Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устройство и анализ работы рельсовых цепей. Учебно-методическое пособие.pdf
0,4
0,8
P, В‧А
Zдп, Ом
0
1,6
400
0,8 800
Отсюда
=
дп
вх.одп
вх.о
.
о
После подстановки в уравнение для потребляемой мощности значе-
ния
о
=
1 +
н
дп
т. е. получаем зависимость
Остальные величины в обоих уравнениях известны. График приведен на рис. 7.4.
вх.одп
вх.о
вх.о
=
+
1
1
дп
вх
.
1
дп
+
1
дп
,
Рис. 7.4. График зависимости мощности, потребляемой рельсовой цепью
от сопротивления ДТ питающего конца
61
Исходя из этого графика выбрано значение
= 0,6 Ом. Выбрать
дп
меньшее значение нельзя, так как резко увеличивается мощность, потребляемая рельсовой цепью. Для получения большего значения сопротивления дроссель-трансформатора необходимо увеличивать объем стали сердечника и количество меди, т. е. стоимость ДТ, а выигрыш по мощности
незначителен.
Сопротивление ограничителя в этом случае получается равным примерно 0,30 Ом. С учетом сопротивления соединительных проводов оно
принимается равным 0,2 Ом.
Напряжение на путевом трансформаторе выбирается максимальным
и равным 250 В, так как в этом случае, как будет показано дальше, требуется минимальная емкость компенсирующих конденсаторов. С учетом колебаний напряжения в сети за расчетное принимается значение
=
т
и
=
250
= 208 В,
1,2
где
– коэффициент нестабильности напряжения.
и
На основе расчетов установлено, что в длинных рельсовых цепях
напряжение на входе должно быть равным
= 14,1 В, так как только в
н
этом случае ток АЛСН на релейном конце равен 2 А.
Отсюда коэффициент трансформации ДТ питающего конца
=
п
208
т
=
= 15.
14,1
Так как ограничитель включается во вторичную обмотку ДТ, то его
сопротивление
′
о
=
п
о
= 15
0,2 = 45 Ом.
Поэтому на питающем конце устанавливается дроссельтрансформатор ДТ-0,6 с сопротивлением основной обмотки сигнальному
62
°
току дп= 0,6
тель РОБС-3 сопротивлением 45
Ом и коэффициентом трансформации 15 и ограничи-
°
Ом.
Емкость компенсирующих конденсаторов выбирается по условию
компенсации реактивной составляющей сопротивления дросселя
1
= дпsin
′
к
дп
,
где
дп
= 80
°
– аргумент сопротивления основной обмотки дросселя.
Отсюда
′
=
к
1
дп
sin
=
314 0,6 0,98
дп
1
= 5400 мкФ.
Так как компенсирующая емкость включается во вторичную обмотку
ДТ, то с учетом коэффициента трансформации
′
=
к
5400
к
=
15
п
= 24 мкФ.
Для искрогашения на контакте реле Т эта емкость разбивается на
две = 20 мкФ и
= 4 мкФ, включаемые до и после контакта реле Т.
Рассмотрим выбор аппаратуры релейного конца. Для получения тока
2 А в режиме АЛСН напряжение между рельсами на релейном конце
должно быть не менее 0,34 В, а для нормальной работы реле ИМВШ-110 к
нему необходимо подводить мощность
= 0,0972 Вт. Поэтому эквива-
р
лентное входное сопротивление релейного конца, отнесенное к основной
обмотке ДТ, должно быть равно
0,34
= 1,1 Ом.
вх.р
=
к
р
=
0,0972
63
Z
др
Z
вх.о
Z
вх.р
Рис. 7.5. Схема замещения релейного конца
Сопротивление
и ДТ на релейном конце включены параллельно
вх.р
(рис. 7.5), а их общее сопротивление, как было выбрано ранее, должно
быть равно
= 0,2 Ом. Перейдя к проводимостям, найдем сопротивле-
вх.о
ние дросселя. Очевидно, что
вх.о
=
вх.р
+
др
или, перейдя к модулям,
вх.о
=
вх.р
+
др
+ 2
вх.р
др
cos,
где =
– аргумент
вх.р
– аргумент
др
вх.р
=
др
;
;
вх.р
.
др
Так как реле имеет выпрямитель
питающего конца принимается равным 80
ние относительно
, получим 4,7 См или, переходя к сопротивлениям и
др
вх.р
°
. Решив это квадратное уравне-
учитывая сопротивление соединительных проводов,
= 2
°
, а
по аналогии с ДТ
др
°
= 0,2
др
Ом.
Найдем коэффициент трансформации ДТ на релейном конце. Общее
сопротивление на релейном конце складывается из сопротивлений самого
реле и фильтра и равно
310 Ом.
кр
64
А так как эквивалентное сопротивление, отнесенное к первичной
обмотке, должно быть равно 1,1 Ом, то
кр
вх.р
=
р
=
310
= 17.
1,1
Поэтому на релейном конце устанавливается ДТ-0,2 и коэффициент
трансформации его должен быть равен 17.
В длинных рельсовых цепях действительные значения входного сопротивления по концам несколько отличаются от расчетного 0,2 Ом и на
питающем конце оно равно 0,26
°
, а на релейном – 0,19
°
Ом.
7.2. Кодовая рельсовая цепь переменного тока частотой 25 Гц
Кодовые рельсовые цепи переменного тока частотой 25 Гц (рис. 7.6)
применяют на перегонах, оборудованных электротягой переменного тока,
кодовой автоблокировкой и АЛС частотой 25 Гц.
Рельсовые цепи питаются от преобразователей частоты (ПЧ) типа
ПЧ-50/25 мощностью 100 В∙А. Преобразователи частоты располагаются в
релейном шкафу и получают питание от высоковольтной линии автоблокировки переменного тока частотой 50 Гц через линейные силовые трансформаторы, понижающие напряжение высоковольтной линии автоблокировки до 220/110 В. Преобразователь частоты типа ПЧ-50/25-100 имеет
секционированную вторичную обмотку, позволяющую подключать к нему
две рельсовые цепи частотой 25 Гц и регулировать напряжения в каждой
из них от 5 до 175 В с шагом в 5 В.
65
Т
C
и
ТИ
FV
R
и
ПХ ОХ~220В
РШ
2ДТ
-1-150
(n = 3)
ДПТ
l ≤ 2500м
ИТ
QF
R
о
Н К
1 4
25 Гц
50 Гц
ПЧ
(2-3)
II
I
2ДТ-1-150
(n = 3)
FV
ИТ
QF
ДПТ
ДТ
R
од
ПХ ОХ~220В
Н К
1 4
25 Гц
50 Гц
ДПЧ
(2-3)
II
I
1
2
3 4
ФП-25
И
РШ
ИВГ-М
Рис. 7.6. Принципиальная схема кодовой рельсовой цепи переменного тока
частотой 25 Гц
Нормальный режим работы рельсовой цепи – кодовый. Источником
кодов является кодовый путевой трансмиттер типа КПТШ-515 или КПТШ715, или бесконтактный кодовый трансмиттер БКТ. Импульсное реле типа
ИМВШ-110 или ИВГ находится в релейном шкафу на входном конце
рельсовой цепи. Защита смежных рельсовых цепей от взаимного влияния
при сходе изолирующих стыков обеспечивается чередованием КПТ разного типа (КПТШ-515 и КПТШ-715 в смежных цепях).
Для пропуска обратного тягового тока на стыках смежных рельсовых
цепей устанавливаются одиночные (ДТ-1-150, ДТ-1-300) или спаренные
(2ДТ-1-150, 2ДТ-1-300) дроссель-трансформаторы без воздушного зазора с
постоянным коэффициентом трансформации n = 3. При электротяге переменного тока к основной обмотке дроссель-трансформатора приложена
сумма двух переменных напряжений с различными частотами и фазами:
66
це может изменяться в пределах от 1,1 до 1,3 Ом при напряжении
напряжение тяговой и сигнальной
частоты. Сумму данных напряже-
ний можно заменить одним напряжением средней частоты, модулированным по амплитуде и фазе. Под действием этого напряжения сопротивление
дросселя может измениться в широких пределах вследствие насыщения
железа магнитопровода. При подключении к дросселю, работающему при
напряжении
, напряжении
, сопротивление его переменному току сиг-
нальной частоты может как увеличиться, так и уменьшиться. Изменение
сопротивления дросселя будет приводить к изменению общего входного
сопротивления по концам цепи, которое оказывает большое влияние на все
режимы работы рельсовых цепей. Стабилизировать входное сопротивление рельсовой цепи можно двумя способами: применением ДТ с воздушным зазором; повышением сопротивления ДТ до такой величины, при которой колебание его сопротивления практически не влияет на режим работы рельсовой цепи.
Применение воздушного зазора в магнитопроводе, как это сделано
при электротяге постоянного тока в дроссель-трансформаторах ДТ-0,6 и
ДТ-0,2, при переменном тяговом токе приводит к значительному расходу
меди и стали, поэтому более выгоден второй путь. Для стабилизации режимов работы рельсовой цепи при нестабильном сопротивлении ДТ аппаратура, подключаемая к его дополнительной обмотке, должна иметь возможно более низкое сопротивление. Сопротивление ДТ на питающем кон-
1,5 6 . На релейном конце при напряжении
= 0,2 0,3 сопротив-
=
ление ДТ снижается до 0,81 Ом. Общее входное сопротивление по кон-
цам цепи по условиям шунтового и контрольного режимов выбирается
равным 0,2 Ом. Это сопротивление образовано параллельным подключе-
нием двух сопротивлений: основной обмотки ДТ –
аппаратуры, пересчитанной к основной обмотке
и сопротивления
. (рис. 7.7). При
= 1
=
.
.
1 0,2
=
1 0,2
67
= 0,25 .
Z
дт
Z
вх.о
Z
А
C
1
L
1
C
2
L
2
C
3
L
3
C
4
1
2
3
4
Вход Выход
Рис. 7.7. Схема замещения сопротивлений по концам рельсовой цепи
Импульсное путевое реле подключается к линии через фильтр ФП-
25. Путевой фильтр служит для защиты реле от тягового тока и его гармонических составляющих. Электрическая схема фильтра и его характеристика приведены на рис. 7.8 и 7.9.
Рис. 7.8. Принципиальная схема фильтра ФП-25
68
1
2
3
4
5
6
Затухание, Нп
15 3025 75 100 200 300
f, Гц
Рис. 7.9. Характеристика фильтра ФП-25
Для того чтобы на путевом реле было рабочее напряжение 3,7 В, на
вход фильтра подается напряжение 6,1 В при токе 30 мА. Входное сопро-
тивление фильтра
составляет 200 Ом, но сопротивление, подключаемое
к основной обмотке ДТ, должно быть равно 0,25 Ом, т. е. должно подключаться через трансформатор с коэффициентом трансформации
=
=
200
28.
0,25
Установить такой коэффициент трансформации на ДТ нельзя, так
как при обрыве одной из рельсовых нитей на его дополнительной обмотке
от тягового тока будет наводиться напряжение, опасное для обслуживающего персонала. Поэтому по условиям техники безопасности коэффициент
трансформации принят равным
противления фильтра с низким выходным сопротивлением рельсовой ли-
= 3, а для согласования входного со-
нии устанавливается еще один согласующий трансформатор с коэффици-
ентом трансформации
69
=
=
28
9,15.
3
Аналогично выбрана аппаратура питающего конца. В качестве ограничителя использовано активное сопротивление, так как оно более выгодно с точки зрения стабилизации входного сопротивления рельсовой цепи
при колебаниях индуктивного сопротивления основной обмотки ДТ и при
активном сопротивлении нагрузки облегчается запуск преобразователя ча-
стоты. Величина
= 200 выбрана из расчета получения на выходе
рельсовой цепи сопротивления 0,2 Ом при коэффициенте трансформации
= 9,15.
В качестве согласовывающих в рельсовой цепи принимаются трансформаторы ПТР-25 мощностью 60 В∙А. Этот тип трансформатора, рассчитанный на напряжение 12 В на низкой стороне, может быть как питающим,
так и релейным.
Для защиты аппаратуры рельсовой цепи от перегрузок при обрыве
одного из рельсов, когда резко возрастает ток в дополнительной обмотке
ДТ, устанавливаются автоматические выключатели многократного действия типа АВМ.
Для нормальной работы устройств АЛС частотой 25 Гц при шунти-
ровании входного конца рельсовой цепи нормативным шунтом при
и
минимальном напряжении источника питания ток частотой 25 Гц в рельсах должен быть не менее 1,4 А независимо от вида тяги.
На перегонах двухпутных линий для движения по неправильному
пути по локомотивным сигналам АЛС применяется кодирование с релейного конца.
7.3. Рельсовая цепь переменного тока частотой 50 Гц
с двухэлементным путевым реле
Двухниточные неразветвленные РЦ частотой 50 Гц с наложением
числового кодирования и путевым реле типа ДСШ-12 применяют на станциях, оборудованных электротягой постоянного тока и кодовыми число-
70