Фазочувствительные рельсовые цепи частотой 50 Гц и однониточные рельсовые цепи 50 Гц

Федеральное агентство железнодорожного транспорта РФ

Иркутский государственный университет

путей сообщения

Кафедра АТ

Лабораторная работа

«Рельсовые цепи 50 Гц»

Иркутск

2005 г.

Рельсовые цепи 50Гц

Содержание:

1. Введение.

2. РЦ при электротяге постоянного тока.

2.1 РЦ частотой 50Гц с непрерывным питанием и фазочувствительным реле ДСШ.

2.2 Фазочувствительные РЦ частотой 50 Гц с конденсаторами  в цепи местных элементов.

3. Однониточные РЦ частотой  50 Гц.

4. Кодовая  РЦ частотой 50 Гц.

5. Расчёт неразветвлённой РЦ.

6. Задание на лабораторную работу.

7. Контрольные вопросы.

8. Заключение.

9.Список используемой литературы.

Приложение 1 (Спецификация элементов).

1. Введение.

На станциях железнодорожных линий при автономной тяге с ненадежным энергоснабжением используют непрерывные рельсовые цепи постоянного тока или рельсовые цепи частотой 50 Гц с резер­вированием питания от аккумуляторов, а при наличии основного и резервного питания — надежное энергоснабжение — рельсовые цепи переменного тока, работающие на частотах 50 или 25 Гц. При этом в случае надежного энергоснабжения при отсутствии электрификации проектируют рельсовые цепи переменного тока частотой 50 Гц с одноэлементными путевыми приемниками; при переходе в будущем на электротягу постоянного тока — фазочувствительные рельсовые цепи частотой 50 или 25 Гц, кодируе­мые током частотой 50 Гц.

2. Рельсовые цепи при электротяге постоянного тока.

2.1 РЦ частотой 50Гц с непрерывным питанием и фазочувствительным реле ДСШ.

          На станциях при электротяге постоянного тока длительное время используются рельсовые цепи (РЦ) частотой 50 Гц с непрерывным питанием и фазочувствительным реле ДСШ-12. По условиям обеспечения канализации тягового тока и выполнения контрольного режима на станциях применяют одно-, двух- и трёхдроссельные (рис.1.1), а также однониточные (рис.1.6, рис.1.7) Р.Ц.   

Рис.1.1 Схема разветвлённой РЦ частотой 50 Гц при электротяге постоянного тока.

          В схеме трёхдроссельной РЦ (см.рис.1.1) в качестве источника питания выбран трансформатор ПТ (ПОБС-3А (Приложение 1: Табл.2, Табл.2.1, Рис.1.21)), имеющий секционированную вторичную обмотку, что позволяет получить напряжение от 5,5 до 247,5В через каждые 5,5В.

          Для защиты путевого трансформатора ПТ от перегрузок по току при шунтировании питающего конца, а также для компенсации реактивной мощности и регулировки фазовых соотношений в путевом реле использован конденсатор . В случае пробоя конденсатора  функцию ограничения тока выполняет резистор , сопротивление которого выбирается с учётом соединительного кабеля и составляет 50-150 Ом.

          Дроссель-трансформатор ДТ-0,2-500 и ДТ-0,6-500, установленные по концам РЦ, кроме канализации тягового тока в обход изолирующих стыков (и. с.), обеспечивают разделение тягового и сигнального токов (гальваническая развязка), а также согласование аппаратуры с рельсовой линией.

          Ёмкость конденсаторов  и  выбирают таким образом, чтобы релейный конец не настраивался на полный резонанс токов. При этом достигается защита от влияния на путевое реле Высших гармоник в составе тягового тока, стабилизация параметров релейного конца при колебаниях частоты сигнального тока и достаточное напряжение на питающем конце с учётом наложения сигналов АЛС.

Двухниточную рельсовую цепь с двумя дроссель-трансформа­торами и фазочувствительным реле типа ДСШ-12 (рис. 1.2) при­меняют на приемо-отправочных путях и стрелочных путевых участ­ках. Фазовая селективность в этих рельсовых цепях используется для исключения ложного срабатывания путевого приемника от источника питания смежной рельсовой цепи при замыкании изоли­рующих стыков, что достигается чередованием мгновенных поляр­костей в смежных рельсовых цепях. Для этого первичные обмотки путевых ПТ и кодовых КТ трансформаторов, а также обмотки мест­ных элементов путевых реле П всех рельсовых цепей должны быть подключены к одной фазе источника переменного тока частотой 50 Гц.

При использовании емкостного ограничителя мощность, потреб­ляемая рельсовой цепью от путевого трансформатора при нахож­дении поезда на питающем конце, меньше мощности, потребляемой в нормальном режиме. Для схемы рельсовой цепи (см. рис. 1.2) при напряжении на вторичной обмотке питающего трансформатора U_пт и сопротивлении кабеля на питающем конце R_K в нормальном режиме (полагая, что выполняется условие компенсации            Хс₀ = ток в цепи питающего трансформатора:

 

, где  R₀ — сопротивление дополнительного резистора;

— потери в контуре;

          , где R_e (Z_BX) — действительная  часть сопротивления Z_BX.

В режиме короткого замыкания, когда поезд находится на питающем конце рельсовой цепи, контур расстраивается и так как , ток в цепи питающего трансформатора:

.

В реальных условиях

Рис.1.2 Схема станционной РЦ частотой 50 Гц.

Вторичные обмотки путевых трансформаторов ПТ смежных рельсовых цепей включают противоположно по фазе так, чтобы мгновенные полярности напряжений в рельсовых линиях смежных РЦ были противоположны. Если невозможно подключить путе­вые трансформаторы к одной фазе питающего напряжения, то допускается включение путевых трансформаторов в разные фазы трехфазной цепи, но при этом рельсовые цепи должны стыковать питающими концами. При использовании одной фазы питания отсутствуют ограничения на порядок взаимного расположения питающих и релейных концов смежных рельсовых цепей.

На обоих концах рельсовой цепи устанавливают дроссель-трансформаторы типа ДТ-0,2 с коэффициентом трансформации n = 40, согласовывающие низкоомное сопротивление рельсовой линии с высокоомным сопротивлением аппаратуры. Высокий коэффициент трансформации позволяет установить аппаратуру на большом расстоянии от рельсовой линии. При расположении ап­паратуры на посту ЭЦ и удаленности ее на расстояние до 3 км не требуется дублирования жил кабеля. В рельсовой цепи исполь­зован емкостной ограничивающий конденсатор С₀ емкостью 16 мкФ при длине рельсовой цепи до 500 м и 12 мкФ при ее длине 500 —1500 м. Этот конденсатор настроен в резонанс с обмоткой дроссель-трансформатора питающего конца и нагрузкой на этот дроссель-трансформатор в виде рельсовой линии. При длинных рельсовых цепях и низких сопротивлениях изоляции (r_и = 1 Ом-км) входное сопротивление рельсовой линии близко к волновому, а в коротких рельсовых цепях входное сопротивление рельсовой линии умень­шается, так как сказывается шунтирующее действие входного со­противления релейного конца. Таким образом, при длинных рель­совых цепях входное сопротивление со стороны дополнительной обмотки питающего дросселя-трансформатора (пренебрегая поте­рями короткого замыкания):

,

где ,

,

,

,

,

,

 т.е.

Конденсатор С₀ емкостью 16 мкФ сопротивлением  компенсирует индуктив­ную составляющую входного сопротивления, равную 270 Ом (,) где мнимая часть сопротивления Z_BX.