Фазочувствительные рельсовые цепи, страница 17

Качественно новым при питании фазочувствительных цепей 25 Гц является применение двух делителей частоты типа ПЧ-50/25 для построения двухфазной системы питания, векто­ры напряжений которой имеют относительный фазовый сдвиг 90°. При питании рельсовых цепей необходимо, чтобы векторы этих напряжений были жестко связаны по фазе, поскольку ра­бота фазочувствительных приемников обеспечивается только в том случае, если вектор напряжения местного элемента реле опережает вектор напряжения путевого элемента. Однако, как уже упоминалось, фазы колебаний в контурах делителей часто­ты с равной вероятностью могут принимать значения 0° или 180°. Поэтому разработаны специальные схемы фазирования выходных напряжений делителей частоты.

Исследования показывают, что напряжения на входе и выходе делителя частоты весьма жестко связаны между собой по фазе, причем в общем случае в делителе частоты имеет место следующая зависимость: ΔθВЫХ =0,5ΔθВХ (ΔθВЫХ, ΔθВХ — относительное изменение фазы напряжения на входе и выходе делителя частоты). Из этого выражения видно, что при изменении фазы на входе, например, на 180° фаза напряжения на его выходе изменится на 90°. Следовательно, от одного дели­теля частоты можно получить четыре устойчивых режима гене­рации 25 Гц (рис. 3.1.1): два режима при данной фазе частоты накачки и два аналогичных при смене этой фазы на 180°. Из четырех вариантов генерации главными являются два, при ко­торых между напряжениями существует фазовый сдвиг 90° (отстающий и опережающий векторы могут меняться местами).

Если два автономных делителя частоты включить в сеть 50 Гц таким образом, чтобы фазы напряжений на их входе от­личались на 180°, то век­торы выходных напряже­ний 25 Гц будут иметь фазовый сдвиг 90° (или 270°). Возможность получе­ния квадратного сдвига между напряжениями де­лителей частоты была использована при разработ­ке блока двухфазовой системы  питания  рельсовых це­пей 25 Гц.

Рис. 3.1.1 Диаграмма режимов генерации делителя   частоты

Учитывая условия рабо­ты этого блока, можно определить основные требова­ния, которым должна удов­летворять двухфазная систе­ма питания рельсовых цепей: обеспечение надежного фазирования выходных напряже­ний делителей частоты при любых интервалах времени перерыва напряжения на входе блока питания; реализация минимального интервала времени между моментом включения напряжения 50 Гц на входе и появлением напряжения 25 Гц на выходе системы питания; исключение возможности появле­ния в спектре напряжения 25 Гц делителя, питающего местные цепи, гармонических составляющих, одинаковых по частоте с гармониками тягового тока.

В настоящее время используются два варианта схем блоков питания фазочувствительных рельсовых цепей 25 Гц. В схеме блока питания по первому варианту фазирование выходных напряжений делителей частоты достигается с помощью специ­альной пусковой схемы, которая обеспечивает посылку кратко­временного импульса тока частотой 25 Гц в контур «ведомого» делителя частоты до подключения его к сети. Под действием этого синхронизирующего импульса тока, находящегося в оп­ределенной фазе со стационарными колебаниями 25 Гц, созда­ются необходимые начальные условия в контуре для возбуждения  колебаний,  имеющих  стабильную  фазу.   Второй  вариант схемы блока питания не имеет пусковой схемы, и фазирование выходных напряжений осуществляется с помощью двух фазочувствительных реле.

3.2  Схемы блоков питания

Основными элементами первого варианта схемы включения и взаимной увязки делителей частоты блока питания по первому варианту (рис. 3.2.1) являются делители П1 и П2, питающие соответственно рельсовые цепи и местные обмотки путевых ре­ле. Кроме делителей схема имеет контрольное реле ВКР (типа ДСШ-13), вспомогательные реле 1P(типа ТШ1-2000), (ти­па НМВШ2-2000) и емкость Спуск цепи синхронизации 8 мкФ. В момент включения напряжения сети 50 Гц первым возбуж­дается делитель П1. Устанавливающееся в его контуре напря­жение 25 Гц подается через контакты реле ВКР и емкость Спуск на аналогичные выводы делителя П2. В контуре П2 создаются необходимые условия генерации колебаний 25 Гц в определен­ной фазе.

Рис. 3.2.1 Схема блока питания  (вариант 1)

Одновременно напряжение 25 Гц делителя П1 поступает че­рез тыловой контакт реле на обмотки реле 1P. После воз­буждения этого реле через его фронтовой контакт делитель П2 подключается к сети 50 Гц. При наличии рабочего сдвига фаз 90° между напряжениями 25 Гц делителей П1 и П2 (вектор напряжения делителя П2 должен быть опережающим) возбуж­дается фазочувствительное реле ВКР, подключающее к преоб­разователю П2 местные цепи путевых реле.

Схема блока питания обеспечивает надежное фазирование делителей частоты при включении и отключении сети 50 Гц с любыми интервалами во времени. Время установления колеба­ний 25 Гц на выходе системы питания зависит от длительности перерыва питания блока током 50 Гц. Если перерыв питания превышает 0,25 сек, то время установления колебаний 25 Гц на выходе системы составляет всего лишь 0,6 сек.

Однако при длительности перерыва питания блока менее 0,25 сек, время установления может возрасти. Объясняется это возможностью возбуждения колебаний 25 Гц в делителе П2 при первой пробе его включения с противоположной фазой. В этом случае реле ВКР отпускает сектор и на некоторое время подключает и размыкает цепь блокировки реле 1P, которое, обесточившись, отключает делитель П2 от сети. В результате в контур П2 от делителя П1 вновь поступает ток синхронизирую­щего импульса. После возбуждения реле 1Pчерез тыловые контакты реле и включения питания на вход делителя П2 в контуре последнего устанавливаются колебания 25 Гц в не­обходимой фазе.

При отключении сети 50 Гц напряжения и токи в контурах делителей П1 и П2 постепенно затухают с переменной во времени частотой и фазой. Поэтому при последующем включении сети 50 Гц до момента полного затухания электромагнитных процессов токи в цепи накачки и в контурах делителей П1 и П2 могут иметь неблагоприятные фазовые соотношения для возникновения заданного режима колебаний 25 Гц. Уровень то­ка синхронизирующего импульса может быть меньше амплиту­ды затухающих колебаний. В результате происходит возбуж­дение колебаний 25 Гц делителей П1 и П2 в противофазе.

Четкость фазирования выходных напряжений может быть повышена, особенно при кратковременных перерывах питания блока, путем отключения от сети фазируемого делителя без снятия подключенной к нему нагрузки. В связи с этим целесо­образно нагрузку делителя П2 подключать непосредственно к выходным клеммам делителя, как это показано штриховыми линиями на рис. 3.2.1. Напряжение сигнала необходимо увели­чить в два раза путем подключения цепи синхронизации к вы­ходным зажимам 1 — 7  вместо зажимов 3 — 7 делителя П1. Для увеличения длительности синхронизирующего импульса и обеспечения полного затухания колебаний в контуре следует также увеличить время притяжения якоря реле 1Pпутем ре­гулировки или снижения на его обмотках напряжения.