Анализ работоспособности рельсовой цепи при пониженном сопротивлении изоляции (стр. 1 из 3)
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения
Кафедра «АТ»
Дисциплина : АТ на перегонах
Курсовая работа
Анализ работоспособности рельсовой цепи при пониженном сопротивлении изоляции
Выполнил: студент гр.АТС
Проверил:
Иркутск 2009
Содержание
Лист
Задание
Исходные данные
Введение
1. Расчет коэффициентов четырёхполюсников
2. Расчет нормального режима
3. Коэффициенты перегрузки реле
4. Расчет шунтового режима
5. Расчет контрольного режима
6. Расчет режима АЛС
7. Расчет режима короткого замыкания
Заключение
Список используемой литературы
Задание: проанализировать работоспособность неразветвленной рельсовой цепи заданной длины и типа на участке железной дороги с электротягой при пониженном сопротивлении изоляции. Анализ произвести на основе расчета нормального, шунтового и контрольного режимов, а также режимов АЛСН и короткого замыкания.
Исходные данные:
Тип анализируемой РЦ – перегонная кодовая РЦ частотой 25 Гц с двумя дроссель-трансформаторами ДТ 1-150. Электротяга переменного тока.
Параметры рельсовой линии и оборудования:
1. длина РЦ: ℓ=1,9 км;
2. минимальное удельное сопротивление изоляции РЛ: rи=0,75 Ом*км;
3. коэффициент поверхностной утечки: m=0;
4. удельное сопротивление заземления опоры контактной сети: rо=5 Ом*км;
5. сопротивление между релейным дроссель-трансформатором (ДТ) и изолирующим трансформатором (ИТ): rср=0,3 Ом;
6. сопротивление соединительных проводов между ИТ и ДТ питающего конца: rсп=0,2 Ом.
Нормативные параметры рельсовой линии:
1. удельное сопротивление рельсов: Z=0,5еj52є Ом/км;
2. удельная взаимная индуктивность в рельсах: М=0,00135е-j6,7є;
3. критическая постоянная распространения волны в рельсовой линии: гℓкр=1,13еj26є;
4. коэффициенты схемы РЦ при наличии ДТ: S1=S2=1.
Электрические параметры оборудования РЦ:
1. сопротивление путевого реле: Zр=165еj0є Ом;
2. рабочее напряжение путевого реле: Uр=3,84 В;
3. рабочий ток путевого реле: Iр=0,023 А;
4. коэффициент запаса по срабатыванию путевого реле: Kз ср=1,2;
5. коэффициент надежности возврата путевого реле: Kвн=0,75;
6. допустимый коэффициент перегрузки: Kпер=3,5;
7. входное сопротивление для фильтра ФП-25: R=200 Ом;
8. коэффициенты четырехполюсника для ФП-25: Афп=1,22, Вфп=85 Ом, Сфп=0,0026 См, Dфп=1;
9. сопротивление ограничителя: Rо=200 Ом;
10. коэффициенты четырехполюсника ДТ релейного конца: Адр=0,333, Вдр=0,0525еj40є Ом, Сдр=0,49е-j70є См, Dдр=3;
11. коэффициенты четырехполюсника ДТ питающего конца: Адп=3, Вдп=0,05еj35є Ом, Сдп=0,302е-j60є См, Dдп=0,333;
12. коэффициенты четырехполюсника ИТ релейного конца: Аир=0,11, Вир=2,4еj36є Ом, Сир=0,006е-j65є См, Dир=9,15;
13. коэффициенты четырехполюсника ИТ питающего конца: Аип=9,15, Вип= 2,4еj36є Ом, Сит=0,006е-j65є См, Dит=0,11;
14. нормативный ток АЛСН на входном конце РЦ: Iан=1,4 А;
15. градация напряжений через каждые 5 В;
16. коэффициент отклонения напряжения источника питания от номинального значения: Кнс=1,05.
Введение
Рельсовая цепь является основным элементом современных систем автоматики и телемеханики, регулирующих движение поездов на железных дорогах. Она выполняет функции датчика информации о свободности и целости рельсового пути изолированного участка, а также используется в качестве телемеханического канала связи между проходными светофорами и между путевыми и локомотивными устройствами.
Рельсовой цепью называют совокупность рельсовой линии и аппаратуры, подключаемой к ней в начале и конце. Проводами рельсовой линии РЛ служат рельсы железнодорожного пути.
Рельсовая линия – это электрическая цепь с равномерно распределенными параметрами (продольное электрическое сопротивление рельсов и проводимость изоляции между рельсами). Изоляцией между проводами рельсовой линии являются шпалы, балласт и земляное полотно.
Участки с электрической тягой переменного тока. Поскольку для электрической тяги применяют переменный ток промышленной частоты 50 Гц, то рельсовые цепи должны питаться током частоты, отличной от 50 Гц. Применение тока частоты 25 Гц удобно, поскольку благодаря более низкому сопротивлению рельсов потери энергии при передаче ее по рельсовой линии уменьшаются. В этом случае уменьшается отношение уровней сигнала на входе путевого приемника при изменении сопротивления изоляции от минимального в нормальном режиме до расчетного в контрольном или шунтовом режиме. Вследствие этого улучшаются условия обеспечения шунтового и контрольного режимов и увеличивается предельная длина рельсовой линии. На участках с эл. тягой 50Гц приборы РЦ защищают от коммутационных перенапряжений, вызываемых к.з. контактной сети переменного тока, разрядниками типа РВНШ – 250 и АВМ.
Кодовые рельсовые цепи переменного тока частотой 25 Гц (рис.1) применяют на перегонах. Питание осуществляется от преобразователей частоты ПЧ – 50/25 мощностью 100 В×А. Преобразователи получают питание от высоковольтной линии переменного тока частотой 50 Гц. В качестве резервного питания могут быть использованы источники тягового тока. ПЧ – 50/25 – 100 – имеют секционированную вторичную обмотку позволяющую подключить к нему 2РЦ и независимо регулировать напряжение РЦ от 5 до 175В с шагом 5В. Первичная обмотка преобразователя ПЧ может быть подключена к сети U=110 или 220В.
Импульсное реле устанавливают на входном конце рельсовой цепи для того, чтобы кодирование осуществлялось навстречу поезду и обеспечивалась работа АЛС. Для нормальной работы устройств АЛС необходимо, чтобы при шунтировании входного конца рельсовой цепи ток в рельсах был не менее 1,4 А.
Рис.1. Схема кодовой рельсовой цепи переменного тока частотой 25 Гц.
В данных рельсовых цепях применяют – дроссель – трансформаторы типа 2ДТ–1–150 с коэффицентом трансформации n = 3. В связи с низким коэффицентом трансформации n = 3, принятым по условиям охраны труда, на обоих концах РЛ устанавливают изолирующие трансформаторы ИТ типа ПРТа с коэффицентом n=9,15 для согласования низкокго входного сопротивления РЛ (менее 1 Ом) с высоким сопротивлением аппаратуры (около 100 Ом).
Защита путевого реле от влияния асимметрии тягового тока осуществляется фильтром ФП – 25. Его характеристическое сопротивление равно сопротивлению путевого реле и составляет 200 Ом. При согласовании входного сопротивления фильтра с низким волновым сопротивлением рельсовой линии коэффициент трансформации изолирующего трансформатора равен 9,15. При этом входное сопротивление в конце рельсовой линии равно приблизительно 0,26 Ом.
В качестве ограничителя на питающем конце применяют активное сопротивление Ro = 200 Ом мощностью Р = 150Вт.
Линейный передатчик – реле Т типа ТШ – 65 питается от генератора кодовых сигналов – трансмиттеров типа КПТШ–5 (или КПТШ–7). Которые устанавливаются в смежных рельсовых цепях для организации схемы защиты от получения ложной информации при к.з. изостыков. Контакты реле Т защищаются от эрозии искрогасящим контуром Rи Cи с параметрами.
Для компенсации реактивной мощности на питающем конце устанавливается конденсаторный блок КБ 4
4.Существуют следующие режимы работы рельсовой цепи:
· Нормальный режим.
Нормальным режимом называется такое состояние исправной и свободной от подвижного состава РЦ, при котором путевой приемник выдает дискретную информацию «Свободно». Такая информация будет выдаваться надежно, если в правильно спроектированной и отрегулированной РЦ будут четко соблюдаться два условия:
При критическом сочетании значений основных параметров, соответствующих неблагоприятным условиям для передачи энергии [Umin, zmax, rи min] уровень сигнала на входе одноэлементного приемника соответствует его рабочему току Ip или уровень и фаза сигнала на входе ФЧП соответствуют его рабочему вращающему моменту Mр: при критическом сочетании значений основных параметров, соответствующих благоприятным условиям для передачи энергии [Umax, z, rи max], уровень сигнала на входе одноэлементного приемника не превышает его допустимую перегрузку по току (напряжению) Iпер д (Uпер д) или уровень и фаза сигнала на входе ФЧП не превышают его перегрузку по вращающему моменту Mпер д.
Критериями первого состояния являются напряжение U, ток I и мощность S источника, при которых надежно срабатывает ПП.
Критерием второго состояния служит соотношение:
Kпер ф £ Kпер д,
Kпер ф -фактический коэффициент перегрузки ПП;
Кпер д - допустимый (максимальный) коэффициент перегрузки ПП (по паспорту).
· Шунтовой режим.
Шунтовым режимом называется такое состояние РЦ, при котором ее ПП выдает дискретную информацию «Занято» (0) при наложении в любой точке РЛ поездного шунта сопротивлением не ниже нормативного.
Критерием надежности шунтового режима служит соотношение:
Кш ³ 1,
где Кш — коэффициент шунтовой чувствительности к нормативному поездному шунту для любой относительной координаты рш РЛ, который вычисляют при критических значениях основных параметров [Umax, |z|(rmin), rи max = ¥, pш крит ] для этого режима.