Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
6
Введение 2
Выбор схем РЦ 3
Разработка двухниточного плана станции 7
Режимы работы РЦ 8
Вопросы технического обслуживания РЦ 18
Предложения по повышению надёжности и эффективности работы РЦ 20
Список использованной литературы 21
Приложение 1 22
Рельсовой цепью называется устройство, состоящее из некоторой длины рельсовой линии, которая используется для передачи электрических сигналов, аппаратуры, подключаемой к ней в начале (питающие приборы) и в конце (приёмники, путевые реле). В системах железнодорожной автоматики и телемеханики РЦ выполняют важные и ответственные функции по обеспечению безопасности движения поездов:
Режимы работы РЦ:
Три первых режима (нормальный, контрольный и шунтовой) характеризуют условия работы путевого приемника; режим АЛС – условия работы локомотивного приемника; режим короткого замыкания – условия работы генератора или источника питания. На железных дорогах страны применяется большое количество РЦ, тип которых зависит от целого ряда факторов. К этим факторам относятся:
Эксплуатационно-технические данные.
участок железной дороги : однопутный;
станция №: 3;
род тяги: постоянного тока;
заданные величины для расчета станционной РЦ: с путевым реле ДСШ-15, частотой 50 Гц.
заданные величины для расчета перегонной РЦ: с путевым реле ИВГ, частотой 25 Гц.
Схема перегонной рельсовой цепи с реле ИВГ, частотой 25 Гц показана на рис. 1.
Рис. 1 – перегонная рельсовая цепь.
Кодовая РЦ с тремя ДТ(ДТп-0,6, ДТс-0,6, ДТр-0,2) применяется на двухпутных участках. Предельная длина составляет 2500 м. При наложении кодовых сигналов АЛСН с релейного конца предусмотрено полное разделение релейных и кодирующих сигналов на контактах реле ДПТ(медленно действующего повторителя дополнительного трансмиттерного реле ДТ), исключающее влияние конденсаторов Ск и Скд на цепь путевого реле.
Коэффициент трансформации ДТр равен 23 (вместо n=17), что дает значительное уменьшение потребляемой мощности без снижения шунтовой чувствительности и с сохранением контроля обрыва рельсовой нити. Суммарная емкость конденсаторов Ск и Скд на релейном конце изменяется в зависимости от длины РЦ приведена в таблице 1:
|
Длина РЦ, м |
До 2000 м |
2000-2250 |
2250-2500 |
|
Емкость конденсаторов, мкФ |
24 |
32 |
40 |
Таблица 1. Емкость конденсаторов Ск и Сд
Для обеспечения нормативного тока АЛСН (2 А) на входном конце РЦ сопротивление релейного конца между ДТр и путевым реле должно быть не менее 120 ОМ, что обеспечивается сопротивлением блока ЗБФ-1. Если минимальное сопротивление изоляции свободной РЦ rи.мин=1 Ом*км, то напряжение на рельсах релейного конца должно быть не менее 0,36В при напряжении на обмотке путевого реле не более 3,9 В.
При регулировке тока АЛСН и увеличении напряжения на рельсах релейного конца свыше 0,36 В в целях исключения перегрузки путевого реле И необходимо включить дополнительные резисторы R2, R3 блока ЗБФ-1.
Если такая РЦ применяется на двупутных участках без учета возможности движения по неправильному пути, кодовые сигналы АЛСН накладываются только с питающего конца и на релейном конце соответствующие приборы (КТ, ДПТ, ДТ, Zк, Ск, Сид, Rид, ДТИ) не устанавливают, а между точками а и б, в и г ставят перемычки.
Данную РЦ применяют на участках приближения к станции при двухпутной АБ 50 Гц с учетом возможности движения поездов по неправильному пути по сигналам АЛСН. Предельная длина участка приближения обычно не превышает 1500 м. Питающий конец РЦ расположен со стороны станции; аппаратуру этого конца (ПТ, Zо, Си, Rи, ТИ, Т) размещают на посту ЭЦ, а разрядник Си1 и Си2 — в релейном шкафу входного светофора. Сопротивление кабеля между РШ и постом ЭЦ равно 150 Ом, что соответствует длине недублированного кабеля 3 км.
Наименования и типы приборов, используемых в РЦ, приведены в таблице 2.
Таблица 2. Каталог приборов РЦ
Схема станционной рельсовой цепи с путевым реле ДСШ-15, частотой 50 Гц, показана на рис. 2.
Рис. 2 – станционная рельсовая цепь: a) с наложением кодовых сигналов АЛСН; б) без наложения АЛСН
Главные пути станции оборудуются двухниточными РЦ с двумя дроссель-трансформаторами и наложением кодовых сигналов АЛСН(рис. 2, а). Третий дроссель-трансформатор устанавливают в том случае, если место присоединения отсасывающего фидера тяговой подстанции или заземляемой конструкции находится на расстоянии более 250 м от основных дроссель-трансформаторов главного пути. Если это расстояние менее 250 м, то подключение производится к средним точкам дроссель-трансформаторов, расположенных на питающем или релейном конце главных путей. Путевые дроссель-трансформаторы, к которым подключается отсасывающий фидер, должны иметь перемычки с удвоенной площадью поперечного сечения.
Дополнительный дроссель-трансформатор включают с конденсатором емкостью 8мкФ. Максимальная длина данной РЦ составляет 1200 м. Общее сопротивление путевого резистора и соединительных проводов на ответвлениях без ДТ должно быть не менее 0,5 Ом. Сопротивление кабеля между дроссель-трансформатором и путевым реле, между дроссель-трансформатором и блоком БРК, между изолирующим трансформатором и путевым реле не должно превышать 150 Ом. Сопротивление кабеля между дроссель-трансформатором и блоком БП или БПК не должно превышать 75 Ом.
Оптимальное значение емкости конденсатора С4 в блоке БП для всех длин РЦ с двумя ДТ равно 18 мкФ, а емкости конденсатора С2 в блоке БПК для РЦ с двумя ДТ — 12 мкФ.
Для уравнивания напряжений на путевых реле РЦ, имеющих ответвления с ДТ и без них, рекомендуется в цепи путевого реле с ДТ установить дополнительный резистор Rл (два резистора по 400 Ом, включенные последовательно). В цепях ответвлений без ДТ для уравнивания напряжений на путевых реле следует использовать резисторы 2,2 Ом, 10А.
Реакторы Z1 и Z2 типа РОБС-5 на питающем и релейном концах включают только при наложении многозначной частотной АЛС.
Наименования и типы приборов, используемых в РЦ, приведены в таблице 3
Таблица 3. Каталог приборов РЦ
Схемы блоков БП, БПК и БРК приведены в приложении 1.
Двухниточный план станции с расстановкой приборов РЦ и канализацией тягового тока изображен в приложении 2 к настоящей курсовой работе.
Размещение питающих и релейных концов кодовых РЦ на перегонах зависит от направления движения: питающий конец располагается на выходном конце. Порядок размещения питающих и релейных концов фазочувствительных РЦ на станциях определяется в зависимости от:
1. наилучших условий регулировки разветвлённых РЦ с ответвлениями равной длины;
2. использования основной аппаратуры питающего конца для включения сигналов АЛС;
3. наименьших затрат на кабельную сеть.
При выполнении двухниточного плана станции каждая стрелка разветвлённой РЦ оборудуется дополнительными изолирующими стыками (ДИС) с тем, чтобы избежать к.з. в крестовине источника питания и нитей одного из ответвлений. Установка ДИС потребовала применения стрелочного соединителя. ДИС на главных кодируемых путях устанавливаются на боковых ответвлениях, а на боковых путях их установка определяется полной полярности всех РЦ станции.
Ответвления стрелочных путевых участков, входящих в поездные маршруты, а также ответвления длиной более 60 метров должны контролироваться путевыми реле. Число путевых реле в каждой РЦ не должно превышать трёх. Длины ответвлений по условиям регулировки не должны отличаться более чем на 200 метров. Путевые реле можно не устанавливать на ответвлениях: стрелочных съездов, негабаритных одиночных стрелок, в районах только с маневровой, грузовой работой. Для повышения надёжности РЦ на всех обтекаемых током параллельных ответвлениях дублируются как стрелочные, так и стыковые соединители.
Фазочувствительные РЦ с путевыми реле ДСШ, применяемые на станциях, требуют чередования фаз у ИС смежных РЦ, что отображается на двухниточном плане станции различной толщиной рельсовых линий.
Цель расчета: Первоначально определяют параметры источника питания u(x), при которых на вход путевого приемника поступает сигнал, обеспечивающий его рабочие параметр при наихудших условиях передачи сигналов(Zmax, Rи min). Затем проверяют режимы работы путевого приемника в наилучших условиях(Umax, Zmin, Rи max) и установленных параметрах источника питания.
Исходные данные: Рабочие значения напряжения Uпр и тока Iпр путевых приемников и значения первичных параметров и длины рельсовой линии.
Схема замещения: Для анализа работы р.ц. в нормальном режиме можно использовать следующую схему замещения:
Рис. 3 – схема замещения нормального режима.
А, В, С и Д - коэффициенты четырехполюсников;
и - напряжение и ток в начале;
и - напряжение и ток в конце;
- обратное входное сопротивление;
- эквивалентное напряжение питающего конца;
Формулы: Максимальное сопротивление передачи основной схемы замещения при наихудших условиях работы определяют по формуле:
Zпо max = AZвх. к + В + (CZвх. к + Д)Z/вх. н
Z/вх. н - обратное входное сопротивление четырехполюсника Н
Zвх. к - прямое входное сопротивление четырехполюсника К
Далее, пользуясь параметрами основной схемы замещения, находят минимальные значения напряжений и токов источника питания р.ц.(первый критерий):
Umin= ZпоK/тн Kтк Iпр, Imin=Umin/Zвх
- прямое входное сопротивление;
Kтк - прямой входной коэффициент снижения тока в четырехполюснике К;
K/тн - обратный коэффициент снижения тока в четырехполюснике Н ;
- величина сопротивления передачи.
Номинальные значения напряжения тока источника питания должны быть приняты с учетом колебания напряжения в сети – Кнс:
U = Кнс Umin, Imin. = Кнс Imin
U - фактическое напряжение источника питания.
Для расчета коэффициента перегрузки приемника Кп (второй критерий) определяют сопротивление передачи при наилучших условиях работы, т.е. при Rи max=∞. Основная схема замещения принимает вид:
Рис. 4 – схема замещения
Сопротивление передачи Zпо min и Iпер определяют из выражений:
Zпо min=Z/вх.н+Zl+Zвх.к ;
Iпер=U/(К/тнКтк Zпо min).
Далее находят
Кп= Iпер/ Iпр <=Кп ном.
Iпер - ток перегрузки путевого приемника
Цель расчета: Определение шунтовой чувствительности, т.е. коэффициента шунтовой чувствительности Кш, в зависимости от места положения шунта производится при наихудших условиях(Zmin, Rш=∞). Значение Кш может быть получено непосредственно из выражения:
Кш=Uн от/Uш пр= Iн от/Iш пр>=1
Uш пр и Iш пр - напряжение и ток на путевом приемнике
- значения напряжения и тока надежного включения приемника при непрерывном питании или надежного несрабатывания при импульсном питании.
При наложении нормативного шунта (прямым методом), а также косвенными методами:
- на основании сравнения фактического сопротивления шунта Rшх, при котором происходит надежное выключение приемника с Rшн:
Кш= Rшх / Rшн>=1;
где Rшн=0,06 Ом;
Rшн- нормативное значение поездного шунта;
Rшх- сопротивление шунта.
- на основании сравнения сопротивлений передачи основной схемы замещения Zпо ш при наложении нормативного шунта и без него
Кш=Zпош/Zпо max *К/вн>=1;
где К/вн – приведенный коэффициент надежного возврата приемника;
- минимальное сопротивление передачи основной схемы замещения в шунтовом режиме (при наложении нормативного шунта в наихудшей точке);
- сопротивление передачи основной схемы замещения в нормальном режиме.
- на основании сравнения напряжений источника питания Umin, обеспечивающего надежную работу путевого приемника в нормальном режиме при наихудших условиях, с напряжением Uш, гарантирующего при наложении нормативного шунта ток в путевом приемнике, равный току надежного выключения
Кш=Uш/Umin>=1.
Коэффициент шунтовой чувствительности оценивает уменьшение уровня сигнала в путевом приемнике от сигнала перегрузки в нормальном режиме до сигнала надежного выключения, который происходит за счет приращения сопротивления передачи при наложении шунта. Для расчета Кш любым методом требуется определить сопротивление передачи основной схемы замещения в шунтовом режиме – Zпош.
Схема замещения: В шунтовом режиме при наихудших условиях и наложении шунта основная схема замещения меняется. При этом поездной шунт располагается в произвольной точке цепи x:
Рис. 5 – схема замещения шунтового режима
Формулы: Исходя из схемы замещения, можно принять:
.
Используя метод холостого хода и короткого замыкания, получим выражения для коэффициентов рельсового четырехполюсника Аш, Вш, Сш и Дш:
;
;
;
.
x - расстояние от конца рельсовой линии до точки наложения шунта;
- длина РЦ.
Решив полученную систему уравнений, найдем значения коэффициентов рельсового четырехполюсника:
, ,
, .
Подставим значения коэффициентов в выражения для Zпош, получим:
При наложении шунта на релейном конце (Х=0) и на питающем конце (Х=L) коэффициенты рельсового четырехполюсника несколько упрощается:
, , , ,
, , и .
Наиболее удобно произвести измерение коэффициента шунтовой чувствительности на основе критерия
,
так как в этом случае напряжение Uмин для общей схемы замещения равно:
, где .
Дя РЦ с фазочувствительными приемниками следует учитывать уменьшение величины Кш при изменении угла расстройки с наложением шунта
,
где φ – аргумент напряжения Uмин; φш – аргумент напряжения Uш; φид – идеальный угол.
Цель расчета: Определение чувствительности к обрыву рельсовой нити – Кк при наихудших условиях (Zмин R и кр.) при обрыве в любой точке.
Реакция РЦ на повреждение рельса также как и в шунтовом режиме выражается в увеличении сопротивления передачи. При этом ток в путевом приемнике снижается до значений тока, меньших тока надежного выключения Iот. Коэффициент Кк может быть получен прямым методом непосредственно из критерия , а также косвенными методами:
- сравнением сопротивлений передачи в нормальном и контрольном режимах
;
сравнением напряжения Uмин источника питания РЦ в нормальном режиме с напряжением Uк, которое потребуется иметь в контрольном режиме, чтобы обеспечить в приемнике ток надежного выключения .
Для расчета Кк любым методом требуется найти сопротивление передачи основной схемы замещения Zпок.
- ток в путевом приемнике при обрыве рельсовой нити при наихудших условиях
Схема замещения:
Рис. 6 – схема замещения контрольного режима
g1 и g2 – удельная проводимость между рельсами и землей;
g12 – удельная проводимость верхнего слоя балласта и шпал без влияния земли;
Z1 и Z2 - удельное сопротивление одиночных рельсов;
Zвх – сопротивление смежной РЦ.
Формулы:
Сопротивление передачи основной схемы передачи определяется из выражения:
.
Далее находят напряжение в начале РЦ и, пользуясь одним из условий, находят критерий выполнения режима.
Цель расчета: определение условий работы локомотивного приемника, которые характеризуются уровнем тока в рельсах IЛФ и оцениваются коэффициентом КЛ при наихудших условиях (U мин., Zмакс., RИ мин.). Кроме того следует учитывать удаленность локомотивного приемника от генератора, т.е. минимальное значение КЛ будет при шунтировании поездом входного конца рельсовой линии. Значение критерия Kл определяется из соотношения: .
КЛ - коэффициент при наихудших условиях нормального режима;
- фактический ток в рельсах под приемными катушками локомотива;
-нормативное значение тока в зависимости от частоты сигнального тока.
Схема замещения:
Рис. 7 – схема замещения режима АЛС
Формулы:
Сопротивление передачи Zпол находится из выражения для сопротивления передачи в нормальном режиме при замене Zвх.к на RШ:
.
Далее получают сопротивление передачи общей схемы замещения:
и минимальный ток в рельсах Iлф под приемными катушками локомотива:
.
Цель расчета: определение максимальных значений параметров источника питания (Iкз Sкз) при наихудших условиях работы (Uмакс Rш =0). Критерии выполнения режима КЗ: Iкз≤Iном; Sкз≤Sном.
и - номинальные значения тока и мощности источника питания по паспортным данным.
Схема замещения:
Рис. 8 – схема замещения режима короткого замыкания
Формулы:
Величина тока Iнкз определяется из выражения:
, а тока КЗ в источнике питания
Так как , , и , то ток Iкз можно найти из ранее полученных значений коэффициентов четырехполюсника Н:
.
Мощность короткого замыкания .
Техническое обслуживание (ТО) рельсовых цепей осуществляется работниками дистанции сигнализации и связи (ШЧ). Основным руководящим документом, определяющим порядок ТО, является инструкция по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) ЦШ/4616. ТО рельсовых цепей производится на основе графика, устанавливающего перечень и периодичность работ.
Основные виды работ:
- проверка состояния РЦ на станциях;
- проверка шунтовой чувствительности РЦ на станциях;
- измерение напряжения на путевых реле и питающих концах;
- контроль состояния кабельных стоек, путевых ящиков и дроссель - трансформаторов;
проверка правильности чередования полярности питания в смежных РЦ;
Указанные виды работ проводят электромонтер (ШЦМ), электромеханик (ШН) и старший электромеханик (ШНС). Технология проверки параметров приборов и устройств РЦ, технические нормы и методы приведены в Инструкции по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки. Организация работ по ТО и ремонту устройств СЦБ, производится в соответствии с инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ ЦШ-530 и инструкцией по технической эксплуатации устройств и систем СЦБ ЦШ-720.
Наиболее общее и характерное свойство большинства видов рельсовых цепей – значительная зависимость величины тока (напряжения) в путевом приемнике от изменения сопротивления изоляции, вследствие чего ток в реле в длинных рельсовых цепях может изменяться в 3 – 4 раза. Несмотря на это, каждая рельсовая цепь должна быть отрегулирована так, чтобы, при изменении сопротивления балласта от до , путевое реле надежно притягивало свой якорь при свободном и надежно отпускало его при шунтированном состояниях цепи или при повреждении рельсов.
В настоящее время рельсовые цепи содержатся на режиме постоянной регулировки, когда отрегулированная при включении в действие цепь не должна требовать сезонной регулировки (изменением сопротивления ограничителя в цепях постоянного тока или напряжения источника питания в цепях переменного тока) при любом колебании сопротивления изоляции, вызванном сменой времени года или изменением погоды.
Для содержания рельсовых цепей в режиме постоянной регулировки необходимо иметь специальные регулировочные характеристики и , составленные для каждого вида цепей и представляющие собой зависимости напряжения или тока в реле от удельного сопротивления изоляции и длины рельсовой цепи.
Для составления регулировочных характеристик рельсовых цепей постоянного тока используется уравнение , а для рельсовых цепей переменного тока - .
Правильная регулировка должна производиться с учетом особенностей каждой цепи, определяемых главным образом схемой и принципом ее действия, а также параметрами всех ее элементов, в том числе и рельсовой линии.
Если сопротивление изоляции в процессе эксплуатации будет изменяться от минимального значения до максимального, то ток в путевом приемнике будет изменяться от тока надежного срабатывания до тока перегрузки и рельсовая цепь надежно выдаст информацию о свободном ее состоянии.
Для рельсовых цепей с сопротивлением изоляции, отличающимся от нормативного значения, должны строится особые регулировочные характеристики.
На практике обычно пользуются не регулировочными характеристиками, а регулировочными таблицами, составленными на базе регулировочных характеристик.
Для примера в табл. 1. Приведены электрические параметры для регулировки кодовой рельсовой цепи 25 Гц с двумя ДТ-0,6 и одним ДТ-02.
Регулировочная таблица кодовых РЦ
|
Lрц, м |
U2пт, В |
Uр.рк, В |
U1-2збф, В |
Uр, В |
|
До 1000 |
44 |
0,5 |
6,1 |
4,6 |
|
1000-1500 |
67 |
0,5 |
7,0 |
5,2 |
|
1500-2000 |
101 |
0,6 |
8,5 |
5,9 |
|
2000-2250 |
124 |
0,6 |
9,4 |
6,4 |
|
2250-2500 |
152 |
0,7 |
10,5 |
6,7 |
Мокрому состоянию балласта и минимально допустимому напряжению питающей сети должно соответствовать минимальное предельное значение напряжения на путевом реле и на входе защитного фильтра, а промерзшему балласту и максимально допустимому напряжению питающей сети – максимальное предельное значение напряжения на путевом реле и на входе защитного фильтра.
Измерение и регулировка напряжения на путевых реле осуществляются:
Основные регламентирующие материалы по устройству, текущему содержанию, регулировке изложены в сборниках схем и регулировочных таблиц (нормалях). Для каждого типа рельсовых цепей издаются свои отдельные сборники (нормали).
Одним из важнейших направлений модернизации хозяйства СЦБ на железных дорогах Российской Федерации, является переход от обслуживания «по плану», к обслуживанию «по состоянию». Данная курсовая работа была посвящена анализу работы рельсовых цепей, и основным принципом обслуживания этих РЦ являлась, и является, на сегодняшний день, плановая проверка различных параметров рельсовой цепи, что наглядно было показано в пункте 8, с помощью технологических карт.
Данный способ обслуживания РЦ обладает рядом недостатков, таких как негарантированное обнаружение отказа, при его появлении, лишняя затрата рабочей силы при плановом осмотре устройств РЦ. Необходимым становится переход на обслуживание «по состоянию», которое позволит избежать внезапных отказов, и также сократить штат сотрудников, занятых на обслуживании 1 км железнодорожных путей, оборудованных устройствами СЦБ.
Для этого необходимо разрабатывать новые системы перегонной и станционной автоматики с учётом обслуживания «по состоянию», и внедрять их на как можно большем количестве объектов. Уже внедрённые системы необходимо переводить на данный вид обслуживания посредством установки датчиков, модулей, и вероятно комплексов контроля различных параметров систем СЦБ. Соответственно, разработка типовых решений для каждой из систем, скажем перегонной автоматики, сократит время установки, повысит надёжность и интеграцию оборудования в систему, и со временем, оправдает вложения в них, и таким образом начнёт окупать себя.
Наглядным примером такого перехода является система АПК-ДК, одним из важнейших параметров, которые в ней контролируются, является ток перевода стрелок на станции. Не составляет большого труда заменить этот параметр на любой другой, который нуждается в контроле.
Наряду с вышеописанным переходом к обслуживанием «по состоянию», важна замена устаревших систем АТ на новые, например фазочувствительных РЦ на ТРЦ3. На сегодняшний день фазочувствительные РЦ не проектируются вновь, что обусловлено рядом преимуществ ТРЦ3, таких как более низкая стоимость эксплуатации (более низкие затраты электрической энергии), более стабильная работа при пониженном сопротивлении балласта, унификация оборудования, и как следствие простота обслуживания и ремонта.
Самым главным моментом в модернизации устройств СЦБ является, как ни удивительно, повышение сознательности персонала, занятого в обслуживании устройств АТ. Работа сделанная качественно, избавит работника, при переходе на обслуживание «по состоянию», от лишней работы, освободит время на другие задачи, и повысит заработок одного отдельно взятого работника дистанции СЦБ. Побочным явлением является сокращение штата электромехаников, однако это неизбежное следствие модернизации, и нельзя относится к этому, как к негативному явлению.
Приложение содержит принципиальнаые схемы блоков БП, БПК и БРК.
Рис. 1. Принципиальная схема блока БП
Рис. 2. Принципиальная схема блока БПК
Рис. 3. Принципиальная схема блока БРК