Методика расчета рельсовых цепей

Тема лекции 8

Методика расчета рельсовых цепей

Расчет нормального режима. Критерий работы РЦ.

Нормальным режимом называется такое состояние исправной и свободной от подвижного состава РЦ, при котором путевой приемник выдает информацию «Свободно».

Такая информация будет выдаваться надежно, если в правильно спроектированной и отрегулированной РЦ будут соблюдаться следующие условия:

при практическом сочетании значений основных параметров, соответствующих неблагоприятным условиям для передачи энергии (U=min, Z(r)=max, r_u=min), уровень сигнала на входе приемника соответствует его рабочему току;

Рекомендуемые материалы

при критическом сочетании значений основных параметров, соответствующих благоприятным условиям для передачи энергии (U=max, Z=min, r_u=max), уровень сигнала на входе приемника не превышает его допустимую перегрузку по току.

Так как схемы РЦ и ее параметры заданы, то необходимо при наихудших условиях определить напряжение (регулировочный элемент ток и мощность U, I и S источника, при котором происходит надежное срабатывание приемника - 1-е условие, а для второго условия фактический коэффициент перегрузки К_пер.ф. £ К_{пер.доп.}

 Для примера расчет нормального режима производим кодовой РЦ при сопротивлении изоляции r_u=1 Ом×км.. Схема замещения представлена на рис. 3.

Определение регулировочного элемента

Для определения напряжения и тока преобразователя частоты (источника питания) необходимо определить напряжение и ток в конце и в начале РЛ U_k, I_k, U_н, I_н и коэффициенты четырехполюсника РЛ - А, В, С, Д. Напряжение и ток в конце РЛ определяются:

U_k = A_k × U_ф + B_k × I_ф,  В

I_k = C_k × U_ф + Д_k × I_ф,   А

где    Uф, Iф - напряжение и ток на входе фильтра ФП-25;

         Ак, Вк, Ск, Дк - коэффициенты четырехполюсника РЛ определяются по формуле:

А = Д = chgl;   B = Z_в×shgl;   C = ×shgl;

где    g - коэффициент распространения волны, 1/км;

         Z_в - волновое сопротивление РЛ, Ом;

         l - длина РЦ, км.

Вторичные параметры (g, Z_в) определяются через первичные:

                                 g = ,       Z_p =

где    Z - удельное сопротивление рельсов, Ом;

         r_u - удельное сопротивление изоляции, Ом×км.

Так как опоры контактной сети имеют заземление, то вместо t_u в формулах нужно подставить значение удельного эквивалентного сопротивления изоляции РЛ, вычисляемого по формуле:

, Ом×км.

где    r_o - минимальное удельное сопротивление изоляции заземления контактных опор.

Зная значение Uн и Iн, определенные по формуле, можно определить минимальные значения напряжения и тока преобразователя частоты:

U_min = A_н × U_н + B_н × I_н,  В,

I_min = C_н × U_н + Д_н × I_н,   А.

где    А_н, В_н, С_н, Д_н - коэффициенты общего четырехполюсника питающего конца Н.

С учетом нестабильности питающего напряжения:

U_nr = K_нс × U_min,

где    К_нс - коэффициент нестабильности ПЧ-50/25.

Поскольку преобразователь частоты имеет градации напряжения от 5 до 175 В через каждые 5 В, то полученное значение напряжения округляется в большую сторону до числа, кратного пяти. Это напряжение является фактическим для заданного сопротивления балласта. Значение фактического напряжения U_nrф должно учитываться при расчете всех остальных режимов.

Фактически ток преобразователя частоты:

I_nrф = К_тр × I_min,

где    К_тр ³ 1 - коэффициент, учитывающий градацию выходного напряжения ПЧ-50/25.

         Мощность, потребляемая РЦ в нормальном режиме:

S = U_nrф × I_nrф,   ВА,

где    I_nrф - сопряженное значение тока.

определение коэффициента перегрузки реле

         Коэффициент перегрузки реле определяется по формуле:

,

где    К_з - коэффициент запаса по срабатыванию;

|Z_nmax| - модуль комплекса максимального сопротивления передачи общей схемы замещения РЦ в нормальном режиме при r_umin;

|Z_nmin| - модуль комплекса минимального сопротивления передачи общей схемы замещения РЦ в нормальном режиме при r_umах;

Z_nmax = К`<sub>тн</sub>К<sub>тк</sub> [AZ<sub>вх к</sub>+B+(CZ<sub>вх к</sub>+Д)Z`_{вх н}], Ом

Z_nmin = К`<sub>тн</sub>К<sub>тк</sub> [A<sub>¥</sub>Z<sub>вх к</sub>+B<sub>¥</sub>+(C<sub>¥</sub>Z<sub>вх к</sub>+Д<sub>¥</sub>)Z`_{вх н}], Ом

где    А, В, С, Д - коэффициенты рельсового четырехполюсника при r_umin.

Другие входящие в формулу сопротивления передачи величины вычисляются по следующим соотношениям:

Обратный коэффициент снижения тока в четырехполюснике Н

К`_тн = А_н;

Прямой коэффициент снижения тока в четырехполюснике К

К_тк = С_кZ_{вх ф}+Д_к;

         Обратное входное  сопротивление четырехполюсника Н

Z`_{вх н} = В_н/Д_н;    Ом

         Прямое входное сопротивление четырехполюсника К

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 2.6 Реставрация Мэйдзи.

Z_{вх к} = , Ом

Z_{вх ф} = ,  Ом

Z_nmin = К`<sub>тн</sub>К<sub>тк</sub>(Z<sub>вх к</sub>+Zl+Z`_{вх н}),  Ом

Т.к. коэффициенты рельсового четырехполюсника при r_umax = ¥ будут равны А=1, В=Z, С=0, Д=1.

         Коэффициент перегрузки является критерием для оценки работы РЦ в нормальном режиме. Работа РЦ в нормальном режиме является устойчивой, если напряжение и ток источника питания выбраны такой величины, чтобы при наихудших условиях значения К_пер = К_з.

Сопротивление передачи рельсовой цепи изменяется в зависи­мости от коэффициентов рельсового четырехполюсника, которые в формальном режиме обозначают А, В, С, D. По выражениям (3.16) и (3.17) определяют сопротивление передачи основной и общей схем замещения в нормальном режиме работы рельсовой цепи. Сопротивление передачи основной и общей схем замещения рельсовой цепи в шунтовом Z_aom и контрольном Z_n0K режимах определяют по этим же уравнениям, но используют коэффициенты рельсового четырехполюсника в шунтовом (А_ш, В_т, С_т, D_m) и контрольном (А_кл, 5_КП, С_кп, D_KB) режимах.