Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Эксплуатационная часть

1.1 Особенности расположения и работы

1.2 Однониточный план станции

1.3 Маршрутизация

1.4 Пульт управления

2. Техническая часть

2.1 Двухниточный план станции

2.2 Рельсовые цепи

2.2.1 Режимы работы и расчет параметров рельсовой цепи

2.2.2 Станционные рельсовые цепи

2.3 Стрелочные электроприводы

2.3.1 Невзрезной стрелочный электропривод СП-6

2.3.2 Схема управления стрелочным электроприводом

2.4 Характеристика системы БМРЦ

2.5 Схема размещения блоков по плану станции

2.6 Наборная группа

2.6.1 Схема автоматических кнопочных реле

2.6.2 Схема соответствия

2.7 Исполнительная группа

2.7.1 Схема контрольно-секционных реле

2.7.2 Цепь сигнальных реле

2.8 Расчёт кабельных сетей

2.8.1 Кабельная сеть стрелок

2.8.2 Кабельная сеть светофоров

2.8.3 Кабельная сеть фазочувствительных рельсовых цепей

3. Экономическая часть

3.1 Расчет высвобождаемых локомотивов, вагонов, грузов

3.2 Ликвидационная стоимость

3.3 Годовой фонд заработной платы

3.4 Окупаемость проекта

4. Охрана труда и экология

4.1 Экология

Заключение

Список использованных источников

Введение

Промышленный железнодорожный транспорт на основе внедрения новейших достижений науки и техники улучшил техническую оснащенность. Локомотивный парк промышленных предприятий пополнился различными типами специализированных вагонов.

Внедрение систем автоматики и телемеханики при сравнительно незначительных расходах на строительство и эксплуатацию позволяют существенно увеличить пропускную и провозную способность железнодорожных линий, повысить производительность и условия труда железнодорожников при высоком обеспечении безопасности движения поездов.

Железнодорожный транспорт Казахстана обеспечивает потребности народного хозяйства в перевозках. Он составляет основу транспортной системы Республики Казахстан и призван, во взаимодействии с другими видами транспорта, своевременно и качественно обеспечивать во внутреннем и международном железнодорожных сообщениях потребности населения в перевозках и услугах. От его работы зависит жизнедеятельность всех отраслей экономики и национальная безопасность государства, формирование рынка перевозок и связанных с ними услуг, эффективное развитие предпринимательской деятельности. Выполнение плана железнодорожных перевозок пассажиров и грузов в значительной мере зависит от пропускной способности перегонов и станций.

Работа железнодорожного транспорта невозможна без широкого применения устройств автоматики и телемеханики, которые обеспечивают безопасность движения поездов и повышают пропускную способность перегонов и станций. С развитием устройств железнодорожной автоматики и телемеханики началось интенсивное строительство автоматической блокировки на перегонах и электрической централизации на станциях. Широко стала внедряться автоматическая локомотивная сигнализация. Большое распространение получила механизация сортировочных горок, многие железнодорожные участки оборудовали устройствами диспетчерской централизации. На всех основных направлениях железнодорожных линий перегоны оборудованы автоматической блокировкой, а станции - электрической централизацией стрелок и сигналов. На наиболее крупных сортировочных станциях применяется механизация и автоматизация сортировочных горок, и горочная автоматическая централизация. Широкое применение получили диспетчерская централизация и диспетчерский контроль за движением поездов.

Намечено дальнейшее развитие, совершенствование и внедрение устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: вместо релейных систем создаются более совершенные системы регулирования движения поездов на перегонах и станциях на базе бесконтактной и вычислительной

техники.

В предложенной мной дипломной работе рассмотрена возможность усовершенствования существующей автоматизированной системы поста Новый. Рассмотрены технические вопросы, предложены эффективные способы увеличения пропускной способности поста.

1. Эксплуатационная часть

1.1 Особенности расположения и работы

Пост Новый является частью путевого развития Качарского рудоуправления АО «ССГПО». Особенность железорудного транспорта - это большие перепады высоты в пределах одной станции или одного перегона, малые скорости движения, большой вес перевозимого груза, высокая нагрузка на ось.

Пост Новый находится на северном борте Качарского карьера. Из нечетной горловины подвижные составы с порожними вагонами подаются по тупикам в забои экскаваторов, где производится загрузка пустой породы. Для перевозок используются вагоны-самосвалы объемом 50 кубических метров.

1.2 Однониточный план станции

Исходным материалом для проектирования электрической централизации является схематический план, который вычерчивается в однониточном изображении без масштаба, но с соблюдением пропорциональности в расположении объектов управления относительно друг друга. На плане в условных обозначениях показываются стрелки, светофоры, пост электрической централизации, пассажирское здание, платформы, релейные и батарейные шкафы.

Главные пути станции, являющиеся непосредственным продолжением путей прилегающих перегонов, выделяются утолщенными линиями. Для контроля места нахождения подвижных единиц производится разбивка путей и стрелок на изолированные участки, оборудуемые рельсовыми цепями.

Отдельные рельсовые цепи (стрелочные и бесстрелочные) образуются путем расстановки изолирующих стыков с соблюдением следующих требований: изолирующие стыки обязательно устанавливаются у поездных и маневровых светофоров; приемоотправочные пути выделяются в отдельные путевые секции; изолирующими стыками отделяют зону централизации от тупиков, вытяжек и подъездных путей; в стрелочный изолированный участок включается не более трех одиночных или двух перекрестных стрелочных переводов; смежные стрелки, по которым возможны параллельные передвижения, разносятся в разные секции; после входного светофора выделяется бесстрелочный изолированный участок.

Приемоотправочные главные пути нумеруются римскими цифрами I П и II П (соответственно по нечетному и четному направлениям), боковые пути - арабскими цифрами, начиная со следующих за номерами главных путей, 3П, 4П и т.д.

Стрелки на станции нумеруются со стороны прибытия четных поездов порядковыми четными номерами, а со стороны прибытия нечетных поездов - порядковыми нечетными номерами, причем спаренные стрелки (съезды) и стрелки стрелочной улицы нумеруются соседними номерами.

На станции устанавливаются входные, выходные и маневровые светофоры. Все светофоры устанавливаются с правой стороны по ходу движения поезда. Входные светофоры разрешают или запрещают поезду следовать с перегона на станцию и устанавливаются на расстоянии не менее 50 м от остряков противошерстной или от предельного столбика пошерстной стрелки. На электрифицированных участках это расстояние увеличивается до 300 м, так как светофор должен устанавливаться перед воздушным промежутком, отделяющим контактную сеть перегона от контактной сети станции. Входные светофоры обозначаются буквой Н для приема нечетных поездов и буквой Ч - для четных поездов. Для приема поездов по неправильному пути устанавливают дополнительные входные светофоры (НД и ЧД) на одной ординате с основными входными светофорами.

Выходные светофоры разрешают или запрещают поезду отправиться со станции на перегон и устанавливаются для каждого отправочного пути впереди места, предназначенного для стоянки локомотива. На главных путях и боковых, по которым осуществляется безостановочный пропуск поездов, применяют мачтовые поездные светофоры, на остальных путях карликовые. Выходным светофорам четного направления присвоены литеры с номером

пути ЧII, Ч4 и т.д., а нечетного - НI, Н3 и т.д. Маневровые светофоры устанавливаются в районах централизованных стрелок, располагая их в соответствии с разработанной маршрутизацией передвижений в начальных точках маневровых маршрутов. Маневровые светофоры применяются, как правило, карликовые и обозначаются М1, М3 и т.д. в нечетной горловине, М2, М4 и т.д. в четной горловине станции, считая со стороны перегона. Маневровые светофоры должны обеспечивать одновременные параллельные передвижения и исключать перепробеги при угловых заездах.

На однониточном плане станции показываются ординаты стрелок и светофоров, т.е. расстояния от этих объектов до оси станции, которая обычно совпадает с осью пассажирского здания или поста электрической централизации. Ординаты стрелок определяются в зависимости от их взаимного расположения, от типа рельсов, марки крестовины и ширины междупутья по специализированным расчетным таблицам , приведенным в приложении В. Расчет следует начинать с самого короткого приемоотправочного пути, чтобы его длина была не менее заданной. С целью получения максимально возможных полезных длин приемоотправочных путей изолирующие стыки устанавливаются на расстоянии 3,5 м от предельного столбика (с учетом свешивающейся части подвижного состава), а светофор - по габариту. Если в горловине изолирующий стык между стрелками невозможно установить за предельным столбиком на расстоянии 3,5 м, то он называется негабаритным, на плане обводится окружностью и рядом проставляется его ордината.

Сигналы служат для обеспечения безопасности движения поездов, а также для четкой организации движения поездов и маневровой работы. Все сигналы, применяемые на железнодорожном транспорте, подразделяются:

- по способу их восприятия или осуществления на видимые и звуковые;

- по времени их применения - на дневные, ночные и круглосуточные;

- по характеру установки - на постоянные и переносные.

Видимые сигналы выражаются цветом, формой, положением и числом сигнальных показаний. Для их подачи применяют сигнальные приборы: светофоры, диски, щиты, фонари, флаги, сигнальные указатели (маршрутные, стрелочные, путевого заграждения), постоянные и временные сигнальные знаки.

В сигнализации, связанной с движением поездов, используют следующие основные сигнальные цвета:

- красный, требующий остановки;

- желтый, разрешающий движение с готовностью остановиться у следующего сигнала, имеющего запрещающее показание;

- зеленый, разрешающий движение с установленной скоростью;

- синий, запрещающий маневровые передвижения;

- лунно-белый, разрешающий маневровые передвижения.

Круглосуточные сигналы подаются одинаково как в светлое, так и в темное время суток. Они сигнализируют цветом и количеством огней, а также светящимися буквами, цифрами, геометрическими фигурами. К таким сигналам относятся огни светофоров установленных цветов, маршрутные и другие световые указатели, постоянные и временные сигнальные знаки. Кроме того, к круглосуточным сигналам относятся все звуковые сигналы.

Постоянные сигналы устанавливают на продолжительное время. Перестановка их может быть вызвана лишь изменением условий видимости сигнальных показаний, реконструкцией железнодорожного пути, введением нового порядка следования поездов. Такими сигналами являются светофоры, маневровые щиты.

Постоянные сигналы в свою очередь подразделяют на основные, ограждающие определенный участок пути, и предупредительные, указывающие на показания основных сигналов. Кроме того, по способу управления постоянные сигналы могут быть подразделены на механические, электромеханические и электрические.

Переносные сигналы устанавливают на непродолжительное время. К ним относятся щиты прямоугольной формы, окрашенные с обеих сторон в красный цвет или с одной стороны в красный, а с другой - в белый цвет; щиты квадратной формы, окрашенные с одной стороны в желтый, а с другой в зеленый цвет; фонари на шестах с красным, желтым и зеленым огнями; красные и желтые флаги на шестах. Красный огонь служит сигналом остановки.

Как правило, сигналы подаются работниками железнодорожного транспорта, связанными с движением поездов. В исключительных случаях, когда, например, движению поезда угрожает опасность, сигнал остановки может и должен быть подан любым работником транспорта и даже любым гражданином, умеющим подать такой сигнал.

1.3 Маршрутизация

Системы релейной централизации позволяют увеличить пропускную способность и безопасность движения поездов на станциях. Это достигается ускорением перевода стрелок и установки маршрутов следования поезда. Кроме того, все передвижения на станции производятся по маршрутам.

Маршрут представляет собой трассу следования поезда по станции при определенном положении (направлении) установленных и запертых стрелок при открытом светофоре, ограждающем данный маршрут. Передвижения по запертым стрелкам маршрута называют маршрутизированными.

Все маршруты делятся на поездные и маневровые. К поездным относятся маршруты: приема, по которым принимают поезда с перегонов на станцию (разрешением вступления на станцию является разрешающее показание входного светофора); отправления, по которым отправляют поезда со станции на перегон (разрешением на отправление поезда является разрешающее показание выходного светофора); безостановочного пропуска по главным путям.

Маневровые маршруты обеспечивают: передвижение поездов в пределах станции с целью формирования составов, выезда локомотивов; передачу вагонов на грузовые дворы и т. д. Разрешением движения по маневровому маршруту служит разрешающее показание маневрового светофора.

Релейная централизация на промежуточной станции осуществляет управление стрелками и сигналами для организации движения поездов по поездным и маневровым маршрутам. Маршруты приема и отправления поездов устанавливают для всех приемоотправочных путей станции в соответствии со специализацией путей. Разрешением движения по этим маршрутам являются разрешающие огни входных и выходных светофоров.

Маневровые передвижения на станциях в зависимости от объема местной работы могут производиться следующими способами:

- немаршрутизированным, при котором установленные в маршруте стрелки не замкнуты, с переводом стрелок дежурным по станции и передачей команд разрешения движения машинисту локомотива по радио;

- немаршрутизированным с передачей стрелок на местное управление. В этом случае стрелки переводит руководитель маневров из маневровой колонки или специальным ключом из путевых коробок, расположенных у стрелок. Разрешение на передвижение подается по радиосвязи или ручными сигналами;

- маршрутизированным по маневровым маршрутам и маневровым светофорам, которыми управляет ДСП;

- маршрутизированным с возможностью переводить стрелки на местное управление для выполнения сортировочной работы.

На однониточном плане станции показана расстановка входных, выходных, маршрутных светофоров для реализации маршрутизированных поездных передвижений по станции. Для данной станции предусмотрена маршрутизированная маневровая работа по маневровым карликовым светофорам, установленным в горловинах станции, и по совмещенным светофорам, установленным на приемоотправочных путях. При совмещении маневрового светофора с выходным на мачте выходного светофора устанавливают дополнительную головку с белым огнем.

В таблице (Приложение В, таблица 3) указаны основные маршруты поста Скальный, показания и литер светофоров, разрешающих маршрутов, положение стрелок и враждебность маршрутов.

1.4 Пульт управления

Для управления стрелками и сигналами и для контроля их состояния в здании оператора станции установлен пульт - табло (Приложение А, рис.2) на наклонной части которого размещена свето - схема, отображающая в плане путевое развитие, расположение стрелок и сигналов. Свето - схема собрана путём набора световых ячеек желобкового типа. При установленном маршруте и открытом сигнале - ячейки по маршруту горят белым светом. При свободности секций маршрута световые ячейки гаснут. При следовании по маршруту подвижного состава по мере занятия секций маршрута, световые ячейки занятых секций горят красным светом.

Контроль состояния светофоров осуществляется на свето - схеме повторителями светофоров следующим образом:

а) при разрешающем показании светофоров поездного маршрута повторитель на свето - схеме горит ровным зелёным светом;

б) при запрещающем показании светофоров лампочки светофоров не горят;

в) при перегорании на светофоре лампочки красного огня, лампочка повторителя загорается мигающим белым светом.

На пульт - табло установлены сигнальные кнопки для управления сигналами, двухпозиционные без фиксации с головками зелёного света.

Для открытия сигналов, при установленном маршруте, необходимо нажать и отпустить соответствующую кнопку. Для перекрытия сигналов на запрещающие показания требуется нажать кнопку «групповая отмена», а затем сигнальную кнопку данного светофора.

Под свето - схемой установлены кнопки для перевода стрелок.

Для перевода стрелок в плюсовое положение кнопки имеют головки зелёного цвета и ячейки горят ровным зелёным светом, в минусовом положении - кнопки имеют головки жёлтого цвета и ячейки горят ровным жёлтым светом.

Кнопки светофоров служат для открытия разрешающего показания светофоров.

На пульт - табло установлены кнопки и световые ячейки следующего назначения:

- кнопка «контроль стрелок» - без фиксации, служит для проверки положения стрелок на свето - схеме, при потере контроля или взрезе стрелки, световая ячейка соответствующей стрелки на свето - схеме не загорается;

- кнопка «выключение звонка взреза» - двухпозиционная с фиксацией положения, служит для включения звонка взреза, при взрезе или потере положения контроля стрелки. Над кнопкой «выключение звонка взреза» установлена световая ячейка «контроль стрелки», которая загорается красным светом при взрезе или потере контроля положения стрелки, в нормальном состоянии не горит;

- для перевода стрелки при ложной занятости изолированного стрелочного участка установлена в чётной горловине кнопка - счётчик «аварийный перевод стрелок», в нечётной горловине кнопка - счётчик «вспомогательный перевод стрелок»;

- на пульт - табло установлен амперметр, который показывает ток при переводе стрелок;

- кнопка «групповая отмена» служит для групповой отмены маршрутов, возле кнопки расположены три ячейки:

а) «отмена» - при нажатии кнопки «групповая отмена» загорается мигающим красным светом;

б) «поездной» - при отмене поездного маршрута, когда предмаршрутный участок занят, горит ровным красным светом;

в) «свободность пути» - при отмене поездного маршрута, при свободном предмаршрутном участке горит ровным красным светом;

г) при загорании одной из ячеек «поездной», «свободность пути» ячейка «отмена» гаснет;

- кнопка - счётчик «искусственное размыкание» секций - служит для посекционного размыкания маршрутов;

- ячейка «искусственное размыкание» - при искусственном размыкании загораются красным мигающим светом при нажатии кнопки разделка секций, а при нажатии кнопки «искусственное размыкание» маршрута загораются ровным красным светом;

- кнопки «выборочная очистка» стрелок - служат для индивидуального включения воздухообдува стрелок;

- кнопка «снижение напряжения» служит для снижения напряжения на лампах светофоров в режиме светомаскировки. Кнопка с фиксацией положения, пломбируемая. Над кнопкой расположена световая ячейка, которая при нажатой кнопке загорается красным светом;

- кнопка «рельсовые цепи» без фиксации положения, служит для восстановления работы схемы автоматической разделки маршрутов после отключения напряжения. Над кнопкой расположена световая ячейка «рельсовые цепи», которая загорается белым светом после восстановления напряжения. Оператор станции нажимает кнопку, световая ячейка гаснет;

- кнопка «разделка рельсовых цепей » - для разделки и сброса ложной занятости;

- ячейки «установка маршрута» загораются зелёным светом или жёлтым светом, указывая направление установленного маршрута при нажатии сигнальной кнопки;

- световая ячейка «предохранитель» - служит для контроля исправности предохранителей на штативах, при перегорании предохранителя ячейка загорается красным светом;

- для освещения световых ячеек внутри на пульт - табло установлены отдельные лампочки, светящиеся красным светом при занятом участке, белым светом при установлении маршрута;

- кнопки «смена направления» - служат для установки на приём или отправление. При установке на приём - красный свет, при установке на отправление - зелёный свет.

2. Техническая часть

2.1 Двухниточный план станции

На основании схематического плана станции составляют двухниточный план изоляции станционных путей. На этот план переносят изолирующие стыки с однониточного плана и показывают размещение путевого оборудования рельсовых цепей. После расстановки изолирующих стыков для образования стрелочных и путевых секций стрелочной горловины станции оказывают чередование полярности в смежных рельсовых цепях. Условную плюсовую рельсовую нить каждой рельсовой цепи изображают утолщенной, минусовую - тонкой. В однониточных рельсовых цепях при электрической тяге утолщенной показывают рельсовую нить, по которой пропускают тяговый ток, на стрелочных переводах. Его, как правило, пропускают через крестовину стрелки.

На двухниточном плане также показывают: наложение кодирования АЛС по главным и всем боковым путям, по которым предусматривается безостановочный пропуск и движение поездов по сигналам сквозного прохода входного светофора со скоростью более 50 км/ч; канализацию тягового тока, защиту приборов рельсовых цепей от влияния тягового тока. Правильность установки объединяющих тяговых соединителей и дроссельных перемычек отражается на вспомогательной схеме пропуска тягового тока по станции. На этой схеме изображают все двухниточные рельсовые цепи, объединяющие дроссельные перемычки и тяговые междупутные соединители, образующие контуры прохождения тягового тока. По нормативным условиям контур должен состоять не менее чем из десяти рельсовых цепей при электротяге постоянного тока и не менее шести рельсовых цепей переменного тока. Правильность расстановки изолирующих стыков на двухниточном плане из условий обеспечения чередования полярности в смежных рельсовых цепях проверяют с использованием метода замкнутых контуров. По этому методу схему станции вычерчивают в однониточном изображении, наносят изолирующие стыки в стрелочной горловине и на приемо-отправочных путях станции. В каждой разветвленной рельсовой цепи показывают изолирующие стыки, установленные по прямому пути или отклонению. Чтобы получить конфигурацию замкнутого контура, в острые углы каждого стрелочного перевода вписывают дуги и по ним определяют замкнутость контура.

Принцип метода заключается в том, что в каждом замкнутом контуре подсчитывают число пар изолирующих стыков; если по внутренней нити двухниточного плана получается четное число стыков, то чередование полярности обеспечивается, нечетное - не обеспечивается и необходимо переставить стыки.

Если во всех контурах получено четное число стыков, то строят двухниточный план и на него переносят все стрелки с однониточного плана.

На двух ниточном плане станции участка с электротягой на постоянном токе с выполнением чередования полярности в смежных рельсовых цепях также показаны: электрифицированные пути (стрелками); стрелочные переводы, оборудованные электроприводами; светофоры с расцветкой сигнальных огней: стрелки, передаваемые на местное управление с маневровых колонок - полузачерненные кружки; пост централизации ЭЦ; релейные и батарейные шкафы у входных светофоров; путевые дроссель-трансформаторы; трансформаторные ящики для размещения путевых и релейных трансформаторов; трасса кабельной сети и места расположения кабельных муфт.

На двухниточном плане стрелочные секции обозначены по номерам тех стрелок, которые входят в них, 1-5СП, 8-9СП и т. д. Путевые секции обозначены по номерам стрелок, примыкающих к данной секции, 9/13П. 1O/28П и т. д. Путевые участки за входными светофорами обозначены НП, ЧП, ЧПД, а перед входными светофорами - 1ПП, 2ПУ (путь 1П приближения, путь 2П удаления). На стрелочных съездах перекрестных стрелок применена схема изоляции, позволяющая применить двухниточные рельсовые цепи и производить кодирование стрелочных участков этих стрелок.

Рельсовые цепи с дроссель-трансформаторами для пропуска тягового тока соединяют с другими рельсовыми цепями только через средние выводы дроссель-трансформаторов дроссельными перемычками, длина которых не должна превышать 100 м. Для уменьшения асимметрии тягового тока в соседних путях устанавливают междупутные соединители. Для правильной установки тяговых соединителей и дроссельных перемычек составляют отдельную схему пропуска обратного тягового тока по станции (схема замкнутых тяговых контуров). Эту схему строят по плану станции, на нее наносят все двухниточные рельсовые цепи и показывают объединяющие дроссельные перемычки и тяговые междупутные соединители.

Замкнутый тяговый контур, образованный междупутными соединениями, На перегоне должен быть не менее 6 км, с учетом того, что зона опасного и мешающего влияний постоянного тягового тока на рельсовые цепи ограничена радиусом 5 км. Выходы тягового тока замкнутого контура должны подключаться к средним выводам дроссель-трансформаторов не чаще чем через 10 двухниточных рельсовых цепей при сигнальной частоте 25 Гц.

2.2 Рельсовые цепи

Современные автоматические и автоматизированные системы регулирования движения поездов на железных дорогах базируются на первичной дискретной информации о состоянии пути. Такую информацию собирают и формируют первичные путевые датчики.

По принципу устройства и действия они могут быть точечными и непрерывными. Наибольшее распространение получили путевые датчики непрерывного типа, которые обладают большими функциональными возможностями и могут применяться в различных эксплуатационных условиях - на перегонах, станциях, сортировочных горках. В качестве путевого датчика непрерывного типа на железных дорогах используются электрические рельсовые цепи.

Электрической рельсовой цепью называется путевой датчик состояния железнодорожного пути, воспринимающим элементом которого является рельсовая линия. Благодаря этому устанавливается непрерывная связь между подвижным составом и устройствами, регулирующими движение поездов и обеспечивающими его безопасность. В наиболее ответственных случаях - на перегонах и станциях, где происходит движение поездов с большими скоростями, рельсовая цепь фиксирует наличие подвижного состава на изолированном путевом участке и целость рельсовых нитей (отсутствие полного механического и электрического разрыва рельсовой нити), т. е. состояния рельсовой цепи, наиболее опасные для движения поездов. При отсутствии подвижного состава и исправности рельсовых нитей рельсовой цепи формирует сигнал, эквивалентный логической единице. Если рельсовые нити заняты или электрически разорваны, РЦ формирует сигнал, соответствующий логическому нулю.

2.2.1 Режимы работы и расчет параметров рельсовой цепи

В соответствии с этими требованиями РЦ должна работать в трех основных режимах: нормальном, шунтовом и контрольном. На условия работы РЦ в этих режимах влияют независимые переменные величины: сопротивление балласта и рельсов, напряжение источника питания, причем каждая из переменных величин в том или ином режиме влияет по-разному.

Нормальный (регулировочный) режим соответствует свободному от подвижного состава состоянию РЦ. В этом режиме через путевое реле П (Приложение А, рис. 5 а) протекает ток, при котором якорь реле надежно удерживается в притянутом положении или надежно притягивается (при импульсном питании) при самых неблагоприятных для данного режима условиях работы. Неблагоприятными условиями для работы РЦ в нормальном режиме являются те, которые приводят к снижению тока Iр в путевом реле до величины тока отпускания или не притяжения якоря реле. К снижению рабочего тока Iр в путевом реле приводят: увеличение сопротивления РЦ при нарушении целостности стыковых соединителей, увеличение тока утечки Iб через балласт из-за уменьшения сопротивления балласта (вследствие загрязнения балласта и неблагоприятных метеорологических условий), снижение напряжения источника питания.

Для определения требуемого напряжения на зажимах реле при свободной РЦ в зависимости от ее длины и состояния балласта производятся расчеты РЦ. На основании этих расчетов составлены регулировочные таблицы, с помощью которых регулируют РЦ с учетом всех неблагоприятных условий работы в нормальном режиме.

Шунтовой режим соответствует занятому подвижным составом состоянию РЦ. В этом режиме при занятии рельсовой цепи подвижным составом (Приложение А, рис. 5 б) происходит электрическое соединение (шунтирование) рельсовых нитей колесными парами, имеющими незначительное сопротивление по сравнению с сопротивлением обмотки путевого реле. При этом напряжение на реле П должно снижаться до значения напряжения отпускания и якорь должен быть надежно отпущен при самых неблагоприятных условиях шунтового режима. Неблагоприятными условиями для работы РЦ в шунтовом режиме являются те, которые приводят к увеличению тока в путевом реле, а именно: наибольшее напряжение источника питания, наименьшее сопротивление рельсов, наибольшее сопротивления балласта.

Основной характеристикой работы рельсовой цепи в шунтовом режиме является шунтовая чувствительность. Она представляет собой наибольшее сопротивление поездного шунта, при замыкании которым рельсовой линии происходит снижение тока (напряжения) в путевом реле до величины тока (напряжения) отпускания якоря реле. Эта величина всегда переменная и зависит от числа колесных пар на РЦ и величины переходного сопротивления между бандажом колеса и головкой рельса. По действующим техническим условиям шунтовая чувствительность не должна быть менее 0,06 Ом. Эта наименьшая величина шунтовой чувствительности проверяется наложением на рельсы испытательного нормативного шунта сопротивлением 0,06 Ом. При наложении этого шунта в любой точки на рельсовую линию путевое реле должно отпустить якорь.

Контрольный режим (Приложение А, рис. 5в) соответствует свободному, но неисправному состоянию РЦ (лопнувший рельс, изъятие рельса). В этом случае прекращается нормальное прохождение тока по рельсовой линии и путевое реле должно отпустить свой якорь при самых неблагоприятных условиях работы в контрольном режиме. При лопнувшем рельсе через путевое реле продолжает протекать ток Iф (фактический) по обходному пути через балласт. Несмотря на уменьшение величины этого тока, он может оказаться достаточным для удержания якоря путевого реле и контроля лопнувшего рельса не получится. Таким образом, наихудшими условиями контрольного режима, которые приводят к увеличению тока Iф, будут: наибольшее напряжение источника питания, наименьшее сопротивление рельсов и критическое сопротивление балласта (сопротивление балласта при определенном расстоянии от конца РЦ до места повреждения, когда цепь тока сохраняется благодаря утечке его через балласт и настолько велико, что приводит к увеличению тока реле).

Расчет режимов работы производится по сокращенной методике, т.е. рассчитывается рельсовая цепь с сосредоточенными параметрами в нормальном и шунтовом режимах.

На рисунке 6 и 7 Приложения А приводятся схемы замещения рельсовой цепи РЦ с сосредоточенными параметрами. Схема на рисунке 6 соответствует нормальному режиму, а схемы на рисунке 7а и 7б - шунтовому при расположении шунта соответственно на питающем и релейном концах.

Для расчета рельсовой цепи задаются следующие исходные данные:

L - длины рельсовых линий - 2,6км,

rи - удельные сопротивления изоляции - 0,9 Ом ·км

r - удельное сопротивление рельс - 0,3 Ом/км,

Rсп - сопротивления соединительных проводов - 0,15 Ом;

Rр - сопротивление реле -2 Ом;

Rш - сопротивление нормативного шунта - 0,06 Ом,

Iн ср - ток надежного срабатывания - 0,135 А,

Iн от - ток надежного отпадания 0,055 А,

Umin - минимальное напряжение источника питания -1,9 В;

Umax - максимальное напряжение источника питания - 2,4 В.

Ток надежного срабатывания и ток надежного отпускания рассчитаны с учетом коэффициентов запаса по надежному отпаданию и срабатыванию.

В нормальном режиме рассчитывается величина сопротивления ограничителя Rо, а в шунтовом режиме определяются коэффициенты шунтовой чувствительности на релейном Кшр и питающем Кшп концах. Коэффициент шунтовой чувствительности Кш -- отношение фактического напряжения источника питания к допустимому напряжению источника питания, при котором обеспечивается шунтовой режим.

Расчет нормального режима начинается с определения эквивалентных значений параметров рельсовой линии R и Rи.

R - эквивалентное сопротивление четверти рельсовой петли, Rи - эквивалентное сопротивление изоляции.

R = r·L / 4 = 0,3 ? 2,6 / 4 = 0,195 Ом.

Rи = rи / L = 0,9 /2,6 = 0,346 Ом.

Определяем Rобщ по формуле:

Rобщ = Umax / Iн ср

Rобщ = 2,4 /0,135 = 17,78 Ом.

Расчет нормального режима и заключается в определении значения ограничивающего резистора. Из формулы

Rобщ =2Rсп + Rр + Rи + 4 R + Rо+ + Rи определяем Rо.

Rо = Rобщ - (2Rсп + Rр + Rи + 4 R) = 17,78 - (2 · 0,15 + 2 + 0,346 + 4 · 0,195) = 14,324 Ом

Критерием, определяющим работоспособность рельсовой цепи в шунтовом режиме, является коэффициент чувствительности к нормативному шунту Кш, определяемый как отношение тока надежного отпадания Iн от для рельсовых цепей с непрерывным питанием (или тока надежного срабатывания Iн ср при импульсном или кодовом питании) к фактическому току на входе путевого приемника I ф при наложении нормативного шунта 0,06 Ом с релейного и питающего концов.

Порядок расчета следующий. Задают допустимый ток приемника (ток надежного срабатывания) и определяют напряжение (допустимое) источника питания. Отношение этого напряжения к максимально возможному напряжению источника питания - коэффициент шунтовой чувствительности Кш, который должен быть больше единицы, если шунтовой режим выполняется. В результате расчета определяют Кшр и Кшп - коэффициенты шунтовой чувствительности на релейном конце и на питающем и делают заключение о возможности контроля наличия нормативного шунта (Rш=0,06 Ом).

Определяю фактическое напряжение на входе путевого реле при наложении нормативного шунта на питающем и релейном конце Uф р и Uф п

Uф р = Iр/ Rобщ

Uф п = Iп / Rобщ,

Где I р и I п - ток на входе путевого реле при наложении нормативного шунта с питающего и релейного концов.

I п = Umax / (Rо + Rсп + 2R + Rш + Rи) = 2,4/ (14,324 + 0,15 + 2 · 0,195 + 0,346 + 0,06) = 0,157А

I р = Umax / (Rо + Rсп + 4 R + Rш + Rи) = 2,4 / (14,324 + 0,15 + 4 · 0,195 + + 0,346 + 0,06) = 0,153 А

Так как при параллельном подключении двух цепей соблюдаются правила: I общ = I1 + I2, Uобщ = U1 = U2, исходя из этих формул можем сосчитать предельно допустимое напряжение источника питания:

Uф п = Iп • Rобщ = 0,157 • 17,78 = 2,79 В

Uф р = Iр • Rобщ = 0,153 • 17,78 = 2,72 В.

Определяю коэффициент Кшр и Кшп - коэффициенты шунтовой чувствительности на релейном конце и на питающем

Кшп = Uф п / Umax = 2,79 / 2,4 = 1,2

Кшр = Uф р / Umax = 2,72 / 2,4 = 1,1.

Коэффициенты Кшп и Кшр больше единицы, значит шунтовый режим выполняется и возможно применение нормативного шунта с сопротивлением 0,06 Ом.

2.2.2 Станционные рельсовые цепи

На участках с электрической тягой переменного тока частотой 50 Гц применяются рельсовые цепи частотой 25 Гц, чтобы частота сигнального тока отличалась от частоты обратного тягового тока, пропускаемого по рельсам. На станции Скальная станционные пути я предлагаю оборудовать разветвленными и неразветвленными рельсовыми цепями переменного тока с сигнальной частотой 25 Гц.

Все бесстрелочные и стрелочные путевые участки станции оборудуются соответственно неразветвленными и разветвленными (Приложение А, рис.8) фазочувствительными рельсовыми цепями частотой 25 Гц с дроссель-трансформаторами ДТ-1-150, необходимыми для пропуска тягового тока.

Питаются рельсовые цепи от установленных на посту ЭЦ сфазированных преобразователей частоты ПЧ 50/25. Напряжение частотой 25 Гц подается на путевые трансформаторы и на местные обмотки путевых реле от разных преобразователей частоты.

В качестве путевого используется фазочувствительное двухэлементное реле ДСШ-13, срабатывание которого зависит от уровня тока в путевой обмотке и фазовых соотношений между токами в путевой и местной обмотках.

На релейном конце рельсовой цепи устанавливается изолирующий трансформатор типа ПРТ-АУЗ с коэффициентом трансформации 18,3 для согласования большого сопротивления путевого элемента реле ДСШ-13 с низким волновым сопротивлением рельсовой линии.

Автоматические выключатели предназначены для отключения приборов рельсовой цепи в тех случаях, когда асимметрия тягового тока превышает допустимый уровень, то есть тяговый ток в одной рельсовой нити отличается от другого более чем на четыре процента. При асимметрии небольшой величины защитный блок-фильтр ЗБ-ДСШ устраняет дребезг сектора путевого реле от частоты тягового тока 50 Гц.

Регулируется рельсовая цепь изменением напряжения на вторичной обмотке путевого трансформатора типа ПРТ-АУЗ. Контроль короткого замыкания изолирующих стыков обеспечивается чередованием мгновенных

полярностей (фаз) напряжения смежных рельсовых цепей путем переключения проводов вторичных обмоток путевых трансформаторов на 180 градусов.

Чем меньше значение составляющих тока источника питания, ответвляющихся в смежные рельсовые цепи, тем лучше заградительные свойства разделительных устройств. Наилучшие заградительные свойства удается получить в том случае, если рельсовые нити смежных рельсовых цепей соединяют с помощью специальных изолирующих элементов. Такое соединение рельсов называют изолирующим стыком. Рельсовые цепи с изолирующими стыками имеют наиболее широкое применение.

В этих рельсовых цепях применяют дроссель-трансформаторы типа ДТ-1-150, у которых через каждую полуобмотку может протекать ток 150 А. Сердечник дросселя не имеет воздушного зазора, поэтому он насыщается в аварийном режиме при большой асимметрии, например в случае обрыва рельсовой нити.

Выключатели типа АВМ предназначены для отключения приборов в тех случаях, когда асимметрия тягового тока в рельсах превышает расчетную величину. Фактически АВМ срабатывают при токе, равном примерно 40 А. Ток асимметрии меньшего значения замыкается через внутреннее сопротивление источника питания, или через защитный блок типа ЗБ-ДСШ на релейном конце.

Статические преобразователи частоты типа ПЧ 50/25 предназначены для преобразования переменного тока частотой 50 Гц в переменный ток частотой 25 Гц, используемый для питания рельсовых цепей. Принцип их действия основан на явлении параметрического резонанса. Сущность последнего заключается в том, что если изменять емкость или индуктивность контура, настроенного на частоту f, с частотой 2f, то в контуре возникают колебания с частотой f. Наиболее просто изменять индуктивность контура путем периодического насыщения стали магнитопровода. Первичная обмотка преобразователя (Приложение А, рис. 9) состоит из двух равных полуобмоток, расположенных на крайних стержнях сердечника. На среднем стержне расположена вторичная обмотка, которая совместно с конденсатором С образует резонансный контур, настроенный на частоту 25 Гц. Полуобмотки включены встречно через диод и рассчитаны на рабочее напряжение 220 В частотой 50 Гц, и поэтому их магнитные потоки в среднем стержне равны и встречно направлены. В обмотке среднего стержня переменное напряжение частотой 50 Гц не индуцируется. Параметры преобразователя рассчитаны так, что под действием однополупериодного тока первичных обмоток происходит насыщение магнитопровода с частотой 50 Гц. Индуктивность сердечника изменяется также с частотой 50 Гц, и в контуре индуцируется ток частотой 25 Гц.

В зависимости от мощности преобразователи выпускают трех типов: ПЧ 50/25-100УЗ на 100 В-А; ПЧ 50/25-150УЗ на 150 В-А; ПЧ 50/25-300УЗ на 300 В-А.

Индукционные двухэлементные секторные штепсельные реле типа ДСШ используют в качестве путевых реле в рельсовых цепях переменного тока частотой 25 Гц (ДСШ-13) (Приложение А, рис.10). Это реле имеет путевую и местную магнитные системы в виде катушек с сердечниками, собранными из листовой электротехнической стали. В воздушном зазоре магнитных систем находится легкий алюминиевый сектор, который посредством тяги связан с подвижными контактами. Поворот сектора ограничивается сверху и снизу подвижными пластмассовыми роликами. Для уменьшения вращающего момента, необходимого для перемещения сектора, последний имеет регулируемый противовес.

Принцип действия реле основан на взаимодействии токов, индуцированных в секторе при пересечении его магнитным потоком местной системы, с магнитным потоком, созданным путевой системой (правило левой руки). В результате этого взаимодействия происходит перемещение сектора вверх и замыкание подвижных контактов с фронтовыми. При выключении питания обмотки одной из магнитных систем сектор опускается и подвижные контакты замыкаются с тыловыми 5. Опускание сектора происходит также при неправильном подключении проводов питания одной из обмоток.

Усилие, действующее на сектор, в значительной степени зависит от угла сдвига фаз между токами местного и путевого элементов. Наибольшее усилие бывает при значении этого угла 90°. При использовании фазометров электродинамической системы можно измерять углы сдвига фаз между током и напряжением. Поэтому характеристики реле указывают при идеальном угле сдвига фаз между током местной обмотки и напряжением путевой или наоборот. Местная обмотка реле получает питание от сети переменного тока напряжением 110 или 220 В, а путевая обмотка включается в рельсовую цепь.

Дроссель-трансформатор ДТ-150-1 состоит (Приложение А, рис.11) из сердечника (с ярмом и без ярма), собранного из листовой электротехнической стали, основной, изготовленной из медной шины, и дополнительной, выполненной в виде плоской катушки без каркаса, обмоток. Сердечник с обмотками помещен в чугунный корпус, который закрывается крышкой с пробкой. Снизу и сверху корпуса расположены пробки для контроля уровня и сливания трансформаторного масла. Монтаж кабеля производится в муфте, установленной на дроссель-трансформаторе. Концы и средняя точка основной обмотки выведены из корпуса при помощи медных шин. Концы дополнительной обмотки заведены в кабельную муфту. ДТ-150-1 устанавливают на основаниях путевых трансформаторных ящиках, болты оснований вставляют в отверстия приливов на корпусе дроссель-трансформатора и зажимают стопорными болтами М8.

Фильтр 3Б-ДСШ (Приложение А, рис. 12) его назначение: защита путевых реле кодовых и импульсов РЦ частотой 25 Гц. От воздействия тягового тока и настроен для пропускания тягового тока и переменного тока частотой 25 Гц. Фильтр представляет собой последовательный резонансный контр, составленный из дросселя 2Ф и конденсатора емкости четыре микрофарад, настроенный в резонанс напряжения на частоту 50 Гц. Сигнальная частота данного фильтра имеет сопротивление 60 Ом.

2.3 Стрелочные электроприводы

Стрелочные электроприводы предназначены для перевода, замыкания и контроля трёх положений остряков стрелки нормального (плюсового), переведённого (минусового) и промежуточного (среднего). Главные требования, предъявляемые электроприводом стрелочных переводов, состоят в том, чтобы их конструкция обеспечивала: перевод стрелок с ходом остряков 152 мм и плотное прилегание прижатого остряка к рамному рельсу при крайних положениях; замыкание стрелки для предотвращения отхода остряков от рамных рельсов при движении поезда, которое должно наступать лишь в том случае, если зазор между прижатым остряком и рамным рельсом менее 4 мм; контроль крайних положений остряков стрелки и состояния взреза.

В зависимости от области применения стрелочные электроприводы подразделяют на две группы: для стрелок станции, оборудованных электрической централизацией, и для сортировочных горок. Электроприводы первой группы обеспечивают перевод стрелки за время более 1 с, второй группы - менее 1с.

По виду потребляемой энергии стрелочные приводы делятся на электромеханические, электромагнитные, электрогидравлические и электропневматические. Электромеханические приводы получили преимущественное распространение ввиду экономичного расхода кабеля и удобства прокладки линии электроснабжения.

Стрелочные электроприводы по виду замыкания различают: электроприводы с внутренним и внешним замыканием остряков. Механизм внутреннего замыкания размещают внутри привода, а внешнего замыкания - вне привода между остряками.

По способу восприятия взреза электроприводы делят на: врезные и невзрезные. Врезные электроприводы имеют устройства, предотвращающее разрушение механизма привода при взрезе стрелки. Невзрезные приводы такого устройства не имеют и поэтому при взрезе стрелки электропривод повреждается. Однако по безопасности работы, надёжности и экономичности невзрезные приводы имеют преимущества перед врезными, в связи с чем они находят более широкое применение.

2.3.1 Невзрезной стрелочный электропривод СП-6

Стрелочные переводы на посту Новый оборудованы неврезным электроприводом СП-6. Электропривод СП-6 (Приложение А, рис. 13) работает следующим образом: после срабатывания пускового реле, включающего в размещённом корпусе 1 привода электродвигатель 2, вал электродвигателя приводит в движение шестерни редуктора 4, фрикционную муфту 12, зубчатое колесо 10, шиберную шестерню - замыкатель главного вала и главный вал 5. В результате этого размыкаются контрольные контакты автопереключателя 7, сигнализируя о начавшемся переводе стрелки, и замыкаются рабочие контакты обратного перевода стрелки. Затем происходит отпирание рабочего шибера 8, связанного с остряками стрелки, и начинается рабочий ход электропривода. В конце рабочего хода остряк стрелки и связанные с ними контрольные линейки 9 занимают новое крайнее положение. Происходит запирание рабочего шибера замыкателем главного вала, размыкание рабочих и замыкание контрольных контактов автопереключателя и выключение электродвигателя. В корпусе электропривода имеется отверстие для установки курбельной рукоятки для перевода стрелки вручную. Это отверстие закрыто специальной заслонкой 19, которая связана с блокировочным контактом 18. При повороте заслонки блокировочный контакт размыкается и электродвигатель привода отключается от электрической цепи. Для обогрева контактов автопереключатель с целью исключения их обледенения устанавливают резистры 3.

Электродвигатели, применяемые в электроприводах СП -6:

-МСП - 0,15 - постоянного тока с последовательным возбуждением, номинальная мощность 0,15 Вт, напряжение питания 30, 100 и 160 В. Используется для перевода стрелок всех типов. Время перевода до 5 с, тяговые усилия до 2880 Н;

-МСП - 0,25 - постоянного тока с последовательным возбуждением, номинальная мощность 0,25 кВ, напряжение питания 30, 100 и 160 В. Используется для быстродействующих электроприводов стрелок тяжёлых типов;

-МСТ - 0,3 - асинхронный тихоходный, рассчитан на рабочее напряжение 110/190 В, устанавливается в приводах стрелок всех типов, не требующих ускоренного перевода.

Редуктор (Приложение А, рис. 14) имеет четыре каскада зубчатой передачи, перемещённые в герметически закрытый корпус. Вращательное движение вала электродвигателя передаётся через соединительную муфту валу шестерне 2 редуктора, расположенного в корпусе, который с шестерней 12 образует первый каскад передачи. Вращение от шестерни 12 через промежуточную шестерню передаётся на шестерню 4 (второй каскад передачи), которая свободно насажена на вал-шестерню 5. Через фрикционное сцепление, расположенное в корпусе 3, вращение передаётся на третий каскад передачи вал-шестерню 5 и зубчатое колесо 13 главного вала 9. Шиберная шестерня 7, которая выполнена как одно целое с главным валом передвигает шибер 8 (четвёртый каскад передачи). Зубчатое колесо 13 свободно насажено на главный вал. Выступ 10 колеса после поворота на угол 46° приходит в зацепление с диском 6 главного вала, таким образом, холостой ход привода составляет 46°. На зубчатом колесе 13 имеется трапецеидальный выступ 11 для ограничения поворота колеса.

Фрикционное сцепление (Приложение А, рис. 15) имеет корпус 3, представляющее одно целое из шестерней 4 редуктора. Корпус 3 свободно сидит на валу шестерне 5. На втулку 14, которая тесно закреплена на валу шестерне, надевают восемь дисков - четыре чугунных 17, закреплённых жёстко с корпусом при помощи шпонок, и четыре стальных 16, жёстко закреплённых на втулке 14. Диски вставлены вперемежку: после чугунного стальной и т.д. После дисков на ось надевают три тарельчатые пружины 11 и 15, а затем регулировочную гайку 13 с прорезями для стопорного винта. Вращением гайки 13 сжимают тарельчатые пружины, от чего диски прижимаются один к другому и между ними возникает упругое сцепление трения.

При работе двигателя во время перевода стрелки вместе с корпусом фрикционного сцепления вращаются чугунные диски. За счёт силы трения усилие передаётся стальным дискам и, следовательно, валу третьего каскада передачи.

В случае недохода остряка до рамного рельса, когда усилие перевода становится выше необходимого для преодоления трения между дисками, будут вращаться вал двигателя, шестерни первого и второго каскада редуктора и чугунные диски. Третий и четвёртый каскады передачи будут оставаться на месте Автопереключатель (Приложение А, рис. 16) электропривода СП - 6 работает следующим образом: в плюсовом положении стрелки ролик переключающего рычага 1 под действием пружины 2 западает в вырез диска 6 главного вала, и рычаг поворачивается по часовой стрелке. Своей лапкой захватывающий палец на ножевом рычаге 5 переключает этот рычаг вправо, от замыкаются контрольные контакты К автопереключателя. Ролик переключающего рычага 3 находится над целой частью диска 6, поэтому рычаги 3 и 4 поворачиваются вправо, и происходит замыкание рабочих контактов Р автопереключателя.

Переключение рычага 5 и замыкание контрольных контактов возможно в том случае, если совпали вырезы на правой П и левой Л контрольных линейках. В эти вырезы западает клювообразный конец рычага 5. При переводе стрелки в минусовое положение вращается диск 6 и своей целой частью выталкивает ролик рычага 1, от чего рычаги 1 и 5 переключаются влево, и происходит размыкание контрольных и замыкание рабочих контактов. В конце полного перевода стрелки вырез диска 6 подходит под ролик рычага 3. Под действием пружины 2 рычаг 3 и вместе с ним рычаг 4 переключаются влево, размыкаются рабочие контакты Р и замыкаются контрольные контакты К. Клювообразный конец рычага 4 западает в совместившиеся вырезы контрольных линеек.

Электропривод устанавливают с правой или левой стороны стрелочного перевода в зависимости от расположения стрелок. Для установки электропривода применяют специальную гарнитуру (Приложение А, рис. 17), состоящую из фундаментных угольников 1 - 8, прикреплённых к подошвам рельсов, связной полосы 2, связной тяги 7, крепящих угольников 9, рабочей тяги 6, контрольных тяг 4,5