Выбор рельсовых цепей для станции и перегона. Анализ режимов работы рельсовых цепей, страница 2

Так как любая РЦ содержит три основных функциональных узла (питающий конец, рельсовую линию, приемный конец), получаем общую схему замещения, Рис.4. Коэффициенты четырехполюсников Н и К вычисляются для каждого вида РЦ путем перемножения матриц из коэффициентов составляющих четырехполюсников.

Рис. 4

В рельсовой линии как электрической линии с распределенными параметрами напряжение и ток в любой точке можно рассматривать как результат сложения составляющих двух волн: падающей и отраженной. Процесс распространения волн напряжения и тока по РЛ характеризуется волновыми параметрами: коэффициентом  распространения волны  и волновым сопротивлением ,       где  - коэффициент затухания на 1 км линии,

        - километрический коэффициент сдвига фазы.

Коэффициенты рельсового четырехполюсника:

;   ;  

На основании коэффициентов четырехполюсников Н, К и РЛ получаются коэффициенты общего четырехполюсника:

В целях получения более простых аналитических выражений, определяющих критерии работы в основных режимах в зависимости от параметров рельсового четырехполюсника, общую схему замещения приводят к основной схеме замещения Рис. 5, в которой четырехполюсники Н и К заменяются эквивалентными сопротивлениями, а РЛ остается без изменений.

Рис. 5

прямое входное сопротивление четырехполюсника К:

;

обратное входное сопротивление четырехполюсника Н:

;

прямой входной коэффициент снижения тока в четырехполюснике К:

;

обратный коэффициент снижения тока в четырехполюснике Н:

;

эквивалентное напряжение питающего конца:

.

Условия передачи сигналов в основной схеме замещения оценивают величиной сопротивления передачи:

.

Сопротивление передачи общей схемы замещения:

.

Используя основную схему замещения, можно получить расчетные формулы для определения критериев во всех режимах работы РЦ.

3.2.  Анализ нормального режима

Цель исследования: 1. Определяют параметры источника питания при которых на вход путевого приемника поступает сигнал, обеспечивающий его рабочие параметры при наихудших  условиях передачи сигналов (Zмакс, Rи мин). Расчетные параметры источника питания  не должны превышать их паспортных данных. 2. Проверяют режим работы путевого приемника (коэффициент перегрузки на путевом приемнике) при наилучших условиях (Uмакс, Zмин, Rи макс) и установленных параметров источника питания.

Исходные данные: рабочие значения напряжения Uпр и тока Iпр путевых приемников и значения первичных параметров и длины рельсовой линии.

Расчетные уравнения: максимальное сопротивление передачи основной схемы замещения Zпо макс при наихудших условиях работы определяют по формуле:

далее, пользуясь параметрами основной схемы замещения, находят минимальные значения напряжений и токов источника питания РЦ:

,       .

Номинальные значения напряжения и тока источника питания принимаются с учетом колебания напряжения в сети – Кнс:

,       .

Для расчета коэффициента перегрузки приемника Кп определяют сопротивление передачи при наилучших условиях работы, т.е. при Rи макс = ∞, при этом основная схема замещения принимает вид Рис. 6.

Рис. 6

Сопротивление передачи Zпо мин и Iпер определяют из выражений:

   и   .

Коэффициент перегрузки:   .

3.3.  Анализ шунтового режима

Цель исследования: определение шунтовой чувствительности, т.е. коэффициента шунтовой чувствительности Кш, в зависимости от места наложения шунта при наихудших условиях (Zмин, Rи = ∞).

Значение Кш может быть получено непосредственно из выражения

при наложении нормативного шунта, а также косвенными методами:

·  На основании сравнения фактического сопротивления шунта Rшх, при котором происходит надежное выключение приемника с Rшн

,      Rшн =0,06 Ом;

·  На основании сравнения сопротивления передачи основной схемы замещения Z по ш при наложении нормативного шунта и без него

,     - приведенный коэффициент надежного возврата приемника;

·  На основании сравнения напряжений источника питания Uмин, обеспечивающего надежную работу путевого приемника в нормальном режиме при наихудших условиях, с напряжением Uш, 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 выключения, который происходит за счет приращения сопротивления передачи при наложении шунта. Для расчета Кш любым методом требуется определить сопротивление передачи основной схемы замещения в шунтовом режиме – Zпош .

Схема замещения:

Рис. 7

Х - произвольная точка расположения поездного шунта.

Расчетные уравнения: