Рис. 2 Временная диаграмма работы фазоконтрольного блока

Вторичные обмотки этих трансформаторов включены последовательно по схеме разомкнутого треугольника. При такой схеме включения сумма напряжений основной гармоник 50 Гц равна нулю, т.к. они сдвинуты относительно друг друга на угол 120°. Напряжения третьей (и кратных третьей) гармоник складывается, т.к. они совпадают по фазе. Это напряжение после выпрямления подается на вторую обмотку НПС. За счет чего реле НПС блокируется рабочим током двигателя, и будет удерживать нейтральный якорь в притянутом положении до тех пор, пока будет работать электродвигатель. Этим обеспечивается довод стрелки до крайнего положения в случае занятия изолированного участка после начавшегося перевода.

При исчезновении тока в одной из обмоток напряжение на выходе БФК становится равным нулю, т.к. вторичные обмотки трансформаторов в оставшихся двух фазах окажутся включенными встречно. Реле НПС отпустит свой якорь и разомкнёт рабочую цепь. Конденсатор С2 позволяет увеличить выходное напряжение БФК. Регулировка работы привода на фрикцию при двигателях переменного тока должна производиться по динамометру, а не по величине потребляемого тока, как это делается при двигателях постоянного тока. Это объясняется тем, что величина потребляемого тока при изменении нагрузки меняется незначительно. Так, при Р = 110 кГс Iд = 1,4 А, а при Р =310 кГс Iд = 1,65 А.

Пятипроводная схема управления стрелкой с двигателем переменного тока отличается от известных простотой построения всех цепей, повышенной надежностью за счет отсутствия реле, установленных в напольных условиях, и применения бесконтактного двигателя, имеющего срок службы около 20 лет. По сравнению с двухпроводной схемой значительно повышена надежность работы контрольной цепи за счет того, что контроль "+" и "-" положений осуществляется по разным проводам и исключен источник возможного возникновения выпрямительного эффекта (коллектор -двигателя).

По расходу кабеля эта схема несколько больше, чем двухпроводная, однако в пятипроводной схеме не требуется дублирования жил при удалении стрелки от поста ЭЦ на расстояние до 1000 м.

3. Описание рабочего места

Лабораторная работа выполняется на действующем макете, состоящем из стрелочного электропривода типа СП-6 с электродвигателем переменного тока и пятяпроводной схемы управления, пульта управления, осциллографа и измерительного прибора.

4. Порядок и методика выполнения работы

Изучить схему включения электропривода.

Ознакомиться с расположением аппаратуры на макете, конструкцией используемых приборов.

Проверить исправность работы макета, для чего несколько раз перевести стрелку из одного положения в другое, проверяя каждый раз наличие контроля соответствующего положения.

ВНИМАНИЕ: ДЛЯ ИСКЛЮЧЕНИЯ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ ПЕРЕВОД СТРЕЛКИ ДОЛЖЕН ПРОИЗВОДИТСЯ ТОЛЬКО ПРИ ЗАКРЫТОЙ КРЫШКЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

Проверить возможность перевода стрелки при занятии стрелочного участка до начала перевода и во время перевода стрелки. Выполнение данного пункта и всех последующих должно сопровождаться анализом работы схемы.

Убедиться в возможности реверсирования стрелки из промежуточного положения. Остановка привода в среднем положении осуществляется выключением блок - контакта во время перевода стрелки.

Произвести исследование работы фазоконтрольного блока при нормальной работе, а также обрыве одной из фаз. При этом произвести измерение величины и формы напряжения на выходе фазоконтрольного блока. Эти измерения произвести с помощью вольтметра и осциллографа.

5. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

Схему включения стрелочного электропривода для одного из следующих положений (по указанию преподавателя):

а) стрелка находится в "+" или "-" положении;

б) стрелка переводится из "+" в "-и или из "-" в"+" ;

в) стрелка врезана;

г) стрелка работает на фрикцию при переводе в "+" или "-" положение.

Краткое описание функций, выполняемых основными реле.

Временную диаграмму работы схемы управления стрелкой для заданного положения.

Результаты исследований по пункту 4.6 методических указаний.

6. Контрольные вопросы

1. Объясните последовательность работы реле при переводе из '+'' в "-" положение и обратно?

2. Как работает контрольная цепь?

3. Как работает фазоконтрольный блок?

4. Как производится реверсирование двигателя?

5. Для чего в схеме предусмотрены диоды, резисторы, конденсаторы?

6. Какие преимущества и недостатки имеет эта схема по сравнению с двухпроводной?

ЛИТЕРАТУРА

1 Переборов. А.С. и др. Телеуправление стрелками и сигналами. - М.: Транспорт, 1981, стр. 91-94.

2 Казаков Л.А. Релейная централизация стрелок и сигналов - М.: Транспорт, 1978, стр. 183-186.

3 Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / Вл.В. Сапожников, Б.Н. Елкин, И.М. Кокурин и др.; Под ред. Вл.В. Сапожникова. - М.: Транспорт, 1997. - 432 с.

4 Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Станционные системы автоматики”. Часть 2; Кустов Г.М., Карачевцев В.В., Санин А.М. - Харьков - 1984.

Лабораторная работа №5

станционные рельсовые цепи

1. Цель работы

Выполнение данной лабораторной работы предусматривает достижение следующих целей:

Изучение особенностей станционных рельсовых цепей (РЦ) и требований, предъявляемых к ним современными условиями эксплуатации.

Ознакомление с основными видами РЦ, применяемыми при автономной и электрической тяге постоянного и переменного тока.

Изучение способов изоляции стрелочных переводов и особенностей разветвленных РЦ.

Анализ работы разветвленной РЦ при повреждениях.

2. Основные сведения

2.1 Назначение и классификация станционных рельсовых цепей

Основным назначением станционных электрических рельсовых цепей является контроль занятости или свободности изолированных путевых участков, расположенных в пределах станции.

Под изолированными путевыми участками понимаются пути приема и отправления поездов, участки путей в горловинах станций со стрелками и без них, выделенные с помощью изолирующих стыков в самостоятельные электрические цепи.

Электрическая РЦ является основным путевым датчиком во всех современных автоматических и телемеханических систем регулирования движения поездов на железнодорожном транспорте.

В станционных системах централизованного управления стрелками и сигналами РЦ позволяют:

– устанавливать поездные и маневровые маршруты при условии получения достоверной информации о свободности изолированных путей и стрелочных секций в зоне движения;

– исключать перевод централизованных стрелок под составом, а также разделку маршрута до его фактического освобождения;

– непрерывно контролировать состояние станционных путей и стрелочных участков на пульт-табло;

– передавать на локомотив оперативную информацию о состоянии впередилежащего светофора при движении поезда по главным и некоторым боковым путям станций;

– повысить постоянный контроль целостности рельсов железнодорожного пути.

Станционные РЦ из-за специфических особенностей работы станций и сложности их путевого развития отличаются от перегонных схемами включения путевых приемников, большой нестабильностью электрических параметров рельсовой линии, наличием последовательных и параллельных ответвлений, незначительной длинной в пределах стрелочных и бесстрелочных участков, выбором способов канализации тягового тока и др.

С целью выполнения необходимых зависимостей, в исполнительных схемах централизации стрелок и сигналов, путевые приемники станционных цепей совместно с другой релейной аппаратурой размещаются, как правило, на постах централизации. В связи с этим наибольшее распространение на станциях получили РЦ переменного тока, в которых за счет применения согласующих релейных трансформаторов, либо дроссель-трансформаторов с высоким коэффициентом трансформации, исключается большое падение напряжения в соединительных проводах и появляется возможность располагать аппаратуру на значительных расстояниях от концов рельсовых линий без дублирования жил кабеля.

В зависимости от путевого развития контролируемых участков станционные РЦ могут быть неразветвленными или разветвленными со специальными схемами изоляции и включения путевых приемников. В свою очередь они классифицируются по роду тяги, способу канализации обратного тягового тока, необходимости наложения устройств автоматической локомотивной сигнализации, роду питающего тока, способу контроля короткого замыкания изолирующих стыков, защитой путевых приемников от опасных и мешающих влияний различного рода помех.

Например, по наличию и способу канализации обратного тягового тока станционные цепи можно разделить на три большие группы: РЦ для участков с автономной тягой; РЦ для участков с электротягой постоянного тока; РЦ для участков с электротягой переменного тока. При этом в зависимости от способа канализации тягового тока РЦ двух последних групп разделяют на однониточные и двухниточные, в которых для пропуска обратного тягового тока выделяют соответственно либо одну рельсовую нить - тяговую, либо обе нити.

Наличие электрической тяги, род и способ канализации тягового тока в значительной степени усложняют схемы и конструкцию всех элементов станционных РЦ, увеличивают количество их видов и требуют применения специальной защиты от влияния тягового тока и его гармонических составляющих. В связи с этим, в каждом конкретном случае используются частоты сигнального тока 25 или 50 Гц. Кроме того, может использоваться включение различных фильтров, применяться непрерывный или импульсный режим питания, а также фазовые путевые приемники, обладающие свойствами амплитудной, фазовой и частотной селективности.

К станционным РЦ предъявляются следующие требования, обусловленные специфическими условиями их эксплуатации:

1) безотказность действия в реально существующем диапазоне проводимости изоляции рельсовых линий;

2) высокая надежность защиты путевых приемников от помех тягового тока и других источников;

3) ускоренная реакция цепи на воздействие поездного шунта;

4) экономичность как по затратам на оборудование, так и эксплуатационным расходам.

2.2 Неразветвленные рельсовые цепи

Неразветвленными РЦ оборудуются приемоотправочные пути станций, все бесстрелочные участки, прилегающие к перегонам или тупикам. На рис. 1 приведена рельсовая цепь переменного тока 50Гц с путевым реле ДСШ - 13 без дроссель-трансформаторов при автономной тяге.

Рисунок 1 - Неразветвленная РЦ 50 Гц

Поскольку данные РЦ применяют с учетом перспективы введения электротяги переменного тока и РЦ 25 Гц, то устанавливают трансформаторы типов ПРТ - А и ПТ - 25А, путевые реле ДСШ - 13 и автоматические выключатели.

С целью надежного контроля короткого замыкания изолирующих стыков смежных РЦ предусматривается:

– чередование полярности в цепях постоянного тока;

– чередование мгновенных полярностей в цепях переменного тока 50 Гц с непрерывным питанием и одноэлементными путевыми реле; при этом рекомендуется на стыках смежных РЦ устанавливать реле - реле (Р-Р) или трансформатор - трансформатор (Т-Т);

– чередование импульсов различных последовательностей в импульсных цепях 25 Гц с одноэлементными приемниками;

– чередование фаз (мгновенных полярностей) в цепях 25 Гц и 50 Гц с двухэлементными реле типа ДСШ.

2.3 Разветвленные рельсовые цепи

Для обеспечения непрерывного контроля состояния изолированного участка все элементы рельсовой цепи должны обтекаться сигнальным током. Для реализации этого требования на станциях с изоляцией путей в пределах стрелочных участков устраиваются разветвленные рельсовые цепи. Стрелочная секция не должна включать более трех одиночных или двух спареных стрелок. Ответвления стрелочных изолированных секций включаются параллельно. На боковых ответвлениях устанавливаются реле, причем их общее количество не должно превышать трех. При большем количестве реле невозможно отрегулировать, поэтому она работает неустойчиво.

Находясь на приемном конце рельсовой цепи реле, не только фиксирует вступление подвижной единицы, но и непрерывно контролирует исправность всех составных частей цепи и протекание сигнального тока. Однако в отдельных случаях реле на ответвлениях могут не устанавливаться: в местах, где осуществляется только маневровая работа; в парках отправления грузовых поездов; на ответвлениях длинной менее 60 м от центра перевода до изолирующего стыка.

Такие ответвления в нормальном режиме не обтекаются сигнальным током, а только находятся под напряжением. Это позволяет фиксировать вступление подвижной единицы только при исправных элементах, которые подключаются параллельно основной цепи. В случае выхода из строя, например соединителя, который обеспечивает подключение бокового участка, при занятии данного участка поездом, рельсовая цепь будет показывать ложную свободность. Поэтому боковые параллельные ответвления, на которых не установлено реле, оборудуются двумя соединителями, основным и дублирующим. Таким образом повышается надежность и безопасность работы рельсовой цепи. Примером таких рельсовых цепей могут быть участки на спареных стрелках, боковые ответвления которых не оборудованы реле, так как имеют длину менее 60 м.

Для обеспечения работы автоматической локомотивной сигнализации в станционных РЦ применяется кодирование путем наложения кодовых сигналов АЛС. Согласно существующим требованиям кодирование должно производиться на:

- главных путях, по которым предусмотрен прием и отправление поездов;

- боковых путях, по которым предусмотрен безостановочный пропуск поездов;

- боковых путях, по которым осуществляется прием и отправление пассажирских поездов;

- на станциях до шести путей все они должны кодироваться.

Кодирование может осуществляться как с релейного так и с питающего концов. Это зависит от направления движения поездов. На участках, где возможны маршруты как приема так и отправления, предусматривается кодирование с обоих сторон. Кодирование требует дополнительных средств, поэтому изолирующие стыки ставятся на ответвлении, что также способствует надежности работы рельсовых цепей.

На рис. 2 приведена разветвленная РЦ переменного тока 50 ГЦ с реле ДСШ 13 с учетом перехода на электротягу переменного тока и наложением кодовых сигналов АЛС на питающем конце.

Рисунок 2 - Разветвленная РЦ 50Гц

На станциях с электрической тягой рельсовые цепи кроме своей основной функции должны обеспечивать пропуск тягового тока в обход изолирующих стыков. Для пропуска тягового тока в обход изолирующих стыков в однониточных цепях устанавливают тяговый соединитель, а в двухниточных дроссель-трансформатор. Все кодируемые участки должны оборудоваться двухниточными рельсовыми цепями. Для канализации обратного тягового тока каждая рельсовая цепь должна иметь не менее двух выходов. В двухниточных рельсовых цепях, для пропуска обратного тягового тока, между собой соединяются средние точки дроссель-трансформаторов соседних РЦ.

3. Описание рабочего места

Лабораторная работа выполняется на макете станционной разветвленной рельсовой цепи с частотой сигнального тока 50 Гц (рис. 3). Источник питания путевой трансформатор ПТ и изолирующие ИТ трансформаторы типа ПРТ-А, а также ограничивающие резисторы R установлены внутри макета.

Рис. 3 Макет разветвленной рельсовой цепи 50ГЦ

На передней панели расположены: органы управления, путевые реле типа ДСШ - 13, лампочки, сигнализирующие о состоянии путевого реле, схема РЦ (рис. 3), выводы схемы.

4. Методика выполнения работы

Предварительно изучить разделы 1, 2, 3 данных методических указаний.

Собрать схему РЦ (с помощью внешних перемычек соединить выводы схемы в соответствии с рис. 2).

Включить макет с помощью тумблера на лицевой панели и убедиться в работоспособности схемы на основе индикации лампочек и состоянии путевых реле.

Изучить работу схемы РЦ при различном сопротивлении балласта. Для этого необходимо с помощью настроечных перемычек подключить к рельсовой цепи различные сопротивления изоляции (по заданию преподавателя) и измерить напряжения на путевых реле (рис. 3). Результаты измерения занести в таблицу (по образцу таблицы 1). На основании полученных результатов построить график зависимости .

Таблица 1

Проанализировать работу РЦ в следующих условиях работы:

а) шунтирование питающего конца РЦ;

б) шунтирование основного ответвления;

в) шунтирование бокового ответвления;

г) излом рельса основного ответвления;

д) излом рельса бокового ответвления;

е) обрыв стрелочного соединителя.

Имитация данных условий работы производится путем установки дополнительной перемычки, либо снятия существующей. При этом необходимо соблюдать следующую последовательность: сначала проанализировать реакцию схемы РЦ на предстоящее воздействие, а затем выполнить соответствующее действие со схемой РЦ и убедиться в правильности определения ожидаемой реакции. Результаты анализа занести в таблицу 2.

Таблица 2

5. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

Схему разветвленной РЦ, изображенную на рис. 2 или другую по указанию преподавателя.

Простейшие схемы РЦ, иллюстрирующие способы изоляции стрелочных переводов.

Таблицу измерений напряжения на путевом реле при различных сопротивлениях балласта, а также график зависимости . Таблицу наблюдений за состоянием путевых реле в процессе выполнения работы.

Анализ работы РЦ по результатам, отраженным в таблице.

6. Контрольные вопросы

Для чего предназначены станционные РЦ?

1. По каким признакам осуществляется классификация РЦ?

2. Охарактеризуйте требования, предъявляемые к станционным РЦ.

3. Приведите способы контроля короткого замыкания изолирующих стыков смежных РЦ.

4. Каким образом обеспечивается контроль ответвлений на станции, почему на одни ответвления ставятся реле, а на другие нет?

5. Каким образом в станционных рельсовых цепях обеспечивается канализация тягового тока?

6. На основе чего решаются вопросы кодирования участков и путей на станции, от чего зависит направление кодирования? Приведите примеры.

Литература

1 Аркатов В.С., Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. - М.: Транспорт, 1990. - 295с.

2 Аркатов В.С., Баженов А.И., Котляренко Н.Ф. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник. 2-е изд. М.: Транспорт, 1992. 384с.

3 Автоматика та комп'ютерні системи на станції. Частина 2. Датчики та виконавчі пристрої систем централізації. Демченко О.Ф., Ісаєв Л.О., Поддубняк В.Й., Мойсеенко В.І., Семікова Т.І., Соболєв Ю.В. - Харків: “Регіон-інформ”, 1999. - 144 с.

4 Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Станционные системы автоматики”. Часть 1; Кустов Г.М., Карачевцев В.В., Санин А.М. - Харьков - 1982.

Размещено на Allbest.ru