Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выпускная квалификационная работа на тему «Разработка устройств автоматики перегона с электрической тягой»

Аннотация

Выпускная квалификационная работа на тему «Разработка устройств автоматики перегона с электрической тягой» состоит из аналитического обзора, технического требования, в котором отражено требование предъявляемые к интервальному регулированию движением на перегоне, эксплуатационного раздела, технического раздела состоящего из выбора системы автоблокировки, оборудование перегона рельсовыми цепями, путевым планом перегона, увязки перегона со станцией, схемы смены направления, схемы сигнальных точек. В качестве специального задания рассматривается сбои кодов АЛС.

В разделе охрана труда рассмотрены факторы, определяющие повышенную опасность труда при работах на перегонах.

Annotatsiya

“Elektr tortqili peregon avtomatika qurilmasini ishlab chiqish” bitiruv ishi analitik tahlil, peregonda harakatni interval boshqaruviga qo`yilgan talablar aks etgan texnik talablar, ekspluatatsion bo`lim va avtoblokirovka tanlovi, peregon rels zanjirlari, peregonning yo`l plani, peregonning stansiya bilan bog`lanishi, yo`nalishni o`zgartirish sxemasi, signal nuqtalarini o`z ichiga olgan texnik bo`limni, bundan tashqari maxsus topshiriq bo'limida ALS kodlarini buzilishi o'rganilib chiqilgan.

Mehnat muhofazasi bo`limida «Peregonda ishlash jarayonida yuqori xavf tug'diruvchi omillar» mavzusi o'rganilib chiqilgan.

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

2. Технические требования

3. Эксплуатационная часть

3.1 Характеристика участка

3.2 Характеристика прилегающей к перегону станции

3.3 Обоснование выбора проектируемой системы автоблокировки

4. Техническая часть

4.1 Путевой план перегона

4.2 Принципиальные схемы сигнальных установок

4.3 Схема включения генератора ЧДК

4.4 Расчет рельсовой цепи

4.5 Увязка перегонных устройств со станционными

4.5.1 Общие положения

4.5.2 Однониточный план прилегающей к перегону станции.

4.5.3 Двухниточный план станции

4.5.4 Станционные рельсовые цепи

4.5.5 Кодирование станционных рельсовых цепей

4.6 Схема смены направления движения

4.7 Схемы увязки двухпутной автоблокировки со станционными устройствами

5. Cбои кодов АЛСН

6. Охрана труда

6.1 Факторы, определяющие повышенную опасность труда при работах на перегонах

Заключение

Список использованных источников

Введение

Учитывая актуальность вопросов модернизации секторов экономики, приведение их параметров к мировым стандартом, Президент Республики Узбекистан отмечал: «… стало реальным возможным обустроит Республику действительно исхода из её национальных интересов и потребностей, климатических условий …». Для этого необходимо внедрение в производство передовых технологий и достижений науки. Это не только повышает производительность труда, но и становится источником увеличения прибыли.

На последовательную реализацию этих целевых задач направления комплексная программа модернизации железнодорожной отрасли Узбекистана до 2016 г., которая включает в себя обновление парка подвижного состава, реабилитацию путей, первоочередное меры по реконструкции и модернизации специализированных промышленных предприятий. Данная концепция предусматривает также ввод в эксплуатацию новых для нас и всего региона скоростных пассажирских составов, что в принципе меняет облик и отношение людей к этому виду транспорта.

Их усиленное решение, несомненно будет способствовать дальнейшему совершенствованию системы железнодорожной сообщении и углублению интеграционных процессов, повышает экономически важной для наших государств отношений.

Автоматическая блокировка является наиболее совершенным средством интервального регулирование движение поездов на перегоне. Его оборудование большинство сетей железных дорог нашей страны. Благодаря применению рельсовых цепей, связывающих поезда с сигнальными показаниями светофоров автоблокировки повышает безопасность движение поездов. Одновременно за счет деления межстанционных переездов. На отдельные блок-участки достигается увеличение пропускной способности железнодорожных линий, что положительно сказывается на технико-эксплуатационных показателях работы железных дорог. Однако действие АБ ограничивается малыми сигнальными показаниями светофоров и поэтому безопасность движение при ней целиком зависит от точности исполнение требований сигналов машинистами локомотивов. Для обеспечение безопасности движения поездов устройства автоблокировки дополняется автоматической локомотивной сигнализацией непрерывного типа, кроме того, при наличии переездов мест повышенной опасности для движения поездов и автотранспорта автоблокировка дополняется автоматическими устройствами ограждение переездов.

Комплексное использование указаний устройств автоматики и телемеханики составляет сущность высокоэффективной системы регулирование движение поездов широко применяемой на железных дорогах.

1. Аналитический обзор

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

Числовая кодовая автоблокировка

Числовую кодовую блокировку проектируют при любых видах тяги поездов. При электрической тяге постоянного тока используют рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц, при электрической тяге переменного тока - на частоте 25 Гц.

Числовая кодовая блокировка - беспроводная. Информация между сигнальными точками передаются по рельсовым нитям кодовыми сигналами КЖ, Ж, З с числовыми признаками. Этим 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 на встречу поезда.

Унифицированная самопроверяемая автоматическая блокировка

Унифицированная самопроверяемая автоматическая блокировка разработана для применения на электрифицированных и неэлектрифицированных линиях, на однопутных и двухпутных участках. Для контроля состояния блок-участков в системе используются фазовые рельсовые цепи с непрерывным питанием на частоте 25 Гц. При вступлении поезда на блок-участок рельсовая цепь кодируется импульсами числового кода АЛС. Проходные светофоры увязаны посредством двух пар линейных проводов Л-ОЛ и О-ОИ, по которым передается информация о состоянии впереди лежащих блок-участков и участков приближения.

Унифицированная система обладает следующими эксплуатационно-техническими качествами:

· повышенным уровнем защищенности рельсовых цепей от опасных влияний и от воздействия при сходе изолирующих стыков;

· сохранением запрещающего показания на светофоре, ограждающем блок-участок, при потере шунта подвижной единицы;

· тестовой проверкой достоверности разрешающего показания на проходном светофоре, осуществляемой в процессе прохождения поезда;

· наличием активного контроля правильности функционирования основных схемных узлов и элементов сигнальной установки при движении поезда.

Автоблокировку с тональными рельсовыми цепями и изолирующими стыками (АБТc) применяют как на однопутных, так и на двухпутных линиях с любыми видами тяги. Эту систему можно применять на участках с низким (не менее 0,04 Ом. км) и нормальным (не менее 1 Ом . км) удельными сопротивлениями балласта. Максимальную длину рельсовой цепи в зависимости от требуемого минимального удельного сопротивления балласта, r_иmin можно выбирать в пределах от 150 до 1000м. При ограничении изолирующими стыками с двух сторон эта длина может составлять 1300 м.

На участках с низким сопротивлением балласта каждый блок-участок оборудуют несколькими рельсовыми цепями тональной частоты без установки дополнительных изолирующих стыков. Число рельсовых цепей и их длина зависят от минимально допустимого удельного сопротивления балласта. Эта длина не превышает 500 м.

Аппаратуру рельсовых цепей размещают в релейных шкафах на сигнальных точках. Как правило, на каждой сигнальной точке размещают два шкафа: в одном располагают релейную аппаратуру и аппаратуру числовой АЛС, в другом - передающую и приемную аппаратуру до 10-12 рельсовых цепей (генераторы и приемники). Для работы рельсовых цепей используют три несущие частоты сигнального тока.

Сигнал АЛС подается в рельсовые цепи блок-участка по мере занятия их поездом. Начало кодирования определяется вступлением поезда на рельсовую цепь, а окончание - моментом занятия следующей по ходу движения рельсовой цепи.

В путевых коробках непосредственно у линии размещают трансформаторы и приборы защиты.

На участках с нормальными удельными сопротивлениями изоляции блок-участок, как правило, содержит две рельсовые цепи (кроме блок-участков с переездами), максимальная длина которых может составлять 1000 м. При длине блок-участка (без переезда) не более 1300 м он может включать одну рельсовую цепь со стыками.

В обоих вариантах АБТc на участках с электротягой для пропуска тягового тока через изолирующие стыки используют типовые дроссель-трансформаторы ДТ-0,2, ДТ-0,6, ДТ-150. Дополнительные трансформаторы в местах подключения аппаратуры к рельсовой линии не устанавливают.

Основное электропитание аппаратуры рельсовых цепей предусматривают от высоковольтной линии автоблокировки. В качестве резерва можно использовать линии продольного энергоснабжения, а на участках с автономной тягой - аккумуляторные батареи.

В данной выпускной работе в качестве системы интервального регулирования движения поездов выбрана числовая кодовая автоблокировка (ЧКАБ). ЧКАБ, применяется как типовая на участках с надежным электроснабжением, имеет следующие особенности:

· питание всех устройств осуществляется переменным током.

· применяются только импульсные рельсовые цепи с путевым реле на входном конце рельсовой цепи (РЦ), при этом импульсное питание РЦ представляет собой кодовые сигналы общие для автоблокировки и локомотивной сигнализации, увязка сигнальных показаний смежных попутных светофоров осуществляется с помощью кодовых сигналов.

· наличие устройств диспетчерского контроля за движением поездов.

2. Технические требования

Правила технической эксплуатации железных дорог Республики Узбекистан устанавливают основные положения и порядок работы железной дороги и работников железнодорожного транспорта, основные размеры, нормы содержания важнейших сооружений, устройств и подвижного состава и требования, предъявляемые к ним, систему организации движения поездов и принципы сигнализации.

Правила технической эксплуатации обязательны для всех подразделений и работников железнодорожного транспорта, а их выполнение обеспечивает слаженность всех звеньев железнодорожного транспорта, четкую и бесперебойную работу и безопасность движения.

Согласно «Правил технической эксплуатации железных дорог Узбекистана» предъявляются следующие требования к автоблокировке:

«Перед всеми входными и проходными светофорами прикрытия должны устанавливаться предупредительные светофоры. На участках, оборудованных автоблокировкой, каждый проходной светофор является предупредительным по отношению к следующему светофору.

На участках, где автоматическая локомотивная сигнализация применяется как самостоятельное средство сигнализации и связи, предупредительные светофоры перед входными светофорами могут не устанавливаться.

На линиях, оборудованных автоблокировкой с трехзначной сигнализацией, расстояние между смежными светофорами должно быть не менее тормозного пути, определенного для данного места при полном служебном торможении и максимальной скорости, но не более 120 км/ч для пассажирских поездов и 80 км/ч для грузовых поездов, и, кроме того, должно быть не менее тормозного пути при экстренном торможении с учетом пути, проходимого поездом за время, необходимое для воздействия устройств автоматической локомотивной сигнализации и автостопа на тормозную систему поезда. При этом на участках, где видимость сигналов менее 400 м, а также на линиях, вновь оборудуемых автоблокировкой, указанное расстояние, кроме того, должно быть не менее 1000 м.

На линиях, ранее оборудованных автоблокировкой с трехзначной сигнализацией, отдельные светофоры могут быть оставлены с разрешения председателя ГАЖК на расстоянии менее необходимого тормозного пути. На таком светофоре, а также на предупредительном к нему должны устанавливаться световые указатели. На станциях световые указатели применяются, когда расстояние между смежными светофорами (входными, маршрутными, выходными) главного пути менее необходимого тормозного пути.

Линии с особо интенсивным движением пригородных поездов, где требуются иметь блок-участки короче минимальной длины, установленной сигнализации, оборудуются автоблокировкой с четырехзначной сигнализацией.

На линиях, оборудованных автоблокировкой с трехзначной сигнализацией, на которых обращаются пассажирские поезда со скоростью более 120 км/ч или грузовые поезда со скоростью более 80 км/ч, движение их с установленной максимальной скоростью разрешается при зеленом огне локомотивного светофора, если обеспечивается остановка поезда перед путевым светофором с запрещающим показанием при применении служебного торможения после смены зеленого огня локомотивного светофора на желтый.

На участках с полуавтоматической блокировкой расстояние между входным, маршрутным, выходным светофорами должно быть не менее тормозного пути, определенного для места при полном служебном торможении и максимальной реализуемой скорости, а при наличии путевых устройств автоматической локомотивной сигнализации это расстояние, кроме того, должно быть не менее тормозного пути при экстренном торможении с учетом пути, проходимого поездом за время, необходимое для воздействия устройств автоматической локомотивной сигнализации и автостопа на тормозную систему поезда.

На участках, не оборудованных автоблокировкой, предупредительные светофоры устанавливаются от основных светофоров на расстоянии не менее тормозного пути определенного для данного места при экстренном торможении и максимальной реализуемой скорости, а при наличии на участках приближения путевых устройств автоматической локомотивной сигнализации -- на расстоянии не менее тормозного пути при экстренном торможении с учетом пути, проходимого поездом за время, необходимое для воздействия устройств автоматической сигнализации и автостопа на тормозную систему поезда при максимальной реализуемой скорости.

На участках, где автоматическая локомотивная сигнализация применяется как самостоятельное средство сигнализации и связи, длина двух смежных блок-участков должна быть не менее тормозного пути, определенного для данного места при экстренном торможении с учетом пути, проходимого поездом за время, необходимое для воздействия устройств автоматической локомотивной сигнализации и автостопа на тормозную систему поезда при максимальной реализуемой скорости.

На участках, оборудованных автоблокировкой, нормальным показанием проходных светофоров является разрешающее, а входных, маршрутных и выходных - запрещающее.

На участках железных дорог, где, маршрутные светофоры могут переводиться на автоматическое действие для сквозного прохода по станции, разрешающее показание является нормальным при переводе их на автоматическое действие.

На участках, не оборудованных автоблокировкой, нормальным показанием входных, выходных светофоров является запрещающее.

Нормальное показание светофоров прикрытия устанавливается председателем АЖ.

Проходные светофоры автоматической блокировки устанавливаются на границах между блок-участками, а проходные светофоры полуавтоматической блокировки - на границах между межпостовыми перегонами.

На участках, где автоматическая локомотивная сигнализация применяется как самостоятельное средство сигнализации и связи, на границах блок-участков устанавливаются сигнальные знаки «Граница блок-участка».

На двухпутных перегонах при движении по неправильному пути по сигналам локомотивного светофора границей блок-участка является светофор автоблокировки, установленный для движения по правильному пути.

Перегоны, как правило, должны быть оборудованы путевой блокировкой, а на отдельных участках - автоматической локомотивной сигнализацией, применяемой как самостоятельное средство сигнализации и связи, при которой движение поездов на перегоне в обоих направлениях осуществляется по сигналам локомотивных светофоров.

Устройства автоматической и полуавтоматической блокировки не должны допускать открытия выходного или проходного светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого ими блок-участка (межстанционного или межпостового перегона), а также самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное электроснабжение или наоборот.

На однопутных перегонах, оборудованных автоматической или полуавтоматической блокировкой, после открытия на станции выходного светофора должна быть исключена возможность открытия соседней станцией выходных и проходных светофоров для отправления поездов на этот же перегон в противоположном направлении.

Такая же взаимозависимость сигналов должна быть на двухпутных и многопутных перегона, оборудованных автоматической или полуавтоматической блокировкой для двустороннего движения по каждому пути.

На оборудованных автоблокировкой однопутных участках с двухпутными вставками, а также на двухпутных и многопутных перегонах грузонапряженных линий, где движение по показаниям автоблокировки осуществляется в одном направлении, могут предусматриваться устройства, позволяющие в противоположном направлении (по неправильному пути) обеспечивать движение по сигналам локомотивных светофоров. Эти устройства, в зависимости от применяемых технических решений, действуют постоянно или включаются на период производства ремонтных, строительных и восстановительных работ.

При автоматической блокировке все светофоры должны автоматически принимать запрещающее показание при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае нарушения целости рельсовых цепей этих участков.

На станциях, расположенных на участках, оборудованных путевой блокировкой, эти устройства должны иметь ключи-жезлы для хозяйственных поездов, а на станциях участков с полуавтоматической блокировкой, где применяется подталкивание поездов с возвращением подталкивающего локомотива, - ключи-жезлы и для них.

На станциях, расположенных на линиях, оборудованных автоматической и полуавтоматической блокировкой, должны быть устройства:

· не допускающие открытия входного светофора при маршруте, установленном на занятый путь;

· обеспечивающие на аппарате управления контроль занятости путей и стрелок.

Автоматическая блокировка должна дополняться автоматической локомотивной сигнализацией и устройствами диспетчерского контроля, а полуавтоматическая блокировка - автоматической локомотивной сигнализацией на участках приближения.

Устройства диспетчерского контроля за движением поездов на участках, оборудованных автоблокировкой, должны обеспечивать контроль установленного направления движения (на однопутных перегонах), занятости блок-участков, главных и приемо-отправочных путей на промежуточных станциях, показаний входных и выходных светофоров.

Вновь внедряемые системы диспетчерского контроля, кроме перечисленных в настоящем пункте требований, должны обеспечивать контроль технического состояния устройств СЦБ.

Перегоны с автоблокировкой и станции с электрической централизацией стрелок должны оборудоваться автоматической системой оповещения работников, выполняющих работы на путях, о приближении поезда в соответствии с планами, утверждаемыми председателем АЖ.»[2]

На проектируемом участке железной дороги согласно «Инструкции по сигнализации на железных дорогах Узбекистана» предусматривается трехзначная сигнализация. Применяются линзовые нормально-горящие светофоры, которые устанавливаются с правой стороны по ходу движения поезда.

В соответствии с «Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Узбекистана»: подаются сигналы:

· один зеленый огонь - «Разрешается движение с установленной скоростью; впереди свободны два или более блок-участка»;

· один желтый огонь - «Разрешается движение с готовностью остановиться; следующий светофор закрыт»;

· один красный огонь - «Стой! Запрещается проезжать сигнал».

На участках, оборудованных автоблокировкой с трехзначной или четырехзначной сигнализацией, на проходных светофорах, расположенных перед входными светофорами (предвходными), применяются, кроме того, сигналы:

· один желтый мигающий огонь - «Разрешается движение с установленной скоростью; входной светофор открыт и требует проследования его с уменьшенной скоростью; поезд принимается на боковой путь станции»;

· один зеленый мигающий огонь - «Разрешается движение с установленной скоростью; входной светофор открыт и требует проследования его со скоростью не более 80 км/ч; поезд принимается на боковой путь станции».

На мачте предвходного светофора устанавливается оповестительная табличка с отражателями на ней.

Предвходной светофор по неправильному пути, по которому движение осуществляется по сигналам локомотивного светофора, сигнализирует теми же сигналами, что и предвходной на участках, оборудованных автоблокировкой с трехзначной сигнализацией.

перегон генератор автоблокировка сигнальный

3. Эксплуатационная часть

3.1 Характеристика участка

Для проектирования задан перегон, расположенный на двухпутном участке с электротягой переменного тока железной дороги. Перегон имеет протяжённость 20 км. Интервал попутного следования поездов 8 минут. Проходные светофоры имеют трёхзначную сигнализацию.

3.2 Характеристика прилегающей к перегону станции

Данная участковая станция - раздельный пункт, имеющий путевое развитие, на котором кроме скрещения и обгона производятся операции по приему, отправлению и пропуску поездов, операции по приему и выдачи грузов и обслуживание пассажиров, производится маневровая работа по расформированию и формированию поездов и технические операции с ними.

Станция является крупной, число электрически централизованных стрелок в четной горловине станции - 21. На станции имеется 9 приемоотправочных путей; тупик для маневровой работы и отстоя локомотивов и вагонов. Движение по всем путям может осуществляться в четном и нечетном направлении.

Применяемая тяга поездов - электротяга переменного тока. Поэтому на станции применяются фазочувствительные рельсовые цепи частотой 25 Гц с реле типа ДСШ. Минимальная длина приемо-отправочных путей - не менее 1250 метров.

Схематический план (плакат 3) в однониточном изображении выполнен без масштаба. На плане показаны расположение и нумерация стрелок и светофоров, специализация путей, разметка изолирующих стыков из условий габаритных границ каждого пути и максимально полезных длин приемо-отправочных путей.

Входной и выходные светофоры с главного пути (IП), пути безостановочного прохода (IП) и путей отправления пассажирских поездов (IП, 9П) - мачтовой конструкции, чем обеспечивается их большая видимость.

Для выполнения маневровой работы в горловине станции установлены маневровые карликовые светофоры. Станционные поездные и маневровые светофоры обозначены буквами и арабскими цифровыми индексами. Полное обозначение поездного светофора зависит от направления движения и специализации приемо-отправочных путей.

Входной светофор нечетного направления обозначен Ч, выходные с путей IП, 3П, 5П, 7П, 9П - Н1, Н3, Н5, Н7, Н9. Маневровые светофоры в четной горловине станции обозначены буквой М с возрастающими четными номерами в направлении к оси станции, например М2, М4 и т. д.

На плане станции также показаны в нормальном (плюсовом) положении все централизуемые стрелки и их нумерация. В нечетной горловине станции стрелки пронумерованы порядковыми нечетными номерами, возрастающими в направлении к оси станции.

На путях укладываются рельсы марки Р65. Стрелки имеют марку крестовины 1/11. Ширина междупутий- 5,3 метра. Главные пути кодируются токами автоматической локомотивной сигнализации.

3.3 Обоснование выбора проектируемой системы автоблокировки

Трёхзначная числовая кодовая автоблокировка используется с кодовыми рельсовыми цепями частотой 25 Гц. При трёхзначной блокировке поезда следуют на зелёный огонь и разграничены тремя блок - участками. Интервал времени между поездами 8 минут и менее, при скорости движения поездов до 120 км/ч.

Так как на данном участке применяется электрическая тяга переменного тока, то применение рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц, делает их достаточно защищёнными от действия тягового тока.

Данная автоблокировка обеспечивает движение поездов со скоростью 120 км/ч, с интервалом движения 8 мин. и менее, что вполне удовлетворяет заданной пропускную способность. Кодовая рельсовая цепь обеспечивает контроль состояния блок-участков и увязку показаний проходных светофоров.

Для получения частоты 25 Гц используются статические преобразователи частоты 50/25Гц, которые применяются на каждой сигнальной установке и получают основное питание от высоковольтной линии автоблокировки, а резервное от контактной сети переменного тока промышленной частоты. В настоящее время при новом строительстве на линиях с электротягой переменного тока применяются только рельсовые цепи 25Гц.

Резервное питание на сигнальную установку подаётся от системы ДПР (два провода - рельс) через понижающие трансформаторы типа ЗНОМ, установленные в КТПО (комплектная трансформаторная подстанция однофазная).

Основными элементами числовой кодовой автоблокировки являются: рельсовая цепь переменного тока частотой 25 Гц, датчик числового кода и дешифратор. Питающий конец рельсовой цепи располагается на выходном, а релейный - на входном конце блок-участка.

Кодовое питание в рельсовую цепь подаётся от путевого трансформатора ПТ через контакт трансмиттерного реле, на релейном конце устанавливается импульсное реле, включенное через защитный фильтр ФП 25. В качестве датчика числового кода используется кодовый путевой трансмиттер КПТШ, вырабатывающий коды: КЖ, Ж, З. В рельсовую цепь импульсы числового кода передаются контактом трансмиттерного реле Т, которое подключено к выходу кодового путевого трансмиттера КПТШ.

4. Техническая часть

4.1 Путевой план перегона

Путевой план перегона составляется на основании расчета проходных светофоров. При расстановке сигнальных точек пользуемся условиями корректировки их мест нахождения:

· длина блок-участка должна быть не менее тормозного пути, но и не менее 1000 м;

· длина блок-участка должна быть не более 2600м;

· между входным светофором и предвходным должно быть не более 1000...1500 м;

· следует избегать установки светофоров в местах значительного перелома профиля пути, в кривых, за мостами и другими искусственными сооружениями;

· разрешается переносить светофоры в пределах одной минуты в рассматриваемом направлении.

Далее расставляем релейные шкафы (РШ), с указанием его типа (для каждого предвходного - ОМ, 2-я и 4-я сигнальные точки - ОИ, если имеется переезд то в случае, когда достаточно извещения за один блок-участок - ОП1, за два блок-участка - ОП2, все остальные сигнальные точки - О).

Путевой план перегона показан на плакате №1 графической части.

На путевом плане перегона показаны следующие элементы проектирования:

Рельсовые цепи в двухниточном изображении, светофоры, а также указаны изолирующие стыки. В кодовой автоблокировке переменного тока питающие приборы расположены на выходном конце рельсовой цепи, а релейные на входном. При электротяге переменного тока на обоих концах рельсовой цепи устанавливаются малогабаритные дроссель-трансформаторы 2ДТ-1-150, которые рассчитаны на тяговый ток 300А. В кодовой автоблокировке с рельсовыми цепями 25 Гц переменного тока применяются путевые кодовые трансмиттеры типа КПТШ-515 и КПТШ-715, типы кодовых трансмиттеров в соседних сигнальных установках чередуются с тем, чтобы в смежные рельсовые цепи подавались кодовые импульсы от трансмиттеров разного типа, с целью защиты при сходе стыков.

2. Светофоры с указанием их номеров. Нумерация в четном направлении производится четными цифрами, в нечетном нечетными цифрами. Счет светофоров идет от входного светофора.

3. Релейные шкафы, типа ШРУ-М, в которых размещается аппаратура управления светофорами и рельсовыми цепями, с указанием типа кодового путевого трансмиттера КПТШ - 715 или КПТШ - 515. Чередование КПТШ необходимо для выполнения защиты при неисправности изолирующего стыка. Жильность кабеля к светофорам подсчитывается по принципиальным схемам с учетом необходимого количества запасных жил (10% от числа рабочих жил). Жильность кабеля к рельсовой цепи определяется по сборникам нормалей рельсовых цепей.

4. Линии ВЛ СЦБ - основное питание сигнальных установок напряжением 10 кВ. Для понижения напряжения до 220В осуществляется линейными трансформаторами типа ОМ (однофазный масляный). На сигнальных установках используются трансформаторы типа ОМ - 0,66 кВА, силовое напряжение в шкафу 220В; При электротяге переменного тока в качестве источника резервного питания применяется линия ДПР, подвешенной на опорах контактной сети напряжением 27,5 кВ, с подстанцией КПТО. КЯ6 - кабельные ящики служат для соединения воздушной линии с кабельной;

5. Магистральный кабель связи. На путевом плане перегона также показывается магистральный кабель связи, в котором размещаются линии связи автоблокировки: Н-ОН - смена направления движения; ДСН-ОДСН - двойного снижения напряжения; И-ОИ - извещение о приближении поезда; ОЗ-ОЗС - цепь включения мигающих огней на светофорах. Магистральный кабель связи разрезается у каждой сигнальной точки, жилы кабеля заводятся в релейный шкаф.

4.2 Принципиальные схемы сигнальных установок

Сигнальная установка предназначена:

· для дешифрации кодовых посылок и включения соответствующих лампочек светофоров;

· для формирования кодовых посылок и передачи их в соседние рельсовые цепи;

· для обеспечения работы АЛСН при движении в неправильном направлении.

Проектируемая двухпутная автоблокировка переменного тока работает как в правильном, так и в неправильном направлениях движения. Для этого в релейном шкафу каждой сигнальной установки применяется реле Н.

Рельсовые цепи обеспечивают контроль состояния каждого блок-участка и всего перегона. В зависимости от установленного направления движения, схемы рельсовых цепей коммутируются так, что на входном конце блок-участка включается импульсное путевое реле, а на выходном - кодовое питание.

Для формирования кодовых посылок в соседнюю рельсовую цепь служит путевой кодовый трансмиттер и реле Т, которое является его повторителем.

При перегорании лампы красного огня огневое реле снимает питание с трансмиттерного реле и коды не поступают в предыдущую рельсовую цепь, в результате чего в ней загорается красный огонь.

Выбор нужного кода осуществляется контактами реле Ж3 и ЗС, в зависимости от фактического показания светофора.

При изменении направления движения поездов на сигнальной точке срабатывает реле направлений Н и ставит под ток свой повторитель ПН. При этом обеспечивается:

· снижение питания на разрешающие огни;

· все рельсовые цепи, в том числе и рассматриваемая, переводятся в импульсный режим работы;

· работа АЛСН при движении в неправильном направлении обеспечивается дополнительным трансмиттерным реле ДТ и, контролирующим импульсную работу, реле ПДТ.

На каждой сигнальной установке применяется следующая релейная аппаратура:

БИ (БИ-ДА) - блок исключения;

БС (БС-ДА) - блок счётчиков;

БК (БК-ДА) - блок конденсаторов;

1Т, 2Т (ТШ-65В) -трансмиттерные реле;

1ПТ, 2ПТ (НМПШ2-400) - повторители реле направления;

КПТ (КПТШ) - трансмиттер;

Н (КШ1-80) - реле направления;

1Н, 2Н (НМШ1-400) - повторители реле направления;

1И, 2И (ИВГ-В) - импульсные путевые реле;

З, Ж (АНШ2-1230) - сигнальные реле;

О, РО, ОД (АОШ2-180/0,45) - огневые реле;

ОИ (НМШ2-900) - обратный повторитель импульсного реле;

Ж1 (АНМШ2-620) - повторитель реле Ж;

Ж2, Ж3 (НМШМ1-360) - повторители реле Ж;

Ж4, Ж5 (НМШ1-400) - повторители реле Ж;

З1 (НМШ1-400) - повторитель реле З;

Принцип действия автоблокировки на примере работы между 2 и 4 светофорами:

На втором предвходном светофоре горит жёлтый огонь. В соответствии с этим показанием в кодовом путевом трансмиттере контактами сигнальных реле выбирается код Ж. Трансмитерное реле 1Т работает в кодовом режиме и своим контактом посылает код Ж в рельсовую цепь 4П. У светофора 4 кодовое питание принимает реле 2И и своим контактом посылает его в дешифратор. После расшифровки кода Ж под ток встают сигнальные реле Ж и З, и их повторители: Ж1, Ж2, Ж3 и З1. На четвертом светофоре через контакты сигнальных реле включается зелёный огонь, а врельсовую цепь 6П подается код З.

В целях повышения надежности автоблокировки на красном показании проходного светофора применяются двухнитевые лампы, каждую из нитей ламп контролирует свое огневое реле, нормально находящиеся под током. Основную контролирует реле О, резервную ОД. Реле О и ОД включены с раздельными обмотками для контроля целостности нити лампы в горящем и в холодном состоянии. При перегорании основной нити лампы выключается реле О. Своим контактом переключает обмотки реле ОД. Контактами Ж2 и Ж4 последовательно с нитей лампы включена низкоомная обмотка реле ОД, красный на светофоре продолжает гореть.

Если на светофоре горит красный огонь, то при перегорании и резервной нити лампы выключается реле ОД и своим фронтовым контактом размыкает цепь кодирования кодом КЖ. На позади стоящем светофоре реле И прекращает работу, выключается Ж и его повторители и их контактами на светофоре включается красный огонь. Происходит автоматический перенос красного огня на позади стоящий светофор с целью повышения безопасности движения поездов.

Первая и вторая схемные защиты от опасных отказов при коротком замыкании изолирующих стыков основаны на том, что при дешифрировании кодовых сигналов проверяется асинхронное прохождение кодовых импульсов в смежных рельсовых цепях. Цепи дешифратора образуются только при асинхронной работе реле Ии Т, что является признаком целости изолирующих стыков и поступления кодовых импульсов только из собственной рельсовой цепи. Чтобы обеспечить асинхронное прохождение кодовых импульсов, кодирование смежных рельсовых цепей производят от трансмиттеров разных типов с различным временем кодовых циклов. С этой целью применяют два типа трансмиттеров - КПТШ-515 с длительностью кодового цикла 1,6сек. И КПТШ-715 с длительностью кодового цикла 1,86сек. У каждой сигнальной точки перегона эти трансмиттеры чередуются, чем обеспечивается необходимый сдвиг во времени прохождения кодовых импульсов в смежных рельсовых цепях. На всё время целостности изолирующих стыков реле Ии Т работают асинхронно и дешифратор правильно расшифровывает сигналы, поступающие из собственной рельсовой цепи.

Так как все трансмиттеры работают независимо и не синхронизируются, то сдвиг по времени прохождения кодовых импульсов в смежных рельсовых цепях периодически изменятся от полного совпадения до полного несовпадения. Дешифрирующие цепи заряда конденсаторов С1 и С3 создаются только в моменты несовпадения прохождения импульсов и не создаются в момент совпадения. За счёт не непрерывного, а периодического асинхронизма подзаряд конденсаторов происходит не в каждом кодовом цикле, а через различное число кодовых циклов. Чтобы обеспечить правильное питание сигнальных реле без подзаряда конденсаторов в течение нескольких кодовых циклов конденсаторы имеют запас номинальной ёмкости.

Включение дешифраторных ячеек данной двухпутной автоблокировки имеет следующие особенности. На спаренных сигнальных установках в цепь заряда конденсатора С1 блока БС, питающего реле Ж, включают последовательно соединённые контакты реле 1Т и 2Т для исключения возможности заряда конденсатора от импульсов смежной рельсовой цепи при коротком замыкании изолирующих стыков; в цепь возбуждения реле-счётчика 1А включены параллельно соединительные контакты трансмиттерных реле 1Т и 2Т, чтобы работа дешифратора не нарушалась при изменении направления движения.

Состояние красной лампочки передается по системе ЧДК диспетчеру ШЧ. С этой целью в принципиальные схемы введен контакт реле О. При занятом блок-участке осуществляется «горячий» контроль, а при свободном «холодный».

При вступлении поезда на рельсовую линию шунтируется релейный конец, прекращает работу реле И, и, следовательно, прекращает работу дешифраторная ячейка, обесточивается реле Ж и его повторители. Через тыловой контакт реле И и Ж1, встает под ток реле ОИ. Контактом ОИ подключается обмотка реле ПДТ на шайбы трансмиттера. Выбор шайб осуществляется контактами реле известителя приближения ИП, состояние которого зависит от количества свободных блок-участков впереди. Далее контактом ПДТ подключается ДТ, а через контакт ДТ подключается нужный код при неправильном направлении движения.

4.3 Схема включения генератора ЧДК

Контроль исправного состояния устройств сигнальных установок автоблокировки осуществляют средства частотного диспетчерского контроля.

В системе ЧКАБ применена система частотного диспетчерского контроля (ЧДК), которая передает на станции, ограничивающие перегон, от сигнальных установок информацию о движении поездов и, кроме того, передает информацию о наличии неисправностей в устройствах сигнальных и переездных установок. Система частотного диспетчерского контроля организована в линейной цепи двойного снижения напряжения (ДСН-ОДСН) (на рис. В, плакате 1 графического материала работы.). Цепь ДСН-ОДСН уплотнена схемой ЧДК.

С каждой перегонной сигнальной установки кроме информации о свободности блок-участка передается информация:

· состояние блок-участка;

· перегорание основной или резервной нити красной лампы;

· перегорание основной нити разрешающего показания светофора;

· отсутствие основного или резервного питания переменного тока.

Работа генератора при изменении состояния контролируемых объектов:

· Контролируемые объекты исправны, блок-участок свободен. В данной ситуации следует руководствоваться схемой таблицей 4.3.1, в которой приведены частотные кодовые сигналы. Фронтальными контактами реле КО, ДСН, С1 и А образуется перемычка между выходами 53 и 61 генератора, по которой транзисторы VT2 и VT3 усилителя получают постоянное питание. От генератора в линию подается непрерывный кодовый сигнал (1) на частоте данного генератора.

· Контролируемые объекты исправны, блок участок занят. Фронтовыми контактами реле С1 выключается питание генератора, генерация прекращается. Контрольный код в линию не поступает(2).

· Перегорела лампа красного огня. Через тыловые контакты реле КО образуются две перемычки 53-31 и 43-41. Включается и по несимметричной схеме начинает работать мультивибратор благодаря подключению дополнительного резистора R_Д1 параллельно резистору R_б4. От генератора посылается частотный код, в котором импульсы длительностью 0,3с разделяются интервалами 1с (3). Перегорание лампы красного огня контролируется как при свободном, так и при занятом состоянии блок-участка.

Таблица 4.3.1 Частотные кодовые сигналы

Тип кода	Код	Перемычки ГКШ
1		53-61
2	Код отсутствует	-
3		53-31 43-41
4		53-31
5		51-32 43-42
6		53-31 43-42-41

· Отсутствует переменный ток. Через тыловой контакт реле А образуется перемычка 53-31, через которую подается питание на мультивибратор и транзистор VT6. При открытии транзистора питание подается на усилительный каскад генератора. Мультивибратор работает по симметричной схеме. От генератора подается частотный код, состоящий из импульсов и интервалов одинаковой длительности 1с (4). Отсутствие переменного тока контролируется только при свободном состоянии блок-участка.

· Неисправна цепь двойного снижения напряжения. Через тыловые контакты реле ДСН образуются две перемычки 53-31 и 43-43, по которым подается питание на мультивибратор и генератор. Мультивибратор работает по несимметричной схеме благодаря подключению дополнительного резистора R_Д2 параллельно резистору R_б5. От генератора посылается частотный код, в котором импульсы длительностью 1с разделяются интервалами 0,3с (5).

· Исправное состояние всех устройств сигнальной установки. При симметричной работе мультивибратора генератора ГКШ импульсы и интервалы передаются одной длительностью 0,3с (6).

4.4 Расчет рельсовой цепи

Рельсовые цепи являются основным элементом практически всех устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации, электрической централизации стрелок и сигналов, автоматической переездной сигнализации, диспетчерского контроля движения поездов и других систем. В этих системах рельсовые цепи выполняют следующие функции: автоматически контролирует свободность и целость рельсовых нитей участков пути на перегонах и станциях;исключает возможность перевода стрелок под составом; с их помощью передаются кодовые и частотные сигналы с пути на локомотив, а также от одной сигнальной установки к другой; обеспечивают автоматический контроль приближения поездов к переездам и станциям и т.д. Рельсовые цепи автоматически контролируют свободность и занятость участков пути без какого-либо оборудование на подвижном составе, автоматически контролирует электрическую целость рельсовых нитей, обеспечивает территориальную селективность при передаче информации с пути на локомотив.

Таким образом, элементы рельсовых цепей выполняют ответственную функцию - обеспечение безопасности движения поездов. Поэтому они должны: обладать высокой надежностью и защитой от помех тягового тока и электромагнитных полей; быть простыми по устройству, доступными для работы и профилактических осмотров. Повреждения элементов рельсовых цепей не должны вызывать отказы, опасные для движения поездов, например, ложный контроль свободности рельсовых цепей при фактической занятости. Аппаратуры рельсовых цепей размещена в путевых коробках, релейных шкафах и на постах электрической централизации.

В кодовых рельсовых цепях переменного тока в качестве путевого приемника используют импульсное поляризованное реле, обмотка которого включена через выпрямитель, выполненный в виде моста из четырех кремневых диодов, расположенных в корпусе реле типа ИМВШ-110.

В данной выпускной работе используются рельсовые цепи при электротяге переменного тока с числовой кодовой автоблокировкой, и применяются кодовые рельсовые цепи переменного тока частотой 25 Гц. для пропуска тягового тока на стыках смежных рельсовых цепей устанавливают на обоих концах рельсовой линии одиночные (ДТ-1-150) или спаренные (2ДТ-1-150) дроссель-трансформаторы.

Путевым приемником кодовых сигналов служит импульсное реле ИМВШ-110, которое расположены на входном конце рельсовой линии. Путевой фильтр типа ФП-25 защищает его от влияния тягового тока 25 Гц и от перегрузки, возникающей при коротком замыкании изолирующих стыков.

В связи с низким коэффициентом трансформации ДТ (n=3), которое принято по условиям охраны труда, на обеих концах рельсовой цепи устанавливают изолирующие трансформаторы ИТ типа ПРТ-А (n=9,15) для согласования низкого входного сопротивления рельсовой линии (менее 1 Ом) с относительно высоким сопротивлением аппаратуры (около 100 Ом).

Исходные данные

Длина рельсовой линии берется из кривой скорости, после расстановки светофоров на перегоне. Определяем наиболее длинный отрезок блок-участка: где l=2.4 км

удельное сопротивление изоляции рельсовой линии r_иmin=1 Ом•км;

минимальное удельное сопротивление заземления контактных опор r_орmin=2 Ом•км;

удельное сопротивление рельс Z_r=0.5e^j52?;

индуктивное сопротивление рельса М₁₂=0.00135e^-j67?;

распространения волны рельсовой линий гl_kr=1.13e^j26?;

коэффициент наличия дроссель-трансформатораS₁=S₂=1.

При расчете РЦ принят схему кодовой рельсовой цепи частотой 25 Гц с наложением кодовых сигналов АЛС с питающего и релейного концов на несущий частоте 25 Гц используют на двухпутных участках железных дорог с учетом возможности движения поездов по неправильному пути по сигналам АЛС. Рельсовая цепь питается от высоковольтной линии переменного тока частотой 50 Гц, что дает возможность резервировать электропитание автоблокировки от линии электроснабжения. Сигнальный ток частотой 25 Гц получается от статического преобразователя частоты ПЧ 50/25-100 на выходе которого можно получить напряжения от 5 до 175 В через каждые 5 В, что используется для регулировки рельсовой цепи. Импульсное реле И устанавливают на входном конце рельсовой цепи с тем, чтобы кодирование осуществлялось навстречу поезду и обеспечивалась работа АЛС. Для нормальной работы устройств АЛС необходимо, чтобы при шунтировании входного конца рельсовой цепи при минимальном сопротивлении изоляции, ток в рельсах был не менее 1,4 А. параметры схемы релейного конца выбраны с учетом согласования уровня тока АЛС при наличии шунта на релейном конце (1,4 А) с уровнем напряжения на обмотке путевого реле (U_р=3,24 В) и входе фильтра (U_иф=6,6 В, I_ф=0,03 А). От мешающего влияния тягового тока и его гармонических составляющих импульсное путевое реле защищено электрическим фильтром ФП типа ФП-25.

Разделения сигнального и тягового токов на границах рельсовых цепей осуществляется с помощью дроссель-трансформатора типа ДТ-1-150 без воздушного зазора с высоким сопротивлением обладающего нелинейной вольтамперной характеристикой и малым коэффициентом трансформации n=3.

Для стабилизации сопротивлений по концам выбирают ограничитель в виде резистора R₀сопротивлением 200 ом, аргумент сопротивления которого равен 0. Для согласования аппаратуры с рельсовой линией на обоих концах имеются согласующие (изолирующие) трансформаторы ИТ1, ИТ2. Совместно с автоматическими выключателями типа АВМ-1 эти трансформаторы защищают аппаратуру и обслуживающий персонал от перенапряжения, которые возникают при большой асимметрии тягового тока, например при нарушении электрической целостности рельсовой нити или обрыве одной из дроссельных перемычек, а также при случайных замыканиях контактного провода на рельс. На дополнительной обмотке дроссель-трансформатора типа ДТ-1-150 появляется высокое напряжения, но при этом насыщается магнитопровод изолирующих трансформаторов, вследствии чего их сопротивление падает, а ток в цепи возрастает, срабатывает автоматические выключатели типа АВМ-1 и отключают аппаратуру от дроссель-трансформатора, защищая ее от перенапряжения тяговым током.

При анализе и расчете рельсовые цепи замещают схемой замещения состоящей из каскадного соединения четырехполюсников, которые замещают соответственно аппаратуру в начале и конце рельсовой линии. Обозначения на схеме рис.4.4.1., показаны применительно к работе рельсовой цепи в нормальном режиме. Все показанные величины являются комплексными.

Расчет рельсовой цепи в нормальном режиме. В нормальном режиме рельсовой цепи энергия передается по рельсовой линии от передатчика к путевому приемнику, рельсовая линия свободна от подвижного состава, рельсы исправны. При этом необходимо обеспечить надежную работу приемника при наихудших условиях, при котором он выдает дискретную информацию «свободно» (фронтовые контакты замкнуты). Напряжения нормального срабатывания U_р в нормальном режиме должно обеспечиваться на входе приемника при наихудших условиях.

Наихудшими условиями нормального режима являются такие, при которых уменьшается сигнал на входе приемника рельсовой цепи. Это означает, что напряжение U_р следует определять при минимальном напряжении источника питания. Принимают такие параметры из диапазона допустимых значений, которые уменьшают напряжение на путевом приёмнике, т.е. сопротивления элементов, не образующих резонансные цепи, включенных параллельно с приёмником - минимально. При сложной схеме рельсовой цепи, содержащей несколько реактивных элементов, трудно определить комбинацию параметров элементов, соответствующую наихудшим условиям нормального режима. Поэтому целесообразно использовать вероятностную методику расчёта рельсовых цепей.

Нормальный режим рассчитывают при максимальном сопротивлении рельсовых нитей R_rmaxи минимальном сопротивлении изоляции R_izmin рельсовой линии, следовательно U - max, R_r - max, R_iz- min.

Коэффициенты четырёхполюсников рельсовой линии находятся после расчёта вторичных параметров:

(1)

(2)

где: г - постоянная распространения, 1/км;

R_r - удельное сопротивление рельс, ом/км;

R_izmin- минимальное удельное сопротивление изоляции, 1 ом•км;

Z_в - волновое сопротивление линии, ом/км.

При наличии замещения контактов опор в уравнениях (1), (2) вместо R_izmin подставляется значение

где: R_иэmin - эквивалентное минимальное удельное сопротивление изоляции, ом/км;

R_opmin = 2ом•км - минимальноеудельное сопротивление заземления контактных опор.

Коэффициенты четырехполюсника рельсовой линии определяется из уравнений:

;(4)

;(5)

;(6)

Напряжения и ток путевого приемника соответствует напряжению U₀и току I₀на входе четырехполюсника. Напряжения U₁и ток I₁ на входе этого четырехполюсника

Остальные напряжения и токи на входе четырехполюсников вычисляется аналогично в цепочечном порядке. Результаты заносятся в таблицы.

С учетом колебания напряжения сети выходное напряжения питающего прибора следует увеличить до величины надежного притяжения или учитывать нестабильность питающего напряжения

где: К_нс - коэффициент нестабильности питающего напряжения, К_нс=1,05 для РЦ частотой 25 Гц. Рельсовые цепи f=25 Гц регулируется изменением питающего напряжения от преобразователя частоты ПЧ 50/25-100, градации напряжения которого от 5 до 175 В.

Фактическое значение напряжения U_ф будет определятся конструктивными свойствами конкретного источника питания, т.е. имеющимися в них градации напряжения при этом U_иф.

Для электропитания данной рельсовой цепи длиной 2,4 км берется U_иф = 145 В фактического напряжения U_ф. По коэффициенту градации К_гр определяем верность расчета:

где К_гр?1 - коэффициент учитывающий наличие напряжения, ближайшего к U_ис.

Расчет рельсовой цепи в режиме перегрузки. В этом режиме определяется максимально возможное напряжение на путевом приёмнике(реле) при самых неблагоприятных условиях, когда Uиmax и Iиmax. Затем результаты сравнивают с допустимым значением напряжения на реле. В случае, если напряжение на реле меньше или равно допустимому, то рельсовая цепь с принятым приёмником может работать.