ТЗА / КП / ТЗА Строєв / 1

1.4 Дослідження режимів роботи та технічне обслуговування

Проаналізуємо залежності, які були отримані в пункті 1.3 курсової роботи, що відображають роботу кодового рейкового кола в п’яти режимах.

При нормальному режимі розглянемо графік залежності коефіцієнта перевантаження від ємності конденсатору Сn (рисунок 1.7). Тут повинен мати місце резонанс, при якому рівень сигналу що подається в лінію значно збільшується. Відповідно збільшується сигнал на вході колійного реле і коефіцієнт перевантаження. Значення Сn, при якому настає резонанс дорівнює приблизно 24 мкФ. При інших значеннях Сn у досліджувальному діапазоні коефіцієнт перевантаження зменшується, але РК у нормальному режимі залишається робочою. З цього ж графіку видно, що чим менше опір ізоляції, тим більше струм витоки, менше рівень сигналу на колійному реле і коефіцієнт перевантаження. Графік залежності коефіцієнта перевантаження від опору ізоляції (рисунок 1.8) можна пояснити так: при невеликих значеннях rи мають місце значні струми витоку, що відповідає низькому рівню сигналу на колійному реле. При збільшенні опору ізоляції струми витоку різко зменшуються та коефіцієнт перевантаження збільшується. Як видно з рисунку 1.8, нормальний режим буде виконуватися на всьому діапазоні зміни rи.

У режимі к.з. рисунок 1.9 показує залежність потужності короткого замикання від ємності компенсуючого конденсатора. Потужність, що споживається від колійного трансформатора буде мінімальною при Сn=24 мкФ (коли Сn настроюється в резонанс струмів з додатковою обмоткою ДТ), але робота РК буде задовільною і при менших ємностях конденсатора.

В шунтовому режимі залежність коефіцієнта шунтової чутливості показано на рисунку 1.10. При низькому опорі ізоляції із-за великих струмів витоку рівень сигналу на реле набагато менший за рівень надійного не спрацювання, відповідно Кш великий. При збільшенні rи зменшується Кш. РК роботоспроможнє на всьому діапазоні зміни rи. На рисунку 1.11 показаний графік залежності коефіцієнта шунтової чутливості від координати накладання шунта. Кш на живлячому кінці більш ніж на релейному тому, що вхідний опір живлячого кінця більше. Коефіцієнт шунтової чутливості задовільний при накладанні шунту впродовж всієї РЛ. Виходячи з залежностей кривих на рисунку 1.12 бачимо, що при максимальному опорі ізоляції та резонансній ємності 24 мкФ, коли по РЛ передається максимальний сигнал з мінімальними втратами, Кш не задовольняє вимозі шунтового режиму.

В контрольному режимі на графіках залежностей коефіцієнта чутливості до пошкодження лінії від опору ізоляції (рисунок 1.13), точки перегину кривих відповідають критичним опорам ізоляції при яких Ккп мінімальний. При збільшенні або зменшенні опору ізоляції рухаючись від критичних опорів Ккп збільшується. РК роботоспроможнє на всьому діапазоні зміни rи. Розглядаючи графік залежності Ккп від координати пошкодження (рисунок 1.14) бачимо, що коефіцієнт чутливості до пошкодження лінії більше на релейному кінці, тому що вхідний опір цього кінця менший. РК задовольняє вимогам контрольного режиму при пошкодженні лінії в будь-якій точці РЛ. Графік залежності Ккп від ємності конденсатора (рисунок 1.15) розглядається аналогічно шунтовому режиму.

В режимі АЛСН коефіцієнт АЛС в залежності від опору ізоляції (рисунок 1.16) змінюється різко тільки при малих rи. При збільшенні опору ізоляції Ккл збільшується дуже повільно. Пояснення цьому аналогічне як і в нормальному режимі. Чим далі від живлячого кінця, тим рівень кодового сигналу, завдяки згасанню, менше. РК роботоспроможнє на всьому діапазоні зміни rи. На рисунку 1.17 зображена залежність коефіцієнта АЛС від місця накладання шунта: чим більша координата накладання шунта від живлячого кінця, тим більше згасання потерпає кодовий сигнал і тим менше Ккл. Спад кривих буде тим крутіше, чим менше опір ізоляції у зв’язку із збільшенням струмів витоку. Таким чином, робота РК не задовольняє вимогам режиму АЛСН при rи=0,3 Ом*км. При моделюванні було виявлено, що задовільна робота режиму починається з rи=0,6 Ом*км і вище. Аналізуючи графіки залежності Ккл від ємності Ск на рисунку 1.18 (вид кривих пояснюється аналогічно як і в нормальному режимі) бачимо, що при зміні Ск режим АЛСН не буде виконуватися, тобто на релейному кінці РК рівень сигналу буде менший за нормативний і Ккл<1. Найгірші умови виконання режиму АЛСН можна спостерігати при пониженому опорі ізоляції, коли режим виконується при резонансній ємності і невеликому діапазоні навколо неї. Тому, слід вживати всіх необхідних заходів щодо виявлення та підвищення низького опору ізоляції до нормативного значення. При rиmin=0,9 Ом*км режим виконується краще, але при великих ємностях Ск спостерігається спад сигналу нижче нормативного рівня. В цьому випадку режим роботоспроможній при Ск до 200 мкФ з резонансом при 120 мкФ.

Таким чином, можна зробити висновок, що всі п’ять режимів роботи РК роботоспроможні при вихідному опорі ізоляції РЛ rиmin=0,9 Ом*км і в діапазоні його зміни (виключення – дивитися режим АЛСН). Нормативне значення компенсуючого конденсатора Ск=24 мкФ. Знайдемо його оптимальне значення, при якому будуть виконуватися усі режими. Для цього побудуємо в одній координатній площині графіки залежностей Кпер, Кш, Ккп та Ккл від ємності компенсуючого конденсатора Ск при вихідному опору ізоляції (рисунок 1.19).

Аналізуючи рисунок 1.19 робимо висновок, що оптимальну ємність Ск, при якій виконуються всі режими роботи РК можна вибрати із діапазону 24–48мкФ.

Для того, щоб отримати 83.764 В на виході трансформатора потрібно підключити до виводів I-IV напершої обмотки джерело напруги 220В, а перемички 2-3 замкнути. Тоді з зажимів 1 обмотки ІІ і 2 обмотки ІІІ знянити напругу 90В, при цьому на зажимах 2 обмотки ІІ і 1 обмотки ІІІ повинна бути перемичка (тоді на вторинній обмотці отримаєм 140 витків).

Чим більше зворотній вхідний опір на живлячому кінці Z`вхн, тим більше на ньому падіння напруги при шунтуванні рейкового кола і тим менше енергії передається в рейкову лінію. При збільшенні вхідного опору на релейному кінці Zвхк зменшується складова струму джерела живлення, що замикається не по шунту, а через навантаження.

Чим більше величини опорів по кінцям рейкової лінії, тим більше її шунтова чутливість.

При розриві рейкової ниті струм від джерела живлення протікає крізь опір заземлених частин пошкодженої рейки, опір релейного кінця та справну рейку. За рахунок того що в електричний ланцюг між джерелом струму та навантаженням входять опори заземлення, згасання енергії при передачі в контрольному режимі більше, ніж у нормальному, тобто розрив рейкової ниті можна розглядати як включення у відповідній точці рейкової лінії при нормальному режимі між джерелом струму і навантаженням деякого еквівалентного опору Zэ. Значення цього опору буде залежати від перехідних опорів між частинами пошкодженої рейкової ниті та землею. Чим менше опори по кінцям рейкового кола, тим більше вплив на умови передачі енергії від джерела живлення до навантаження буде здійснювати включення опору Zэ і тим краще буде забезпечуватися контрольний режим.

Таким чином, до величин опорів по кінцям рейкового кола висувають протилежні вимоги по умовам контрольного та шунтового режимів.

Для кодового рейкового кола 50 Гц, що розглядається в курсовій роботі, умови забезпечення контрольного режиму у зрівнянні з шунтовим в рейковому колі краще. Для покращення умов забезпечення шунтового режиму модулі вхідних опорів по кінцям рейкової лінії треба збільшити. При цьому умови контрольного режиму погіршаться. Можна так вибрати значення опорів по кінцям рейкової лінії, щоб умови забезпечення шунтового і контрольного режимів були б однокові.