Пояснительная Записка (Оборудование участка железной дороги автоблокировкой с тональными рельсовыми цепями)

Содержание

Введение 8

1 Эксплуатационная часть 11

1.1 Характеристика участка 11

1.2 Системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями 12

1.3 Системы автоматической блокировки с центральным размещением аппаратуры АБТЦ 19

1.4 Определение мест установки светофоров на перегоне 23

1.5 Путевой план перегона 29

1.6 Кабельная сеть 30

1.7 Методика выбора частот и длин ТРЦ в системе АБТЦ 33

1.8 Схемы рельсовых цепей 37

2 Техническая часть 38

2.1 Аппаратура рельсовых цепей тональной частоты ТРЦ3 38

2.1.1 Путевой генератор ГП3 38

2.1.2 Фильтр питающего конца ФПМ 41

2.1.3 Путевой приемник ПП3 44

2.2 Схема контроля жил кабеля рельсовых цепей 49

2.3 Схема включения огней светофоров 51

2.3.1 Схема управления проходным светофором 51

2.3.2 Схема управления предвходным светофором 54

2.4 Схема кодирования рельсовых цепей 54

2.4.1 Схемы групповых кодововключающих реле 55

2.4.2 Схема выбора кодового сигнала 55

2.4.3 Схемы индивидуальных кодововключающих реле 56

2.4.4 Схемы подачи кодовых сигналов в рельсовую цепь 57

2.5 Схема замыкания и размыкания перегонных устройств 58

2.6 Схема контроля последовательного занятия рельсовых цепей 60

2.7 Схема контроля последовательного освобождения рельсовых  цепей 61

2.8 Схема линейных цепей 62

3 Экономическое обоснование проекта 65

3.1 Характеристика технико-эксплуатационных показателей АБТЦ-03 65

3.2 Расчет потребных единовременных капитальных вложений 65

3.3 Обоснование экономии эксплуатационных расходов после внедрения проекта и текущих расходов по обслуживанию устройства. 66

3.3.1 Определение уменьшения ущерба в поездной работе 66

3.3.2 Определение снижения затрат по хозяйству пути 70

3.3.3 Определение суммарной экономии эксплуатационных расходов 70

3.3.4 Оценка экономической эффективности проекта 71

4 Охрана труда и техника безопасности 74

4.2 Расчет естественного освещения 79

Заключение 83

Список литературы 84

Введение

В связи с увеличением объема грузовых и пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте, особое значение приобретает безопасность движения поездов, увеличение пропускной способности, автоматизация процессов перевозок, использование новых устройств автоматики и телемеханики. Для обеспечения безопасности движения поездов по перегонам используются системы путевой блокировки и авторегулировки. В настоящее время для регулирования движения поездов на перегонах используются системы полуавтоматической и автоматической блокировки. На участках с высокой интенсивностью движения применяются системы автоматической блокировки (АБ), которые дополняются системами автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), системой автоматического управления торможением (САУТ), комплексными устройствами локомотивной безопасности (КЛУБ).

Автоматическая блокировка является наиболее современным средством регулирования движения поездов на перегонах. Сегодня автоматической блокировкой оборудовано свыше 70% общей протяженности железных дорог [35]. При этом проектируются системы автоматической блокировки с возможностью организации двухстороннего движения поездов по каждому пути перегона, что в свою очередь организовывает движение по любому из путей, в случае ремонтных работ или неисправности другого пути.

Опыт эксплуатации рельсовых цепей на сети железных дорог показывает, что 50% отказов устройств СЦБ приходится на рельсовые цепи [13]. Изолирующий стык является ненадежным элементом РЦ, обнаружение и устранение неисправности которого, требует значительных затрат времени, что на линиях с интенсивным движением приводит к задержкам поездов и сбоям графика движения. Наличие изолирующих стыков затрудняет канализацию обратного тягового тока, особенно в условиях вождения тяжеловесных поездов. На ряде участков тяговый ток превышает допустимое значение токов через полуобмотки типовых дроссель-трансформаторов.

Система автоматической блокировки, в которой отпадала бы необходимость установки изолирующих стыков в пределах перегона при наличии путевой сигнализации, помогла бы решить ряд проблем. В этом случае рельсовые цепи должны исключать возможность изменения сигнала светофора на запрещающее показание в случае, когда поезд находится перед ним, но гарантировать такое изменение на некотором расстоянии за ним, при этом должна обеспечиваться работа рельсовых цепей на участках с пониженным сопротивлением изоляции. Кроме того, рельсовые цепи должны обеспечивать возможность передачи сигналов автоматической локомотивной сигнализации.

Анализ требований, вытекающих из условий эксплуатации устройств автоблокировки на отечественных железных дорогах, показал целесообразность применения системы на основе неограниченных рельсовых цепей тональной частоты.

Централизованное размещение аппаратуры приводит к увеличению расхода кабеля и снижает долговечность системы в целом. Но, обладает рядом существенных преимуществ, такими как исключение необходимости передачи информации между светофорами, на переезды и на станцию, что упрощает схемные зависимости АБ, диспетчерского контроля и схемы смены направления, в конечном итоге повышается надежность системы в целом, облегчается техническое обслуживание устройств и снижаются затраты на обслуживание, значительно сокращается время поиска и устранения неисправностей.

Одной из систем автоматической блокировки с централизованным размещением аппаратуры, рекомендуемых к строительству на сети железных дорог, и использующих тональные рельсовые цепи является система автоматической блокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования (АБТЦ). Система АБТЦ предназначена для интервального регулирования движения поездов по показаниям проходных светофоров и кодам автоматической локомотивной сигнализации на однопутных и многопутных линиях при любом виде тяги поездов, при этом существует возможность использовать бесстыковое соединение рельсов.

1. Эксплуатационная часть

1. Характеристика участка

Рассматриваемый участок Ургал-1 - Чемчуко является однопутным с автономной тягой поездов, протяженностью 9,5 км. В настоящее время участок оборудован релейной полуавтоматической блокировкой РПБ - 82. На перегоне расположен переезд (3312 ПК5), контроль участков приближения к которому осуществляется с использованием тональных рельсовых цепей. Переезд оборудован устройствами заграждения.

В связи с необходимостью повышения пропускной способности рассматриваемого участка предусматривается оборудование его системой автоматической блокировки с трехзначной сигнализацией и тональными рельсовыми цепями.

При трехзначной автоблокировке используют три сигнальных показания - красный огонь (блок-участок за светофором занят и/или занят защитный блок-участок), желтый (впереди свободен один блок-участок), зеленый (впереди свободно 2 и более блок-участка).

Для остановки поезда перед запрещающим показанием длина каждого блок-участка должна быть не менее тормозного пути для всех обращающихся на участке поездов. В случаи если поезд проследовал запрещающее показание со скоростью V_ж он должен остановится при автостопном торможении в пределах защитного участка, организуемого за каждым проходным светофором.

При проектировании однопутной автоблокировки используются типовые схемы включения тональных рельсовых цепей.

.

1. Системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями

Первые системы автоматической блокировки проектировались с разграничением попутно следуемых поездов по расстоянию, поскольку этот способ построения систем был наиболее простым. Принцип работы подобного рода систем заключается в том, что при прохождении поезда через сигнальную точку показание точки менялось на запрещающее, спустя некоторое время (больше расчетного времени прохождения поездом ограждаемого блок-участка) происходило автоматическое переключение на разрешающее показание. Основным недостатком этой системы является то, что показания сигнальных точек не связаны с фактическим состоянием ограждаемых блок-участков, кроме этого, пропускная способность участков невелика, ведь машинист не может двигаться с максимально возможной скоростью, видя разрешающее показание сигнальных точек. Данный способ в настоящее время не применяется.

Дальнейшее развитие систем автоматической блокировки было связано с пространственным разграничением поездов. Происходило это следующим образом: поезд может занять ограждаемый блок-участок только после того, как предыдущий поезд освободит данный участок. Вильям Робинзон изобрел рельсовую цепь в 1867 году. Он первый предложил использовать рельсовую линию для передачи электрического тока. В 1869 г. Вильям Робинзон на основе данных рельсовых цепей изобрел автоблокировку. В первых системах автоблокировки использовались нормально разомкнутые рельсовые цепи, поэтому отсутствовал контроль целостности рельсовых нитей. В 1872 г. Робинзон устранил данный недостаток и предложил строить автоблокировку с использованием нормально замкнутых рельсовых цепей. Такая система автоблокировки имела широкое распространение на многих железных дорогах мира и в дальнейшем была неоднократно модернизирована.

Современные системы автоблокировки можно классифицировать по следующим параметрам: по применяемой элементной базе, в зависимости от способов размещения аппаратуры на перегоне, по наличию либо отсутствию изолирующих стыков на перегоне (Рис.1.1)

Рисунок 1.1 – Классификация систем автоблокировки

Самые первые рельсовые цепи тональной частоты были применены в СССР в 1980-х годах на однопутном участке Херсон-Николаев протяженностью 49 км, в этот же период впервые проектируется автоматическая блокировка с тональными рельсовыми цепями без изолирующих стыков и проходных светофоров ЦАБ (новое название АЛСО). С 1984 г. рельсовые цепи тональной частоты стали использовать в схемах автоматической блокировки уже с проходными светофорами и децентрализованным (в релейных шкафах) размещением аппаратуры на Свердловской дороге, в том числе и на участках с пониженным до 0,1 Ом·км сопротивлении балласта.

В зависимости расположения аппаратуры контроля свободности блок-участка и устройств управления огнями светофоров системы автоблокировки подразделяют на децентрализованные и централизованные. Устройства децентрализованных систем размещается вблизи сигнальных точек в релейных шкафах. В централизованных системах автоматической блокировки устройства, кроме проходных светофоров, располагается на станциях в постах электрической централизации и соединяется с рельсовыми цепями при помощи специальных кабельных линий связи.

Автоблокировка с рельсовыми цепями тональной частоты (АБТ) без изолирующих стыков представлена к применению на двухпутных участках железнодорожных линий при любом виде тяги, в первую очередь на участках с цельносварными плетями и при пониженном сопротивлении балласта.

Как показали теоретические исследования, частоты тонального диапазона являются оптимальными при использовании в рельсовых цепях на участках с сопротивлением балласта примерно 0,04-0,2 Ом·км.

Следует также отметить, что основная энергия стационарных и коммутационных помех тягового тока сосредоточена в области низких частот. В области тональных частот она значительно меньше. Это позволяет за счет уменьшения входного сопротивления устройств в области нерабочих частот обеспечить надежную ее защиту, сведя проблему практически к защите согласующих элементов (путевых трансформаторов и дроссель-трансформаторов).

Эти особенности системы позволяют существенно повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить время на обнаружение и устранение отказов в устройствах. Централизованное размещение аппаратуры на станциях в отапливаемых помещениях повышает надежность работы устройств, сокращается время нахождения обслуживающего персонала на путях, т.е. в зоне повышенной опасности, что способствует решению задач по улучшению условий труда и техники безопасности. Сокращаются затраты труда и время на текущее обслуживание устройств, снижается число трудоемких операций, повышается качество выполнения работ, особенно при внедрении индустриальных методов обслуживания.

Централизованное размещение аппаратуры существенно упрощает решение задач, связанных с организацией диспетчерского контроля движения поездов, двухстороннего движения и смены направлений. Упрощаются также устройства электроснабжения. При наличии на станции надежных источников электроснабжения не требуется ни основная, ни резервная продольные линии электропередачи (ЛЭП), так как на перегонах источники электроснабжения не нужны. Потребляемая ТРЦ мощность снижается в 5-10 раз по сравнению с традиционно применяемыми РЦ. Эти особенности позволяют снизить стоимость строительства и технического обслуживания устройств.

Однако, учитывая, что на линиях с ЦАБ-АЛСО основным средством сигнализации при движении поездов на перегонах является АЛС, на линиях с интенсивным движением для исключения задержек в движении при отказе локомотивных устройств последние необходимо резервировать. В качестве основной применяется система автоматической локомотивной сигнализации единого ряда (АЛС-ЕН), в качестве резервной – штатная система автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН).

На перегонах с сигнальными точками до недавнего времени проектировалась и строилась автоблокировка АБТ с рельсовыми цепями без изолирующих стыков и децентрализованным размещением аппаратуры в релейных шкафах. В АБТ наряду с ТРЦ диапазона 420…780 Гц (ТРЦ3) в зоне установки светофоров применяются ТРЦ с сигнальным током 4500, 5000 или 5500 Гц (ТРЦ4), в которых зона дополнительного шунтирования составляет около 15 м. Это и позволяет устанавливать путевые светофоры без использования изолирующих стыков, вынося их на расстояние около 20 м от точки подключения аппаратуры для исключения перекрытия светофора перед приближающимся поездом.

На базе аппаратуры автоблокировки АБТ были разработаны два более совершенных варианта системы автоматической блокировки. В автоблокировке с рельсовыми цепями тональной частоты без изолирующих стыков с размещением аппаратуры в релейных шкафах (децентрализованный вариант – АБТД) в отличие от системы АБТ рельсовые цепи частотного диапазона 4500…5500 Гц не используются. Их роль в этой системе выполняют основные рельсовые цепи ТРЦ3 частотного диапазона 420…780 Гц. Зоны дополнительного шунтирования в них не превышают 40 м. Это позволяет существенно упростить устройства. В результате сокращается расход аппаратуры и сигнального кабеля, повышается надежность работы и безопасность движения поездов.