Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Рисунок 2.5 – Заземление РЦ

Для того, чтобы исследовать влияние тяговых нагрузок на ИП, нужно исследовать его работу в условиях тяжеловесного движения, при больших токах и возрастающих потенциалах РЦ.

Ввиду того, что максимальный потенциал в рельсе достигается в точке прохождения электровоза [4], то достаточно будет ввести в схему одиночное заземление РЦ в месте движения ЭПС.

Рассмотри принцип действия ИП, как основного звена в цепи канализации обратного тягового тока, который реагирует на определенные условия путем пробоя. ИП - Защитное устройство, обеспечивающее изоляцию заземленных опор от рельса в нормальном режиме работы контактной сети опор и соединение их с рельсом при появлении на них напряжения. Он выполнен из двух-трех изолирующих слюдяных прокладок, размещаемых между двумя электродами, из которых один соединен с заземляющим проводом, другой — с заземляемой конструкцией.

Нижние и верхние границы пробивного напряжения искровых промежутков наиболее распространенных марок, которые используются на участках ДВЖД представлены на в таблице 2.1 [6].

Таблица 2.1 – Характеристика искровых промежутков

В таблице указаны нижняя граница, при которой происходит пробой, а верхняя граница показывает значение напряжения, при котором происходит полные пробой промежутка и выхода его из строя.

После того, как мы описали каждый элемент системы, представим общую картину полученной имитационной модели на рисунках 2.5, 2.6, 2.7. по причине того, что полная схема получается большой.

На рисунке 2.6 смоделирована результирующая схема релейного конца РЦ блок-участка ДВЖД, состоящая из двух рельсовых нитей (1 нить – R1р, L1р;

2 нить – R2р, L2р) и контактной подвески (R1кп, L1кп). Конец рельсовой цепи описан после рисунка 2.3, состоит из дроссель-трансформатора (ДТ1), изолирующего трансформатора (ИТ1), Также смоделированы активная и реактивная проводимости воздуха (R1в, С1в, R2в, С2в), переходное сопротивление (рельс-земля R1рз, R2рз) и изоляция токам утечки по верхнему слою балластной призмы представлена сопротивлениями (R1рр, С1рр)

Рисунок 2.6 – Релейный конец рельсовой цепи

На схеме между питающим и релейным концами рельсовой цепи подсоединены 4 блока (SC1, SC2, SC3 SC4), эти блоки отражают распределенные параметры тяговой сети рассмотренные выше. Также стоит отметить, что значения выбраны согласно номиналов элементов и справочника [8]. Структурно эти элементные блоки изображены на рисунке 2.7. Распределёнными параметрами, которые включают в себя каждый блок, изображены на Рисунке 2.4

.

Рисунок 2.7 – Распределение блоков параметров тяговой сети

На рисунке 2.8 изображена схема питающего конца рельсовой цепи. Питающий конец рельсовой цепи состоит из тех же элементов что и релейный конец, за исключением того, что вместо сопротивления релейной аппаратуры к изолирующему трансформатору подключен источник сигнального тока (XPG3) рельсовой цепи.

Рисунок 2.8 – Питающий конец рельсовой цепи

Данные для нашей имитационной модели рассматриваемого участка Розенгартовка-Бикин взяты из базы данных программного комплекса КОРТЭС. Параметры модели представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Данные параметров участка Розенгартовка-Бикин

Согласно справочнику [8], активное и реактивное сопротивление контактной подвески марки ПБСМ-95+МФ100 составляет r=0,159 Ом/км, x=0,307 Ом/км, а активное и реактивное сопротивление рельса зависит от величины тока протекающего по нему, поэтому возьмем значения сопротивлений при протекании по нему тока в 625 А частотой 50Гц, они равны соответственно r=0,12 Ом/км и x=0,252 Ом/км .

Далее в таблице 2.3 представим формулы и результаты расчетов сопротивлений элементов вводимых в схему.

Помимо этого зададимся следующими параметрами из [6], а именно:

- Активное сопротивление воздуха R_в =100 кОм;

- Емкостное сопротивление воздуха С_в =12 нФ;

- Активное сопротивление рельс-рельс R_рр = 7,5 Ом;

- Емкостное сопротивление рельс-рельс С_рр = 0,21 мФ;

- Активное сопротивление рельс-земля R_рз = 60 Ом;

- U_КС = 27,5 кВ напряжение и f_КС = 50 Гц частота тока КС, U_РЦ = 5 В напряжение и f_РЦ= 25 Гц частота питания сигнального тока РЦ.

Таблица 2.3 – Расчет параметров тяговой сети

Характеристики трансформаторов ДТ-1-150, ПРТ-А приняты из [5] и приведены на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 Характеристика трансформаторов ДТ-1-150 и ПРТ-А

Согласно программному комплексу «КОРТЭС», при производстве тяговых расчетов для ЭПС массой 12000 тонн на участке ДВЖД Розенгартовка –Бикин, максимальное величина тока равна 1102 А. В тяговых расчетах выбирали локомотив 2ЕС5К «ЕРМАК» для подвижного состава и пускали его по рассматриваемому профилю участка железной дороги. По данной методике провели тяговые расчеты для нескольких поездов с разными весовыми категориями, затем результаты свели в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Максимальные токи поездов на участке Розенгартовка-Бикин

В представленной таблице приведены максимальные токи поездов разных весов, величины которых достигались в местах наиболее крутых подъёмов.

В данном разделе мы проанализировали литературные источники, и выбрали подходящую и удовлетворяющую нашим требованиям программную оболочку в виде эмулятора «Multisim». После чего, создали структурную схему исследуемого участка и указали все важные составляющие элементы участка ДВЖД, для того чтобы наглядно показать, что мы будем моделировать. В конце мы смоделировали каждый элементы блок-участка, и соединил их в одну общую модель участка ДВЖД. Благодаря данной модели мы сможем исследовать события и процессы, протекающие в рельсовой цепи, а именно влияние оказываемое на искровой промежуток, когда на блок-участке находится подвижной состав, а затем анализировать полученную информацию.

3 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ РАБОТЫ РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ НА УСЛОВИЯ ПРОБОЯ ИСКРОВОГО ПРОМЕЖУТОКА

В данном разделе будет продемонстрирована работа имитационной модели в соответствии с реальным участком железной дороги, а также смоделируем три режима работы рельсовой цепи для того чтобы исследовать параметры различных режимов работы, при пробое искрового промежутка.

3.1 Анализ влияния пробоя искрового промежутка на работу рельсовой цепи

Из всех рассмотренных факторов на работу элементов рельсовых цепей значительнее всего оказывает влияние асимметрия тягового и сигнальных токов [1]. Асимметрия тягового тока является причиной ложной занятости блок-участка, что влечет задержку движения поездов. Она бывает продольной, когда сопротивление одного рельса меньше другого и продольной при утечке тока в заземление опоры. В соответствии со статистикой ЭЧ-2 ДВЖД, чаще встречается 2^ой вариант асимметрии вследствие утечки тока: 1) через низкоомные опоры, 2) неисправные и 3) пробитые искровые промежутки. В первых двух случаях проблема решается оснащением опор ИП или заменой (ремонтом) искрового промежутка. Программа АСУ-КАСАНТ занимается только последствиями пробоя ИП.

Для того чтобы исследовать причины пробоев, следует разобрать режимы работы рельсовой цепи с искровым промежутком. Режимами работы являются:

1) Нормальны режим работы РЦ – ток течет от ТП по КС и перетекает в ЭПС, затем по рельсам и обратному проводу возвращается на ТП;

2) Аварийный режим работы РЦ – пробивается ИП, ток течет аналогично нормальному режиму, однако часть тока из заземлённой рельсовой нити, утекает через пробитый ИП в заземление опоры.

3) Послеаварийный режим работы РЦ – ток течет, как в нормальном режиме. Далее рассмотрим режимы работы РЦ подробнее.

На рисунке 3.1 при нормальном режиме работы, тяговый ток течет через контактный провод в подвижной состав, а затем через колесную пару в рельсовые нити и возвращается обратно на подстанцию по отсасывающему фидеру.

Рисунок 3.1 – Схема протекания тягового

тока в нормальном режиме

Далее на рисунке 3.3 представлена схема аварийного режима, в котором путь протекания тягового тока несколько отличается. Аварийным случай в нашей работе считается, момент пробоя ИП. ИП пробивается, если величина его потенциала больше или равна 800 В [10]. В момент пробоя ИП, его входное сопротивление резко уменьшается с 10 МОм до 0 Ом, в момент пробоя, вместе с падающим сопротивлением резко изменяется и напряжение, как показано на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – График Напряжения от

времени при пробое ИП

После пробоя ИП часть тягового тока утекает через заземление опоры в землю. Нарушение работы РЦ происходит, когда ток утечки составляет 15 А и более, а асимметрия в рельсовых нитях превышает 4% от общего тягового тока [9]. В частности на смоделированной нами модели, при созданных для пробоя условиях, ток утечки составил более 15 А, а асимметрия тягового тока в рельсовых нитях более 4%.

Рисунок 3.3 – Схема протекания тягового

тока при пробое ИП

Величина тока утечки в 15 А и асимметрия 4% от общего тягового тока при ДТ-1-150 дает нам право говорить о правильности построения нашей имитационной модели т.к. эти значения соответствуют данным представленным в [1].

В результате асимметрии тягового тока в РЦ, на следующем блок-участке аппаратура СЦБ сигнализирует о ложной занятости пути, что ведет к остановке поездов. После чего работники дистанции электроснабжения выясняют причину, когда обнаруживают неисправный или пробитый ИП, он подлежит замене или ремонту (очищают от грязи, регулируют или заменяют прокладку) [10], схема протекания тока в послеаварийный режим будет выглядеть, как в нормальном режиме (рисунок 3.1).

После того, как смоделировали и детально проанализировали работу РЦ при пробоев ИП в аварийном режиме, перейдем к факторам, влияющим на данное событие.

Характеристики

Список файлов ВКР