Мета роботи
Вивчення пристрою і особливостей роботи кодових рейкових кіл змінного струму частотою 50 Гц і дослідження їх електричних характеристик. 2. Загальні відомості
Кодові рейкові кола (РК) змінного струму частотою 50 Гц застосовуються на перегонах електрифікованих ділянок з електротягою постійного струму, обладнаних числовим кодовим автоблокуванням. Проте ці рейкові ланцюги можуть застосовуватися і при автономній тязі. Кодові рейкові кола забезпечують контроль вільності блок-ділянок, цілісність рейок, а також виконують роль телемеханічних каналів для управління локомотивними сигналами АЛС і напільними світлофорами. На електрифікованих залізницях рейкові нитки одночасно використовують для пропуску зворотного тягового струму від рухомих електровозів до тягової підстанції і сигнального струму рейкових кіл. Для захисту рейкових кіл від дії тягових струмів, які на 2-3 порядки перевищують сигнальний струм, частота сигнального струму повинна відрізнятися від частоти тягового струму і його гармонік. Постійний тяговий струм виникає шляхом випрямління змінного струму промислової частоти за допомогою могутніх випрямлячів, що включаються по шестифазній схемі. Крім постійної складової, крива випрямленої напруги містить гармоніки змінного струму частотою 300, 600, 900, 1200 Гц і т.д. Ці гармоніки надають дію, що заважає, на рейкові кола. Для придушення цих гармонік на тягових підстанціях застосовують згладжуючі фільтри, що знижують пульсації гармонік в кривій тягового струму. Фільтри складаються з реактора, декількох резонансних контурів, налаштованих на частоти: 300, 600, 900, 1200 Гц і конденсатора, що шунтує високочастотні гармоніки. Гармонійні складові в основному замикаються через фільтр і не виходять за межі підстанцій в тягову мережу. При деяких несправностях на тягових підстанціях у випрямленій напрузі з'являються гармоніки, кратні частоті 50 Гц (50, 100, 150, 200 і т.д.), що вимагає додаткових заходів захисту колійного приймача. Залежно від наявності електротяги і характеру колійного розвитку перегонів застосовуються різні варіанти схем рейкових кіл змінного струму частотою 50 Гц з одноелементним приймачем: - кодове РК 50 Гц з двома дросель-трансформаторами для двоколійних ділянок; - кодове РК 50 Гц з двома дросель-трансформаторами для одноколійних ділянок; - кодове РК 50 Гц для ділянок, що підлягають електрифікації на постійному струмі; - кодове РК 50 Гц для ділянок, що підлягають електрифікації на змінному струмі; - кодове РК 50 Гц для ділянок, що не підлягають електрифікації. У даній роботі для дослідження вибране кодове рейкове коло змінного струму частотою 50Гц з двома дросель-трансформаторами для двоколійних ділянок з електротягою постійного струму (рис.1). Джерелом живлення рейкових кіл служить трифазна високовольтна лінії автоблокування змінного струму промислової частоти 50 Гц напругою 10 кВ. Датчиками імпульсів числового коду є електромеханічні трансміттери типів КПТШ - 515 і КПТШ - 715, що чергуються в суміжних рейкових ланцюгах. Силові ланцюги комутуються трансміттернимі реле типа ТШ - 65В з використанням схем іскрогашіння або безконтактними комутаторами струму БКТ.
Рис.1 Завдяки імпульсному характеру живлення РК підвищується їх чутливість до шунта та зламу рейки, що дозволяє збільшити граничну довжину ланцюгів до 2,6 км. Крім того, при імпульсній роботі виключається можливість появи небезпечної відмови у разі дії на приймач гладкої перешкоди частотою 50 Гц з боку високовольтної лінії або інших енергопристроїв. Напруга 220 В от високовольтної лінії через лінійний трансформатор подається на первинну обмотку живлячого трансформатора (ПТ) типа ПОБС-ЗА потужністю 300 ВА, у якого за допомогою двох вторинних секціонованих обмоток можна одержати вихідну напругу в межах від 5,5 В до 247,5 В через 5,5 В, що дозволяє плавне регулювати напругу на колійному реле. Приймачами кодових рейкових кіл є імпульсні колійні реле (И) типа ИМВШ- 110 або герконові реле типа ИВГ. На електрифікованих ділянках для пропуску зворотного тягового струму в обхід ізолюючих стиків на межах рейкових кіл встановлюють дроссель-трансформатори типів ДТ-0,6-500 (1000) і ДТ-0,2-500 (1000). Окрім цього дросель-трансформатори забезпечують узгодження високоомного опору елементів апаратури РЦ (дроселів, конденсаторів і т.п.) з низькоомним опором рейкової лінії. На ділянках залізниці з тепловозною тягою як елементи, що погоджують, замість дроссель- трансформаторів використовують ізолюючі трансформатори типа ПРТ-А або СТ-4 (у схемах рейкових кіл частотою 50 Гц для ділянок, що не підлягають електрифікації). Ізолюючі трансформатори підключаються низькоомними обмотками до рейок і мають коефіцієнт трансформації n = 15,7, який в процесі експлуатації рейкових кіл не підлягає зміні.
Для захисту від перевантажень живлячих трансформаторів ПТ при шунтуванні поїздом живлячого кінця рейкового кола в кодових РК на електрифікованих ділянках або ділянках, що підлягають електрифікації на постійному струмі, встановлений дросель (L) типа РОБС-ЗА (рис. 1). У схемі рейкового ланцюга для ділянок, що підлягають електрифікації на змінному струмі, для зменшення подальшого перемонтажу, як обмежувач струму, застосований активний опір R о = 200 Ом, а в РК для ділянок без подальшої електрифікації - дросель типа РОБС-4А. Параметри обмежувача вибрані виходячи з двох суперечливих умов: забезпечення шунтового режиму (опір бажаний більше) і споживання меншої потужності в нормальному режимі (опір бажаний менше). У рейкових ланцюгах для електрифікованих ділянок на живлячому кінці встановлені конденсатори С п1 і С п2 загальною місткістю 24 мкФ, які спільно з вхідним опором додаткової обмотки дросель-трансформатора утворюють паралельний контур. Ці конденсатори компенсують індуктивну потужність, споживану навантаженням (дросель-трансформатором), в результаті покращують енергетичні характеристики рейкових кіл. Для захисту імпульсного путнього реле від гармонік тягового струму і від перенапруження при короткому замиканні ізолюючих стиків або замикання контактного дроту на рейку в рейкових колах на електрифікованих ділянках застосований захисний блок-фільтр ЗБФ-1, який складається з послідовного контора L ф C ф, дроселя насичення L зб і захисного секціонованого опору R з. Контур L ф C ф налаштований на частоту 50 Гц і виконує функцію смугового фільтру. На частоті сигнального струму 50 Гц опір цього контора 90 Ом, а на частоті 300 Гц (перша гармоніка шестифазного випрямляння, що міститься в тяговому струмі) - близько 5 кОм, тому для струму частотою 50 Гц фільтр ЗБФ-1 має мале загасання. Дросель насичення L зб при нормальному рівні сигналу на вході ЗБФ-1 має на сигнальній частоті великий опір (4 - 5 кОм). При зростанні напруги до 10 – 12 В насичується сердечник дроселя, а його опір різко падає (до 20 Ом і нижче). Останнє шунтує обмотку колійного реле опором R = 165 Ом, а надлишок напруги падає на захисному опорі R з. У кодовому рейковому колі з двома дросель-трансформаторами при однопутному автоблокуванні живлячі і релейні кінці при зміні напряму руху перемикаються, тому з енергетичних міркувань на обох кінцях, кожний з яких може бути живлячим або релейним, встановлюють дросель-трансформатори типа ДТ-0,6. Таким чином цей рейковий ланцюг має і на релейному кінці дросель-трансформатор з коефіцієнтом трансформації n = 15, унаслідок чого вхідний опір релейного підвищився через застосування ДТ з великим опором основної обмотки в порівнянні з ДТ-0,2. Виникле при цьому перенапруження на путньому приймачі гаситься на додатковому опорі, включеному між дросель-трансформатором і ЗБФ-1. При регулюванні кодових рейкових ланцюгів 50Гц необхідно забезпечити їх надійну роботу у всіх п'яти режимах – нормальному, шунтовому, контрольному, короткого замикання і АЛС, за якнайгірших умов для кожного режиму. Методика регулювання кожного ланцюга полягає перш за все в установці такої напруги на живлячому трансформаторі, яке забезпечує струм АЛС під приймальними котушками локомотива не нижче за нормативну величину і підборі такої величини захисного або додаткового опору, при якому напруга на реле рівна 3,84 В при мінімальному опорі ізоляції рейкової лінії. Далі необхідно перевірити виконання решти режимів роботи. Перевірити виконання всіх режимів в реальних умовах практично неможливо, також як врахувати суперечливі вимоги, що пред'являються до кожного з режимів тому виробити рекомендації для правильного змісту рейкових кіл можна тільки на основі аналізу роботи кіл в різних режимах, використовуючи для цієї мети фізичні моделі або схеми заміщення електричних кіл (рис. 2) і їх математичний опис (математичні моделі). Застосування математичних моделей для аналізу режимів роботи рейкових кіл можливе тільки з використанням ПК. 3. Опис робочого місця
ПК з програмним забезпеченням, записаним на жорсткому магнітному диску. 4. Програма виконання лабораторної роботи 4.1. Вивчення пристрою і роботи кодових рейкових кіл змінного струму частотою 50 Гц. 4.2. Вивчення методики регулювання кодових РЦ 50 Гц. 4.3. Визначення критичних значень параметрів рейкового кола для нормального і контрольного режимів, а також режиму АЛС. 4.4. Дослідження впливу параметрів елементів, включених на живлячому кінці РЦ, на потужність, споживаним рейковим колом в нормальному режимі і режимі короткого замикання. 4.5. Дослідження впливу опору ізоляції рейкової лінії на режими роботи рейкового кола. 4.6. Побудова графіків та аналіз одержаних результатів. 4.7. Відповіді на контрольні питання.
|
