Введение
1. Постановка задачи
1.1 Характеристика существующих устройств автоматики и телемеханикина разрабатываемом участке
1.2 Анализ развития систем автоматики и телемеханики для интервальногорегулирования движения поездов
1.3 Обоснование постановки задачи
2. Теоретические исследования для разработки системы АБТЦ
2.1 Разработка схематического плана станции
2.2 Разработка двухниточного плана станции
2.3 Разработкамаршрутизации передвижений на станции
2.4 Расчёт кабельных сетей малой станции
2.5 Функции, область применения и классификация рельсовых цепей
2.6 Расчёт станционной рельсовой цепи
2.7 Расчёт мощности переменного тока, потребляемой, устройствамиэлектрической централизации
2.8 Требования, предъявляемые к разработке устройств автоматики ителемеханики
3. Практическое использование проведенныхисследований
3.1 Разработкапутевого плана перегона
3.2 Разработкапринципиальных схем
3.3 Разработкакабельных сетей перегона
3.4Схема увязки автоблокировки со станционными устройствами
3.5Четырехпроводная схема изменения направления
3.6Схема переездной сигнализации
3.7 Техническое обслуживание устройств автоблокировки и электрическойцентрализации малых станций
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Транспортобслуживает практически все виды продукции между производителями (поставщиками)и потребителями. Современное общество рассматривает роль транспорта, каквсеобщее средство труда. Транспорт с одной стороны – сегмент рынка «физически»реализующий обмен товарами и оказывающий услуги населению, а с другой – он самкак субъект рынка продаёт свои услуги населению, перемещая товары и пассажиров.Перевозки выполняет в основном транспорт общего пользования – водный,автомобильный, воздушный, железнодорожный, а также специальный транспорт.
Водный транспортявляется неотъемлемой частью транспортной системы Казахстана. Эффективен примассовых перевозках нефти и нефтепродуктов, лесных и строительных материалов
Автомобильныйтранспорт обладает большой маневренностью. Груз может быть доставлен от местапогрузки отправителя до склада получателя, минуя перегонные операции.
Воздушныйтранспорт – это самый скоростной вид транспорта на большиерасстояния.Себестоимость перевозок грузов на воздушном транспорте очень высока.
Трубопроводныйтранспорт по существу не соответствует общепринятому определению понятия «транспорт»,здесь нет подвижного состава. Самая низкая себестоимость перевозок. Потрубопроводам могут перекачивать только жидкие и газообразные грузы.
Железнодорожныйтранспорт наиболее приспособлен к массовым перевозкам. Функционирует днём и ночью,независимо от времени года и атмосферных условий. Сравнительно не высокаясебестоимость перевозок грузов, высокая эффективность при перевозке грузов набольшие и средние расстояния. На строительство железных дорог требуются большиекапиталовложения, которые окупаются только значительной концентрации грузовых ипассажирских потоков.
Основной задачей железнодорожного транспорта является обеспечение наперегонах и станциях необходимой пропускной и провозной способности,перерабатывающей способности сортировочных и грузовых станций, сокращениевремени оборота вагона, увеличение скорости грузовых и пассажирских поездов.[3]
Осуществление этих задачимеет огромное значение в дальнейшем развитии экономики, повышениематериального и культурного уровня жизни народа.
Централизованноеразмещение аппаратуры дает возможность оперативно и быстро устранять возникшиенеисправности.
Одним из важнейшихнаправлений внедрения технического прогресса на железнодорожном транспортеявляется совершенствование и широкое применение современных технических средствуправления движения поездов.
Высокая интенсивностьиспользования технических средств железнодорожного транспорта обуславливаетнеобходимость широкого внедрения достижений науки и техники и передовых методовтруда. Решению поставленных задач во многом способствует внедрение современныхсредств автоматики и телемеханики.
При сравнительнонебольших капитальных затратах устройства автоматики и телемеханики позволяютобеспечить пропускную и провозную способность линий, перерабатывающуюспособность станций, значительно увеличивают производительность и улучшаютусловия труда железнодорожников, повышают безопасность движения поездов.
Системаавтоматики телемеханики и связи представляет собой совокупность элементов,образующих цепь приёма, передачи, хранения, сравнения и преобразованияинформации в виде различных сигналов. Назначением этих устройств для железныхдорог является увеличение скоростей грузовых и пассажирских поездов, улучшениеэкономических показателей работы железных дорог.
В настоящее времяпроисходят не только количественные, но и качественные изменения устройствавтоматики и телемеханики. В новых системах широко используются более надежныебесконтактные приборы, интегральные микросхемы, элементы вычислительной техники.Внедрение новых и совершенствование существующих средств автоматики ителемеханики являются основой для решения перспективной задачи – комплекснойавтоматизации и механизации перевозочного процесса на железнодорожном транспорте
Целью дипломнойработы является:
— систематизация,закрепление и расширение теоретических знаний полученных за время учёбы
— углубленоеизучение студентом конкретных задач и вопросов в соответствии с темой дипломнойработы.
— развитие устудента навыков самостоятельной работы при выполнении разрабатываемой темы[7]
В дипломнойработе на основе исходных данных: полуавтоматической блокировки на перегоне,рода тяги – электротяга переменного тока, двухпутный участк железной дороги,необходимо обосновать выбор системы автоматики и телемеханики на станцияхзаданного участка, на перегонах автоматическую систему управления движенияпоездов на участке.
Втеоретической части необходимо разработать схематический и двухниточный планзаданной станции, произвести необходимые инженерные расчеты и привести основныетребования к разработке принципиальных схем системы автоматики и телемеханикина участке железной дороги.
В практической части разработаны основные принципиальные схемысистемы АБТЦ с проходными светофорами на перегоне участка.
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1Характеристика существующих устройств автоматики и телемеханики на разрабатываемом участке
На двухпутном участке железной дороги длиной в 40 км и при автономной тяге продолжительное время эксплуатировалась система полуавтоматическойблокировки (ПАБ) на перегонах и маршрутно-контрольные устройства на станциях.
При ПАБ на межстанционный перегон может быть отправлен только одинпоезд и поэтому интервал между поездами возрастает и определяется временем ходапоезда по перегону. Для увеличения пропускной способности необходимоосуществить движение поездов в попутном направлении с минимальным интервалом.
ПАБ представляет собой систему сигнализации, связи и блокировки(СЦБ) между двумя раздельными пунктами при которой изменение показанийпостоянных сигналов и подаче блокировочных сигналов о следовании поездапроизводится работниками движения и частично автоматически от воздействия напутевые приборы и рельсовые цепи (РЦ) движущимся поездом.
Общая схема однопутной релейной полуавтоматической блокировки(РПБ) типовая и состоит из следующих узлов: линейной цепи, связывающей соседниестанции; цепи местных зависимостей, обеспечивающих связь линейных и станционныхустройств; цепи станционных устройств.
В линейную цепь входят: линейные реле ЧЛ (НЛ) комбинированноготипа, служащие для получения согласия на отправление поезда и извещения о егоприбытии на соседнюю станцию; реле дачи прибытия ЧДП (НДП), извещающие о выходепоезда с соседней станции и подготавливающие схему станции приема к фиксацииприбытия поезда.
Цепь местных зависимостей состоит: из реле дачи согласия ЧДС(НДС); маршрутных реле отправления ЧОМ (НОМ); противоповторных ЧОП (НОП) ивспомогательных ЧОВ (НОВ) реле отправления; реле прибытия поезда ЧП (НП).
Цепи станционных устройств включают в себя схемы управлениясигналами, изолированными рельсами с педалями, маршрутными реле и другими.
Отправление поезда со станции отправления на перегон возможно лишьпосле получения согласия от станции приема. После приготовления маршрутаотправления на станции отправления открывается выходной светофор с посылкойблокировочного сигнала «Путевое отправление». После приема поездапосылается блокировочный сигнал «Путевое прибытие» на станции приема.[1]
В полуавтоматической блокировке необходимы устройства, контролирующиепроследование поездов и осуществляющие при приеме и отправлении закрытие заними входных и выходных светофоров. До недавнего времени, в основном,применялись устройства, работающие от воздействия поезда на изолированный рельси механическую педаль.
Однако по мере увеличения скорости, размеров движения, весалокомотивов и вагонов увеличивалось и количество отказов в работе педалей. Дляповышения надежности действия ПАБ стали применять беспедальные схемы,основанные на воздействии поезда на рельсовые цепи.
В беспедальную схему, как правило, входят две нормально разомкнутыеили нормально замкнутые рельсовые цепи. Нормально замкнутые рельсовые цепиприменяют в тех случаях, когда они необходимы для основных станционныхустройств автоматики. В остальных случаях применяют разомкнутые рельсовые цепи.[8]
Устройства, контролирующие проследование поездов, не позволяетконтролировать прибытие поезда в полном составе и фактическое освобождениеперегона. Для устранения этого недостатка применяют различные средства:сплошные рельсовые цепи на перегонах; устройство «активного хвоста»для каждого поезда, устройства счета осей в поездах.
На участке 7 раздельных пунктов имеют стрелки ручного управления иоборудуются устройствами ключевой зависимости, а также аппаратами дляцентрализованного управления сигналами.
Для повышения безопасности движения устраиваются рельсовые цепи,обеспечивающие контроль свободности или занятости приемоотправочных путей истрелочных горловин. Управление станционными светофорами индивидуальное,разрешением на отправление поезда на свободный перегон служит открытоеположение выходного сигнала.
При полуавтоматической блокировки применяется двухзначнаясигнализация, при которой блокируемые участки пути ограждаются выходнымисветофорами красный огонь – запрещающий или зеленый огонь – разрешаю-щийдвижение. Светофоры открывает дежурный по станции с аппарата управления.
Закрытие светофоров может быть, выполнено с аппарата управления отвоздействия на сигнальную кнопку или автоматически. Для автоматическогозакрытия светофоров используются рельсовые цепи приемоотправочных путей истрелочных горловин, а также контрольные путевые участки с короткими рельсовымицепями (25 м).
Маршрутно-контрольные устройства (МКУ) на станциях системыНа-талевича обеспечивают контроль правильности приготовления маршрута изапирание стрелок замками Мелентьева, исключение одновременной установкивраждебных маршрутов и разделку маршрута стрелочником лишь с разрешения дежурногопо станции.
В помещении дежурного устанавливается распорядительный аппаратМКУ, имеющий по одному блок — механизму на горловину станции и несколькомаршрутных рукояток — по одной маршрутной рукоятке на два маршрута. На каждомстрелочном посту устанавливается централизатор -исполнительный аппарат с однимблок-механизмом, маршрутными и сигнальной рукоятками, стрелочными и сигнальнымизамками.
Устройства ПАБ исключают возможность отправления на перегонвторого поезда, если перегон еще занят ранее отправленным поездом. Этодостигается тем, что выходной сигнал после проследования мимо него поезда закрываетсяи замыкается; замыкание может быть снято дежурным по станции следующегораздельного пункта только после фактического прибытия туда отправленного поездав полном составе.
При полуавтоматической блокировки на перегоне может находитьсятолько один поезд, поэтому пропускная способность заданного железнодорожногоучастка не высокая.[11]
Применяемая на станциях участка система МКУ имеет и ряднедостатков. В частности, отсутствие объективного контроля свободности маршрутатехническими средствами. Поэтому не исключается вероятность установки маршрутана занятый, например, приемо-отправочный путь из-за ошибочных действийперсонала.
Система МКУ имеет ограниченную пропускную способность инедостаточно обеспечивает безопасность движения поездов, хотя отличаетсяпростотой и невысокой стоимостью. Эти недостатки говорят о необходимости заменыданной уже устаревшей системы другой, новой и более совершенной.
1.2 Анализразвития систем автоматики и телемеханики для интервального регулированиядвижения поездов
Устройства автоблокировкии АЛС, применяемые на железных дорогах нашей страны, основаны на использованииэлектрических рельсовых цепей. С их помощью контролируют занятое или свободноесостояние блок-участков, а также целость рельсовых нитей. Нормативное значениерасчетного сопротивления изоляции рельсовой линии при построении рельсовых цепейпринято равным 1 Ом км. Практически в большинстве случаев работоспособностьрельсовых цепей может быть обеспечена в применяемых системах автоблокировки приснижении сопротивления изоляции до 0,7 и 0,6 Ом км. Нормативное сопротивлениепоездного шунта составляет 0,06 Ом.
В качестве основногоисточника электропитания устройств используется продольная высоковольтная линияавтоблокировки напряжением 6 или 10 кВ. Резервным источником служит: приэлектротяге постоянного тока линия электропередач (ЛЭП), подвешенные на опорахконтактной сети напряжением 6 или 10 кВ; при электротяге переменного тока линияДПР напряжением 27,5 кВ; при автономной тяге аккумуляторные батареи.
В отдельных случаях вкачестве временного резервного источника могут использоваться стационарные ипередвижные дизель-генераторные агрегаты.
На железных дорогахприменяются системы автоблокировки, в которых использованы рельсовые цепи сизолирующими стыками. В них информация о состоянии впереди расположенныхблок-участков и порядок ведения поезда с точки зрения сближения его с впередиидущим поездом передается машинисту путевыми светофорами. Для повышениябезопасности движения и расширения эксплуатационных возможностей системырегулирования одновременно также информация передается машинисту и локомотивнымсветофором с помощью средств АЛС.
На сети используетсячетырехзначная система АЛС числового кода, дополняемая автостопом иустройствами контроля скоростей и проверки бдительности машиниста. Весь парклокомотивов оборудован соответствующей приемной аппаратурой.
Основная аппаратураавтоблокировки и путевых устройств АЛС размещается в релейных шкафах,располагаемых непосредственно на линии у каждого путевого светофора. Там жерасполагается силовая аппаратура высоковольтной линии с понижающимтрансформатором для электропитания аппаратуры и светофора.
На участках с автономнойтягой применяется автоблокировка постоянного тока. В ней используютсяимпульсные рельсовые цепи постоянного тока, длина которых может достигать 2600 м. Исключение опасных положений при коротком замыкании изолирующих стыков обеспечивается чередованиемполярности питающего напряжения в смежных рельсовым цепях.
Увязка между показаниямипопутных светофоров, передача извещения о приближении поездов к станции ипереездам, а также работа устройств диспетчерского контроля и схемы сменынаправления движения осуществляется по линейным цепям.[10]
Импульсные рельсовые цепиподвержены влиянию аккумуляторного эффекта, особенно на участках с железобетоннымишпалами слабо защищены от воздействия помех постоянного и переменного тока. Припитании от резерва (аккумуляторных батарей) действие АЛС прекращается. Практическипри отключении высоковольтной линии, особенно при повторных отключениях, не вовсех случаях может быть обеспечена нормальная работа устройств автоблокировки.Использование аккумуляторных батарей усложняет содержание устройств.
Эти недостатки ухудшаютэксплуатационно-технические характеристики системы в целом. Поэтому в настоящеевремя наблюдается тенденция к внедрению на линиях с автономной тягой кодовойавтоблокировки переменного тока с двухцепной высоковольтной линией.
На участках сэлектротягой применяется кодовая автоблокировка переменного тока с кодовымирельсовыми цепями. В качестве сигнального тока рельсовых цепей используютсякодовые сигналы числовой АЛС. При электротяге постоянного тока частота несущейэтих сигналов принята 50 Гц, а при электротяге переменного тока 25 или 75 Гц.Если нормативное значение сопротивления балласта – 1 Ом·км, сопротивлениепоездного шунта — 0,06 Ом, а практически реализуемые коэффициенты возврата изапаса путевых приемников соответственно — 0,75 и 1,1, то расчетная предельнаядлина рельсовых цепей составляет при частоте 25, 50, 75 Гц соответственно 3500,3000 и 2700 м.
Уменьшение максимальнойдлины рельсовых цепей по сравнению с предельными позволяет обеспечить ихработоспособность при случайном снижении сопротивлении изоляции ниже нормы.
При автоблокировке срельсовыми цепями 75 Гц такую же частоту имеет и напряжение питаниявысоковольтной линии. Резервные источники электропитания в этом случаеотсутствуют.
Увязка между показаниямипроходных светофоров в кодовой автоблокировке осуществляется по рельсовымцепям. Передача же извещений на станции и переезды, а также работа устройствдиспетчерского контроля и смены направления движения осуществляется по линейнымцепям. При электротяге постоянного тока используются воздушные или кабельныелинии, а при электротяге переменного тока – только кабельные.
Полуавтоматическаяблокировка обеспечивается следующими зависимостями: после открытия одного извыходных сигналов замыкаются все выходные сигналы на тот же перегон до тех пор,пока на станцию отправления не будет подан блокировочный сигнал о прибытии насоседнюю станцию отправленного поезда; блокировочный сигнал о прибытии поездаможет быть подан на станцию отправления, если датчиками информации и дистанционнойаппаратурой отмечено фактическое прибытие поезда на станцию.[3]
Устройстваполуавтоматической блокировки автоматически контролируют прибытие поезда настанцию, не имеют приборов, которые бы отмечали прибытие поезда в полномсоставе. Поэтому работники, обслуживающие ПАБ, должны убедиться в том, чтопоезд прибыл в полном составе с хвостовыми сигналами, а затем уже подать блокировочныйсигнал о прибытии поезда.
Тенденция к повышениюскоростей движения и росту числа категорий поездов, следующих по линии сразличными максимальными скоростями, обусловило необходимость повышениябыстродействия устройств и увеличение объема информации, передаваемой налокомотив. В связи с увеличением скорости движения и мощности электровозовпотребовалось повышение защищенности путевых и локомотивных устройств отвоздействия тягового тока и его гармонических составляющих. Кроме того.появилась необходимость обеспечить надежную защиту путевых устройств от ложныхсрабатываний при объединении рельсовых нитей соседних путей. Для решения этихзадач с применением современной элементной базы были разработаны новые системыавтоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации: частотная,унифицированная и централизованная. Основой частотной автоблокировки являютсякодовые рельсовые цепи с изолирующими стыками. Для их работы, а также дляработы устройств автоматической локомотивной сигнализации используются непрерывныечастотные сигналы в диапазоне 100 и 400 Гц. Каждый кодовый сигнал передается ввиде комбинации из двух частот разных диапазонов, то есть кодообразованиеосуществляется по закону сочетаний. Такое построение кода постоянного весахарактеризуется большой избыточностью, так как из общего числа возможных комбинацийна все сочетания (64) для передачи сигналов используются только 15 сочетаний из6 по 2. При этом кодовое расстояние между любыми кодовыми комбинациямисоставляет 2. Такая относительно большая избыточность, принятая вкодообразовании, позволяет получить достаточно высокую помехозащищенностьустройств частотной автоблокировки и АЛС, так как все одиночные повреждения вканалах передачи приводят к защитному отказу, которые контролируются какпутевыми, так и локомотивными приемными устройствами.
Исключение опасныхположений при коротком замыкании изолирующих стыков и объединении рельсовыхнитей соседних путей обеспечивается использованием в соседних и смежныхрельсовых цепях каждого пути различных частот и применением гетеродинногоспособа приема сигналов путевыми приемниками.[4]
Автоблокировка сгетеродинными рельсовыми цепями 75 Гц предназначена для интервальногорегулирования движения поездов на однопутных и многопутных магистральныхучастках железных дорог. Она обеспечивает передачу машинисту поезда и автоматическипоездным устройствам информации о допустимой скорости движения и количествесвободных блок-участках. Эта информация передается путевыми светофорами иустройствами АЛС. В односторонней системе автоблокировки при движении понеправильному пути она передается только средствами АЛС.
Автоблокировкаобеспечивает работу устройства АЛС числового хода в диапазоне со среднейчастотой 75 Гц и частотной системы локомотивной сигнализации в диапазоне 100 –400 Гц и может применяться на участках железных дорог с любыми видами тяги.
Для работы рельсовыхцепей автоблокировки используются частоты диапазона 50 – 100 Гц. Максимальнаядлина рельсовой цепи составляет 2000 м. При этом шунтовой и контрольный режимыобеспечиваются при сопротивлении изоляции рельсовой линии не менее 0,55 Ом.
Аппаратура автоблокировкиразмещается в релейных шкафах, устанавливаемых на каждой сигнальной точке.Увязка между сигнальными показаниями путевых светофоров на соседних сигнальныхточках выполняются по линейной цепи.
Устройства частотнойавтоблокировки на каждой сигнальной точке контролируют состояние необходимогоколичества блок-участков без применения линейных цепей.
Рельсовые цепи частотнойавтоблокировки с использованием сигнальных токов в диапазоне 100 – 400 Гц болеекритичны к снижению сопротивления изоляции рельсовой линии по сравнению счастотами 25 — 75 Гц, применяемыми в числовой кодовой автоблокировке. Поэтомупри проектировании максимальная длина рельсовых цепей частотной автоблокировкине должна превышать 1500 м. Кроме того, для нормального действия приемных устройствчастотной автоблокировки с выделением низкой разностной частотыэлектроснабжение сигнальных установок перегона должно осуществляться от единойэнергетической системы с целью стабилизации разностной частоты, что в некоторыхслучаях может вызвать затруднения, например, при электроснабжении от резервныхдизель-генераторных установок.
Эти недостатки устраненыв унифицированной системе автоблокировки и АЛС, при разработке которойиспользованы принципы и технические решения, принятые в частотнойавтоблокировке. К ним относятся применение непрерывных рельсовых цепей сгетеродинными путевыми приемниками а частотных признаков при кодированиисигнальных показании, выполнение аппаратуры на современной элементной базе.Частоты сигнального тока для работы рельсовых цепей размещается в диапазоне 71- 83 Гц. На этой же частоте обеспечивается действие числовой системы АЛС. Дляработы частотной АЛС выбраны те же диапазоны частот (100 — 400 Гц), что и всистеме автоблокировки, однако для их образования не используется промышленнаячастота сети питания. Поэтому электроснабжение устройств унифицированнойсистемы автоблокировки и АЛС может осуществляться от источников переменного ипостоянного тока. Увязка между сигнальными показаниями осуществляется полинейным цепям. Максимальная длина рельсовой цепи принято равной 2000 м.
Все рассмотренные системыхарактеризуются рассредоточенным размещением аппаратуры. Вблизижелезнодорожного пути размещаются сигнальные установки, содержащие светофор,шкаф с аппаратурой для управления огнями светофора и выбора кодовых сигналовАЛС, рельсовые цепи с изолирующими стыками, высоковольтные трансформаторыэлектропитания.
Структура системавтоблокировки и применяемые для ее построения отдельные элементы во многомопределяются наличием путевых светофоров, используемых в качестве основногосредства регулирования движения поездов. В свою очередь структура и ее элементыопределяют эксплуатационно-технические и экономические показатели системыинтервального регулирования в целом. [7]
Надежностьфункционирования автоблокировки и АЛС в значительной степени зависит, напримерот исправного состояния изолирующих стыков и светофорных ламп, отказы в работекоторых составляют 25-30 % общего числа отказов устройств.
Для улучшения условийтруда обслуживающего персонала и ускорения процесса отказов устройствприходится прибегать к системам дистанционного контроля исправности отдельныхузлов сигнальных установок. Эти контрольные устройства вызывают необходимость вдополнительных каналах связи и усложняют напольную аппаратуру сигнальныхустановок. Вопрос автоматического резервирования отдельных приборов и устройствне решается и при применении систем дистанционного контроля.
Перспективными с точкизрения качественного улучшения эксплуатационно-технических и экономическихпоказателей являются системы интервального регулирования движения поездов сцентрализованным размещением аппаратуры (ЦАБ, АБТЦ) при использовании рельсовыхцепей без изолирующих стыков.
Возможности наиболееэффективной реализации преимуществ централизованного размещения аппаратурыприменения рельсовых цепей без изолирующих стыков появляются при организациидвижения поездов по сигналам АЛС.[1]
Система интервальногорегулирования движения поездов по сигналам АЛС находят все более широкоеприменение как на железных дорогах нашей страны, так и на зарубежных железныхдорогах. Разработка и внедрение системы интервального регулирования сцентрализованным размещением аппаратуры, бесстыковыми рельсовыми цепями и безпроходных светофоров являются одним из наиболее перспективных направленийразвития и совершенствования устройств, предназначенных для интервальногорегулирования и обеспечения движения поездов.
1.3Обоснование постановки задачи
Автоблокировка сцентрализованным размещением аппаратуры с тональными рельсовыми цепями (АБТЦ)предназначена для интервального регулирования движения поездов на одно- идвухпутных железнодорожных линиях метрополитенов. Система являетсяуниверсальной, она может применяться при любом виде тяги поездов, а также налиниях с централизованным электроснабжением пассажирских поездов (ЦЭС).Рельсовые цепи этой системы надежно защищены от помех, создаваемых токами ЦЭС,и обеспечивают непрерывность цепи возврата тока ЦЭС по рельсам без установкикаких-либо дополнительных устройств.
Основными отличительнымиособенностями системы АБТЦ являются: использование ТРЦ, отсутствие изолирующихстыков, наличие проходных светофоров и размещение основного оборудования на станциях,ограничивающих перегон.[8]
Принцип построениятональной рельсовой цепи представлен на рисунке 1.1.
С целью повышенияэффективности перевозочного процесса, надежности устройств и безопасностидвижения в системе АБТЦ предусмотрено:
— двухстороннее движениепо каждому пути двухпутного перегона;
— наличие защитныхучастков для обоих направлений движения;
— применение двухнитевыхламп красного огня на всех проходных светофорах, а также желтого огня на предвходныхсветофорах;
— контроль исправностижил кабеля рельсовых цепей;
— контроль перемыканияжил кабеля питания ламп проходных светофоров;
— контрольпоследовательности занятия рельсовых цепей при включении кодовых сигналов АЛС;
— более совершенная схемаконтроля правильности занятия и освобождения рельсовых цепей блок-участка(контроль потери шунта) с блокировкой светофоров и схем кодирования АЛС.
/>
Рисунок 1.1 – Принциппостроения ТРЦ
Основными узламистанционных устройств системы являются: постовое оборудование рельсовых цепей,схемы включения и контроля ламп проходных светофоров, схемы кодированиярельсовых цепей для передачи информации на локомотив, схемы замыкания иразмыкания перегонных устройств с целью исключения опасных ситуаций при потерешунта. Кроме того, в работе системы участвуют линейные цепи, схема сменынаправления, схема увязки с устройствами электрической централизации ипереездными устройствами.
В схемах ТРЦ предусмотренконтроль исправности жил кабеля. При перемыкании жил схема контроля отключаетпитание рельсовых цепей, при обрыве – включает соответствующую индикацию напульте.
Обобщенная структурнаясхема ТРЦ представлена на рисунке 1.2.
Путевые приемники контролируют состояние рельсовых цепей тойчасти перегона, которая отнесена к данной станции. Путевые реле этих РЦвоздействуют на сигнальные реле, которые обеспечивают выбор требуемых показанийпроходных светофоров и кодовых сигналов АЛС. Кроме того, путевые реле воздействуютна схемы включения кодовых сигналов в рельсовые цепи и на блокирующие реле,управляют схемами контроля последовательного занятия рельсовых цепей и схемамиконтроля последовательного освобождения РЦ.[20]
В схемах управления огнями светофоров предусмотрен контрольисправности жил кабеля. При обрыве жил обеспечивается включение на таблоиндикации о перегорании нити лампы светофора, а в ряде случаев (при обрывепрямой жилы основной нити двухнитевой лампы) осуществляется подключениерезервной нити. При перемыкании прямой и обратной жил производится отключениепитания ламп светофора.
/>
Рисунок 1.2 – Обобщенная структурная схема ТРЦ
Для передачи на локомотив информации об условиях движенияпредусмотрен формирователь сигналов АЛС. Схема выбора сигналов АЛС выбираеттребуемые кодовые комбинации в зависимости от состояния сигнальных реле.
Схема включения кодовых сигналов подает их в рельсы занятойРЦ по команде соответствующего путевого реле. При этом кодовые сигналы подаютсяв рельсы только при условии соблюдения последовательности их занятия. Приналожении постороннего шунта, изломе рельса или ложной занятости рельсовой цеписхема контроля последовательного занятия рельсовых цепей запрещает передачуразрешающих кодовых сигналов. Этим исключается возможность включения налокомотивном светофоре разрешающего показания при приближении к закрытому проходномусветофору.
Кодовые сигналы АЛС подаются в рельсы по существующим питающими релейным жилам кабеля рельсовых цепей.[21]
Схемы замыкания и размыкания перегонных устройств включают всебя блокирующие реле и схемы контроля последовательного освобождения рельсовыхцепей. При вступлении поезда на какой-либо блок-участок блокирующее релевоздействует на сигнальные реле этого блок-участка, чем исключается открытиесветофора, ограждающего данный БУ, и выбор разрешающего кодового сигнала дляпредыдущего блок-участка (замыкание блок-участка).
Размыкание блок-участка проводится автоматически с участиемсхемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей этого БУ изащитного участка. Нарушение указанной последовательности при освобожденииблок-участка может быть следствием потери шунта при фактически занятом БУ илизащитном участке. При этом размыкание блок-участка не происходит и разрешающийсигнал не включается.
Для размыкания блок-участка при ложной занятости или неисправностисхемы в системе АБТЦ предусмотрена схема искусственной разделки, которую винструктивном порядке проводит дежурный по станции отправления.
Схемы, указанные на структуре АБТЦ, кроме схем ТРЦ иформирователя сигналов АЛС, строятся для каждого блок-участка и являются общимикак для установленного правильного, так и неправильного направлений движения.Перестройка схем в зависимости от установленного направления движенияосуществляется схемой смены направления.[13]
Станционная аппаратураАБТЦ размещается на станциях, ограничивающих перегон, устанавливается в постахЭЦ или в транспортабельных модулях и соединяется с напольным оборудованием припомощи кабеля. Деление перегона (раздел кабеля) производится по сигнальнойустановке, находящейся в середине перегона. При этом рекомендуется светофор ипитающий конец РЦ, расположенный непосредственно за этим светофором, подключатьк станции отправления. Длина кабеля не должна превышать 9 км для управления светофором и 12 км ‑ для рельсовых цепей.
При небольшой длинеперегона аппаратура может быть размещена на одной из станций. При большой длинеперегона часть аппаратуры размещается в транспортабельном модуле в серединеперегона.
К напольному оборудованиюсистемы АБТЦ относятся проходные светофоры, соединительные кабели,разветвительные муфты, путевые ящики для размещения устройств согласования изащиты ТРЦ и для установки сигнальных трансформаторов.
На переездах савтоматической светофорной сигнализацией устанавливается релейный шкаф саппаратурой схемы включения и контроля переездных устройств, переездныесветофоры, устройства заграждения переезда и линейные трансформаторы илитрансформаторные подстанции для основного и резервного питания. При наличии автошлагбаумовкроме этого устанавливают батарейный шкаф, заградительные светофоры и щитокуправления. Предельные длины тональных рельсовых цепей представлены в таблице1.1.
Если в пределахкакой-либо РЦ расположен дроссель-трансформатор, предназначенный длявыравнивания тягового тока, включения междупутных перемычек, отсасывающихфидеров или устройства заземлений, то ее предельная длина уменьшается в 1,5раза по сравнению с данными, указанными в таблице 1.1.
Размещение напольногооборудования и кабельную сеть системы АБТЦ изображают на путевом плане перегона,на котором должны быть также указаны:
— ординаты установкиоборудования;
— длины рельсовых цепей,расположение питающих и релейных концов, комбинации несущих и модулирующихчастот путевых генераторов;
— марка кабеля и егоназначение, длина, жильность, число запасных жил, схемное обозначение жил.
Таблица 1.1 – Предельные длины рельсовых цепейДлина кабеля, км 580 Гц 720 Гц 780 Гц 420; 480 Гц 580; 720; 780 Гц L1, м L2, м L1, м L2, м L1, м L2, м L3, м L3, м До 6,0 300 550 350 600 350 600 1000 700 6,0-9,0 300 500 350 500 350 500 800 600 9,0-12 - - 200 400 200 400 700 500
Рельсовые цепи нумеруютсяот станции до точки разделения перегона для нечетного пути нечетными числами,для четного ‑ четными. В обозначении РЦ указывается горловина станции, накоторой размещен путевой приемник данной РЦ (Н или Ч). Для кодированиярельсовых линий отдельных жил кабеля не требуется, так как оно осуществляетсяпо имеющимся жилам питающих и релейных концов ТРЦ.[11]
Для каждого пути перегонапредусматривается по два сигнально-блокировочных кабеля парной скрутки. Всхемном обозначении кабеля указывается его принадлежность к соответствующейгорловине станции (Н или Ч), назначение (СЦБ) и принадлежность к одному изпутей (1 и 3 ‑ для нечетного пути, 2 и 4 ‑ для четного). Жилыпитающих и релейных концов ТРЦ, а также прямые и обратные жилы управлениясветофорами должны размещаться в разных кабелях. Если длина кабеля не превышает 4 км, то все жилы управления светофором организуют в одном кабеле.
При автономной тяге иэлектротяге постоянного тока рекомендуется применять кабель марки СБЗПУ, приэлектрической тяге переменного тока ‑ СБЗПАБпШп.
Тип разветвительных муфтдолжен соответствовать числу разделываемых жил кабеля.
Сокращение временинахождения обслуживающего персонала на путях, т.е. в зоне повышенной опасности,способствует более успешному решению задач, связанных с улучшением условийтруда и повышением техники безопасности. Это особенно важно для районов ссуровым климатом. Возможность выполнения практически всего графикатехнологического обслуживания на посту электрической централизации (ЭЦ)сокращает затраты времени на текущее обслуживание устройств. По этой причинеуменьшается число трудоемких операции, повышаются качество выполнения работ икультура труда, особенно с внедрением индустриальных методов обслуживания сприменением стационарной измерительной техники и необходимого оборудования.
Указанные особенностисистемы обеспечивают значительное повышение производительности трудаобслуживающего персонала, сокращение его численности и снижениеэксплуатационных расходов на техническое обслуживание устройств.
Размещение перегоннойаппаратуры на станциях значительно упрощает решение задач, связанных сорганизацией диспетчерского контроля движения поездов, подачей извещения оприближении поездов к станциям, организацией движения по неправильному пути илисменой направления на линиях с двусторонним движением. Упрощаются также устройстваэнергоснабжения. При наличии на станциях надежных источников энергоснабжения нетребуются основная и резервная продольные линии продольные высоковольтные линииавтоблокировки, так как на перегонах не нужны источники электропитания.Потребляемая источниками мощность от стационарных источников энергоснабженияуменьшается в этом случае в 2 — 3 раза.
Размещение аппаратуры настанциях позволяет в случае необходимости управлять кодовыми сигналами АЛС наперегонах с пульта дежурного по станции или поездного диспетчера. При временныхнеисправностях пути или подвижного состава, угрожающих безопасности движения,дежурный по станции или поездной диспетчер может выключить кодовые сигналы в любойрельсовой цепи перегона или сменить кодовый сигнал на менее разрешающий. Этоповысит эффективность действия системы регулирования и безопасность движенияпоездов.[15]
Использование современныхустройств телесигнализации и телеуправления не только для контроля исправностиустройств и их резервирования, но для влияния на логику работы системыинтервального регулирования позволит в перспективе создать автоматизированнуюсистему управления движением поездов на железнодорожном транспорте.
Поскольку на линиях,оборудованных устройствами АБТЦ, основным средством сигнализации и связи являетсяавтоматическая локомотивная сигнализация, (проходные светофоры отсутствуют), тодля исключения задержек движения с выходом из строя локомотивных устройствпоследние необходимо резервировать, в первую очередь на участках с интенсивнымдвижением. Наиболее целесообразно применять в качестве основной многозначнуючастотную систему АЛС для передачи на локомотив необходимого объема информациис учетом перспективы развития системы, а в качестве резервной — эксплуатируемуюна сети дорог АЛС числового кода.
На линиях с неинтенсивнымдвижением с целью упрощения устройств используют только числовую АЛС.
На линиях с АБТЦ дляотправления на перегон поездов с недействующими локомотивными устройствами АЛС,а также необорудованных АЛС подвижных единиц и снижения в этих случаях потерьпропускной способности на выходных светофорах должно предусматриваться сигнальноепоказание свободности перегона.
Система передаетмашинисту поезда и в автоматические поездные устройства информацию о числесвободных блок-участков и допустимой скорости движения. Эта информацияпередается средствами АЛС. Система обеспечивает действие АЛС числового кода нанесущих частотах 50 или 75 Гц и частотной АЛС на частотах 75, 125, 175, 225,275 и 325 Гц. Частота 75 Гц используется только на линиях метрополитена.
Для работы рельсовыхцепей без изолирующих стыков на железнодорожных линиях используютсяамплитудно-модулированные сигналами с несущими частотами 420 и 480 Гц ичастотами модуляции 8 или 12 Гц, а на линиях метрополитена — сигналы с несущимичастотами 720 и 780 Гц с теми же частотами модуляции. Несущие частоты 720 и 780Гц, а также 580 Гц могут использоваться и на железнодорожных линиях.
Система передаетмашинисту поезда и в автоматические поездные устройства информацию о числесвободных блок-участков и допустимой скорости движения. Эта информация передаетсясредствами АЛС. Система обеспечивает действие АЛС числового кода на несущихчастотах 50 или 75 Гц и частотной АЛС на частотах 75, 125, 175, 225, 275 и 325Гц. Частота 75 Гц используется только на линиях метрополитена.
Для работы рельсовыхцепей без изолирующих стыков на железнодорожных линиях используютсяамплитудно-модулированные сигналами с несущими частотами 420 и 480 Гц ичастотами модуляции 8 или 12 Гц, а на линиях метрополитена.[2]
Аппаратура АБТЦразмещается на станциях, ограничивающих перегон. Расстояние между пунктамиразмещения аппаратуры достигает 20 км на линиях с электрической тягой и 30 км на участках с автономной тягой.
Для изменения направлениядвижения в системе АБТЦ может применяться четырехпроводная или двухпроводнаясхема смены направления. Недостатки двухпроводной схемы для типовых системавтоблокировки здесь проверяются в меньшей степени, так как при смене направленияне переключаются питающие и приемные концы рельсовой цепи, а переключаются лишьцепи выбора кодовых сигналов автоматическая локомотивная сигнализация.
Поскольку в пределахперегона в цепь смены направления никакие приборы и контакты не включают, тоэта же цепь может обеспечивать и вспомогательный режим смены направления.
В данной дипломной работевыбрана система АБТЦ, потому что при такой структуре существенно улучшаетсяусловия труда работников эксплутационного штата, так как значительноуменьшается время их нахождения на перегонах. Это особенно важно для районов ссуровым климатом. Сокращение до минимума времени нахождения обслуживающегоперсонала на путях, то есть в зоне повышенной опасности, способствует болеуспешному решению задач, связанных с безопасностью труда. Возможностьвыполнения практически всего графика технологического обслуживания в постовыхусловиях позволяет сократить затраты времени на текущее обслуживание устройств.По этой причине уменьшается число трудоемких операций, повышает качествовыполнения работ и культура труда, особенно при внедрении индустриальныхметодов обслуживания с применением стационарной измерительной техники инеобходимого оборудования.
Указанные особенностисистемы интервального регулирования с центральным расположением аппаратуры даютоснования предполагать возможность значительного повышения производительноститруда технического персонала, сокращения его численности и сниженияэксплуатационных расходов на обслуживание устройств.
Наличие информации оместонахождении поездов на центральных пунктах позволяет значительно упроститьрешение целого ряда задач, связанных с организацией диспетчерского контроля,подачей извещения о приближении поезда к станции, организацией движения понеправильному пути или сменой направления на линиях с двухсторонним движением.
Упрощаются такжеустройства электроснабжения. При наличии на промежуточных станциях источниковэлектроснабжения на ряде участков, особенно при электротяге, можно будет вообщеотказаться от высоковольтной линии автоблокировки, так как на перегонах нетребуется никаких источников питания.
Сосредоточение всейаппаратуры на станциях позволяет осуществлять управление кодовыми сигналами АЛСна перегонах с пульта дежурного по станции (ДСП). При временном расстройствепути, ремонте, при внезапно возникших и обнаруженных препятствиях на пути илидругих неисправностях, угрожающих безопасности движения, ДСП может включитькодовые сигналы в любой рельсовой цепи перегона или сменить кодовый сигнал наболее запрещающий. Наконец, передача кодовых сигналов в рельсовые цепи можетосуществляться не только в зависимости от количества свободных блок-участков,но и с учетом категории поезда, для которого эти сигналы предназначаются.Использование современных средств телесигнализации и телеуправления не толькодля контроля неисправных узлов и их резервирования, но и для оперативноговмешательства в логику работы систем интервального регулирования позволит вперспективе наиболее полно решить ряд вопросов, связанных с созданиемавтоматизированной системы управления на железнодорожном транспорте (АСУЖТ).Это повысит эффективность действия системы регулирования и безопасностьдвижения поездов.[7]
Централизованноеразмещение аппаратуры дает возможность наиболее просто установитьфункциональные связи между системой интервального регулирования и другимитехническими средствами, используемыми для организации движения поездов. Этосоответствует основному направлению развития железнодорожной автоматики посозданию комплексной автоматизированной системы управления железнодорожнымтранспортом.
Станционная аппаратураАБТЦ размещается на станциях, ограничивающих перегон, устанавливается в постахЭЦ или в транспортабельных модулях и соединяется с напольным оборудованием припомощи кабеля. Деление перегона (раздел кабеля) производится по сигнальнойустановке, находящейся в середине перегона. При этом рекомендуется светофор ипитающий конец РЦ, расположенный непосредственно за этим светофором, подключатьк станции отправления. Длина кабеля не должна превышать 9 км для управления светофором и 12 км ‑ для рельсовых цепей.
Основные достоинства ТРЦ связаны с возможностью их работы безизолирующих стыков. При этом:
— исключается самый ненадежный элемент СЖАТ – изолирующиестыки (на долю изолирующих стыков приходится 27% всех отказов устройств СЖАТ);
— отпадает необходимость установки дорогостоящихдроссель-трансформаторов для пропуска тягового тока в обход изолирующих стыков.При этом уменьшается число отказов по причине обрыва и хищений перемычек иснижаются затраты на обслуживание;
— улучшаются условия протекания обратного тягового тока порельсовым нитям;
— сохраняется прочность пути с длинномерными рельсовыми плетями.[3]
В выбранном диапазоне несущих частот уровень гармоническихсоставляющих тягового тока меньше, чем при более низких частотах, что позволило:
— повысить помехозащищенность РЦ;
— повысить чувствительность приемников и, как следствие,снизить мощность, потребляемую ТРЦ.
Кроме того, применение более высоких частот позволяет легчереализовать добротные фильтры меньших габаритов и повысить защищенностьприемников от влияния соседних частот.
Возможность удаления аппаратуры от рельсовых линий надостаточно большое расстояние обеспечивает экономическую целесообразностьприменения ТРЦ в следующих случаях:
— для контроля свободности перегона и исправности рельсов всистеме ПАБ, что повышает безопасность движения и дает возможность внедрениясистем диспетчерской централизации;
— для организации защитных участков требуемой длины в кодовойи импульсно-проводной АБ. При этом установка дополнительных релейных шкафов илинейных высоковольтных трансформаторов в пределах блок-участка не требуется;
— в качестве РЦ наложения для получения требуемой длины участковприближения к переезду. Это позволяет сократить до минимума преждевременностьзакрытия переезда;
— на участках с пониженным сопротивлением балласта.
Кроме того, к достоинствам ТРЦ следует отнести отсутствиеконтактных реле, работающих в импульсном режиме, что существенно повышаетнадежность и долговечность аппаратуры. Известно, что среди приборов СЖАТнаибольшее число отказов приходится на дешифраторы кодовой автоблокировки,трансмиттерные реле и импульсные путевые реле.
Недостатками ТРЦ являются малая предельная длина и наличиезоны дополнительного шунтирования.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫАБТЦ
2.1 Разработкасхематического плана станции
Схематический план представляет собой немасштабноеизображение путей, стрелок, сигналов, изолирующих стыков и других объектовстанции с соблюдением их взаимного расположения. Место каждого объекта определяютсяего расстоянием от оси пассажирского здания ординатой. Значение ординатиспользуются при расчете кабельных сетей стрелок, сигналов и рельсовых цепей.
Схематический план станции показан на демонстрационном листе1.
В работе считается, что ЭЦ и пассажирское здание совмещены водном здании.
Станция расположена на однопутном участке железной дороги приавтономной тяге.
На станции имеются 5 приемоотправочных путей, все путиобезличенные и соответственно выходные светофоры приемоотправочных путей стоятс обеих сторон. Первый и второй пути главные и на них стоят мачтовые поездныесветофоры, остальные выходные светофоры – карликовые. Расстановка маневровых светофоровв горловине производится с таким расчетом, чтобы обеспечить возможностьпараллельных маневровых передвижений (светофоры М2 – М6).
Из схематического плана видно, что на станции имеются: 12стрелок, 24 светофоров, из них поездных 14, маневровых светофоров 10, входныесветофоры «Ч», «ЧД» и «Н», «НД».
Усредненные данные потребления мощности отдельными элементамиустройств ЭЦ представлены в таблице 2.1.
В створе со светофорами ставятся изолирующие стыки. Стыкамиопределяются стрелочные зоны от приемоотправочных и других путей станции иперегона. Между входным светофором и входной стрелкой предусматриваетсяизолированный участок длиной 300 м при электрической тяге переменного тока.[19]
В одну секцию не включают более трех одиночных или двухперекрестных стрелочных переводов. Стрелки съездов между параллельными путямиизолируются друг от друга, в противном случае будут невозможны одновременныеневраждебные передвижения по обеим стрелкам. При объединении стрелок в секциинеобходимо максимально обеспечить возможность одновременных передвижений поневраждебным маршрутам.
Ординаты стрелок и сигналов относительно оси поста ЭЦпоказаны в виде таблицы сверху на схематическом плане (демонстрационный лист1).
В работе принято, что марка крестовин стрелок по боковымпутям 1/9, а по главным – 1/11. Тип рельсов по главным путям Р-65, а по боковымР-50.
Если съезд примыкает к главному и к боковому путям (стрелки:8 и 10; 6 и 4), то марка крестовин стрелок данного съезда должна быть одинаковой,т.е.1/11, а тип рельсов может быть разным.
Полезную длину приемоотправочных путей определяют отвыходного светофора одной горловины до изолирующих стыков другой, приотсутствии выходных светофоров в другой горловине или между предельными столбикамипротивоположных горловин.
Полезная длина приемоотправочных путей также сведена втаблицу и показана под схематическим планом станции. Сигнализация станционныхсветофоров выполнена в соответствии с инструкцией по сигнализации на железныхдорогах.
Таблица 2.1 – Усредненныеданные потребления мощности отдельными элементами устройств ЭЦНагрузка Измеритель Потребляемая мощность Р, Вт Q, вар Контрольная цепь стрелочных электроприводов Стрелка 5 4 Обогрев контактов автопереключателя Стрелка 45 22 Лампы светофоров Светофор 21 6,8 Рельсовые цепи при автономной тяге Рельсовая цепь 20 22,5 Релейные шкафы входного светофора Шкаф 95 60
На станционных путях для получения максимальных полезных длинпутей изолирующие стыки размещены на максимально допустимом (3,5 м) расстоянии от предельного столбика; при этом выходные и маневровые светофоры установлены наближайшем к стыкам расстоянии по условиям габарита. Это расстояние,определяющее длину неконтролируемого в маршруте отправления участка, непревышает допустимые 40 м.[21]
Перед остряками стрелок, участвующих в не маршрутизированныхманевровых передвижениях и переводимых с контролем свободности, изолирующиестыки установлены на расстоянии, обеспечивающей окончание перевода стрелки донаезда на остряки подвижной единицы, вступившей на изолированный участок вмомент начала перевода. Это расстояние (длина предстрелочного участка) зависитот времени перевода стрелки, скорости передвижения подвижной единицы и определяетсярасчетом.
При не маршрутизированных маневровых передвижениях соскоростью до 15 км/ч и времени перевода стрелки не более 2,5 с изолирующиестыки устанавливаются на расстоянии не менее 24 м от остряков второй спаренной стрелки.
При невозможности выделить предстрелочный участок необходимойдлины допускается установка изолирующих стыков на меньшем расстоянии, но приэтом предусматривается замыкания стрелки от занятия соседнего изолированногоучастка. Перед остряками стрелок ЭЦ, участвующих в маршрутизированныхпередвижениях изолирующие стыки установлены у конца рамных рельсов.
2.2 Разработка двухниточного плана станции
Двухниточный план составляется на основании схематическогоплана и является основным документом по оборудованию станции рельсовыми цепямии размещению путевого оборудования ЭЦ.
Двухниточный план станции показан на листе 1.
После переноса со схематического плана изолирующих стыков надвухниточный план станции убеждаются, соблюдается ли чередование полярностипитания рельсовых цепей.
Проверка правильности расстановки изолирующих стыковпроизводится по методу обеспечения четности количества стыков в каждом замкнутомконтуре. При этом проверяется обтекание током стрелочных соединителей дляконтроля их целостности. Неконтролируемые соединители дублируются. Однако наодиночных стрелках неконтролируемые соединители не ставятся.
В разветвленных рельсовых цепях питающие и релейные концы размещенытак, чтобы обеспечить обтекание током наибольшего количества стрелочныхсоединителей и уменьшения длины параллельных ответвлений.
Путевое реле на всех ответвлениях рельсовых цепей установленыв обязательном порядке, поскольку эти ответвления входят в маршруты приема иотправления поездов. Общее количество путевых реле в двухниточных рельсовыхцепях не превышают трех.[18]
На двухниточном плане станции изображены: путевое развитиестанции в двухниточном изображении; стрелочные электроприводы и сторонность ихустановки; светофоры, с указанием расцветки всех сигнальных огней; пассажирскоездание (пост ЭЦ); релейные и батарейные шкафы, трансформаторные ящики,кабельные стойки, разветвительные муфты с указанием типа оборудования, а дляработы релейного шкафа – количество устанавливаемых аккумуляторов; изолирующиестыки с выделением негабаритных, стрелочные соединители; трассы магистральныхкабелей; линии электроснабжения устройств ЭЦ с указанием мест установки и типапитающих трансформаторов.
2.3 Разработкамаршрутизации передвижений на станции
Станция оборудуетсярелейной централизацией, поэтому учитываются все передвижения по станции. Этипередвижения могут быть маршрутизированные и немаршрутизированные.Маршрутизированным передвижением считается такое, которое совершается поустановленным и замкнутым стрелкам и разрешающему показанию светофора.Немаршрутизированное передвижение производят по стрелкам, не замкнутым вмаршруте, как по ручным или звуковым сигналам. Маршрут представляет собой путьследования поезда по станции при определенном положении установленных изапертых стрелок по открытому светофору, разрешающему движение.
В электрическуюцентрализацию включают поездные и маневровые маршруты. В поездные входят: маршруты приема, по которымосуществляют прием поездов с перегонов на станцию, по разрешающему показаниювходного светофора; отправления, по которым осуществляется отправление поездовс путей станции на перегон по разрешающему показанию выходного светофора. Поманевровым маршрутам осуществляют передвижения внутри станции в целях подачивагонов на грузовые дворы, в тупики, перестановки вагонов с одного пути надругой и т.п. Разрешением движения служит открытое положение маневровогосветофора.
Маневровые передвижения могут производится маршрутизированными немаршрутизированным порядком. При немаршрутизированных передвижениях стрелкипередаются на местное управление из маневровой колонки или из путевых коробок,расположенных у стрелок, специальным ключом.[12]
В графе «Наименованиемаршрута» записаны все поездные маршруты, разделенные по направлениям, свыделением маршрутов сквозного прохода по главным путям (1П,2П) ибезостановочного пропуска по боковым путям. Маршрут сквозного пропуска,например по пути 1П записан как составной из маршрутов приема и отправления подопределенным номером. В этом маршруте указано положение стрелок и открытиесветофоров составных маршрутов. Маршрут безостановочного пропуска, например, наст. А по пути 4П записан как составной под номером.
Для обеспечениябезопасности движения поездов определена враждебность маршрутов. Все маршруты,в состав которых входят одни и те же стрелки, но в разных положениях, считаютсявраждебными или несовместимыми. Такие маршруты исключаются положением стрелок ине требуют специальных маршрутных исключений. Враждебными маршрутами являются итакие, которые не исключаются положением стрелок, а именно: маршруты приема наодин и тот же путь с разных концов станции (лобовые маршруты); встречныемаршруты приема и маневров на один и тот же путь; поездные маршруты (приема,отправления и передачи) и маневровые маршруты как попутные, так и встречные влюбых сочетаниях, если в их состав входят одни и те стрелки в одинаковыхположениях; встречные маневровые маршруты на один и то же участок пути вгорловине станции независимо от длины этого участка; поездные и маневровыемаршруты с передачей стрелок на местное управление, совместимые по положениюстрелок; маршруты приема на пути с местным управлением стрелками впротивоположной горловине станции, допускающие выход на путь приема.
Невраждебными маршрутамисчитают попутные маршруты приема и отправления как с одного и того же пути, таки по разным путям; встречные маршруты приема на разные пути при благоприятныхподходах к станции; маршруты отправления с одного и того же пути станции вразных направлениях; маневровые маршруты вслед отправляющему поезду; маневровыемаршруты на один и тот же путь с разных концов станции; встречные маневровыемаршруты в горловине станции в направлении маневровых светофоров, установленныхв створе.
Враждебность маршрутов втаблице зависимости отражена в графе «Маршруты», черными кружкамипоказаны устанавливаемые маршруты, а крестами – враждебные маршруты.Учитывается косвенная враждебность. Косвенно враждебными являются маршруты всехназначений, не имеющие общих стрелок, но враждебные из-за неблагоприятныхусловий подхода к станции, например встречные маршруты приема на разные путистанции при наличии затяжного спуска со стороны одного подхода к станции ивозможности проследования поездом выходного закрытого светофора.
Разработка маршрутизации заканчивается составлением таблицосновных и маневровых маршрутов.[10]
2.4 Расчет кабельныхсетей малой станции
Основой для составления ирасчета кабельных сетей служат двухниточный план станции и путевой планперегона.
Кабельные сети станции разделенына три группы: кабельная сеть стрелок, кабельная сеть светофоров и кабельнаясеть рельсовых цепей. Провода к стрелкам, светофорам, питающим, и релейнымконцам рельсовых цепей прокладывают в разных кабелях.
Однотипные объектысгруппированы с помощью разветвительных муфт типа УПМ-24. Концевая разделкакабелей при подводе к объектам произведена в универсальных муфтах типа УКМ-12.Муфты имеют наименования: С – сигнальная, СТ – стрелочная, П – питающая, Р –релейная.
Использовансигнально-блокировочный кабель с полиэтиленовой изоляцией в алюминиевойоболочке СБПБ.
От поста ЭЦ до групповыхразветвительных муфт проложены магистральные (групповые) кабели, а отразветвительных муфт до объектов – индивидуальные.
Длина магистральныхкабелей определена по формуле:
/>, (2.1)
где L — расстояние от поста ЭЦ до групповоймуфты по ординатам; n — количествопересекаемых путей; Lв — расстояние отпоста ЭЦ до трассы кабеля с расходом кабеля 25 м на ввод в релейную; Lр — длина кабеля, необходимая дляподъема его со дна траншеи до муфты (1,5м); L3 — расход кабеля на разделку и запас у муфты, шкафа светофора(1м).
Коэффициент 1,03 вформуле учитывается трехпроцентный расход кабеля на изгибы и повороты припрокладке.
Длина индивидуальныхкабелей определена по формуле:
/>, (2.2)
результаты расчетов округляютсядо числа, кратного 5.
Жильность кабелейопределяется в зависимости от числа проводов электрической схемы включениярассматриваемого объекта, при этом учитывается количество дублирующих жил и жилтребуемого резерва.
Необходимость вдублировании жил возникает в тех случаях, когда сечения одной жилы недостаточнодля передачи требуемой мощности при установленной норме допустимых потерьнапряжения в проводах. Число дублируемых жил определяется на основаниирасчетов.
Количество запасных жилпринимается из расчета: одна запасная жила на 10 действующих, но не более трехжил. После расчета требуемого числа жил выбирается кабель ближайшей стандартнойемкости.
Кабельная сеть стрелоквключает цепи управления и контроля положения стрелок, автоматической очисткиих от снега и электрообогрева контактов автопереключателей приводов.
Требуемое числодублируемых жил в проводе рассчитывается по допустимой потере напряжения наконтактах аппаратуры и в соединительных проводах. Эта величина определяется поформуле:
/>, (2.3)
где U — напряжениеисточника питания, равно 220 В; Un — номинальное напряжение двигателя МСП-0,15, равно 160 В; Rc — переходное сопротивление контактовреле и соединительных проводов, 1,6 Ом; Icp — расчетный ток двигателя привода, принимаемый на 25%больше рабочего тока, 3 А;
Тогда, поставив численныезначения, получим:
/>
Максимальная допустимая длинакабеля при заданном числе жил рассчитывается по формуле:
/> (2.4)
где R — сопротивление 1 м жилы кабеля диаметром 1 мм (составляет 0,0235 Ом); Nn — число жил в прямом проводе; No — числожил в обратном проводе.
При расчете жильностикабелей спаренных стрелок имеем в виду, что кабель с поста ЭЦ подводится кближайшей стрелке с использованием двух проводов, а между первой и дальнейстрелками прокладывается отдельный кабель, в котором предусмотрены дваконтрольных и три рабочих провода. Длина кабеля принимается по расстоянию отпоста ЭЦ до дальней из стрелок. Однако полученное число жил предусматриваетсялишь в кабеле до первой из спаренных стрелок.[3]
Что касается кабеля междустрелками, то в нем контрольные провода не дублируются, а рабочие дублируются взависимости от числа дублируемых жил до первой стрелки. Если до первой стрелкидублируются провода одинаковым числом жил, то этим же числом жил дублируется икаждый из трех рабочих проводов между стрелками. Если до первой стрелки проводадублируются неодинаковым числом жил (число жил обратного провода на единицубольше числа жил прямого провода), то каждый из двух прямых проводов междустрелками дублируется тем же числом жил, что и прямой провод до первой стрелки,а обратный – тем же числом жил, что и обратный до первой стрелки.
Для автоматическойочистки стрелок от снега с помощью сжатого воздуха у каждой из стрелокустанавливается электропневматический клапан (ЭПК), управление которымосуществляется с поста ЭЦ прокладываем два провода прямой и обратный, при этомобратные провода в проходных муфтах объединяются в один общий. Предельная длинакабеля от поста ЭЦ до ЭПК без дублирования жил составляет 670 м, свыше этого расстояния провода дублируются, при этом до 950 м дублируются двумя жилами лишь обратный провод, при расстоянии до 1350 м дублируются двумя жилами оба провода.
Для обогрева стрелочныхэлектроприводов используются по два проволочных резистора мощностью 220 В,которое затем понижается трансформаторами ПОБС-5А, размещаемыми в путевыхящиках вблизи групповых муфт. Один трансформатор рассчитывается для обогревапяти электроприводов.
Предельная длина кабелямежду постом ЭЦ и трансформаторами без дублирования жил составляет 1350 м, а между трансформаторами и электрообогреваемыми элементами – 390 м. Поэтому в целях обогрева дублировать жилы не требуется.
Кабельная сеть светофороввключает цепи выходных и маневровых светофоров, а также релейных шкафов входныхсветофоров.
Напряжение переменноготока 220 В подается с поста ЭЦ к лампам светофоров через понижающие сигнальныетрансформаторы, которые устанавливаются в трансформаторных ящиках светофоров.Вследствие небольших токов, протекающих в цепи сигнальных трансформаторов,дублирования жил светофорных кабелей не требуется при их длине 4 км.
В соответствии сэлектрическими схемами включения входных и маневровых светофоров в каждой излампочек подводится по одному прямому проводу. Обратные провода объединяются: уманевровых светофоров – обоих (белого и синего) огней, у входных светофоров –отдельно для разрешающих (зеленого и желтого) и запрещающих поездных (красногои белого) показаний. Допускается последовательная обвязка для трех объектов.
Между релейным шкафом ивходным светофором дублирование жил не требуется, поскольку релейный шкафразмещается вблизи от входного светофора и потери напряжения в кабеле оченьмалы. Для надежности работы электрической централизации на станции, какправило, между релейным шкафом входного светофора и постом ЭЦ прокладываетсяотдельный кабель. В этом кабеле, кроме проводов для цепей управления и контролявходными светофорами, предусматриваются также по две жилы для включения путевыхи релейных трансформаторов рельсовых цепей перегонных участков, а такжестанционных рельсовых цепей, примыкающих к перегонным.
В рельсовых цепяхпеременного тока 25 Гц преобразователь частоты ПЧ 50/25 и путевые релеразмещаются на посту ЭЦ, а питающие и релейные трансформаторы – в путевыхящиках непосредственно у рельсов.[4]
Для их связи с постом ЭЦстроится отдельно кабельная сеть для питающих и релейных трансформаторов, этимисключается возможность воздействия на путевые реле токов посторонних цепей.
При построении кабельныхсетей релейных трансформаторов следует иметь в виду, что для каждого релейноготрансформатора предусматривается по 2 отдельных провода, которые обычно недублируются (предельная длина кабеля между путевыми реле и релейнымитрансформаторами составляет три км).
2.5 Функции, область применения и классификация рельсовыхцепей
Рельсовые цепи используются как основной путевой датчик и телемеханическийканал непрерывного типа в автоматической блокировке (АБ), автоматическомлокомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН), электрической централизации(ЭЦ), диспетчерской централизации (ДЦ).
Как путевой датчик РЦ используется в пределах перегонов и станцийдля получения первичной дискретной информации о состоянии путевых участков ицелостности рельсовых нитей, на основе которой автоматизируется процесс управлениядвижением поездов и повышается его безопасность.
Как путевой телемеханический канал РЦ широко используется для установлениябеспроводной логической связи между смежными исполнительно-распорядительнымипунктами (сигнальными точками) в кодовой АБ и передачи оперативной информации спути на локомотив в системах АЛСН, которыми оборудованы вес основные магистралижелезных дорог .[1]
РЦ широко используются в системах: автоматических ограждающихустройств (АОУ), значительно повышающих эффективность использованияавтотранспорта и безопасность движения по железнодорожным переездам;автоматического контроля за движением поездов (ДК), повышающего эффективностьработы диспетчеров отделений железных дорог; горочной автоматическойцентрализации (ГАЦ) и автоматического регулирования скорости (АРС),автоматизирующих процесс роспуска составов на сортировочных горках и повышающихэффективность их работы; автоматического контроля перегона в системах путевойполуавтоматической блокировки (ПАБ), повышающих пропускную способность участкови безопасность движения поездов и др.[2]
Большое количество типов РЦ и их модификаций, рассмотренных в настоящемсправочнике, определяется различным сочетанием основных факторов, оказывающихвлияние на выбор схемы РЦ и аппаратуры для нее. К таким факторам относятся:
— область применения – перегон (с АБ или ПАБ), станция (путевыеили стрелочные участки), сортировочная горка – стрелочные или межстрелочныеучастки, подгорочный парк, АОУ (в зоне перегонов, в зоне станций);
— вид тяги – автономная тяга (автономная с последующим переходомна электротягу постоянного или переменного тока, без последующего перехода наэлектротягу), электротяга постоянного тока, электротяга переменного тока,электротяга постоянного и переменного тока (в зоне станций стыкования двухвидов электротяги);
— род сигнального тока – постоянный ток, переменный ток различнойчастоты, постоянный и переменныйток (в РЦ с двукратным использованиемтракта передачи);
— схема канализации тягового тока – двухниточная с двумядроссель-трансформаторами, двухниточная с одним дроссель-трансформатором и однониточная;режим питания РЦ – непрерывный, импульсный или кодовый; тип путевого приемника– постоянного тока: нейтральный, поляризованный или комбинированный;переменного тока: одноэлементный и двухэлементный или фазочувствительный (ФЧП);
— способ наложения кодовых сигналов АЛСН – непрерывный (в кодовойАБ), после вступления поезда на РЦ, предварительный (при задании маршрута).
2.6 Расчет станционной рельсовой цепи Исходные данные: ДлинаРЦ L = 870 м; удельное сопротивление рельсов z = 0,5 е–j52ºОм/км; удельное сопротивление изоляции рельсов линии rи m¡n = 1 Ом км; напряжение полного подъема сектора реле Uр = 15,0 еj72º В; ток срабатывания реле Iр = 0,037 А; сопротивление реле Zр =405 е j72ºОм; коэффициент надежного возврата путевого реле Квн = 0,42; приведенный коэффициент возврата путевого релеК'вн = Квн / Ки = 0,42/1,05 = 0,4; приведенныйидеальный угол реле ДСШ – 16 (с учетом поворота фазы на 90º) α'и = 72º; сопротивление активного ограничителя Rо=2,2 Ом; сопротивление соединительных проводов между дроссель-трансформатороми релейным изолирующим трансформатором rср=0,5Ом; сопротивление кабеля между изолирующими трансформаторами и реле Rк=150 Ом.
Коэффициенты четырехполюсникадроссель-трансформатора ДТ-1-150 (см. табл. 2.8) на релейном конце Адр = 0,333; Вrр = 0,0525е j40ºОм;Сдр = 0,49 е—j70º См; Dдр = 3. На питающем конце Адп = 3; Вдн = 0,05е -j35º Ом; Сдн = 0,302е—j60º См; D дн = 0,333.
Коэффициенты четырехполюсникаизолирующего трансформатора ПРТ-А на релейном конце при коэффициентетрансформации n = 18,3 (см. табл. 2.9); Аир =0,055; Вир = 3,9 еj36º Ом; С Ир = 0,0033 е j80º См;D Ир = 18,3.
Сопротивление защитного блока ЗБ-ДСШZЗБ = 407 е –j88º35′;коэффициент распределения тока утечки m=0; коэффициент взаимоиндукции рельсов М12 = 0,00128 е –j7º; критическое значениекомплекса (γl)кр дляf = 25 Гц, при котором удельное сопротивление изоляции рельсовой линиипринимает критическое значение (γl)кр = 1,13 еj26º; коэффициенты схемы РЦ приналичии двух дроссель-трансформаторов Ѕ1 = Ѕ2 = 1.
Для сокращения объемарасчета четырехполюсник дроссель-трансформатора на питающем конце объединяют ссопротивлением Rп в четырехполюсник Н, ачетырехполюсник дроссель-трансформатора на релейном конце вместе с элементами rср, Rк и Zз – в четырехполюсник К.
Коэффициентычетырехполюсника Н:
/>Ом (2.5)
/>Ом (2.6)
/>Ом; (2.7)
/>Ом (2.8)
Коэффициентычетырехполюсника К:
/>Ом
/>Ом
/>Ом
/>Ом
Расчет нормальногорежима. Коэффициент распространения
/> 1/км. (2.9)
Волновое сопротивление
/> Ом (2.10)
Коэффициенты рельсовогочетырехполюсника:
/>Ом (2.11)
/>Ом (2.12)
/>Ом (2.13)
Напряжение и ток в концерельсовой линии:
/>В (2.14)
/>А (2.15)
Напряжение и ток в началерельсовой линии:
/>В /> В(2.16)
/>
/>А (2.17)
Минимальные значениянапряжения и тока питающего трансформатора:
/>
/>В (2.18)
/>
/>А (2.19)
Угол расстройки реле
/>, (2.20)
где φU = 78º32′ — аргумент комплекса U; φi =φп.
Минимальное приведенноенапряжение путевого трансформатора
/>В (2.21)
Для трансформатора типаПРТ-А можно принять Uф min = 5.5 B, поэтому
/> (2.22)
Фактический минимальныйприведенный ток путевого трансформатора
/>
/> А (2.23)
Мощность, потребляемаярельсовой цепью в нормальном режиме:
/>В•А (2.24)
Коэффициент перегрузкиреле равен:
/> (2.25)
/>Ом (2.26)
/>Ом (2.27)
/>
Вывод:станционные рельсовые цепи с путевым реле ДСШ-16 соответствуют необходимымтребованиям и обеспечивают необходимые режимы работы. Коэффициент перегрузкиреле не превышает допустимого значения.[3]
2.7 Расчётмощности переменного тока, потребляемой устройствами электрическойцентрализации
Произведем расчет мощности переменного тока, потребляемой устройствамиэлектрической централизации на проектируемой станции
Нагрузку на внешнюю сеть электроснабжения от всех устройствэлектрической централизации можно с достаточной степенью точности определить поусредненным данным потребления мощности отдельными элементами устройств.
В расчетах потери в преобразователях панели ППЗ-50/25 учитываются взависимости от нагрузки преобразователя рельсовыми цепями частотой 25 Гц с релеДСШ-13А. При нагрузке до 50% принимается К.П.Д. равным 0,45, cosφ=0,6, свыше 50% — к.п.д. равным 0,55, cosφ=0,7.
При расчетах мощности, потребляемой, устройствами электрическойцентрализации учитывается, что от трансформатора ТС питаются рельсовые цепи,релейные шкафы, контрольные цепи стрелок, электрообогрев стрелок. Подсчитавнагрузку на трансформатор ТС, необходимо учесть потери в преобразователяхпанели ППЗ-50/25, а также внутренние потери в трансформаторе ТС.[3]
Светофоры, маршрутные указатели, табло питаются от трансформатороврелейной панели. Потери в трансформаторах при загрузке свыше 50% принимаются:ΔP=180Bт, ΔQ=250 вар.
Для промежуточной станции можно принять следующие величины потребляемоймощности: устройства связи поста ЭЦ – активная 3270 Вт, реактивная 2753 вар;устройства освещения, вентиляции и другие вспомогательные приборы – активная4150 Вт, реактивная 1940 вар; лимит для мастерской – 7000 В.А (активная 5600Вт, реактивная 4200 вар).
Дополнительные нагрузки на вводную панель от трансляционного усилителяТУ-100 в рабочем режиме, от выпрямителя 220В, 30А при переводе стрелок(безбатарейная система питания), негарантированного освещения составляют:активные – 14000 Вт, реактивные – 6000 вар.
Определим мощность, потребляемую устройствами электрическойцентрализации (с безбатарейной системой питания) станции, имеющей 12 стрелок и22 светофоров по укрупненным показателям. На станции и прилегающих участках –автономная тяга, рельсовые цепи применены переменного тока частотой 25 Гц среле ДСШ-13А. Вся аппаратура ЭЦ размещена на посту II категории.
Активная мощность,потребляемая рельсовыми цепями определяется по формуле:
/>Вт, (2.28)
где Nстр – количество стрелок на станции (12);Р – активная мощность, потребляемая рельсовыми цепями при автономной тяге(таблица 2.2).
реактивная мощностьопределяется по аналогичной формуле:
/>вар (2.29)
где Q – реактивная мощность, потребляемаярельсовыми цепями при автономной тяге (таблица 2.2).
Таблица 2.2 – Усредненныеданные потребления мощности отдельными элементами устройств ЭЦНагрузка Измеритель Потребляемая мощность Р, Вт Q, вар Контрольная цепь стрелочных электроприводов Стрелка 5 4 Обогрев контактов автопереключателя Стрелка 45 22 Лампы светофоров Светофор 21 6,8 Рельсовые цепи при автономной тяге Рельсовая цепь 20 22,5 Релейные шкафы входного светофора Шкаф 95 60
Общая мощностьпотребляемая рельсовыми цепями, определяется по формуле:
/>В·А (2.30)
Активная нагрузка на трансформатор,питающий цепи контроля и обогрева стрелок и релейные шкафы входных светофоровопределяется по формуле:
/>Вт, (2.31)
где Рк.ц. –активная мощность, потребляемая контрольной цепью стрелочного привода (таблица2.2); Робк – активная мощность, потребляемая на обогрев контактовавтопереключателя (таблица 2.2); Рвс – активная мощность,потребляемая в релейных шкафах входных светофоров (таблица 2.2); Nвс – количество входных светофоров.
Реактивная мощность дляэтой нагрузки определяется по аналогичной формуле:
/>вар, (2.32)
где Qк.ц. – реактивная мощность, потребляемаяконтрольной цепью стрелочного привода (таблица 2.2); Qобк – реактивная мощность, потребляемая на обогрев контактовавтопереключателя (таблица 2.2); Qвс – реактивная мощность, потребляемаяв релейных шкафах входных светофоров (таблица 2.2); Nвс – количество входных светофоров.
Общая нагрузка,потребляемая цепями контроля и обогрева стрелки, релейными шкафами входныхсветофоров определяется по формуле:
/>В·А, (2.33)
При полученной нагрузкепотери в трансформаторе составляют:
∆Р = 310Вт; ∆Q = 800вар.
С учетом потерь втрансформаторе потребляемая активная мощность будет равна:
/>Вт, (2.34)
Реактивная мощность:
/>вар (2.35)
Активная мощность,потребляемая светофорами определяется по формуле:
/>Вт, (2.36)
где Рс –активная мощность, потребляемая лампами светофоров (таблица 2.2); Nсв – количество светофоров на станции(24).
Реактивная мощность,потребляемая лампами светофоров:
/>вар, (2.37)
где Qc – реактивная мощность, потребляемаялампами светофоров (таблица 2.2); Nсв – количествосветофоров на станции (24).
Общая мощность,потребляемая устройствами поста ЭЦ определяется по формуле:
/>Вт;(2.38)
/>вар (2.39)
Устройства связи постапотребляют мощности: Ро.свз = 3 270Вт; Qо.свз = 2 735вар. Для устройств освещения, вентиляции и другихвспомогательных приборов поста требуется: Ро.всп = 4 150Вт; Qо.всп = 1 940вар.
Суммарная активнаямощность, потребляемая устройствами СЦБ и связи поста ЭЦ станции:
/> (2.40)
Суммарная реактивнаямощность
/>вар (2.41)
Общая суммарная мощность,потребляемая устройствами СЦБ и связи:
/>В·А (2.42)
Мощность, потребляемая вмастерской: Рм = 5 600Вт; Qм = 4200вар.
Дополнительныекратковременные нагрузки на вводную панель питающей установки (до 10с): Рд= 14 000Вт; Qд = 6 000вар.
Общая активная мощность,потребляемая всеми устройствами поста ЭЦ, определяется по формуле:
/>Вт (2.43)
Общая реактивнаямощность:
/>вар (2.44)
Общая мощность,потребляемая всеми устройствами поста ЭЦ:
/> (2.45)
Вывод: для питания устройств СЦБ и связи на постах электрической централизациипредусматривается резерв мощности, равный 10% или 3,3кВА,итого общая потребляемая мощность с учетом резерва 36,7кВА.
2.8 Требования, предъявляемыек разработке устройств автоматики и телемеханики
На участках с автоблокировкой станционныеустройства автоматики и телемеханики должны обеспечивать заданную для участкапропускную способность и гарантировать безопасность движения поездов. Наиболеецелесообразным является оборудование всех участковых и промежуточных станций,обгонных пунктов и разъездов электрической централизацией стрелок и сигналов.
При разработке автоблокировки приходится решать вопросы увязки с существующимиустройствами СЦБ, при этом в отдельных случаях до введения централизации можетбыть предусмотрена временная увязка автоблокировки с существующими станционнымиустройствами.
На промежуточных станциях при строительствеавтоблокировки предусматривается, как правило, строительство электрическойцентрализации. На станциях, не имеющих местной работы, если путевое развитиестанции предполагается изменить (удлинить приемо — отправочные пути, добавитьпути и т. п.), до реконструкции путевого развития можно сохранить существующиеустройства автоматики и телемеханики (ключевую зависимость, станционнуюблокировку сигналов, механическую централизацию).[5]
Основные требования, с учетом которыхпроектируются устройства автоматики и телемеханики промежуточных станций научастке с автоблокировкой, следующие:
— настанциях, разъездах и обгонных пунктах пути и путевые участки, входящие вмаршруты приема и отправления поездов, оборудуют электрическими рельсовымицепями;
— входные,маршрутные и выходные светофоры должны автоматически закрываться при вступлениипоезда на первый изолированный путевой участок за светофором. В схемахвключения станционных светофоров предусматривают противоповторность,исключающую автоматическое открытие сигнала; на двухпутных участках длявходных, маршрутных и выходных светофоров главных путей станции, по которымосуществляют безостановочный пропуск поездов, предусматривается возможностьперевода их на автоматическое действие с исключением противоповторности;
— всевходные и маршрутные по приему светофоры оборудуют пригласительными сигналами.В необходимых случаях на двухпутных участках с интенсивным движением поездовпригласительные сигналы устанавливают на выходных светофорах с главных путей,по которым осуществляется пропуск поездов;
— путевымиустройствами автоматической локомотивной сигнализации на промежуточныхстанциях, разъездах и обгонных пунктах оборудуют главные и боковые пути, покоторым осуществляется безостановочный пропуск поездов со скоростью более 50 км/ч.[6]
На пульте управления или табло контролируют:горение красного огня входных светофоров, а также пригласительных и разрешающихогней входных, маршрутных, выходных и маневровых светофоров; состояние участковприближения и удаления поездов в пределах двух блок- участков ( при четырехзначнойсигнализации- трех); занятость главных и приемо- отправочных путей и стрелочныхучастков, оборудованных рельсовыми цепями, а также занятость перегона иустановленное направление движения на однопутных участках.
Управление светофорами может быть какиндивидуальное, так и групповое (одной рукояткой или кнопкой на группувзаимовраждебных сигналов). Для оборудованных автоблокировкой перегонов настанциях предусматривают ключи-жезлы, если намечено подталкивание поездов илидвижение хозяйственных поездов с возвращением их или толкачей на станцию отправления.Красные огни входных и пригласительные огни всех светофоров во всех случаяхобеспечивают резервным питанием от аккумуляторных батарей в течении 24 ч.
При разработке проекта устройств СЦБ настанции наряду с соблюдением требований обеспечения безопасности движенияпоездов следует стремиться к максимальному сокращению количества приборов ипроводов, особенно кабеля. [11]
3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Разработка путевогоплана перегона
Устройства системы АБТЦсодержат рельсовые цепи без изолирующих стыков (БРЦ), передающие устройствачисловой и частотной систем АЛС, путевые согласующие трансформаторы, кабельнуюлинию для связи аппаратуры с рельсовой линией, сему увязки между смежнымистанциями, в том числе схему смены направления, устройства электропитания .
Система ЦАБ построена наоснове электрических рельсовых цепей без изолирующих стыков, называемых такженеограниченными рельсовыми цепями. Их достоинствами являются отсутствие в ихэлектрической цепи малонадежных элементов изолирующих стыков, проводных шлейфови др.
На участках сэлектротягой обеспечивается надежная непрерывность цепи возврата тягового тока.Поэтому практически снимаются ограничения по значению тягового тока,протекающего по рельсовым нитям, что особенно важно для участков, гдеобращаются поезда повышенной массы. В связи с этим в несколько раз сокращаетсячисло применяемых металлоемких дроссель-трансформаторов. На линиях сэлектрической тягой постоянного тока дроссель-трансформаторы устанавливают длявыравнивания тягового тока в местах установки междупутных перемычек надвухпутных линиях, в местах подсоединения отсасывающих фидеров тяговыхподстанции, подсоединения заземлении, а также у входных светофоров станции.Устранение изолирующих стыков способствует снижению потерь электроэнергии натягу поездов. [11]
Для работы БРЦ нажелезнодорожных линиях используются амплитудно-модулированные сигналы снесущими частотами 420, 480 и 580 Гц и частотами модуляции 8 и 12 Гц, а налиниях метрополитенов – сигналы с несущими частотами 720, 780 и 580Гц с теми жечастотами модуляции. Это разделение сигналов по области применения сигнальныхчастот весьма условно. При необходимости сигналы со всеми пятью несущимичастотами можно применять как на железных дорогах, так и на линиях метрополитенов.
Максимальная длина БРЦ нажелезнодорожных линиях составляет 1000 м. В этом случае обеспечиваются все режимы работы БРЦ при сопротивлении изоляции балласта до 0,7 Ом·км. Суменьшением сопротивления балласта предельная длина БРЦ снижается. Например, научастках с пониженным сопротивлением балласта применяются БРЦ длиной 250 м, работоспособность которых обеспечивается при снижении сопротивления балласта до 0,1 Ом·км, тоесть в 10 раз ниже нормативного значения.
Аппаратуру БРЦ размещаютна станциях. Расстояние между пунктами размещения аппаратуры на участках сэлектротягой достигает 20 км, а на линиях с автономной тягой — 30км. На линияхметрополитенов расстояние между пунктами размещения аппаратуры может достигать8км, то есть удаление аппаратуры от рельсовой линии возможно до 4 км.
С рельсовыми линиямиаппаратура соединятся симметричным кабелем с парной скруткой жил. По нему жеосуществляется взаимная увязка работы устройств, расположенных на соседнихстанциях.
Электроснабжение путевыхустройств ЦАБ осуществляется от установок, аналогичных установкам дляэлектропитания устройств электрической централизации. Основным источникомэлектроснабжения, как правило, является ЛЭП, а резервным в зависимости от видатяги и наличия местных сетей – ЛЭП на опорах контактной сети, в том числе исистема ДПР два провода – рельс при электрической тяге переменного тока,дизель-генераторные автоматизированные агрегаты (ДГА), аккумуляторные батареи вкомплексе с преобразовательными устройствами.[20]
Потребляемая мощностьопределятся в основном нагрузками передающих устройств БРЦ и АЛС. Максимальнаямощность, потребляемая передающими устройствами числовой АЛСН на несущейчастоте 25, 50 или 75 Гц в расчете на одну БРЦ, не превышает 50 В·А, частотнойАЛС – 40 В·А, а при одновременной передаче двух сигнальных частот – 80 В·А.Мощность, потребляемая передающими устройствами БРЦ в расчете на одну РЦ, не превышает10 В·А. Средние мощности, потребляемые этими устройствами, ниже этих значении.
В бесстыковых рельсовыхцепях для сокращения аппаратуры, кабеля, используемых сигнальных частот питаниедвух смежных БРЦ осуществляется от одного источника сигнального тока: БРЦ 1 и 2получают питание от генератора 1/2 Г1 с несущей сигнальной частотой, например425Гц и частотой модуляции 8Гц; БРЦ 3 и 4 – генератора 3/4 Г2 с несущейчастотой, например 475Гц и частотой модуляции 12 Гц. Таким образом, сигналы отгенераторов 1/2 Г1 и 3/4 Г2 различаются как несущими так частотами, так ичастотами модуляции, что обеспечивает надёжную защиту приемных устройств отвлияния сигнальных токов смежных БРЦ.
Использованиеамплитудно-модулированных сигналов обеспечивает надежную защиту приемных устройствот воздействия гармонических и импульсных помех тягового тока, а также отпомех, создаваемых токами централизованного электроснабжения вагоновпассажирских поездов.[23]
В принятой структурепостроения для БРЦ одного пути достаточно применять сигналы двух несущихчастот, например 420 и 480 Гц. Состояние БРЦ 1 и 2 контролирует приемники 1П1 и2П1, принимающие сигналы на несущей частоте 420 Гц и частоте модуляции 8 Гц отгенератора 1/2 Г1. Первая цифра в условном наименовании приемника обозначаетномер БРЦ, а вторая – тип приемника; П1 воспринимает сигналы с несущей частотой420 Гц, а П2 – 480 Гц. Состоянием БРЦ 3 и 4 контролирует приемники 3П2 и 4П2,воспринимающие сигналы от генератора 3/4 Г2. В принятой структуре на приемник2П1 БРЦ 2 мог бы оказать влияние сигнальный ток БРЦ 5, работающий от генераторатого же типа Г. Однако приемник 2П1 защищен от опасного влияния генератора 5/6Г1 из за естественного затухания при прохождении сигнала от генератора 5/6 Г1 кприемнику 2П1 через БРЦ 5, 4 и 3. Аналогично взаимно защищены и другиеприемники от генератора, работающих на одинаковых несущих частотах. При всехвариантах приемник данной БРЦ и влияющий генератор, работающий на той несущейчастоте, разделены тремя БРЦ. Расчеты показывают, что затухание сигнала припрохождении его через 3 БРЦ составляет примерно 20 дБ. Затухание сигнала отвлияющего источника при прохождении его 3 БРЦ составляет примерно 60 дБ. Поэтому помеха от источника расположенного за три БРЦ от данного приемника,примерно в 100 раз ниже полезного сигнала, поступающий на вход приемника отгенератора собственной БРЦ. При не благоприятном соотношении длин БРЦ (длиныБРЦ, через которые проходят от влияющего источника, существенно ниже предельныхзначений) взаимное влияние сигналов от БРЦ, работающих на одинаковых частотахвозрастает. В этом случае для исключения взаимного влияния может бытьиспользованы третья несущая частота, например 580 Гц, в дополнении к указаннымчастотам 420 и 480 Гц.[10]
Занятие и освобождениеБРЦ фиксируется не в момент вступления и проследования поездом точекподключения аппаратуры, а на некотором расстоянии от концов БРЦ,характеризующих зоны дополнительного шунтирования lш по приближении и удалении поезда. Наличие этих зонобусловлено отсутствием изолирующих. Например, при приближении поезда к БРЦ 2за счет поездного шунта напряжение на питающем конце, а значит, и на входеприемника 2П1 снижается. На некотором расстоянии благодаря шунтированию черезрельсовую петлю поездным шунтом напряжение на входе приемника снижается дозначения, соответствующего отпусканию якоря путевого реле. Так же исрабатывание путевого приемника и возбуждения путевого реле, например 4П2,происходят после удаления поезда на расстояние lш от БРЦ 4. Таким образом тактическая длина БРЦ оказывается большеее физической длины, определяемой точками подключения аппаратуры, то есть
lфакт = l + 2lш. (3.1)
Для нормальных действиялокомотивных устройств АЛС следует обеспечивать нормативный ток локомотивнойсигнализации на расстоянии lАЛС равном суммарной длине рельсовойцепи l и зоны дополнительного шунтирования lш, то есть должно выполнятся условия lАЛС = l + lш.
Длина зоны шунтированиязависит от частоты сигнального тока, рабочее напряжение сигнала на входеприемника, сопротивление балласта рельсовой линий, коэффициента возвратапутевого приемника, реального сопротивления поездного шунта длины БРЦ. Дляжелезных дорог при частоте сигнального тока 4258 Гц значение зоны шунтированияв условиях эксплуатаций находится в пределах от 40 до 120 м. При повышении частоты сигнального тока, напряжение на входе приемника, сопротивления балластаи сопротивления рельсов длина зоны шунтирования уменьшается, а при уменьшенииуказанных параметров значение lш возрастает.
В практических условияхэксплуатации на железных дорогах изменение зоны lш в основном обусловлено изменением сопротивлениям балласта, ана линиях метрополитенов – колебанием напряжения источника питания.
Если по каким – либопричинам необходимо получить наименьшую зону lш, то это может быть достигнуто повышением напряжения сигналана входе приемника до максимально допустимого значения, при котором обеспечиваютсявсе режимы работы БРЦ. [9]
Для исключения ложногосрабатывания путевых приемников при случайном объединении рельсовых нитейсоседних путей на двухпутных участках железных дорог используют сигналы счетырьмя отличительными признаками. Эти признаки создаются в результатемодуляции двух несущих частот 425 и 475 Гц частотами 8 и 12 Гц. Сигналы 425/8 и475/12 применяют в БРЦ одного пути, а сигналы 425/12 и 475/8 – для БРЦ другогопути двухпутного участка. В числителе указана несущая частота, а в знаменателе– частота модуляции.
В структурной схемеустройств ЦАБ для примерного перегона содержащего 12 БРЦ, демонстрационный лист2, на каждой станции размещается аппаратура, относящаяся к половине перегона,примыкающей к данной станции. Питание БРЦ осуществляется от генераторов Г1и Г2сигналов 425/8 и 475/12 соответственно. Каждый генератор питает две смежныеБРЦ, расположенные по обе стороны от точки его подключения к рельсовой линии. Генераторыдля БРЦ 1-4 расположены на станции Доссор, а для БРЦ 5-10 – на станции Макат.Состояние БРЦ контролируют путевые приёмники П1 и П2, первый из которыхвоспринимает сигналы 420/8, а второй – 480/12. основную аппаратуру размещают настанциях. Непосредственно у пути размещают лишь пассивные согласующие путевыетрансформаторы ПТ, а на линиях с электротягой в необходимых случаях – идроссель-трансформаторы.
Аппаратура соединяется спутевыми трансформаторами симметричным сигнальным кабелем с парной скруткойжил. Питание двух смежных БРЦ производится по одной паре жил сигнальногокабеля. Два приёмника смежных БРЦ также подключают одной парой жил. По ним жепередаются кодовые сигналы АЛС от передающих устройств, расположенных настанциях. Приведённая структура построения БРЦ позволяет наиболее рациональноиспользовать передающую аппаратуру БРЦ и сигнальный кабель. При таком же числерельсовых цепей с изолирующими стыками потребовалось бы в 2 раза больше генераторови сигнального кабеля.[3]
Контроль перегона, сменанаправления движения и увязка между станциями обеспечивают по отдельным цепямэтого же сигнального кабеля (ССН и У). Кодовые сигналы АЛС передаются в БРЦ смомента занятия её поездом. Кодовые сигналы передаются с питающего илиприёмного конца в зависимости от установленного направления движения.
3.2 Разработкапринципиальных схем
Устройствацентрализованной автоблокировки содержат передающую и приёмную аппаратуру, ипередающую аппаратуру числовой и частотной систем АЛС. В устройствах АБТЦприменяется следующая аппаратура: путевой генератор с путевым модулятором ПРМ,путевой трансформатор ЛТЦ, фильтр питающего конца ФП8,9, путевой приёмник УПКЦ,путевой генератор ПГ-АЛС, путевой фильтр ФП-АЛС. Последние два блока применяютдля передачи сигналов частотной АЛС.
Генератор ГРЦобеспечивает формирование амплитудно-модулированных сигналов БРЦ. Генераторвыполнен на плате реле НШ выпрямитель генератора содержит диодный мост VД1, сосглаживающим фильтром, состоящим из стабилитрона VД2, конденсатора С7 ирезистора R3. Генератор несущей частоты выполнен на кремниевом транзисторе VТ1.Режим работы транзистора устанавливается посредством делителя, выполненного нарезисторах R1 и R2.В эммитер транзистора, включена обмотка 3-2 трансформатораТ. Положительная обратная связь, обеспечивается посредством обмотки 3-6,включённую в базовую цепь транзистора. Кабельный контур образует индуктивностьтрансформатора Т, выполненного на броневом ферритовом сердечнике, и ёмкостьодного из конденсаторов С1-С5.Конденсаторы подключаются внешними перемычками кобмотке 1-6 трансформатора Т. Для подстройки, но только на одну из частот,может использоваться подстрочный сердечник трансформатора. С помощью конденсаторагенератор настраивают на различные частоты. Перемычку между выводами на плате Пустанавливают при настройке генератора, а перемычку между выводом 12 и одним извыводов 23,21,22,13 внешнего разъёма устанавливают в релейном шкафу или настативе с аппаратурой в зависимости от принятой для данной БРЦ несущей частоты.При перемычке 12-23 генерируется частота 420Гц, а при перемычке 12-21 – 480Гц.Перемычками 12-22, 12-13, 12-11 генератор настраивают соответственно на частоты580, 720 и 780Гц.
Для образованиямодулирующих частот применён мультивибратор, выполненный на транзисторах VТ2 иVТ6.Частота образуемых мультивибратором колебаний определяется время задающимицепями С8, R13-R-16 и С9, R5-R8 и составляет 8Гц. При установке внешнихперемычек 41-33-42 из время задающих цепей исключаются резисторы R7, R8, R15 иR16, мультивибратор начинает генерировать сигнал частотой 12Гц.[5]
Сигналы мультивибратораусиливаются транзистором VТ4. На вход этого транзистора поступает сигнал срезистора R9, включённого в цепь эмиттера транзистора VТ2. При его открытиичерез резистор R9 протекает коллекторный ток, создавая на нём падениенапряжения. Этим напряжением открывается транзистор VТ4, так как к его базеприкладывается отрицательный по отношению к эмиттеру потенциал. При закрытомтранзисторе VТ2 усилительный транзистор VТ4 также закрыт.
Усиленный сигнал сколлектора транзистора VТ4 поступает на вход ключевой схемы, выполненной натранзисторах VТ3 и VТ5. При закрытом транзисторе VТ4 с его коллектораотрицательный потенциал поступает на базы транзисторов VТ3 и VТ5 ключевойсхемы. Последние в этом случае открыты и приводят обе полуволны переменноготока несущей частоты, подаваемого через ключевую схему в нагрузку, подключаемуюк выводам 3-31 блока. Для каждой полуволны переменного тока один транзисторвключён в прямом направлении, а другой – в инвертном, образуя скомпенсированный ключ. В результате условия прохождения каждой полуволныпеременного тока через ключ идентичны, что практически исключает искажениесигнала.
Напряжение питаниягенератора по переменному току равно 17,5В, выпрямленное напряжение равноеопределяется напряжением стабилизации стабилитрона VД2. Потребляемая мощностьне больше 8В∙А. Выходное напряжение несущей частоты имеет практическисинусоидальную форму кривой и составляет на нагрузке сопротивлением 470Ом,подключённой к выводам 3 и 4 блока, не менее 5В.[5]
Для получения на выходегенератора амплитудно-модулированного сигнала устанавливают перемычку междувыводами 4 и 32. Отклонение несущей частоты от номинального значение не превышает/>0,5% при крайних значенияхтемпературы окружающей среды и напряжения источниками питания.
Путевой усилитель ПУ1применяют для усиления сигналов, предназначенных для работы БРЦ и сигналовчастотной АЛС. Блок ПУ1 содержит два двухтактных каскада усиления. Первыйкаскад выполнен на транзисторах VТ1 и VТ2 средней мощности; второй каскадвыполнен на мощных транзисторах VТ3 и VТ4. На входе усилителя установлениитрансформатор Т1 и для согласования его входного сопротивления с выходнымсопротивлением источника усиливаемого сигнала-генератора ГРЦ или ПГ-АЛСМ.
Включённый на входеусилителя резистор R1 стабилизирует его входное сопротивление. Включение этогорезистора и конденсаторов С5 и С6 в базовые цепи транзисторов VТ1 и VТ2исключает возможность самовозбуждения усилителя на повышенных частотах приразомкнутом входе усилителя. Межкаскадная связь выполнена посредствомтрансформатора Т2 выходной каскад нагружен на трансформатор ПТЦ. Для повышениякоэффициента полезного действия и облегчения работы транзисторов оба каскадаработают в ключевом режиме.
В режиме холостого ходатранзисторы VТ3 и VТ4 находятся в режиме глубокого насыщения, их входноесопротивление резко снижается, поэтому значительно возрастает ток через обмоткитрансформатора Т2 и через транзисторы VТ1 и VТ2. Для уменьшения этого тока вэту цепь может быть включён балластный резистор.[4]
Транзисторы выходногокаскада защищены от импульсных воздействий тягового тока и атмосферныхперенапряжений включённым на выходе усилителя защитным контуром (демпфером),состоящим из диодов VД5- VД8 конденсатора С4 и резистора R2, защитный контурснижает пиковые напряжения.
Внутри блока имеетсямощный выпрямитель на кремневых диодах VД1- VД4 и сглаживающий фильтр,состоящий из дросселя L и электрических конденсаторов С1-С3. От выпрямителяосуществляется питание цепей транзисторов. Переменный ток напряжением 17,5Вподаётся в блок от сигнального трансформатора СОБС-2Л или ПОБС-5А.
Требуемое для питания БРЦнапряжение выбирается на выводах этого трансформатора. При входном напряжении5Ви напряжений питания 17,5В входное сопротивление блока ПУ1 составляетпримерно 400м. Выходная мощность 40ВТ при выходном напряжении 5В.
Путевой приёмник сигналовПРЦ или ПРЦМ предназначен для приёма и дешифрирования амплитудно-модулированныхсигналов из рельсовой цепи. Приёмник ПРЦ предназначен для применения нажелезнодорожных линиях, а ПРЦМ – на линиях метрополитена.[5]
Приёмник ПРЦ содержит следующиеосновные функциональные узлы: входной фильтр, буферный каскад, пороговоеустройство, интегратор, выходной усилитель, выходной фильтр, вторичный источникпитания постоянного тока.
Входной фильтрпредставляет собой полосовой фильтр, выполненный на броневых ферритовыхсердечниках и конденсаторах. Фильтр содержит связанные колебательные контурыТ1-С1, Т2-С2, Т3-С3, каждый из контуров настраивают на несущую частотупринимаемого сигнала. Связь между первым и вторым контурами трансформаторнаявыше критической, обеспечивается за счёт включения части индуктивности первогоконтура во второй. Входной сигнал подаётся на обмотку 3-4 входного контура,гальванически не связанную с контурной обмоткой.
Коэффициент трансформациина входе приёмника обеспечивает требуемое по условиям согласования с кабельнойлинией входное сопротивление приёмника. Его измеряют на входных выводах блокапри подаче не модулированных несущих частот. Это сопротивление должно быть впределах 120-160Ом.
Включённые параллельновходной обмотке стабилитроны VД1 и VД2 обеспечивают защиту элементов фильтра отперенапряжений, которые могут поступать из рельсовой линии от воздействиятяговой сети или от грозовых разрядов. Для защиты от обоих полупериодовперенапряжений стабилитроны включены между собой последовательно и встречно.
Связь между вторым итретьим контурами фильтра слабая, менее критической, обеспечивается черезбуферный каскад, выполненный на транзисторе VТ1, включённом по схеме с общимэмиттером. Включённый в цепь эмиттера резистор R1 повышает входноесопротивление усилителя. Изменением сопротивления этого резистораобеспечивается регулировка чувствительности приёмника. Полоса пропусканиявходного фильтра не менее 24Гц, что обеспечивает пропускание первых боковыхчастот модулированного сигнал. На выходе фильтра (база транзистора VТ2) сигналимеет форму, близкую к сигналу со 100%-ной амплитудной модуляцией.
Затухание фильтра для немодулированного сигнала по соседнему каналу (для фильтра с резонансной частотой420Гц измеряют на частоте 480Гц и наоборот) составляет не менее 38дБ дляканалов с частотами 420 и 480Гц и не менее 30дБ для каналов с частотами 580,720 и 780Гц.
При таких затуханияхобеспечивается остаточное подавление сигнала соседнего канала, что обеспечиваетнезависимую работу приёмников, подключённых последовательно к одной приёмнойпаре и реагирующих на сигналы собственных БРЦ. Однако при завышенном напряжениисигналов может проявляться мешающее действие сигнала соседнего канала. Поэтомув условиях эксплуатации не следует в БРЦ превышать максимально допустимые порегулировочным таблицам значения напряжения сигналов.[1]
С выхода фильтра (обмотка2-3 трансформатора Т3) сигнал поступает на вход буферного каскада, выполненногона транзисторе VТ2, включённом по схеме с общим коллектором. Посредством этогокаскада обеспечивается согласование выхода фильтра с пороговым устройством,имеющим высокий коэффициент возврата и представляющим собой не симметричныйтриггер эмиттерной связью на транзисторах VТ3 и VТ4. Связь буферного каскада стриггером ёмкостная посредством конденсатора С4. Фактический коэффициентвозврата триггера близок к единице. В качестве расчётного принято значение 0,8.
В схеме триггерапредусмотрена возможность шунтирования контактом собственного путевого релерезистора R12 в цепи эмиттера для снижения коэффициента возврата. Это исключаетнеустойчивую работу путевого реле при приближении к БРЦ или удалении от неёпоезда, когда напряжение на входе приёмника близко напряжению срабатывания.
Нагрузкой триггераявляется интегрирующая цепь R13-С5. Выделенные из амплитудно-модулированногосигнала низкочастотные колебания (8 или 12 Гц) пилообразной формы сконденсатора С5 поступают на вход выходного усилителя. Он выполнен наоперационном усилителе (микросхема ДА1) и транзисторах VТ5- VТ8. Выделенные наконденсаторе С5 интегратора низкочастотные колебания поступают на инвертирующийвход микросхема ДА1 через проходной конденсатор С6. Сопротивление резистораR22, включённого на выходе микросхемы, определяет токи, протекающие черезтранзисторы VТ5 и VТ6, достаточные для управления транзисторами второго каскадаусиления VТ7 и VТ8, работающими в ключевом режиме.
С выходного усилителясигнал подаётся на первый контур выходного фильтра Т4-С7, настроенного начастоту модуляции 8 или 12Гц в зависимости от типа приёмника, второй контурвыходного фильтра Т5-С8 связан с первым через буферный каскад, выполненный натранзисторах VТ11 и VТ12. При таком включении обеспечивается слабая связь междуконтурами для повышения добротности каждого из контуров и избирательных свойствфильтра. Фильтр надёжно обеспечивает разделение частот 8 и 12Гц. Напряжение нареле при подаче на вход фильтра смежной частоты (например, 8Гц вместо 12Гц) непревышает 0,68В, что соответствует надёжному отпусканию якоря путевого реле.
Отказы элементов фильтране приводят к ложному срабатыванию реле, которое гальванически не связано систочником питания. Полоса пропускания фильтра 1,2 -1,4Гц, затухание насоседней частоте модуляции примерно 20дБ. Этим исключается возбуждение путевогореле при приёме сигнала, частота модуляции которого не совпадает с частотойнастройки фильтра.[5]
В выходном фильтре каждыйконтур настраивают в резонанс подбором значения индуктивности трансформаторовТ4 и Т5, которое устанавливают изменением положения магнитного шунта(подстроенных пластин) в воздушных зазорах их сердечников. Ёмкостиконденсаторов С7 и С8 в фильтре с частотой 8Гц приняты 30мкФ, а в фильтречастотой 12Гц – 20мкФ. С выхода полосового низкочастотного фильтра сигналпоступает на выпрямитель VД3, к которому через внешние выводы блока подключенопутевое реле АНШ2-1230. Обмотки этого реле включены параллельно, поэтому ихсопротивление постоянному току составляет 307,5Ом. Если имеется входной сигнал,то напряжение на реле составляет 4,4 -7В, напряжение срабатывания при параллельномсоединении обмоток – более 3,5В.
Так как два приёмникаразных типов могут включаться последовательно в одну сигнальную пару кабеля, тодля исключения возможности неправильной их работы при ошибочной установкеприёмника одного типа на место другого приёмники имеют разные выводы дляподключения реле. Поэтому при ошибочной установке приёмников путевые реле несрабатывают.
Приёмники ПРЦ рассчитаныдля работы при температуре окружающей среды от – 45/> до+65/>С и могут устанавливатьсяна релейных стативах станций и в релейных шкафах автоматической блокировки.
Трансформатор ПТЦприменяют в качестве выходного для путевого усилителя ПУ1. К первичной обмоткеподключают выход путевого усилителя. При этом к выводу 2ПТЦ подключаетсяположительный полюс источника питания. С вторичной обмотки трансформаторанапряжение подаётся на вход путевого фильтра и далее поступает в БРЦ.Напряжение, подаваемое на вход путевого фильтра, регулируется различнымвключением вторичной обмотки.
Гальваническое разделениемежду выходом путевого усилителя и рельсовой цепью обеспечивает возможностьпитания путевых усилителей разных БРЦ и передающих устройств АЛС от общегопитающего трансформатора.[8]
Номинальная мощностьтрансформатора ПТЦ в диапазоне частот 75-780Гц составляет не менее 50В∙А.Ток холостого хода при напряжении на первичной обмотке (выводы 1 и 3) 30В,частотой 50Гц не более 300мА.
Фильтр питающего конца ФПпредназначен для ограничения спектра амплитудно-модулированного сигналапоступающего с выхода путевого усилителя. Одновременно он защищает путевойусилитель от воздействия непрерывных и импульсных перенапряжений, возникающих врельсовой линии. Фильтр представляет собой последовательный колебательныйконтур, содержащий трансформатор Т и набор конденсаторов. Фильтр типа ФП8,9применяют при передаче сигналов с несущими частотами 420 или 480Гц.
3.3 Разработка кабельныхсетей перегона
Кабельная линия в системеЦАБ служит для соединения рельсовых линий с аппаратурой на центральных пунктах.По ней организуется увязка между аппаратурой, расположенной на смежныхцентральных пунктах, и обеспечивается работа устройств смены направлениядвижения.
Для исключенияобъединения питающих и релейных жил в случае повреждения изоляции кабельных парэти жилы, как правило, располагают в разных кабелях. Если имеется схемаконтроля замыкания жил различных пар, они могут располагаться в одном кабеле(демонстрационный лист 3).
Для уменьшения переходныхвлияний в системе ЦАБ применяется симметричный сигнальный кабель с парнойскруткой. На участках с автономной тягой и электротягой постоянного тока, какправило, используют кабель в пластмассовой оболочке СБПБ. Исключение составляютлишь участки с продольными ЛЭП высокого напряжения, на которых для снижения наводимыхв жилах кабеля э.д.с. до допустимых значений применяется кабель в алюминиевойоболочке СБПАБ.[12]
Вместо сигнального кабеляс парной скруткой жил в ЦАБ может применяться кабель магистральной железнойжелезнодорожной связи, например МКПАБ, МКБАБ.
Разделка кабелявыполняется в кабельных боксах БМ10×2, БМ20×2 или на обычномколодках в трансформаторных ящиках. Там же размещается путевой трансформатор иприборы защиты.
Кабельная магистраль дляпримерного однопутного участка железной дороги с автономной тягой содержит двакабеля. В первом кабеле (семипарном) располагаются цепи релейных концов. Приёмнаяаппаратура рельсовых цепей располагается на станций А, а приёмники рельсовыхцепей – на станции Б. В этом же кабеле – цепи увязки 1У, 2У и смены направленияСН. Пары 3 и 4 свободны и могут при необходимости использоваться, например, дляуправления переездом.
Во втором кабелеразмещаются цепи передающих концов рельсовых цепей. Передающие устройстварельсовых цепей расположены на станций на станциях ограничивающих перегон.
Первый кабельразделывается в путевых ящиках релейных концов ПЯ1, ПЯ2/3, ПЯ4/5, ПЯ6/7, ПЯ8/9,ПЯ10, а второй – в путевых ящиках питающих концов ПЯ1/2, ПЯ3/4, ПЯ5/6, ПЯ7/8,ПЯ9/10.
В каждом путевом ящикеразмещается один трансформатор типа ПРТ. На участках с электротягойдополнительно на пути располагается дроссель-трансформатор. ДТ – 0,6.
При необходимостиаппаратуру ЦАБ для всего перегона можно на одной станции. Это возможно вслучаях, когда длина перегона не превышает 10км при электротяге и не более 15кмпри автономной тяге.
3.4 Схема увязкиавтоблокировки со станционными устройствами
Для увязки междустанциями используют кабельные линейные цепи. В данном случае путевые релечётных блок-участков размещены на станции А, а нечётных блок-участков – настанции М. При нечётном направлении движения для кодирования блок-участка 18П состанции Б необходимо иметь информацию о свободности блок-участков 20П, 19П, 17Пи 15П. Путевое реле 20П находится на станции, поэтому необходимо обеспечитьконтроль на станции Д по цепям увязки блок-участков 19П, 17П и 15П. Контрольблок-участка 19П осуществляется по линейной цепи Л2 – ОЛ2, в которую на станциивключено линейное реле Л22П, являющееся повторителем путевого реле 19П станцииМ. Линейные повторители путевых реле нумеруют чётными возрастающими числами поаналогии с нумерацией путевых реле, размещённых на данной станции.
Контроль блок-участков17П и 15П осуществляется по линейной цепи Л3 — ОЛ3, контроль блок-участка 17П –с помощью нейтрального реле Л24П, а блок-участка 15П – поляризованного релеЛ26П типа ПЛ.
При чётном направлениидвижения, когда реле ЧП возбуждено, а НП обесточено, эти же линейные цепи, атакже цепь Л1- ОЛ1 применяют для контроля свободности блок-участков 20П, 18П,16П и 14П на станции Макат. При этом блок-участки 20П,18П и 16П на станцииМакат контролируются нейтральными реле Л21П, Л23П и Л25П соответственно, аблок-участок 14П – поляризованным реле Л27П.[12]
Для изменения направлениядвижения в устройствах АБТЦ применяют двухпроводную или четырехпроводную схемусмены направления.
В отличие от другихсистем автоблокировки в системе ЦАБ питающие и релейные концы БРЦ непереключаются. Поэтому при случайном кратковременном ложном срабатывании реленаправления нормальная работа БРЦ не нарушается. Контактами реле отправления иприёма переключаются сигнальные, линейные цепи и другие схемы.
Для вспомогательной сменынаправления в случае, например, неисправности БРЦ может использоваться та желиния, что и для основного режима. Однако при этом не резервируются проводаН-ОН и сама схема направления. Поэтому для вспомогательного режима, какправило, применяют отдельную линию вспомогательного режима.
Кодовые сигналы числовойАЛС подаются в рельсовую линию от кодового трансформатора контактамитрансмиттерных реле Т в точках подключения питающей и релейной аппаратуры.Резисторы RИ и конденсаторы СИ служат для искропогашенияна контактах трансмиттерных реле Т, а также для пропуска сигнальных токоврельсовых цепей. Передача кодовых сигналов АЛС в рельсовую линию начинается смомента занятия поездом данного участка пути. Например, при движении в чётномнаправлении кодирование путевого участка 1П начинается с замыкания тыловогоконтакта путевого реле, 1П в цепи трансмиттерного реле 1/3КВ. Тыловой контактреле 1П замыкается в момент, когда поезд находится на расстоянии от входногоконца рельсовой цепи 1П. При этом возбуждается реле 1/3 Т и начинается кодированиеучастка 1П. Кодовый сигнал, подаваемый в рельсовую цепь, определяется состояниямипутевых участков, расположенных перед данным участком по ходу движения. Передвходными светофорами кодовые сигналы, подаваемые в рельсовую цепь, определяютсятакже состоянием управляющих и сигнальных реле входных светофоров. Дляобеспечения работы системы на заданном перегоне необходимо передать не станциюА информацию о состоянии участка ЗП, а на станцию Б – о состоянии участков 2П,4П и 6П. На каждую из станции необходимо также передать информацию о состояниинити красного огня (КО) и включении разрешающего огня на входном светофоре (РУ)соседней станций. Эти задачи решаются в зависимости установленного направлениядвижения схемой линейных цепей.
3.5 Четырехпроводнаясхема изменения направления
Схема изменениянаправления движения типовая четырехпроводная с вспомогательным режимом.
В схеме по двумдвухпроводным цепям осуществляется изменение направления и контроль перегона засчет временного уплотнения. Для контроля перегона используется амплитудныйпризнак, информация о смене направления подается полярными качествами тока.[5]
Ограждение попутноследующих поездов с хвоста осуществляется при помощи светофоров автоблокировки,ограждение с головы достигается установкой блокировочных зависимостей междустанциями.
Логические связи междустанциями предназначены для:
— замыкания выходныхсветофоров на станции приема.
— размыкания выходныхсветофоров на станции отправления.
— передачи информацииустройствам изменения направления сигнальных установок для заданияопределенного направления движения.
Основные приборы схемысмены направления и их назначение:
— реле ЧСН – станционноереле направления. Тип КШ1-80. Фиксирует принятую информацию о смене направленияи выполняет основную блокировочную зависимость: замыкает выходные сигналы настанции приема и размыкает выходные сигналы на станции отправления. Кроме того,на станции отправления контролирует состояние перегона (реле Н под током, еслиперегон свободен);
— реле Н – перегонноереле направления типа КШ1-40;
— реле ПН – повторителиреле Н, переключают схемы питания огней светофора и рельсовых цепей всоответствии с установленным направлением движения на сигнальных установках;
— реле ЧВ –вспомогательное реле, изменяет полярность тока в цепи смены направления.Обмотки реле включены в схему раздельно для того, чтобы в схеме станции,установленной на «отправление», оно было нормально действующим, а всхеме станции «приема» — с замедлением на отпадание. Замедление реленеобходимо для срабатывания реле направления на станции, устанавливаемой на «отправление»в момент посылки обратного импульса со станции, устанавливаемой на «прием».Время замедления реле ЧВ равно 1,2-1,3 с при напряжении батареи 21 В. Тип релеНМШ1-1440;
— реле ЧКП – релеконтроля состояния перегона станции, установленной на прием. Обмотки релевключены в схему раздельно. Одна из них, сопротивлением 100 Ом включенапоследовательно в цепь смены направления, вторая – с сопротивлением 1100 Ом ипараллельно включенным конденсатором – в местную цепь. Замедление реленеобходимо для переключения схемы станции «приема» на «отправление».Тип НМШМ4-100/1100;
— реле ЧКПП – повторительреле НКП (ЧКП) имеет замедление на срабатывание для исключения возможностисмены направления при кратковременной потере шунта короткой подвижной единицей.Тип НМШТ1-2000;
— реле НОЗ1 – замыкающеереле. Служит для замыкания стрелок в маршруте отправления. Имеет замедление насрабатывание для исключения возможности перевода стрелки под составом прикратковременной потере шунта. Тип НМШТ1-2000.
Схема контроля перегона исмены направления движения построена на принципе изменения полярности тока вотдельных двухпроводных цепях в проводах Н, ОН, К, ОК в которую на станцииотправления и на каждой сигнальной точке включены поляризованные реленаправления.
В двухпроводную цепьсмены направления на станции «приема» включено реле ЧКП, на станции «отправления»реле КП отключено. На станции «приема» отключено реле ЧСН.
Для питания линейныхцепей используется полупроводниковый преобразователь типа ППШ-3.[11]
Нажатие кнопки ЧСН настанции «приема» вызывает возбуждение реле ЧВ, которое своимиконтактами переключает полярность тока в проводах Н, ОН. От импульса тока обратнойполярности, длительность которого определяется временем замедления реле ЧКП исоставляет 1,8 с, перебрасываются якоря реле направления всех перегонныхсигнальных установок и станционного реле направления Н.
Тыловыми контактами релеНВ подключает к проводам Н и ОН батарею станции и реле НКП. С этого момента идо окончания замедления реле ЧКП станции приема батареи обеих станцийоказываются включенными последовательно. Этим обеспечивается, надежноеперебрасывание контактов поляризованного якоря всех промежуточных реленаправления Н. Перегонные реле направления переключают приборы рельсовых цепей,линейной цепи и сигналов с вновь установленным направлением движения.
По истечении временизамедления реле ЧКП и ЧКП1, контактами этих реле отключается батарея станцииотправления и подключается в линейную цепь реле направления ЧСН. Реленаправления получает питание со станции отправления током прямой полярности иперебрасывает поляризованный якорь. Его контактами станция приемаустанавливается на «отправление». На станции отправления можно открытьвыходные сигналы.
На однопутных участкахпри организации двустороннего движения поездов по каждому пути и на однопутныхучастках, на табло устанавливаются световые ячейки для сигнализацииустановленного направления движения и наличия поезда на перегоне. Основнымиячейками являются: О – «Отправление» зеленого цвета, П – «Прием»желтого цвета, КП – «Контроль перегона» белая и красная двухцветнаяячейка. Свободность перегона контролируется горением белой лампочки, занятость– горением красной.
Для перевода надвустороннее движение одного из путей устанавливаются соответствующие приборы,и схема настраивается на определенный путь при помощи штепсельных душек игнездовой панели и четырех настроечных реле.[21]
3.6 Схема переезднойсигнализации
Места пересечения железнодорожных путей в одном уровне с автомобильнымидорогами, трамвайными путями и троллейбусными линиями называют железнодорожнымипереездами. Для безопасности, движения переезды оборудуют ограждающимиустройствами. Со стороны безрельсового транспорта в качестве типовыхограждающих устройств применяют автоматическую светофорную сигнализацию,автоматические шлагбаумы и полушлагбаумы, неавтоматические шлагбаумы с ручныммеханическим или электрическим приводом вместе с оповестительной(автоматической или неавтоматической) сигнализацией.
При автоматической светофорной сигнализации переезд ограждаютспециальными переездными светофорами, которые устанавливают перед переездом наобочине дороги с правой стороны по движению безрельсового транспорта. Красныеогни светофоров направлены в сторону автомобильной дороги; они нормально, негорят, указывая на отсутствие поездов на подходах к переезду, и разрешаютавтогужевому транспорту двигаться через переезд. При приближении поезда к переездуогни переездных светофоров начинают поочередно мигать, одновременно звонятзвонки. С этого момента движение автогужевого транспорта через переездзапрещается. После проследования поезда через переезд огни светофоров гаснут,звонки выключаются и разрешается движение безрельсовому транспорту черезпереезд.
При автоматической светофорной сигнализации с автоматическимишлагбаумами в дополнение к переездным светофорам движение автотранспортупреграждается брусом шлагбаума. Для лучшей видимости шлагбаум окрашен краснымии белыми полосами и снабжен тремя фонарями. Два из них (средний и расположенныйу основания бруса) красные, односторонние. Они мигают красным огнем в сторонуавтотранспорта. Третий фонарь, расположенный у края бруса, двусторонний. Всторону автотранспорта он горит красным огнем, а в сторону железнодорожногопути-белым, ночью указывая границу перекрытой части дороги.[16]
Брус шлагбаума или полушлагбаума в опущенном (заградительном)положении удерживается на высоте 1—1,25 м от поверхности дороги и преграждаетавтотранспорту въезд на переезд. При приближении поезда к переезду брусшлагбаума опускается не сразу после начала работы сигнализации, а по истечениинекоторого времени (5-10 с), достаточного для проезда за шлагбаум транспорта,если в момент включения сигнализации транспорт находился близко от шлагбаума иводитель мог не увидеть красных огней светофоров. При горизонтальном положениизаградительного бруса продолжают гореть огни на переездном светофоре и брусе, азвонок выключается. После проследования переезда поездом брус шлагбаумаподнимается в вертикальное положение, огни на брусе и светофоре гаснут,движение безрельсового транспорта через переезд разрешается.
Автоматические полушлагбаумы в дополнение к устройствам, обеспечивающимих автоматическую работу при движении поездов, оборудуют прибораминеавтоматического управления. Приборы размещают на щитке управления, местоустановки которого выбирают так, чтобы дежурному по переезду, находящемуся ущитка, были хорошо видны пути подхода поездов и автомобилей.[18]
На щитке управления устанавливают кнопки закрытия и открытия полушлагбаума;кнопку включения заградительной сигнализации (нормально опломбированную);лампочки, контролирующие появление поездов на подходах к переезду, с указаниемнаправления движения поезда; четыре лампочки, контролирующие исправность цепейзаградительных светофоров.
При необходимости нажатием кнопки «Закрытие шлагбаума»дежурный по переезду может включать переездную сигнализацию, которая в этомслучае работает так же, как и при подходе поезда к переезду. После возвращения(вытягивания) кнопки брус полушлагбаума поднимается в вертикальное положение икрасные огни светофора и бруса гаснут.
В случае повреждения системы автоматического управленияполушлагбаум остается в заграждающем положении. При отсутствии поездов наподходе дежурный по переезду может пропустить автотранспорт через переезд. Дляэтого он нажимает кнопку «Открытие шлагбаума». Брусполушлагбаума поднимается в вертикальное положение и красные огни на светофореи брусе погаснут. Кнопку необходимо удерживать нажатой до тех пор, покатранспорт не проследует полушлагбаумы. При отпущенной кнопке полушлагбаумвозвращается в горизонтальное положение.
На переездах, оборудованных оповестительной сигнализацией, в качествесредств ограждения используют электрические или механизированные шлагбаумы,управляемые дежурным по переезду. Для оповещения дежурного по переездуиспользуют автоматическую или неавтоматическую световую и звуковуюоповестительную сигнализацию.[14]
Для подачи поезду сигнала остановки в случае аварийной ситуации напереезде применяют заградительную сигнализацию. В качестве заградительныхсигналов используют специальные заградительные светофоры, светофоры автоматическойи полуавтоматической блокировки и станционные светофоры, если они удалены отпереезда не более чем на 800 м и с места их установки виден переезд.Заградительные светофоры, как правило, бывают и мачтовые; они имеют форму,отличную от обычных светофоров. Красные огни заградительных светофоровнормально не горят. Их включает дежурный по переезду нажатием кнопки «Выключениезаградительных светофоров»на щитке. Возвращая (вытягивая) кнопку внормальное положение, светофоры выключают. При этом на щитке загораются лампочки,контролирующие исправную работу заградительных светофоров. Если контрольнаялампочка при включении заградительного сигнала не загорается, то это означает,что светофор неисправен и дежурный по переезду должен принять дополнительныемеры по ограждению переезда со стороны неисправного светофора.
На участках, оборудованных автоблокировкой, при включениизаградительной сигнализации на ближайших к переезду сигналах автоблокировки ихпоказание переключается на запрещающее и прекращается подача кодов АЛС в рельсовыецепи перед переездом.
Вид применяемых на переезде устройств зависит от категории переезда.На сети дорог в зависимости от интенсивности движения и условий видимостипереезды делятся на четыре категории:
I категория– пересечения железной дороги с автомобильными дорогами I и II категорий, улицами идорогами, имеющими трамвайное и троллейбусное движение; с улицами и дорогами,по которым осуществляется регулярное автобусное движение с интенсивностьюдвижения по переезду более 8 поездо-автобусов в час; со всеми дорогами,пересекающими четыре и более главных железнодорожных пути;
II категория – пересечения савтомобильными дорогами III категории; улицами и дорогами, имеющимиавтобусное движение с интенсивностью движения по переезду менее 8 поездо-автобусовв час; городскими улицами, не имеющими трамвайного, автобусного итроллейбусного движения; с прочими дорогами, если интенсивность движения попереезду превышает 50000 поездо-экипажей в сутки или дорога пересекает триглавных железнодорожных пути;[12]
III категория – пересечения савтомобильными дорогами, не подходящими под характеристику переездов I и II категорий, и еслиинтенсивность движения по переезду при удовлетворительной видимости превышает10 000 поездо-экипажей, а при неудовлетворительной (плохой)-1000поездо-экипажей в сутки. Видимость признается удовлетворительной, если сэкипажа, находящегося на расстоянии 50 м и менее от железнодорожного пути, приближающегося с любой стороны, поезд виден не менее чем за 400 м, а переезд виден машинисту на расстоянии не менее 1000м;
IVкатегория – все прочие пересечения железных дорог с автомобильнымидорогами в одном уровне.
Интенсивность движения на переезде измеряется в поездо-экипажах,т. е. произведением числа поездов на число экипажей, проходящих через переезд всутки.
Для автоматического включения ограждающих устройств приприближении поезда к переезду устраивают участки приближения оборудованныерельсовыми цепями. Длина участка приближения зависит от времени извещения,скорости движения поезда и определяется по формуле
/>, (3.2)
где V – средняя скорость движения по участку приближения наиболее скорогопоезда, определяемая тяговыми расчетами, км/ч; t– расчетное время извещенияо приближении поезда, с; 0,28 – коэффициент перевода скорости из км/ч в м/с.
Расчетное время извещения зависит от длины переезда, скоростидвижения экипажа через переезд (принимается 5 км/ч), длины экипажа (принимается 6 м) и времени опускания бруса шлагбаума (10 с), если последний перекрываетвсю проезжую часть дороги.
Результаты расчета приведены на демонстрационном листе 5.
При оповестительной сигнализации с электрическими шлагбаумаминеобходимое время извещения нужно увеличивать на время восприятия оповещениядежурным по переезду. В расчетах его принимают равным 10 с. На сети дорог принятоминимально допустимое время извещения при автоматической светофорнойсигнализации без шлагбаумов и с полушлагбаумами 30 с, при автошлагбаумах,полностью перекрывающих проезжую часть дороги, — 40 с и при оповестительнойсигнализации – 50 с.
Вустройствах автоматической переездной сигнализации в основном применяют такоеже оборудование и аппаратуру, которую используют в других устройствах железнодорожнойавтоматики. К специальному оборудованию относятся переездные светофоры,электрические шлагбаумы и щитки управления переездной сигнализацией. Переездныесветофоры без шлагбаумов изготовляют с двумя или тремя светофорными головками.Добавление третьей светофорной головки позволяет расширить зону видимостисигнальных показаний.[13]
Включение автоматической переездной сигнализации (АПС) происходитза один или два участка приближения при движении поездов в любом направлении.Выключение АПС происходит после освобождения поездом участка приближения ипереезда.
В неустановленном направлении движения АПС выключается всегда задва участка приближения, а включается после удаления поезда на расстояниеучастка приближения в установленном направлении движения. В отличие от двухпутныхучастков в схемах АПС однопутных участков вводится контроль правильнойпоследовательности движения поезда по участкам приближения в установленномнаправлении путем применения счетной схемы. С помощью этой схемы исключаетсянесвоевременное открытие переезда при наложении и снятии искусственных шунтовна рельсовые цепи участков приближения.
Включают переездную сигнализацию реле – Н, 1Н, 2Н, Л, ИП, НИП, И,И1, И2, ИТ, ПИ, ПИ1, П, П1, ИП1, НИП1, КТ, 1, Б, Б1, В.
Состояние цепей схемы (демонстрационный лист 5) соответствуетустановленному нечетному направлению движения, свободному состоянию участков приближенияи открытому состоянию переезда. В пределах блок-участка, на котором расположенпереезд, образованы рельсовые цепи 7П, 11П, 9АП, 9БП.При установленномнечетном направлении движения релейными являются концы 9АП, питающими – 11Ппри установленном четном направлении движения релейными являются концы 9БП,питающими – 7П.
Для закрытия переезда за один или за два участка приближенияперемычками П1 иП2настраивают схемы питания реле ИП1.Приснятых перемычках схема настроена для закрытия переезда за два участкаприближения в обоих направлениях и реле ИП 1выключается контактом реле ИП;при установленных перемычках ПI и П2 переезд закрывается за один участок приближенияв обоих направлениях, реле ИП1 выключается контактом реле П1.
При свободном состоянии рельсовой цепи 7П с ее питающего концачерез контакт трансмиттера Т подаются импульсы переменного тока. На переезде вимпульсном режиме работает реле И, а через его контакты –реле-повторители И1 и И2.Реле И2, переключая свой контакт,транслируют импульсы в рельсовую цепь 9БП.От этих импульсов работаетреле И. При импульсной работе обоих реле И на переезде через возбуждаются релеП и П1, чем контролируется свободное состояние рельсовых цепей 7П и 9БП.Фронтовымиконтактами реле П1 у переезда возбуждаются реле АН. Срабатыванием реле АНконтролируется свободность блок-участка, состоящего из рельсовых цепей 7П и 9БП.Свободность второго участка приближения 9БП контролируется возбужденнымсостоянием реле ИП, а первого участка приближения 7П – реле П и П1. Черезфронтовые контакты реле ИП иП1 возбуждено реле ИП1.Черезфронтовой контакт реле ИП1 получает питание реле В – переезд открыт.
Включение АПС на два участка приближения происходит в такойпоследовательности. При вступлении поезда на второй участок приближения 7П контактамиреле П1, на переезде выключается реле ИП и вслед за ним реле ИП1 и В.Переездзакрывается. С момента вступления поезда на первый участок приближения 7П напереезде прекращается импульсная работа реле И, И1и И2.Выключаютсяи отпускают якори реле П и П1. Реле П, отпуская якорь, контролирует занятостьучастка и обрывает цепь трансляции импульсов в рельсовую цепь 9АП.Упереездапрекращается импульсная работа реле И, И1 и И2.Послеэтого выключаются реле П и П1.Реле П1, отпуская якорь, фиксируязанятость блок-участка 7П.Фронтовым контактом реле П, находящегосяу переезда, размыкается цепь питания реле НИП1, но это реле остается возбужденным,получая питание через ранее замкнувшийся тыловой контакт реле П1, включенныйпараллельно контакту реле Б.У переезда включаются цепи кодирования. Врежиме одного из кодов работает реле 1T (на схеме не показано) и передает код в рельсовуюцепь 9АП.На переезде в кодовом режиме работают реле ИТ и IT (на схеме не показано) итранслируют код в рельсовую цепь 7П. [21]
Правильную последовательность движения поезда по участкамприближения в установленном направлении контролируют реле счетной схемы.Приближение поезда за два участка контролирует реле-счетчик 1.
При неисправности рельсовой цепи 9АП реле Пна переезде невозбуждается и не замыкает цепь непрерывного питания реле НИП1.Послеокончания работы пульс-пары (реле Б и Б1)прекращается импульсное питаниереле НИП1. Последнее, отпуская якорь, выключает реле В и переезд закрывается.
3.7 Техническое обслуживание устройствавтоблокировки и электрической централизации малых станций
Для технического обслуживания устройств СЦБ на каждой дорогеорганизованы дистанции сигнализации и связи. Работы по техническому обслуживаниювыполняют в соответствии с требованиями: Правил технической эксплуатациижелезных дорог Республики Казахстан; Инструкции по обеспечению безопасностидвижения поездов при производстве путевых работ; Инструкции по сигнализации нажелезных дорогах Республики Казахстан; Инструкции по движению поездов иманевровой работе на железных дорогах Республики Казахстан; Инструкции пообеспечению безопасности движения поездов при производстве работ по содержаниюи ремонту устройств СЦБ; Руководящих указаний по защите от перенапряженийустройств СЦБ; Правил техники безопасности и производственной санитарии вхозяйстве сигнализации и связи железнодорожного транспорта; Устава о дисциплинеработников железнодорожного транспорта и других инструкций Министерстватранспорта и коммуникаций Республики Казахстан, касающихся технического обслуживанияустройств СЦБ и охраны труда.[23]
Основой графика технического обслуживания является Инструкция потехническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки(СЦБ) ЦЩ/720-1. Для всех устройств СЦБ устанавливается периодичность ихтехнического обслуживания. В таблице периодичности указываются наименованиеустройств, производимая работа, исполнитель, периодичность исполнения работ.
По перечню и периодичности работ составляют графики техническогообслуживания устройств СЦБ – четырехнедельный план-график и годовойплан-график. По четырехнедельному плану-графику электромеханик проверяетвидимость заградительных светофоров и проводит профосмотр 1 раз в 4 недели; погодовому плану-графику электромеханик проверяет правильность измененияпоказаний с разрешающего на запрещающее линзового и прожекторного светофоров 2раза в год. Результаты всех осмотров, проверок, намечаемые мероприятия и времяустранения неисправности записывают в Журнал осмотра путей, стрелочных переводов,устройств СЦБ, связи и контактной сети (сокращенно Журнал осмотра).
При техническом обслуживании рельсовых цепей и приборов СЦБстарший электромеханик и электромеханик проверяют исправность изолирующихстыков и шунтовую чувствительность; измеряют напряжения на путевых реле ипитающих концах рельсовых цепей; проверяют состояние пусковых, трансмиттерных иимпульсных реле, трансмиттеров и релейных дешифраторов; визуально проверяютсостояние штепсельных розеток реле; проверяют приборы на соответствиеэлектрических и механических характеристик техническим условиям.
Работу устройств АЛСН проверяют на соответствие показаний путевогои локомотивного светофоров, измеряют кодовый ток и временные параметры кода.Полностью проверяют работу АЛСН в вагоне-лаборатории. При проверке устройствавтоматической переездной сигнализации проверяют работу устройств при открытиии закрытии переезда, видимость огней переездных светофоров, состояние приборовзвуковой и световой сигнализации.
Сигнальную линию автоблокировки осматривают с земли. Проверяютсостояние кабельных ящиков и защитных средств.
Изолированные участки при их ремонте выключают двумя способами: ссохранением пользования сигналами маршрута, в который входит выключенныйучасток; без сохранения пользования сигналами маршрута, в который входитвыключенный участок (прием и отправление поездов осуществляются при закрытыхсигналах). Выключает изолированные участки электромеханик с разрешениядежурного по станции. Выключение и включение изолированных участков отмечают вЖурнале осмотра.
Замену реле и сигнальных механизмов осуществляют в свободное отдвижения поездов время без прекращения действия автоблокировки. Категорическизапрещается при производстве ремонтных работ и замене реле устанавливатьвременные перемычки, наклонять или поворачивать реле, а также одновременнозаменять два и более реле. При техническом обслуживании автоблокировки находятприменение следующие методы обслуживания: местных бригад, комплексный, централизованный,вахтовый. Выбирают метод в зависимости от укомплектованности и концентрацииштата работников, наличия автодорог, интенсивности движения поездов, длиныучастка. При укомплектованном штате применяют метод местных бригад. При малочисленномштате часть работ выполняет централизованная бригада. На малонаселенныхучастках применяют централизованный или вахтовый метод технического обслуживания.Централизованная бригада базируется на опорной станции и объезжает все объектыв соответствии с графиком производства работ. При вахтовом методе устройстваобслуживают поочередно сменяющие друг друга бригады (вахты).[12]
Главной задачей приобслуживании устройств электрической централизации является обеспечениебесперебойного действия электрической централизации стрелок и сигналов приминимальных затратах труда и средств на обслуживание устройств. Устойчивое ибесперебойное действие электрической централизации достигается благодаряправильной организации труда обслуживающего персонала, применению передовойтехнологии обслуживания и ремонта устройств, слаженной работы различных службпо эксплуатации устройств электрической централизации.
Необходимостьтехнического обслуживания вызвана тем, что в процессе эксплуатации поддействием внутренних (износ, старение) и внешних (воздействие окружающей среды)факторов происходит изменение характеристик устройств, что может быть причинойотказов.
Работы, требующиевременного прекращения движения поездов, или без прекращения, но со срывомпломб производят с разрешения ДСП. Получив разрешение, производитель работделает предварительную запись в Журнале осмотра путей, стрелочных переводов,устройств СЦБ, связи и контактной сети о характере работ с указанием срокаокончания ремонта. Запись удостоверяется подписью ДСП. По окончании ремонтавключение устройств допускается только после проверки их исправности иудостоверяется подписью руководителя работ в Журнале осмотра.
Работы, требующиенарушения нормального действия отдельных устройств (рельсовых цепей, стрелочныхприводов), выполняют при выключении их из централизации с сохранением и безсохранения пользования сигналами. В пределах одного поста централизацииразрешается одновременно выключать не более одной стрелки и не более двухрельсовых цепей. Выключение устройств без сохранения пользования сигналамитребует прекращения движения по выключенному элементу путевого развитиястанции. При выключении устройства с пользованием сигналами устанавливаютсявременные схемы-макеты, обеспечивающие имитацию контроля положения выключеннойстрелки или свободности выключенной рельсовой цепи.
Техническоеобслуживание централизованных стрелок. Надежная и бесперебойная работа централизованных стрелокобеспечивается содержанием в постоянной исправности стрелочных переводов иустройств СЦБ на них. Стрелочные переводы должны удовлетворять требованиямПравил технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ) и техническим нормамсодержания по шаблону, уровню и в плане. [19]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дипломная работа – это практическая возможностьприменить полученные знания при решении конкретных технических и научных задач.
В данной дипломной работе на заданном участке железной дороги быларазработана централизованная автоблокировка.
Разработка составила несколько основных этапов: реферат, введение,постановка задачи, теоретическая часть, практическая часть, выводы и заключения,список используемой литературы.
Во введении рассмотрены основные пути развития устройств автоматики ителемеханики на железнодорожном транспорте.
В разделе постановка задачи осуществлен анализ и обоснование выборасистем автоматики на станциях и перегонах.
В теоретических исследованиях для разработки системы АБТЦ разработан схематический план станции и таблица взаимозависимостеймаршрутов, двухниточный план станции, выполнены технические расчеты и приведенытребования, предъявляемые к проектированию устройств автоматики и телемеханики.
В практическое использование проведенных исследований включены основные вопросы технической разработки, такие как: разработкапутевого плана перегона, разработка принципиальных схем, кабельных сетейперегона, схем увязки автоблокировки со станционными устройствами. Рассмотренывопросы технического обслуживания устройств автоблокировки и электрическойцентрализации малых станций.
В список использованнойлитературы включены 23 источника.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Атамкулов Е.Д., Жангаскин К.К. Железнодорожный транспортКазахстана: перевозочный процесс. Алматы: МТИА,2004.-642 с.
2. Ошурков И.С., Баркаган Р.Р. Проектирование электрическойцентрализации. – М.: Транспорт, 1980. – 295 с.
3. Новиков М.А. и др. Проектирование автоматическойблокировки на железных дорогах. – М.: Транспорт, 1979. – 328 с.
4. Нормы технического проектирования устройств автоматики ителемеханики на железнодорожном транспорте.–Гипротрансигналстрой, 1985.–117 с.
5. Переборов А.С. и др. Телеуправление стрелками и сигналами.– М.: Транспорт, 1981. – 390 с.
6. Козлов Л.Н., Кузьмин В.И. Линии автоматики, телемеханики исвязи на железнодорожном транспорт. М.: Транспорт, 1981.
7. Перникис Б.Д., Ягудин Р.Ш. Предупреждение и устранение неисправностейв устройствах СЦБ. М.: Транспорт, 1984. – 224 с.
8. Петров А.Ф., Цейко Л.П., Ивенский Л.М. Схемы электрическойцентрализации промежуточных станций. – М.: Транспорт, 1987. – 287 с.
9. А.А.Казаков, В.Д.Бубнов, Е.А.Казаков, В.М.Белов. Системыавтоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте: Пособие по дипломномупроектированию М.: Транспорт, 1988. – 230 с.
10. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник /В. С. Аркатов, Н. Ф. Котляренко, А.И.Баженов, Т.Л.Лебедева; под ред.В.С.Аркатова. – М.: Транспорт, 1987. – 360 с.
11. Чередков М.Н. Устройства СЦБ, их монтаж и обслуживание:электрическая централизация стрелок и сигналов. – 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Транспорт, 1992. – 311 с.
12. Н. Ф. Котляренко, А. В.Шишляков, Ю.В.Соболев, И. З.Скрынин. Путевая блокировка и авторегулировка. Учебник для вузов. Под ред.П. Ф.Котляренко. – 3-е изд., перераб. и доп.–М.: Транспорт, 1983.– 408с.
13. Дмитриенко И.Е., Устинский А.А., Цыганков В.И. Измеренияв устройствах автомобили, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте.3-е изд., перераб. и доп. Учебник для вузов ж.-д. трансп. – М.: Транспорт,1994. – 312 с.
14. Казаков А.А. Электрическая централизация стрелок исигналов. Изд-во Транспорт, 1974. – 392 с.
15. Савушкин А.К., Жуков В.И. Станционные устройства железнодорожнойавтоматики и телемеханики.– М.: Транспорт, 1979. – 264 с.
16.Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов/Ю.А.Кравцов, В.Л.Нестеров, Г.Ф. Лекута и др.: Под ред.Ю.А.Кравцова.М.: Транспорт,1996.- 400 с.
17. Дмитриев В.С., Минин В.А. Системы автоблокировки срельсовыми цепями тональной частоты. – М.: Транспорт, 1992. – 182с.
18.Кокурин И. М., Кондратенко Л.Ф. Эксплуатационные основы железнодорожнойавтоматики и телемеханики.М.: Транспорт,1989.-184 с.
19. Правила технической эксплуатации железных дорогреспублики Казахстан. Астана, 2001.- 203 с.
20. Инструкция по сигнализации на железных дорогах республикиКазахстан. Астана, 2001.- 128 с.
21. Инструкция по обеспечению безопасности движения поездовпри производстве работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ.Алматы,1997.-77 с.
22. Железные дороги. Общий курс: Учебник для вузов/ М.М. Филиппов,М. М. Уздин, Ю. И. Ефименко и др.; Под ред. М.М.Уздина.- 4-е изд.; перераб. идоп.-М.: Транспорт,1991.-295 с.
23. КазаковА.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Автоматизированные системы интервальногорегулирования движения поездов. М.: Транспорт, 1995.