Проектирование станционных и перегонных рельсовых цепей, страница 3

 Максимальное сопротивление передачи основной схемы замещения Z_{по мак} при наихудших условиях работы определяют по формуле:

Далее, пользуясь параметрами основной схемы замещения, находят минимальные значения напряжений и токов источника питания РЦ (первый критерий):

,      .

Номинальные значения напряжения и тока источника питания должны быть приняты с учетом колебания напряжения в сети – К_НС:

,      .

Для расчета коэффициента перегрузки приемника К_П (второй критерий) определяют соответствие передачи при наилучших условиях работы, т.е. при R_{и мак} = ∞. Основная схема замещения изменяется и принимает вид:

Сопротивление передачи Z_помин и I_пер определяют из выражений:

 и .

Далее находят   .

  3.2 Шунтовой режим

 Определение шунтовой чувствительности, т.е. коэффициента шунтовой чувствительности K_ш, в зависимости от места расположения шунта производится при наихудших условиях (Z_мин, R_и=∞). Значение K_ш может быть получено непосредственно из выражения

при наложении нормативного шунта (прямым методом), а также косвенными методами:

-  на основании фактического сопротивления шунта R_шх, при котором происходит надежное выключение приемника с R_шн

, где R_шн = 0,6 Ом

-  на основании сравнения сопротивлений передачи основной схемы замещения Z_пош при наложении нормативного шунта и без него

, где  - приведенный коэффициент

надежного возврата приемника;

-  на основании  сравнения напряжений источника питания U_мин, обеспечивающего надежную работу путевого приемника в нормальном режиме при наихудших условиях, с напряжением U_ш, гарантирующего при наложении нормативного шунта  ток в путевом приемнике, равный току надежного выключения

.

Коэффициент шунтовой чувствительности оценивает уменьшение уровня сигнала в путевом приемнике от сигнала  перегрузки в нормальном режиме до сигнала надежного включения, который происходит за счет приращения сопротивления передачи при наложении шунта. Для расчета K_ш любым методом требуется определить сопротивление передачи основной схемы замещения в шунтовом режиме – Z_пош.

 В шунтовом режиме при наихудших условиях и наложении шунта основная схема замещения изменяется. При этом поездной шунт располагается в произвольной точке цепи .

 Исходя из выражения  схемы замещения, можно принять

.

Используя метод холостого хода и короткого замыкания, получим выражения для коэффициентов рельсового четырехполюсника А_ш, В_ш, С_ш и Д_ш:

;

;

;

.

Решив полученную систему уравнений, найдем значения коэффициентов рельсового четырехполюсника:

,      ,

,                 

Подставив значения коэффициентов   в выражения для , получим

                       

При наложении шунта на релейном конце (х=0) и на питающем конце

() коэффициенты рельсового четырехполюсника  несколько упрощаются:

, , , ,

, ,  и .

Наиболее удобно произвести определение коэффициента шунтовой чувствительности на основе критерия , так как  в этом случае напряжение U_мин  получено ранее при анализе нормального режима, а на напряжение U_ш для общей схемы замещения  равно:

,        где .

3.3 Контрольный режим

 Определение чувствительности к обрыву рельсовой линии – K_к при наихудших условиях /Z_мин, R_икр/ при обпыве в любой точке.

Реакция РЦ на повреждение рельса также как и в шунтовом режиме выражается в увеличении сопротивления передачи. При этом ток в путевом приемнике снижается до значений меньших тока надежного выключения I_от. Коэффициент К_к может быть получен прямым методом непосредственно из критерия

, а также косвенными методами:

-  сравнением сопротивлений передачи в нормальном и контрольном режимах

;

-  сравнением напряжения U_мин источника питания РЦ в нормальном режиме с напряжением U_к, которе потребуется иметь в контрольном режиме, чтобы обеспечить в приемнике ток надежного выключения

Для расчета  К_к любым методом требуется найти сопротивление передачи основной схемы замещения Z_пок.

 В контрольном режиме основная схема замещения рельсового четырехполюсника изменяется, так как она должна учесть влияние проводимости земли, а также влияние соединений между средними точками дроссель-трансформаторов, создающими пути тока утечки в обход места обрыва. В схеме замещения элементарного отрезка приняты следующие условные обозначения: g₁ и g₂ – удельная проводимость между рельсами и землей; g₁₂ – удельная проводимость верхнего слоя балласта и шпал без влияния земли; Z₁ и Z₂  - удельное сопротивление одиночных рельсов; Z_вх – сопротивление смежной РЦ

Нахождение коэффициентов А_к, В_к, С_к и Д_к сводится к решению системы четырех дифференциальных уравнений.

 Сопротивление передачи основной схемы замещения в контрольном режиме  определяется из выражения

Далее находят напряжение в начале РЦ  и, пользуясь одним из условий, находят критерий выполнения режима.