Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Аннотация

Введение

ГЛАВА 1. Общая характеристика систем интервального регулирования движения поездов

1.1 Назначение и эксплуатационные характеристики систем автоматической блокировки

1.2 Краткая техническая характеристика систем автоматической блокировки, применяющихся на сети дорог

1.2.1. Числовая кодовая автоматическая блокировка (ЧКАБ)

1.2.2 Системы АБ типа КЭБ

1.2.2.1 Кодовая автоблокировка на электронной элементной базе КЭБ-1

1.2.2.2 Кодовая автоблокировка на электронной элементной базе КЭБ-2

1.2.3 Системы автоблокировки единого ряда на новой элементной базе

1.2.3.1 Микропроцессорная числовая кодовая автоблокировка АБ-ЧКЕ

1.2.3.2 Система автоблокировки АБ-Е1

1.2.3.3 Микроэлектронная система автоблокировки АБ-Е2

1.2.3.4 Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ

1.2.4 Микропроцессорная система автоблокировки АБТЦ-М

1.2.5 Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями без изолирующих стыков и централизованным размещением аппаратуры

1.3 Обоснование выбора системы интервального регулирования движения поездов для заданного участка

1.4 Основные характеристики системы АБТЦ-03

1.5 Характеристика участка

ГЛАВА 2. Принципы построения и схемы автоблокировки АБТЦ

2.1 Схема контроля жил кабеля

2.2 Схемы линейных цепей

2.3 Схема рельсовых цепей

2.4Схема контроля последовательного занятия рельсовых цепей

2.5 Схема замыкания и разделки перегонных устройств

2.6 Схема контроля последовательно освобождения рельсовых цепей

ГЛАВА 3. Увязка АБТЦ-03 с электрической централизацией ЭЦ-12-83

3.1 Кодирование первого участка приближения

3.2 Управление сигнальным показаниями предвходного светофора

3.3 Контроль свободности и занятости участков приближения и удаления

3.4 Виды замыкания маршрутов приёма

3.5 Управление сигнальными показаниями выходных светофоров

3.6 Кодирование секций и приемоотправочных путей маршрутов отправления

ГЛАВА 4. Расчёт экономической эффективности внедрения АБТЦ-03

4.1 Введение

4.2 Сравнительный анализ экономической эффективности оборудования участка железной дороги системой АБТЦ-03

4.3 Расчет экономии эксплуатационных расходов

4.4 Показатели проекта по годам расчётного периода

4.5 Вывод

ГЛАВА 5. Мероприятия по охране труда

5.1 Введение

5.2 Анализ условий труда при эксплуатации АБТЦ-03

5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) и разработка средств защиты или нормализации

5.2.2 Требования к обучению и инструктажу обслуживающего персонала

5.2.3 Защита от поражения электрическим током

5.2.4 Вибрация

5.2.5 Молниезащита

5.2.6 Требования к устройству и организации рабочих мест

5.2.7 Пожарная безопасность

5.3 Расчет защитного заземления транспортабельного модуля АБТЦ

5.4 Заключение к главе

ГЛАВА 6. Мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях

6.1 Характеристика очага взрыва и параметров воздушной ударной волны

6.2 Определение устойчивости элементов инженерно-технического комплекса объекта в зоне ЧС

6.3 Прогнозирование возможных объёмов разрушений объекта

6.4 Разработка мероприятий по уменьшению возможных разрушений в случае ЧС

6.5 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложения (плакаты)

Аннотация

Дипломный проект посвящен модернизации устройств автоматики и телемеханики на действующем участке железной дороги путем применения системы автоблокировки типа АБТЦ-03.

Рассмотрены требования по охране труда при техническом обслуживании автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и с централизованным размещением аппаратуры. Выполнено технико-экономическое обоснование эффективности внедрения автоблокировки с тональными рельсовыми цепями без изолирующих стыков и централизованным размещением аппаратуры.

Выполнена разработка мероприятий по обеспечению жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях.

Введение

Для регулирования движения поездов на перегонах применяют автоматическую блокировку ( автоблокировку ), при которой показания сигналов ( проходных светофоров ) изменяется автоматически в зависимости от места нахождения поездов.

При автоблокировке перегон делится на блок-участки. Каждый блок-участок оборудуются рельсовыми цепями, которые автоматически контролируют его состояние. Применение рельсовых цепей позволяет обеспечить действие автоматической локомотивной сигнализации, и, тем самым, повысить безопасность движения поездов, особенно в неблагоприятных условиях видимости светофоров.

Устройства автоблокировки фиксируют свободное или занятое состояние блок-участков, поэтому их используют для диспетчерского контроля за движением поездов, а также извещение о приближении поездов к переездам в системе автоматической переездной сигнализации.

Автоблокировка, автоматическая локомотивная сигнализация, диспетчерский контроль за движением поездов и автоматическая переездная сигнализация составляют единый комплекс устройств регулирования движения поездов.

Устройства автоблокировки не должны допускать открытия светофора до освобождения ограждаемого им блок-участка. Все светофоры автоблокировки должны автоматически закрываться при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае нарушения целостности рельсовых цепей этих участков.

Разрешение на занятие поездом блок-участка служит разрешающее показание проходного светофора. На проходных светофорах (кроме предвходных ), расположенных на затяжных подъемах, допускается в каждом отдельном случае с разрешения начальника дороги устанавливается условно-разрешающий сигнал - щит с отражательным знаком в виде буквы Т, который служит разрешением на проследование светофора с красным огнем без остановки грузовому поезду.

Автоблокировка может быть двухзначной, трехзначной или четырехзначной в зависимости от того, сколько сигнальных показаний подается проходными светофорами. Также же автоблокировка может быть односторонней и двухсторонней.

В схемах автоблокировки, как правило, применяют реле I класса надежности. Допускается использовать реле, не относящиеся к реле I класса надежности (например, в импульсных рельсовых цепях, дешифраторных ячейках), но следует контролировать их правильную работу. Повреждения в электрических схемах отдельных приборов - обрыв или короткое замыкание обмоток реле, обрыв монтажных проводов, выключение основного источника питания, перегорание предохранителей не должны приводить к положениям, опасным для движения поездов.

Нормальное состояние реле в схемах выбирается таким, чтобы его случайное выключение или изъятие из схемы не приводило к опасному отказу. Для надежной работы реле напряжение должно быть не менее чем на 20% выше максимально возможного напряжения. Рабочее напряжение конденсаторов и выпрямителей должно быть не менее чем на 20% выше максимально возможного напряжения.

Внедрение автоблокировки на двухпутных линиях повышает их пропускную способность в 2-3 раза, по сравнению с линиями, оборудованными полуавтоматической блокировкой. Автоблокировка на однопутных линиях увеличивает пропускную способность на 35-50%. Строительство системы АБТЦ-03 приводит к значительному улучшению условий труда, уменьшается количество людей, работающих на перегоне.

ГЛАВА 1. Общая характеристика систем интервального регулирования движения поездов

1.1 Назначение и эксплуатационные характеристики систем автоматической блокировки

Системы автоматической блокировки предназначены для интервального регулирования движения поездов на перегонах.

1.2 Краткая техническая характеристика систем автоматической блокировки, применяющихся на сети дорог

1.2.1 Числовая кодовая автоматическая блокировка (ЧКАБ)

Числовую кодовую автоблокировку проектируют при любом виде тяги поездов. При электрической тяге постоянного тока используют рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц, при электрической тяге переменного тока - на сигнальной частоте 25 Гц, а при автономной тяге возможно применение частоты 50 или 25 Гц. В остальном схемы автоблокировки одинаковы.

Числовая кодовая автоблокировка - беспроводная. Информация между сигнальными точками передается по рельсовым нитям кодовыми сигналами КЖ, Ж,З с числовыми признаками. Этими же кодовыми сигналами на локомотив транслируется информация о показании впереди стоящего светофора. При свободном состоянии блок-участка кодовые сигналы воспринимают импульсные путевые реле, а при вступлении на блок-участок поезда - локомотивные катушки. Кодовые сигналы посылаются всегда навстречу поезду.

В системе числовой кодовой автоблокировки предусмотрены меры защиты от появления на путевом светофоре более разрешающих показаний при коротком замыкании изолирующих стыков.

Тем не менее современное состояние науки и техники и современные требования к системам АБ выявляют ряд недостатков КАБ как в отношении отдельных технических решений, так и в отношении принципов построения системы в целом.

1.2.2 Системы АБ типа КЭБ

Системы типа КЭБ начали разрабатываться с середины 90-х годов 20 века. Они реализуют алгоритм числовой кодовой АБ.

Важность разработки и применения подобных систем на современном этапе объясняется следующими соображениями. Кодовая АБ имеет преобладающее распространение на сети железных дорог страны. Наиболее интенсивное внедрение этих систем происходило в 1965-1985 годах. В настоящее время из-за последующего снижения капитальных вложений в хозяйство СЦБ большой объем устройств АБ выработал свой ресурс, физически и морально устарел. Следствие этого - рост затрат на содержание и обслуживание устройств, снижение уровня безопасности движения. Устройства КЭБ позволяют произвести обновление эксплуатируемых систем АБ путем реконструкции с частичной или полной заменой приборов на электронные аналоги без изменения монтажа.

В настоящее время разработаны 2 разновидности таких систем.

1.2.2.1 Кодовая автоблокировка на электронной элементной базе КЭБ-1

КЭБ-1 предназначена для реконструкции кодовой АБ путем замены в релейных шкафах сигнальных установок электромеханических устройств, работающих в импульсном режиме, на электронные с сохранением существующих кодовых РЦ без изменения расстановки сигналов и другого оборудования. При этом может быть проведена реконструкция как всей автоблокировки, так и замена аппаратуры одной или нескольких сигнальных установок.

Генератор кодовых сигналов ГК-КЭБ реализован на основе однокристальной микроЭВМ. В отличие от кодового путевого трансмиттера генератор дополнительно формирует кодовые сигналы К (последовательность импульсов с интервалами 0,12 с), что позволяет организовать защитные участки за хвостом поезда при его движении по неправильному пути.

Формирование более разрешающей кодовой комбинации исключается схемой контроля кодовых импульсов. Принцип работы этой схемы основан на использовании динамической памяти, осуществляющей контроль длительности дробления кодовых импульсов.

Приемник-дешифратор принимает сигналы из рельсовой цепи, расшифровывает их и в соответствии с этим управляет сигнальными реле. При дешифрации сигнала учитываются его временные параметры и длительность кодовой посылки. Это позволяет реализовать простую и надежную защиту от пробоя изолирующих стыков путем чередования типов генераторов и дешифраторов. Для обеспечения достоверности результатов расшифровки в приемнике-дешифраторе предусмотрена схема сравнения. Эта схема сравнивает инвертированный сигнал с выхода дешифратора после расшифровки и принятый сигнал с выхода входного устройства.

Безопасность функционирования электронных устройств обеспечивается применением безопасных схем логического умножения и безопасных схем памяти. Принцип построения этих схем основан на импульсном представлении сигнала, что обеспечивает контроль исправности элементов по факту их импульсной работы. Для развязки входных и выходных цепей применяются оптопары.

Возможен также вариант полной замены шкафа кодовой АБ на шкаф КЭБ-1 с новым монтажом.

1.2.2.2 Кодовая автоблокировка на электронной элементной базе КЭБ-2

Автоблокировка типа КЭБ-2 является дальнейшим развитием системы КЭБ-1, реализована на основе микропроцессорной техники и замещает всю релейно-контактную аппаратуру кодовой АБ.

Оборудование КЭБ-2 размещается в малогабаритных шкафах сигнальной точки ШСТ и включает в себя:

* блок электронных устройств сигнальной точки БУСТ;

* приборы перегонных рельсовых цепей (трансформаторы, дроссели и др.);

* приборы защиты от грозового разряда или коммутационных перенапряжений.

В блоке БУСТ предусмотрен контроль исправности нитей всех светофорных ламп, наличия основного и резервного питания сигнальной точки, измерение уровня сигнала в РЦ. Эта информация, а также информация о состоянии ограждаемого БУ, установленном направлении движения и виде кодовых сигналов в РЦ отображается в релейном шкафу и передается на станцию в устройства диспетчерского и технологического контроля.

Кроме того, в состав КЭБ-2 входят станционные устройства, размещаемые на стативе:

* электронный блок станционных устройств БСУ;

* приборы перегонных РЦ, примыкающих к станции;

* устройства защиты.

Блоки БСУ тоже являются универсальными и обеспечивают увязку

Схемы приборов КЭБ-1 и КЭБ-2 удовлетворяют требованиям к устройствам, ответственным за безопасность движения. Технический ресурс оборудования - не менее 25 лет.

1.2.3 Системы автоблокировки единого ряда на новой элементной базе

Системами СЦБ "Единого ряда систем и устройств для управления движением поездов" называют системы железнодорожной автоматики нового поколения на электронной и микропроцессорной технике с использованием современных методов кодирования, модуляции и обработки данных. Характерной чертой этих систем является унификация схемных и конструктивных решений, то есть использование общих принципов построения устройств различного назначения.

1.2.3.1 Микропроцессорная числовая кодовая автоблокировка АБ-ЧКЕ

Приборы каждой сигнальной установки АБ-ЧКЕ включают в себя:

* микропроцессорный путевой приемник МПП-ЧКЕ;

* сигнальные реле Ж, ЖЗ, З;

* устройства согласования и защиты аппаратуры РЦ.

Центральные процессоры производят демодуляцию и декодирование принятых сигналов числового кода, а также формирование кодовых сигналов для передачи к предыдущей сигнальной установке. Процедуры контроля освобождения РЦ и демодуляции сигнала построены таким образом, что ложное срабатывание от импульсной помехи или при кратковременной потере шунта исключено. Кроме того, в программном обеспечении микропроцессоров предусмотрен адаптивный алгоритм обработки сигналов, который обеспечивает автоматическую регулировку порога обнаружения поездного шунта и коэффициента возврата приемника при изменении сопротивления балласта. В основу такого алгоритма положен метод поиска разладки случайного процесса (положительная или отрицательная разладка возникает при освобождении или занятии рельсовой линии подвижной единицей).

Схемы АБ-ЧКЕ собраны на типовых элементах замены, что в сочетании с индикацией неисправных узлов обеспечивает быстрое восстановление АБ при отказах.

Система АБ-ЧКЕ обладает следующими достоинствами по сравнению с традиционной АБ числового кода:

* более высокая надежность и долговечность;

* расширенные функциональные возможности;

* повышенная помехозащищенность рельсовых цепей и устойчивость их работы в условиях воздействия дестабилизирующих факторов;

* снижение энерго- и материалоемкости оборудования;

* уменьшение затрат на содержание устройств.

В отличие от КАБ система АБ-ЧКЕ обеспечивает четырехзначную сигнализацию за счет расшифровки всех трех предусмотренных кодовых сигналов.

Система АБ-ЧКЕ позволяет производить модернизацию кодовой АБ путем поэтапной замены релейных шкафов и была рекомендована «Программой ускоренного технического и технологического перевооружения хозяйства СЦБ для оборудования железнодорожных линий 2-й и 3-й категорий».

1.2.3.2 Система автоблокировки АБ-Е1

Система АБ-Е1 характеризуется следующими особенностями:

используемые рельсовые цепи - РЦ переменного тока с непрерывным питанием и микропроцессорным путевым приемником;

увязка показаний светофоров осуществляется по рельсовой линии;

четырехзначная сигнализация проходных светофоров.

Частота питания РЦ была выбрана равной 174,38 Гц исходя из условий помехозащищенности, уменьшения длины кодовых комбинаций и обеспечения приемлемого затухания сигнала в РЛ для получения достаточно большой длины РЦ.

Контроль состояния РЛ осуществляет микропроцессорный путевой приемник. При фиксации освобождения или занятия РЦ приемник выполняет те же процедуры, что и приемник АБ-ЧКЕ. Это позволило обеспечить устойчивую работу РЦ длиной до 2500 м при изменении удельного сопротивления балласта в диапазоне 0,45…50 Ом·км. Приемник реализован в виде двухкомплектной структуры с проверкой идентичности работы комплектов.

Амплитуда сигнала на входе приемника свободной РЦ составляет примерно 3 В. На выходе приемника включено путевое реле нейтрального типа.

Для увязки показаний проходных светофоров используется двоичный восьмиразрядный модифицированный код Бауэра с кодовым расстоянием d, равным четырём, что позволяет использовать шестнадцать сообщений и обеспечивает высокую защищенность от искажений.

Формирование сигналов осуществляется с применением двукратной фазоразностной модуляции. При этом в каждом сообщении организуется два параллельных фазовых подканала _ информационный (для передачи полезной информации) и синхроподканал (для передачи сигнала цикловой синхронизации и признака данного БУ). Для каждого пути двухпутного участка предусмотрено по 2 синхрогруппы, которые чередуются в смежных РЦ. Этим обеспечивается защита от пробоя изолирующих стыков и от влияния РЦ параллельного пути.

Демодуляцию и декодирование сигналов производит приемопередатчик, который подключается к РЛ через фронтовой контакт путевого реле только при свободной РЦ. При занятой РЦ он отключен и находится в режиме непрерывного самотестирования, что исключает накопление отказов. Приемопередатчик расшифровывает только те сообщения, синхрогруппа которых соответствует данному БУ. На выходе декодера включены три сигнальных реле, которые обеспечивают четырехзначную сигнализацию проходных светофоров (красный, желтый, желтый и зеленый, зеленый).

Формирование кодовых сигналов для передачи к предыдущему светофору и их модуляция также производятся приемопередатчиком.

Приемопередатчик реализован в виде троированной мажоритарной структуры. При рассогласовании в работе трех комплектов решение о правильности работы устройства в целом принимается методом голосования по большинству одинаково работающих комплектов.

АБ-Е1 обеспечивает работу микроэлектронной системы АЛС-ЕН повышенной значности и помехозащищенности и сопрягается с напольными устройствами системы АЛСН.

1.2.3.3 Микроэлектронная система автоблокировки АБ-Е2

В системе АБ-Е2 применяются тональные рельсовые цепи без изолирующих стыков . С целью защиты от влияния смежных рельсовых цепей и от рельсовых цепей параллельного пути для формировании сигнального тока пришлось использовать 4 несущие частоты (1953 и 2441 Гц - для одного пути; 2170 и 2790 Гц - для другого пути.) Указанные частоты чередуются в рельсовых цепях смежных блок-участков. Обычно в пределах блок-участка организуются две рельсовые цепи, получающие питание от одного общего передатчика, подключаемого к середине БУ. Этот передатчик используется также для увязки показаний напольных светофоров и для передачи информации на локомотив при нахождении поезда на первой половине БУ. При вступлении локомотива за точку подключения данного передатчика начинается передача сигнала АЛС с конца БУ. Путевые приемники подключаются к рельсовой линии по концам блок-участка.

Методы контроля состояния рельсовой линии, а также методы формирования и обработки сигналов аналогичны методам, принятым в системе АБ-Е1. Отличие заключается в технической реализации узлов:

В системе АБ-Е2 путевой приемник и приемопередатчик конструктивно реализованы в виде общей моноблочной конструкции - микропроцессорном приемопередатчике МПП.

Схема МПП реализована на устройствах с программируемой логикой. Для исключения опасных отказов применена дублированная структура с контролем синхронности работы параллельных каналов обработки данных. При рассогласовании их работы производится диагностика каждого канала и отключение неисправного.

Приемопередатчик формирует не только сигналы АЛС-ЕН, как в системе АБ-Е1, но и сигналы АЛСН. Причем производится контроль временных параметров передаваемого сигнала АЛСН. При искажении двух следующих подряд кодовых комбинаций их передача прекращается и выход передатчика запирается.

Настройка приемопередатчика на конкретные параметры входных и выходных сигналов (несущие частоты и рабочие синхрогруппы) осуществляется настроечными перемычками через интерфейс входа U.

Для схемы микропроцессорного путевого приемника предусмотрено тестирование микропроцессора и микросхем ОЗУ, ПЗУ и АЦП.

Если была обнаружена ошибка при тестировании, осуществляется перевод аппаратных средств в безопасное состояние.

1.2.3.4 Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ

Система АБ-УЕ является в настоящее время наиболее совершенной системой единого ряда систем автоблокировки. Ее главной отличительной особенностью является унификация аппаратуры. Унификации подвергнуты методы технической реализации отдельных модулей, функциональные узлы, элементная база и конструкция. Это позволило сократить номенклатуру изделий, применить индустриальные методы обслуживания и ремонта устройств. Кроме того, в системе АБ-УЕ исключены электромагнитные реле и другие электромеханические приборы, применяется встроенная подсистема дистанционного контроля и диагностики аппаратуры, предусмотрена возможность дистанционного изменения настроек и технических параметров сигнальной точки. Путем изменения программного обеспечения система АБ-УЕ может быть настроена на реализацию функций и выполнение технологического алгоритма любой системы АБ с децентрализованным размещением аппаратуры.

Способы определения состояния рельсовой линии, защиты от помех тягового тока и повышения устойчивости работы РЦ при существенных изменениях сопротивления изоляции РЛ, а также методы формирования и обработки сигналов аналогичны способам, принятым в системе АБ-Е2.

Схемные решения и программное обеспечение системы АБ-Е2 усовершенствованы по сравнению с системами предыдущих модификаций на основе опыта их разработки и эксплуатации.

Разработаны две модификации для увязки АБ-УЕ со схемами входного светофора и устройствами станционной централизации. При этом перегонные и станционный приемопередатчики совместно с персональным компьютером объединены в сеть. Это позволило использовать одну пару проводов для организации работы автоблокировки и решения дополнительных задач по управлению и контролю. Так, с перегона на станцию в системе АБ-УЕ передается информация о поездном положении, показаниях светофоров, величине напряжения в рельсовых цепях, неисправностях аппаратуры сигнальных точек. Эта информация отображается на мониторе компьютера.

1.2.4 Микропроцессорная система автоблокировки АБТЦ-М

Микропроцессорной автоблокировкой АБТЦ-М называется автоблокировка с тональными рельсовыми цепями, централизованным размещением аппаратуры и дублирующими каналами передачи информации.

Система АБТЦ-М предназначена для интервального регулирования движения на перегонах с обращением грузовых, пассажирских и высокоскоростных поездов. Система АБТЦ-М является наиболее перспективной современной системой автоблокировки.

Комплект блоков системы АБТЦ-М позволяет создавать любые структуры системы с целью оптимального решения задач интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов на перегоне.

Являясь иерархической системой интервального регулирования движения поездов на перегоне, система условно включает в себя три уровня аппаратуры, которые связаны между собой последовательными каналами передачи данных.

Применение системы АБТЦ-М обеспечивает повышение безопасности движения и снижение задержек поездов, увеличение пропускной способности участков и участковой скорости, снижение эксплуатационных расходов на содержание и обслуживание, сокращение капитальных затрат, сокращение сроков проведения проектных работ и монтажа оборудование при вводе ее в эксплуатацию.

В данной системе полностью отсутствует реле и цифровое формирование, прием и обработка сигналов контроля рельсовых цепей. АБТЦ-М является централизованной системой, поэтому практически вся аппаратура автоблокировки сосредоточена на постах электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ) станций, ограничивающих перегон. По сравнению с системами автоблокировки, эксплуатируемыми на сети железных дорог России в настоящее время, система обладает следующими преимуществами:

- повышенной надежностью и увеличенным ресурсом за счет применения иерархической структуры, современной элементной базы и технологии производства, промышленного изготовления кабельного межблочного монтажа и самодиагностики;

- программно-аппаратных средств;

- уменьшенным количеством кабеля для соединения с путевыми устройствами на 30 ё50%;

- сокращением требуемого места для размещения аппаратуры в релейном помещении поста или контейнерном модуле ЭЦ в 3-4 раза;

- наличием современных интерфейсов с электрической централизацией переездами, соседними станциями, системами диспетчерского контроля и диспетчерской централизации, позволяющих в дальнейшем наращивать функциональные возможности системы;

- возможностью быстрой реконфигурации системы без существенных капитальных затрат.

1.2.5 Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями без изолирующих стыков и централизованным размещением аппаратуры

В системе автоблокировки для контроля состояния блок-участков используется два типа рельсовых цепей:

- рельсовые цепи частотой сигнального тока 420 и 480 Гц (ТРЦ3), контролирующие участки пути до 1 км;

- рельсовые цепи частотой сигнального тока 5000 и 5555 Гц (ТРЦ4), контролирующие участки пути длинной 100-300 м, находящиеся на границе блок-участков в зоне расположения путевых светофоров.

В ТРЦ3 и ТРЦ4 сигнальный ток рельсовой цепи моделируется частотой 8 или 12 Гц. Исключение подпитки от рельсовой цепи соседнего пути осуществляется применением для каждого пути комбинации несущих и моделирующих частот, отличных друг от друга:

- для нечетного пути применяются комбинации 420/8, 480/12, 5000/12, 5555/8 Гц;

- для четного пути применяются комбинации 420/12, 480/8, 5000/8, 5555/12 Гц.

Исключение подпитки от рельсовой цепи этого же пути осуществляется чередованием комбинаций несущих и моделирующих частот таким образом, что любой путевой приемник данной рельсовой цепи удален от путевого генератора с идентичными комбинациями частот на расстояние, обеспечивающее затухание сигнала настолько, что он не воспринимается путевым приемником.

Зона предварительного шунтирования ТРЦ-4 не более 15 метров. Поэтому для исключения появления на светофоре красного огня в случае приближения к нему поезда этот светофор размещают на расстоянии метров от питающего конца ТРЦ-4. Передача сигналов АЛС обеспечивается с момента занятие рельсовой цепи поездом.

Использование сигнального тока тональной частоты позволяет значительно снизить потребляемую мощность, применить для построения аппаратуры современную элементную базу и методы обработки сигналов.

Передающая и приемная аппаратура при выполнении условий основных режимов работы рельсовых цепей должна соответствовать требованиям безопасности, предъявляемым к устройствам СЦБ. Аппаратура должна быть универсальной по возможности ее применение в различных системах автоблокировки и по условиям эксплуатации в постовых помещениях и релейных шкафах. Применение для передачи информации амплитудно-модулированных сигналов обеспечивает надежную защиту приемных устройств от воздействия гармонических и импульсных помех тягового тока.

Аппаратура тональных рельсовых цепей ТРЦ-3 разработана с учетом работоспособности при низком сопротивлении балласта и содержит путевой генератор ГП, путевой фильтр ФП и путевой приемник ПП.

1.3 Обоснование выбора системы интервального регулирования движения поездов для заданного участка

В данном дипломном проекте в качестве системы интервального регулирования движения поездов для участка Гимольская - Акконьярви выбрана система АБТЦ-03, которая обладает несомненными преимуществами по сравнению с действующей и многими другими системами автоблокировки.

При АБТЦ основная часть аппаратуры размещается централизованно в помещениях постов ЭЦ станций, ограничивающих перегон, или в транспортабельных модулях. На поле устанавливаются светофоры, путевые ящики и дроссель-трансформаторы (трансформаторы), при наличии переездов- релейные шкафы управления устройствами переездной сигнализации. Постовая и напольная аппаратура соединяется между собой кабельными линиями; также по кабельным линиям выполняется взаимная увязка комплектов аппаратуры АБТЦ, расположенных на соседних станциях, ограничивающих перегон.

Максимальная дальность управления рельсовой цепью составляет 9 км (по кабелю), максимальная дальность управления рельсовой цепью составляет 12 км (по кабелю) при автономной тяге и 10 км (по кабелю) при электротяге.

При организации транспортабельного модуля ЭЦ-ТМ целесообразно размещать его, по возможности, на середине перегона, что позволит сократить жильность применяемого кабеля. Количество ЭЦ-ТМ определяется протяженностью перегона.

Структура построения рельсовых цепей такова, что от одного генератора осуществляется питание двух рельсовых цепей, за исключением случаев подключения генератора у изолирующего стыка на границе со станцией. Подключение путевых приемников смежных рельсовых цепей к согласующему трансформатору в путевом ящике осуществляется одной парой жил кабеля. Кроме согласующих трансформаторов в путевых ящиках устанавливаются разрядники или выравниватели, защитные резисторы, а на участках с электротягой - автоматические выключатели многоразового действия (АВМ).

Указанные особенности системы позволяют существенно повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить время на обслуживание и устранение отказов в устройствах. Централизованное размещение аппаратуры на станциях в отапливаемых помещениях повышает надежность работы устройств, создаёт возможность для наиболее эффективного резервирования устройств.

Сокращение времени нахождения обслуживающего персонала на путях, т.е. зоне повышенной опасности, способствует более успешному решению задач, связанных с улучшением условий труда и повышением техники безопасности. Это особенно важно для малонаселённых регионов с суровым климатом. Возможность выполнения практически всего графика технологического процесса обслуживания устройств в отапливаемых помещениях на станции сокращает затраты труда и времени на текущее обслуживание устройств, снижается число трудоёмких операций, повышаете качество выполнения работ. Эти особенности обеспечивают значительное повышение производительности труда обслуживающего персонала, сокращение его численности и снижение эксплуатационных расходов на техническое обслуживание устройств.

Централизованное размещение аппаратуры существенно упрощает решение задач, связанных с организацией диспетчерского контроля движения поездов, контроля приближения поездов к станциям и переездам, организацией двухстороннего движения по одному из путей двухпутного участка, сменой направления движения. Упрощаются также устройства электроснабжения.

Питание устройств АБТЦ - осуществляется от тех же источников, что и устройства электрической централизации. При наличии на станциях надёжных источников электроснабжения не требуются ни основная, ни резервная продольные высоковольтные линии автоблокировки, так как на перегонах источники электропитания не требуются. Потребляемая рельсовыми цепями мощность снижается в 5 - 10 раз по сравнению с традиционно применяемыми рельсовыми цепями.

1.4 Основные характеристики системы АБТЦ-03

АБТЦ-03 проектируется на однопутных и многопутных перегонах с электротягой постоянного или переменного тока, а так же автономной тягой.

АБТЦ не допускает открытия выходного или проходного светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого ими блок-участка, а так же самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное электроснабжение или наоборот, если время перехода не превышает 1,3 с.

Система проектируется с автоматической локомотивной сигнализацией и дополняется устройствами диспетчерского контроля.

На однопутных и многопутных перегонах проектируется автоблокировка двухстороннего действия, движение может осуществляться в любом установленном направлении.

На однопутных перегонах проектируется двухсторонняя автоблокировка (в обоих направлениях движение осуществляется по показаниям напольных светофоров). На двухпутных и многопутных перегонах, как правило, проектируется односторонняя автоблокировка (движение осуществляется по показаниям напольных светофоров в одном (правильном) направлении, в противоположном (неправильном) направлении предусматриваются устройства, обеспечивающие движение по показаниям локомотивных светофоров).

Изменение направления движения по каждому пути осуществляется самостоятельными (не зависящими друг от друга) устройствами, что позволяет осуществлять двухстороннее движение по каждому пути не только при капитальном ремонте, но и в порядке регулирования.

Расстановка светофоров при АБТЦ осуществляется на основании «Руководящих указаний по расстановке светофоров автоблокировки и определению границ блок-участков на линиях с АЛСО» 660301.

За светофором с запрещающим показанием, ограждающим занятый блок-участок, предусматривается защитный участок протяженностью не менее длины тормозного пути автостопного торможения от допустимой скорости проследования путевого светофора с одним желтым огнем до полной остановки (с Vкж до 0 км/ч).

Проходной светофор принимает разрешающие показания при свободном состоянии ограждаемого им блок-участка, защитного участка и соблюдении условия последовательного освобождения рельсовых цепей, входящих в состав этих участков.

Двухнитевые лампы применяются для красных огней проходных светофоров и для красного и желтого огней предупредительного светофора.

При небольшой длине перегона аппаратура может быть размещена на одной из станций, ограничивающих перегон.

Деление перегона производится по сигнальной установке, управление светофором на границе деления перегона осуществляется, как правило, со станций отправления.

Граница деления перегона выбирается, исходя из удаления светофоров от станций, ограничивающих перегон, и возможности размещения аппаратуры на станциях. Аналогично производится деление перегона между модулем, расположенным в середине перегона, и станциями, ограничивающими перегон.

При необходимости, если длина перегона не позволяет управлять со станции объектами автоблокировки, аппаратура АБТЦ может быть размещена в транспортабельном модуле в середине перегона.

Питающие и релейные концы перегонных рельсовых цепей должны размещаться в разных кабелях парной скрутки с обязательной организацией схемы контроля исправности кабельных цепей ТРЦ.

1.5 Характеристика участка

На заданном перегоне Гимольская - Акконьярви, имеющем протяженность 22,5 км, внедряется новая система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры (АБТЦ-03).

Участок однопутный, с нормальным сопротивлением балласта, имеющий автономную тягу. Расстановка светофоров осуществлена на основе тяговых расчетов, с учетом заданных размеров движения и характеристик обращающихся поездов и локомотивов, с проверкой видимости светофоров.

На участке обеспечено двухстороннее движение поездов. Регулирование движения поездов в любом направлении осуществляется по показаниям проходных светофоров и светофорной локомотивной сигнализации. Аппаратура автоблокировки, включая аппаратуру тональных рельсовых цепей (ТРЦ), размещается в релейных помещениях постов ЭЦ и в транспортабельном модуле, расположенном посередине перегона. Подключения аппаратуры ТРЦ к рельсам осуществляется через согласующие трансформаторы, размещенные в путевых ящиках, устанавливаемых непосредственно у точки подключения.

Глава 2. Принципы построения и схемы автоблокировки АБТЦ

2.1 Схема контроля жил кабеля

Схема служит для выявления неисправностей кабельных сетей ТРЦ, которые могут возникнуть при непосредственном сообщении между жилами кабеля или через оболочку, при понижении сопротивления изоляции по отношению к земле или обрыве кабеля.

На станциях и в транспортабельном модуле используется несколько комплектов схем, которые строятся отдельно на каждый путь с разделением по горловинам. На пунктах перегонной аппаратуры разделение схем предусматривается только по путям.

Каждый комплект схемы контролирует до десяти релейных и десяти питающих концов ТРЦ.

В схеме имеются две идентичные цепи контроля, в одну из которых включены цепи питающих концов, а в другую - релейных. Реле ПКЛ и РКЛ, включенные между одним из полюсов питания и первой контролируемой цепью, обеспечивают симметрию первых по схеме кабельных цепей и контролируют обрыв любой из цепей. В схеме применены реле типа AHШ2-1230 (в соответствии с приложением Г).

В качестве источника питания устанавливается блок БВз, напряжение на выходе которого составляет около 200В, при подаче на его вход напряжения 220В переменного тока. Для получения напряжения 220В применяется двукратная трансформация напряжения посредством трансформаторов 2ЧПТК,2ЧТРК, 2ЧТК типа СТ-5МП.

При исправном состоянии кабеля все контрольные реле включены, получая питание от блоков БВз через контролируемые цепи и резисторы R1 в питающей и R4 в релейной цепи (режим контроля). Напряжение на обмотках каждого контрольного реле в режиме контроля составляет от 3,7 до 4,3 В, что на 40% больше напряжения отпускания якоря. При исправном состоянии кабельных цепей включено также общее контрольное реле ЧКЛ через фронтовые контакты всех индивидуальных контрольных реле ПКЛ и РКЛ. В случае замыкания между жилами, понижении изоляции между ними или сообщения одной из жил с землей выключаются одно или несколько контрольных реле вследствие шунтирующего действия повреждения; выключается реле ЧКЛ. На табло включается красная лампа в мигающем режиме, фиксируя неисправность. После устранения повреждения схема автоматически переходит в режим контроля, так как, все контрольные реле возбудятся и своими контактами замкнут цепь питания реле ЧКЛ.

В случае размыкания кабельной цепи, например, при обрыве жилы или изъятии (хищении) одного из путевых трансформаторов ПОБС-2Г из путевого ящика, все контрольные реле, в том числе и ПКЛ (РКЛ) лишаются питания, выключается реле ЧКЛ, на табло белая (желтая) лампа включается в мигающий режим, фиксируя повреждение.

В обоих случаях, когда общее контрольное реле ЧКЛ выключается, шунтируя своими контактами резисторы R2, R3, R5, R6, схема переводится в режим запуска. Напряжение на обмотках каждого контрольного реле в этом режиме должно быть от 8,7 до 11,0 В.

Напряжение на обмотках контрольных реле в режиме запуска обеспечивается выбором соответствующего значения сопротивления резисторов R1 в питающей и R4 в релейной цепях. Кроме того, их включение обусловлено необходимостью защиты цепи от чрезмерного возрастания тока, например, в случае замыкания на землю крайней по схеме кабельной жилы.

Сопротивления резисторов R2, R3, R5, R6 принимается равными

18 кОм, а сопротивления резисторов R1 и R4 - в зависимости от числа контролируемых цепей и определяются по таблице 2.1

Таблица 2.1 - Определение сопротивления резисторов R1,R4

Число контролируемых цепей	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Сопротивление резисторов R1, R4, кОм	20	20	18	16	16	15	13	12	11

2.2 Схемы линейных цепей

Линейные цепи Л-ОЛ обеспечивают увязку схем системы АБТЦ, расположенных на разных станциях. По этим цепям передается информация о состоянии различных объектов и устройств, имеющаяся на одной станции и необходимая для работы схем, размещенных на другой станции.

При установленном правильном направлении движения по нечетному пути линейные цепи обеспечивают передачу следующей информации:

ЧЛ1-ЧОЛ1 - о состоянии сигнальных реле 6Ж и 6Ж (в соответствии с приложением Б). Их состояния зависят от состояния рельсовых цепей, контролируемых на станции с чётной стороны.

ЧЛ2-ЧОЛ2 - о состоянии реле 2ЧПБ, являющегося общим повторителем блокирующих реле 2Б2, 4Б2 и 6Б2. Эта информация используется для включения на станции отправления индикации о наличии на перегоне замкнутых БУ (в соответствии с приложением Б).

ЧЛ3-ЧОЛ3 - о состоянии реле Ч22П2 и Ч20ПОК для работы схемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка 8БУ и защитного участка 6ЗУ (в соответствии с приложением Б).

ЧЛ4-ЧОЛ4 - о состоянии реле Н19ПО, 1/10Б2 и 8ЗУ для управления реле Ч22ПОД и Ч20ПОК схемы контроля последовательного освобождения участка 6ЗУ (в соответствии с приложением Б).

ЧЛ5-ЧОЛ5 - о состоянии реле НРИ. Эта информация используется для искусственного размыкания пути (в соответствии с приложением Б).

ЧЛ6-ЧОЛ6 - о состоянии реле 19ПЗ для включения группового кодововключающего реле Ч13-19КВН1 блок-участка 6БУ с проверкой последовательности занятия рельсовых цепей предыдущего блок-участка 8БУ (в соответствии с приложением Б) .

ЧЛ7-ЧОЛ7 - о состоянии реле 6ЗУ. Показания светофора 8 зависят от состояния рельсовых цепей защитного участка 6ЗУ (в соответствии с приложением Б).

ЧЛ8-ЧОЛ8 - о состоянии реле Н19П1 (в соответствии с приложением Б).

движение поезд регулирование кодирование

2.3 Схема рельсовых цепей

Основное назначение рельсовых цепей - контроль занятого и свободного состояния участков пути.

Для питания ТРЦ используются путевые генераторы типа ГП3-8,9,11 или ГП3-11,14,15, которые настраиваются на передачу амплитудно-модулированного сигнала одной из несущих частот 420, 480, 580 Гц или 580, 720, 780 Гц с модуляцией 8 или 12 Гц (в соответствии с приложением В).

От генератора сигнал через путевой фильтр Ф типа ФПМ-8,9,11 или ФПМ-11,14,15, выходную цепь передающих устройств числовой АЛС, конденсатор С емкостью 4 мкФ, кабель и согласующий трансформатор типа ПОБС-2Г, устанавливаемый в путевом ящике, поступает в рельсовую цепь.

На релейном конце рельсовой цепи сигнал поступает через аналогичные элементы на вход путевого приемника ПП. В результате на выходе путевого приемника, настроенного на несущую и модулирующую частоты принимаемого сигнала, происходит включение путевого реле П типа АНШ2-310,контролирующего свободное или занятое состояние рельсовой цепи.

В зависимости от используемых несущей частоты и частоты модуляции применяются следующие типы путевых приемников ПП1-8/8, ПП1-8/12, ПП1-9/8, ПП1-9/12, ПП1-11/8, ПП1-11/12, ПП1-14/8, ПП1-14/12, ПП1-15/8, ПП1-15/12.

2.4 Схема контроля последовательного занятия рельсовых цепей

Схема контроля последовательного занятия рельсовых цепей контролирует последовательность вступления поезда на рельсовые цепи блок-участка.

Схема строится на каждый блок-участок. Нормально при отсутствии поезда все реле находятся без тока (в соответствии с приложением Д).

Назначение реле:

-8ПзН, 14ПзН - начальные реле последовательного занятия рельсовых цепей 8П, 14П типа 1НМ-950 фиксирует вступление поезда на первую рельсовую цепь блок-участка;

-8Пз, 10Пз, 12Пз, 14Пз, 16Пз - реле последовательного занятия рельсовых цепей 8П, 10П, 12П, 14П, 16П типа 1НМ-950 фиксирует занятие рельсовой цепи при условии занятия предыдущих рельсовых цепей блок-участка.

Начальные реле последовательного занятия рельсовых цепей секционируют схему, чтобы сбой последовательности занятия рельсовых цепей на одном из блок-участков не мог привести к отсутствию кодирования при дальнейшем движении поезда по перегону (в соответствии с приложением Д) .

Группа реле, построенная на блок-участок, получает питание только при условии, что данный блок-участок заблокирован. Таким образом, переключение питания при свободном блок-участке не приведет к включению ни одного из реле последовательного занятия. Переключение фидеров при занятом перегоне так же не повлияет на состояние схемы последовательного занятия, так как каждое из включенных реле последовательного занятия находится на самоблокировке через контакты реле, не зависящих от переключения фидеров.

2.5 Схема замыкания и разделки перегонных устройств

Схема замыкания (блокирования) исключает появление разрешающего показания на светофоре в случае потери шунта на рельсовой цепи, когда одна из рельсовых цепей после занятия ее поездом теряет шунтовую чувствительность.

Результатом замыкания блок-учас:гка является выключение блокирующего реле Б и блокирование включения разрешающих значений сигнальных устройств (светофоров и кодирования). Размыкание БУ и возбуждение реле Б проводится с проверкой выполнения последовательности занятия и освобождения рельсовых цепей данного БУ и защитного участка при условии замыкания следующего БУ. Если эти условия будут нарушены, то реле Б останется в обесточенном состоянии.

Схема строится на два смежных блок-участка, в зависимости от направления движения. Блокирующим реле управляет часть схемы, относящаяся к одному из блок-участков.

Обязательным условием для замыкания блок-участка является замыкание предыдущего блок-участка.

Нормально реле 4/7Б включено. При вступлении поезда на предыдущий блок-участок блокирующее реле 5/6Б этого БУ обесточивается и размыкает свои контакты в цепи питания реле 4/7Б. Наступает предварительное замыкание 4БУ. После вступления поезда на 4БУ контакты реле Ч8-14П разрывают цепь питания 4/7Б и оно выключается. Наступает режим окончательного замыкания 4БУ (в соответствии с приложением Д) .

После замыкания блок-участка реле Б вновь включается при соблюдении следующих условий:

- рельсовые цепи, входящие в замкнутый блок-участок и в защитный участок следующего светофора будут последовательно освобождены;

- следующий блок-участок должен быть окончательно замкнут;

- на размыкаемом блок-участке нет следом идущего поезда.

Возбуждение реле 4/7Б и размыкание БУ произойдет через тыловой контакт реле 2/9Б (проверка замыкания 2БУ) и фронтовой контакт конечного реле последовательного освобождения рельсовых цепей 4ПОК (контроль правильности освобождения рельсовых цепей БУ и ЗУ).

2.6 Схема контроля последовательно освобождения рельсовых цепей

Схема предназначена для контроля последовательного освобождения «хвостом» поезда рельсовых цепей блок-участка и защитного участка за следующим по ходу движения светофором. Свободное состояние этих рельсовых цепей позволяет включать светофор на разрешающее показание и подавать разрешающий код АЛСН.

Схема строится на каждый блок-участок. Нормально при отсутствии поезда все реле находятся без тока (в соответствии с приложением Д).

Назначение реле:

- ПО - реле последовательного освобождения рельсовой цепи блок-участка типа 1HM-950 контролирует освобождение рельсовой цепи с проверкой выполнения условия освобождения предыдущей рельсовой цепи (за исключением первой по ходу движения рельсовой цепи блок-участка, где освобождение предыдущей рельсовой цепи не предусматривается);

- ПОД - дополнительное реле последовательного освобождения рельсовой цепи защитного участка типа 1HM-950, контролирует освобождение рельсовой цепи с проверкой выполнения условия освобождения предыдущей рельсовой цепи;

- ПОК - конечное реле последовательного освобождения рельсовой цепи защитного участка типа 1HM-950, контролирует освобождение рельсовой цепи с проверкой выполнения условия освобождения предыдущей рельсовой цепи (в соответствии с приложением Д).

Количество реле последовательного освобождения определяется количеством рельсовых цепей в блок-участке и защитном участке.

Инструкцией по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РФ определён порядок проследования проходного светофора с запрещающим показанием. Это означает, что в пределах одного блок-участка могут находиться два поезда. В такой ситуации освобождение рельсовых цепей блок-участка первым поездом не должно влиять на работу схемы размыкания блок-участка. Условием освобождения блок-участка должен быть контроль последовательного освобождения его вторым поездом для выполнения этих условий в схеме предусмотрен узел защиты от нагона, состоящий из параллельно включенных контактов реле Б предыдущего блок-участка и реле зУ светофора ограждающего свой блок-участок. Таким образом, при нагоне-одного поезда другим реле ПО, включенные при движении первого поезда, будут выключены при вступлении на блок-участок второго поезда. Так как Инструкцией по движению поездов и маневровой работе запрещается отправлять поезд при запрещающем показании выходного светофора, то схема реле ПО для первого участка удаления выполняется без учёта нагона.

После проследования поезда по рельсовым цепям блок-участка с соблюдением условия их последовательного освобождения включится конечное реле последовательного освобождения, контактом которого будет замкнута цепь размыкания освобожденного блок-участка.

Размыкание блок-участка последовательным движением поезда является частью алгоритма при исправной работе устройств АБТЦ, но может использоваться и при размыкании ложно заблокированного светофора.

Рассмотрим работу схемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей для блок- участка, ограждаемого светофором 4 в нечётном направлении.

Работа схемы начинается при вступлении поезда на Ч8П. При этом тыловым контактом 2/9Б1 в схему подается питание, но 8ПО остается обесточенным, так как РЦ Ч8П занята. После освобождения этой РЦ реле 8ПО включится с проверкой занятия следующей РЦ Ч10П и встанет на блокировку через собственный контакт и тыловой контакт реле 10ПО.

После освобождения РЦ Ч10П таким же образом включается реле 10ПО, которое разрывает цепь блокировки 8ПО. Дальнейшее продвижение поезда приводит к поочередному срабатыванию реле ПО данного БУ и ЗУ. При возбуждении конечного реле Ч18ПОК (при условии замкнутого состояния следующего БУ (реле 4/7Б обесточено)) происходит включение реле 2/9Б, то есть размыкание 9БУ.

Таким образом, открытие светофора 9 возможно только после возбуждения реле Н18ПОК и 2/9Б, то есть после фактического освобождения поездом всего блок-участка 9П и защитного участка 7ЗУ (в соответствии с приложением Д).

ГЛАВА 3. Увязка АБТЦ-03 с электрической централизацией ЭЦ-12-83

Схемы увязки устройств электрической централизации с перегонными устройствами должны обеспечивать:

а) в маршрутах приёма:

- кодирование первого участка приближения в зависимости от сигнальных показаний входного светофора;

- управление сигнальными показаниями предвходного светофора;

- индикацию на табло о приближении поездов к станции посредством контроля свободности и занятости первого и второго участков приближения;