Исследование кодовой рельсовой цепи переменного тока частотой 25 Гц: Методические указания к лабораторной работе П-20 по циклу "Автоматика и телемеханика на перегонах"

6.1.12.6. «Методические указания по отдельным видам занятий»

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ  МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ"

Кафедра "Автоматика и телемеханика на железных дорогах".

Исследование кодовой рельсовой цепи переменного тока частотой 25 Гц.

Методические указания к лабораторной работе П-20 по циклу "Автоматика и телемеханика на перегонах".

Санкт-Петербург

2004 г.

Цель работы - изучение аппаратуры и исследование основных режи­мов работу рельсовой цепи.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ.

Кодовые рельсовые цепи частотой 25 Гц применяются на одно- и двухпутных участ­ках железных дорог, оборудованных автоблокировкой при  электротяге переменного тока 50 Гц.

Схему кодовой рельсовой цепи частотой 25 Гц с наложением кодо­вых сигналов АЛС с питающего и релейного концов на не­сущей частоте 25 Гц (рис.1а) 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 ПЧ50/25-100, на выходе кото­рого можно получить напряжения от 5 до 175 В через каждые 5 В, что ис­пользуется для регулировки рельсовой цепи. В схеме при движении в пра­вильном направлении медленнодействующий повто­ритель дополнительного трансмиттерного реле ДПТ обесточен, а при движении в неправильном на­правлении ДПТ работает в ко­довом режиме, осуществляя полное разделение релейных и коди­рующих устройств, исключая влияние конденсаторов С_к и С_ид на цепь путевого реле. С релейного конца рельсовая цепь коди­руется до­полнительным трансмиттерным реле ДТ.

Для питания рельсовых цепей сигнальным током частотой 25 Гц применяются статические электромагнитные преобразователи типа ПЧ-50/25-100 (рис.2а и рис.2б). Преобразователь частоты по надежности работы приближается к обычным трансформаторам. Коэффициент полезного действия их  равен 70-75%, cos = 0,6-0,9. Величина напряжения переменного тока частотой 25 Гц на выходе преобразователя остается практи­чески неизменной при значительных колебаниях напряжения пита­ющей сети 50 Гц.

Принцип действия преобразователя частоты основан на парамет­рическом возбуждении колебаний, возникающих в резонансном конту­ре , если параметры емкости или индуктивности изменяются о часто­той, вдвое большей, чем резонансная частота контура (рис.2а). В результате периодического насыщения магнитопровода однополупериодным током с частотой 50 Гц в обмотке В возникают пара­метрические колебания с частотой 25 Гц. Обмотки А-А и Б-Б, под­ключенные к сети, служат только для намагничивания магнитопро­вода и включаются встречно, чтобы в средней обмотке В не индук­тировался переменный ток частотой 50 Гц. В качестве диодов Д₁ и Д₂ применена кремниевые диоды Д-243, рассчитанные на прямой ток 5 А и обратное напряжение 200 В. Ёмкость С=80 мкФ представ­ляет собой блок из восьми конденсаторов типа МБГЧ-10-250. Конденсаторы смонтированы на изоляционной панели и заключены в ме­таллический футляр. Для регулировки снимаемого напряжения обмот­ка В выполнена в виде трех обмоток.

Путем комбинация их включе­ния от преобразователей можно получить 35 различных напряжений от 5 до 175 В с интервалом в 5 В. Схема преобразователя с дан­ным количеством витков обмоток дана на рис.3б.

Преобразователь не нуждается в защите от коротких замыканий и перегрузок. Если ток нагрузки преобразователя превышает вели­чину, определяемую расчетной мощностью, процесс преобразования  частоты прекращается. После устранения перегрузки работа преоб­разователя автоматически восстанавливается при напряжении сети не ниже 180 В и не выше 270 В.

Аппа­ратура защищается от импульсных перенапряжений, возни­кающих от воздействия тягового тока и грозовых разрядов, разрядниками FV типа РВН-250 или нелинейными выравнивателями.

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 импульс­ного путевого реле (U_р = 3,84 В) и входе фильтра (U_ф = 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 (рис. 1б). Он содержит три параллельных контура С₁Т₁, C₂T₂, C₃L и конденсатор С₄. Кон­туры С₁Т₁ и С₂Т₂ настроены на частоту сигналь­ного тока 25 Гц, и, обладая на этой частоте большим сопротивлением, они не шун­тируют ток частотой 25 Гц. Контур C₃L настроен на частоту 50 Гц и является заградительным элементом на этой частоте. Фильтр ослабляет сиг­нал на частоте 50 Гц не менее чем в 100 раз. На сиг­нальной частоте 25 Гц этот контур имеет индуктивное сопротивле­ние, которое совместно с конден­сатором С₄ образует последова­тельный резонансный контур, настроенный на частоту 25 Гц, чем обеспечивается малое затухание фильтра на сигналь­ной частоте 25 Гц. Входное сопротивление фильтра на частоте сигнального тока 25 Гц при включении на выходе импульсного путевого прием­ника типа ИМВШ-110 Z200 Ом, а напряжение, подаваемое на вход фильтра, необходи­мое для создания на его выходе напряжения надежного срабатыва­ния и несрабатывания путевого приемника, соответственно 6,6 и 4,55 В.