПГ блок регистрации задания отключается от блока накопителя НМ1 и подключается непосредственно к блоку ФЗ. Далее, не отпуская кнопку ОЗк, набирают новое задание, которое из блока ФЗ поступает, минуя блоки накопителя, в блок РЗ и транслируется до блока головной стрелки.

Блоки ГАЦ содержат сортировочные реле 1С, 3С, 5С, 7С, М1С, М2С, С1С, С2С, пучко­вые реле 1П, 2П, повторитель путевых реле ПП, защитное ре­ле З, реле продвижения маршрутов ПМ. В блоках ФЗ и РЗ реле ПП не используется, а в блоках маршрутного накопителя оно отсутствует. Реле ПМ имеется только в блоках маршрутного накопителя.

Пучковые реле фиксируют номер пучка, на который задается маршрут, а сорти­ровочные реле – номер пути в данном пучке. Защитное реле 3 конт­ролирует свободность соответствующего блока. Реле ПМ служит для передачи задания в следующую ступень накопителя. Реле ПП используется для выключения сортировочных и пучковых реле после освобождения соот­ветствующей секции.

Нормально реле ПП находится без тока, и через его тыловой контакт проходит цепь самоблокировки сортировочных и пучковых реле. При вступлении отцепа на рельсовую цепь, срабатыва­ет путевое реле и через его контакт реле ПП. С этого момента че­рез фронтовые контакты реле ПП и путевого реле будет сохраняться цепь самоблокировки сортировочных и пучковых реле. При освобожде­нии секции путевое реле отпустит свой якорь (реле ПП еще будет удерживать якорь притянутым за счет замедления на отпускание) и разомкнет цепь самоблокировки сортировочных и пучковых реле.

Рассмотрим задание маршрута на 11 путь в маршрутном режиме. Нажатие кнопки 11 приводит к возбуждению реле 1С и 1П в блоке ФЗ, которые становятся на цепь самоблокировки через фронтовой контакт реле З блока РЗ (блок РЗ свободен от задания), и к выключению реле З в блоке ФЗ. Реле З в блоке ФЗ отключает цепи возбуждения сортировочных и пучковых реле.

Через фронтовой контак­т реле З блока РЗ и тыловой контакт реле З блока ФЗ информация о маршруте следования отцепа передается в блок РЗ, в котором так­же возбуждаются реле 1С и 1П. Контактами реле 1С и 1П выключается реле З блока РЗ, что приводит к сбросу задания в блоке ФЗ. Реле 1С и 1П в блоке РЗ становятся на цепь самоблокировки от полюса ГПП через тыловой контакт реле ПП.

Далее задание передается в блок трансля­ции участка 91А с проверкой свободности этого блока от задания фронтовыми контактами реле 3 и наличия задания в блоке РЗ (проверяется тыловыми контактами реле З блока РЗ). При этом в блоке 91А возбуждаются реле 1С и 5С и выключает­ся реле З.

Аналогичным образом задание передается в блок первой го­ловной стрелки 1СП, где возбуждаются реле 1С и 5С и выключается реле З. В этом блоке задание задерживается до вступления отцепа на участок 1СП. Через контакт реле 5С дается команда на перевод стрелки 1 в плюсовое положение.

При скатывании отцепа по маршруту и вступлении на участок 91А возбуждаются его путевое реле 91АП и его повторитель ПП. При этом сортировочные реле останутся включенными. В момент освобождения участка путевое реле 91АП выключается и отключает реле ПП, но это реле некоторое время остается включен­ным за счет замедления. В результате цепь самоблокировки сортировочных реле кратковременно обрывается и происходит их выключение, т.е. сброс маршрутного задания в блоке трансляции 91А. В других блоках трансляции сброс задания происходит аналогичным об­разом.

При вступлении отцепа на участок 1СП маршрутное задание че­рез фронтовые контакты путевого реле 1СП, контрольного реле ПК стрелки 1 передается в конечный блок. Конечный блок трансляции маршрутов следования отцепов содержит две схемы: одна схема связана с бесстрелочным участком 1ПА, а другая – со стрелочным участком 2СП последней стрелки. При задании марш­рута на 11 путь в конечном блоке информация записывается сначала в первую схему (возбуждается реле M1C). Контактами реле М1С выключается реле МЗ. Затем информация о маршруте следования передается во вторую схему, в которой включается реле C1C, выключается реле СЗ и контактами реле C1C дается команда на перевод стрелки 2 в плюсо­вое положение.

Кроме того, в момент занятия отцепом головной стрелки 1 ее путевое реле 1СП возбуждается и лишается питания его обратный повторитель 1ОСП. На время замедления отпускания якоря реле 1ОСП отключается полюс питания ГПП, сортировочные реле в блоке РЗ выключаются, и оператор получает возможность задать маршрут следующему отцепу.

При работе на горке в программном режиме и нажатии кнопки 11 в блоке ФЗ включаются реле 1С и 1П, выключается реле З, и это задание передается в блок НМ2 через тыловой контакт КЗ, тыло­вой контакт реле ПМ и фронтовой контакт реле З блока НМ2. После возбуждения реле 1С и 1П в блоке НМ2 выключается реле З и с про­веркой свободности блока HM1 (реле З включено) возбуждается реле ПМ. При этом через тыловой контакт реле ПМ блока HM1 и фронтовой контакт реле ПМ блока НМ2 происходит передача задания в блок HM1 и далее аналогичным образом в блок РЗ. Как только задание запи­салось в следующий блок, в предыдущем оно стирается. Сортировочные и пучковые реле блоков НМ2 и HM1 становятся на цепь самоблокиров­ки по двум цепям: через тыловой контакт реле ПМ своего блока и ре­ле З следующего блока. При передаче задания в следующий блок реле ПМ возбуждается и выключает первую цепь самоблокировки сортировоч­ных и пучковых реле, а после передачи задания в следующий блок выключается реле З этого блока и разрывает вторую цепь самоблоки­ровки пучковых и сортировочных реле предыдущего блока, которые выключаются и тем самым стирают задание.

Занятость накопителя НМ2 контролируется включением на пульте лампочки «Накопитель занят».

Достижение наибольшей перерабатывающей способности горки определяет необходимость минимальных интервалов между отцепами, что требует уменьшения длин рельсовых цепей и времени перевода стрелок. С этой целью на горках применяют стрелочные переводы с маркой крестовины 1/6. Это позволяет выделять стрелочные и межстрелочные изолированные секции, длина которых не превышает 12,5м (длина стандартного рельсового звена), и использовать быстродействующие стрелочные электроприводы типов СПГ-3 и СПГБ-4.

Отличительная особенность указанных электроприводов – ускоренный перевод стрелок, который достигается установкой редуктора, имеющего меньшее передаточное число, чем у привода СП-6, и электродвигателя типа МСП-0,25 на номинальное напряжение не 160В, а 100В. По этим причинам время перевода горочной стрелки составляет около 0,6с.

Ускоренный перевод стрелок связан с потреблением повышенной мощности, что резко снижает технический ресурс обычной коммутиру­ющей аппаратуры. Так, гарантированное число срабатываний пусковых реле типа НМПШ3 составляет при бестоковой коммутации не менее 1 млн, а при включениях электрической цепи постоянного тока 5А и 220В – 100 тыс. срабатываний, т.е. снижается в 10 раз.

В связи с этим в схеме управления горочным электроприводом потребовалась замена контактной пус­ковой аппаратуры на бесконтактную. Поскольку требования по безо­пасности к бесконтактным устройствам весьма жесткие и в настоящее время их выполнение во всех режимах работы не всегда гарантирует­ся, то на первом этапе схемы управления стрелок выполнены комби­нированными: используются реле первого класса надежности для повышения уровня безопасности, а бесконтактные приборы – для улучшения рабочих характеристик схем, бездуговой коммутации рабочих цепей, расширения функциональных возможностей стрелочного блока, быстродействующей защиты различных узлов аппаратуры.

Используемые на сортировочных горках схемы должны отвечать всем требованиям к схемам управления стрелками и приведенным ниже специальным требованиям:

• в нормальном режиме рабочий ток должен коммутироваться бесконтактным элементом, а в случае повреждения последнего – кон­тактами пускового реле;

• в нормальном режиме должно производиться двухполюсное отключение рабочей цепи, содержащей бесконтактные приборы, с обеспечением физического промежутка на контактах, т.е. контактами реле, а при работе на стрелке – блок-контактом;

• при потере контроля крайнего положения стрелки рабочая цепь также должна оставаться разомкнутой;

• неисполненные команды на перевод (если команда не привела к включению электродвигателя, например, из-за нарушения контакта в рабочей цепи) должны сбрасываться во избежание самопроизвольного пуска, а в случае кратковременной потери контакта бесконтактный прибор вновь должен включаться автоматически для завершения перевода стрелки;

• перед включением привода бесконтактным прибором обязатель­на проверка срабатывания всех реле, участвующих в пуске и реверси­ровании;

• получение контроля должно быть немедленным по отдельной цепи, без потерь времени на выключение пусковой аппаратуры;

• рабочие и контрольные цепи должны исключать возможность получения ложного контроля при перепутывании местами линейных проводов или их однополюсных сообщениях между собой;

• выход из строя бесконтактных приборов должен сопровождаться соответствующей индикацией с автоматическим отключением схемы из действия.

Схема стрелочного пускового блока СГ-76, управляющего элект­роприводом СПГБ-4, представлена на рис. П.2.2.

В отличие от обычных блоков ПС-220, СГ-66, СГ-74, предназна­ченных для включения, реверсирования и получения контроля стрелок, блок СГ-76 имеет расширенные функции, позволяющие автоматически отключать аппаратуру при затянувшемся переводе или в случае повреждения коммутирующих приборов. При этом обеспечивается индикация неис­правности.

В состав блока входят:

• тиристорные коммутаторы TK1 и ТК2;

• нейтральное НУС и поляризованное ПУС управляющие реле;

• реле авто­матического возврата АВ;

• контрольные реле ПК и МК;

• быстродействую­щее вспомогательное реле НВС;

• замедленное на срабатывание реле технической диагностики ТД.

Электропитание управляющей цепи блока осуществляется постоян­ным током от контрольной батареи напряжением 24В, рабочей цепи – постоянным током напряжением 220В, контрольной цепи – переменным током напряжением 24В.

Реле схемы управления имеют следующие назначения.

Нейтральное управляющее реле НУС типа НМП-0,2/220 контролиру­ет свободность стрелочного участка, протекание тока через двигатель и обеспечивает двухполюсное размыкание рабочей цепи.

Поляризованное управляющее реле ПУС типа ПМПУ-150/150 выбира­ет нужный тиристорный коммутатор, а в случае его повреждения во время перевода обеспечивает реверсирование привода.

Нейтральное вспомогательное реле НВС типа КДР1 обеспечивает бездуговую коммутацию рабочей цепи за счет переключения контактов пусковых реле при выключенной рабочей цепи и бездуговое реверсирование за счет предварительного выключения од­ного тиристорного коммутатора и последующего включения другого.

Контрольные реле ПК и МК типа НМ1-7000 служат для контроля положения стрелки и формируют команду на выключение тиристорных коммутаторов.

Реле автоматического возврата АВ типа АНМ2-380 предназначено для реверсирования стрелки при затянувшемся переводе в автомати­ческом режиме.

Реле технической диагностики ТД типа ПМПУ-150/150 через 15–20с выключит рабочую цепь в случае, если при возбужденном уп­равляющем реле НУС стрелка имеет контроль, так как команда пере­вода или не выполняется, или выполнилась, но из-за повреждения не отключалась рабочая цепь.

Тиристорные коммутаторы TK1 (плюсового) и ТК2 (минусового) направления перевода служат для бездуговой коммутации рабочего тока. Каждый коммутатор состоит из пускового Т и запирающего ЗТ тиристоров, которые нормально закрыты и могут открыться при нали­чии положительного (относительно катода) напряжения на управляю­щем электроде.

Рассмотрим работу коммутатора ТК2 при переводе стрелки в минусовое положение.

При подаче напряжения РП (+220В) в точку Е3–11, а напряжения РМ (-220В) в точку E3–13 в начальный момент времени, когда реле НВС воз­буждено, тиристор Т закрыт. При отключении НВС и замыкании его контактов 131–133 на управляющий электрод через резистор R5 пода­ется положительный потенциал, что приводит к мгновенному открытию тиристора и подаче напряжения на обмотку ОBM электродвигателя. При этом конденсатор С2 заряжается через резисторы R1 и R2.

В конце перевода, после получения контроля срабатывает реле МК, снимает напряжение с управляющего электрода тиристора Т и по­дается на запирающий тиристор ЗТ. Последний откроется, подключит заряженный конденсатор С2 к тиристору Т обратной полярностью и встречным током закроет тиристор Т. Затем закроется и тиристор ЗТ, поскольку протекающий через резисторы R1 и R2 ток меньше тока удержания его в открытом состоянии.

В случае реверсирования стрелки отключение рабочего тока осу­ществляется аналогично, но вместо контакта контрольного реле рабо­тает контакт реле НВС.

Резисторы RЗ и R4 предотвращают отпирание тиристоров Т и ЗТ при быстром нарастании анодного напряжения и отсутствии положи­тельного потенциала на управляющем электроде.

Диоды Д1 и Д2 иск­лючают появление отрицательного потенциала на управляющем элект­роде при запирании тиристоров.

В исходном состоянии блока под током находятся реле ПК и АВ, поляризованные реле ПУС и ТД возбуждены током прямой полярности, реле МК, НУС и НВС обесточены, все тиристоры закрыты, конденсаторы C1 и С2 разряжены.

Схема может иметь два режима управления: ручной – при помощи стрелочного коммутатора и автоматический – при помощи контактов сортировочных реле 5С и 7С. В автоматическом режиме возможен ав­товозврат стрелки контактами реле АВ в том случае, если перевод продолжается более 1,2с.

Рассмотрим взаимодействие приборов блока при переводе стрелки в минусовое положение. После получения команды на перевод вклю­чаются реле НВС и НУС, а затем подается питание на обмотку 1–3 ПУС. Перебросив якорь, реле ПУС отключит питание реле НВС и НУС, но они остаются в возбужденном состоянии за счет замедления. По окончании замедления контакт 131–133 НВС включит тиристор и в рабочей цепи потечет ток.

Если рабочая цепь разомкнута, например, из-за перего­рания предохранителя в рабочей цепи, то после окончания замедления реле НУС она оборвется, что исключит самопроизвольный перевод стрелки при замене предохранителя.

Если во время перевода рабочая цепь кратковременно разомкну­лась, то тиристор Т сразу же закроется, однако при восстановлении цепи он снова откроется, поскольку на управляющем электроде сох­раняется положительное напряжение.

После завершения перевода стрелки включается реле МК, которое контактом 81–82 выключает коммутатор ТК2.

Если перевод не завершился за 1,2с, произойдет автоматичес­кий возврат стрелки в исходное положение. Реле автовозврата АВ при этом своими тыловыми контактами включает быстродействующее реле НВС, которое до начала срабатывания реле ПУС отключает коммута­тор ТК2 и рабочий ток, чем облегчает режим работы контактов реле в рабочей цепи. Затем срабатывает реле ПУС, отключается реле НВС, ко­торое включит коммутатор TK1 и стрелка вернется в плюсовое положе­ние.

В случае повреждения элементов тиристорного коммутатора рабочий ток выключаться не будет, и реле НУС по окончании перевода ос­танется включенным. При этом возникает цепь нагрева термоэлемен­та, который через 15–20с переключит поляризованное реле ТД, а последнее оборвет рабочую цепь и подаст импульсное питание на контрольные лампочки ПЛ или МЛ.

Возврат реле технической диагностики в исходное состояние осуществляется вспомогательной кнопкой Вк.