Гоголева А. В. (1209086), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

При нахожденииэлектроподвижного состава на блок-участке сигнальный ток I С от источникасигнального тока через дроссель-трансформатор протекает по рельсовой нити1. Через колесную пару этот ток I С шунтируется и, протекая через рельсовуюнить 2, возвращается обратно на источник сигнального тока.

Из-за шунта ток непоступает на путевой приёмник, тем самым размыкая якорь на путевом реле.Токи I Т и I С не оказывают мешающее воздействие друг на друга, таккак имеют разные частоты, обратный тяговый ток I Т – 50 Гц, сигнальныйток I С – 25 Гц.Для построения имитационной модели необходимы данные марок и типовоборудования, которые возьмем из баз данных программного комплексарасчетов тягового электроснабжения (КОРТЭС), предоставленных дорожнойэлектротехнической лабораторией(ДЭЛ) ХабаровскойЭЧ ДВЖД длярассматриваемого участка Дормидонтовка – Аван.

Основная информация,используемая для построения модели, приведена в таблице 2.1.Таблица 2.1 – Исходные данные участка Дормидонтовка – Аван для созданияимитационной моделиНаименование параметраМарка оборудования1. Марка контактной подвескиПБСМ-95+МФ-1002. Марка рельсаР653.

Длина блок-участка рельсовой цепи1,5 км4. Марка дроссель-трансформатораДТ-1-1505. Марка изолирующего трансформатораПРТ-А-1Следующим этапом при построении имитационной модели необходимосоздать следующие основные блоки цепи канализации обратного тягового тока:блок тяговой подстанции, блок дроссель-трансформатора, блок источника31сигнального тока, блок контактной сети, блок рельсовых нитей, блоксопротивлений воздуха блок электровоза, блок путевого приемника, блокискровогопромежутка,блокзаземления.Перейдемкпостроениюимитационной модели.

На рисунке 2.2 показана обобщенная принципиальнаясхема соединения блоков, необходимых для построения имитационной модели.Блок опоры контактной сетис искровым промежуткомБлок тяговойподстанцииБлок контактнойподвескиБлокэлектровозаБлок сопротивленийвоздухаБлок дроссельтрансформатораБлок рельсовых нитейБлок дроссельтрансформатораБлок путевогоприёмникаБлок сопротивлениябалластного слояБлок источникасигнального токаРисунок 2.2 – Принципиальная схема соединения блоков в имитационноймодели цепи канализации обратного тягового токаСогласно [20], активное и реактивное сопротивления контактной подвескимаркиПБСМ-95+МФ100составляютr1  0,159 Ом / км, x1  0,307 Ом / км.Активное и реактивное сопротивление рельса зависят от величины тока,протекающего по нему.

Исходя из этого, примем значения активного иреактивного сопротивлений при протекании по рельсу тока в 625 Ачастотой 50 Гц, равными r2  0,11 Ом / км и x 2  0,252 Ом / км, соответственно.Следующимэтапомнеобходиморассчитатьпараметрыподвески и рельсовых нитей по блок-участку длиной l  1,5 км.32контактнойАктивноесопротивлениеконтактнойподвескинаблок-участкеопределяется по формуле:r КП  l  r1 ;(2.1)r КП  1,5  0,159  0,238 Ом.Реактивноесопротивлениеконтактнойподвескинаблок-участкеопределяется по формуле:x КП  l  x1 ;(2.2)x КП  1,5  0,307  0,46 Ом.Угловая частота определяется по формуле:  2   f;(2.3)  2  3,14  50  314 рад / с.Индуктивность контактной подвески на блок-участке рассчитаем:L КП L КП x КП;0,46 1,4 мГн.31433(2.4)Активное сопротивление одной рельсовой нити на блок-участке найдем последующей формуле:r Р  l  r2 ;(2.5)r Р  1,5  0,12  0,165 Ом.Реактивное сопротивление одной рельсовой нити рассчитывается:xР l  x2;(2.6)x Р  1,5  0,252  0,378 Ом.Индуктивность одной рельсовой нити на блок-участке рассчитаем:LР LР xР;(2.7)x Р 0,378 1,2 мГн.314Остальные данные, необходимые для моделирования соответствующихблоков, берем из [21] и представим их в таблице 2.2.Таблица 2.2 – Принимаемые параметры элементов цепи канализации обратноготягового тока для построения имитационной моделиНаименование параметра1.

Напряжение на шинах тяговой подстанции, U ТП , кВЗначение27,52. Частота тягового тока, f Т , Гц503. Напряжение в рельсовой цепи, U РЦ , В54. Частота сигнального тока, f С , Гц2534Окончание таблицы 2.25. Активное сопротивление воздуха, R, кОм1006. Ёмкостное сопротивление воздуха, С, нФ127. Активное сопротивление рельс-рельс, R , Ом7,58. Ёмкостное сопротивление рельс-рельс, С, мФ0,219.

Активное сопротивление рельс-земля, R , Ом60Согласно [9], рассчитаем токи и напряжения в начале и конце рельсовойлинии.В качестве ограничителя тока источника питания, в режиме короткогозамыкания рельсовой линии, последовательно с преобразователем частотыустанавливается сопротивление R О , равное 200 Ом.Рассмотрим питающий и релейный концы РЦ в виде каскадного соединениячетырехполюсников.

Длина рельсовой цепи l  1500 м; удельное сопротивлениерельсов Z  0,5  e j52 Ом / км; удельное сопротивление изоляции рельсовойлинииrИ  1 Ом  км;минимальноеудельноесопротивлениеизоляциизаземлений контактных опор rО  2 Ом  км; входное сопротивление фильтраФП-25, нагруженного путевым реле типа ИМВШ-110, ZВХ.Ф  200 Ом;напряжение и ток на входе фильтра при рабочем напряжении путевого релеU Р  3,84 В,U Ф  6,6 В,I Ф  0,033 А;сопротивлениеограничивающегорезистора R О  200 Ом; сопротивление соединительных проводов междудроссель-трансформаторомиизолирующимтрансформаторомrСП  rСР  0,3 Ом.Коэффициенты четырехполюсника изолирующего трансформатора ПРТ-Адля релейного конца при n  9,15 : A ИР  0,11; B ИР  2,4  e j36 ; C ИР  0,006  e  j65 ;D ИР  9,15.

Для питающего конца коэффициенты A ИР и DИР меняют местами.35Коэффициентычетырехполюсникадроссель-трансформатораДТ-1-150релейного конца: A ДР  0,333; B ДР  0,0525  e j40 ; C ДР  0,49  e  j70 ; D ДР  3;питающего конца – A ДП  3; B ДП  0,05  e j35 ; C ДП  0,302  e  j60 ; D ДП  0,333.Длясокращенияобъемарасчетовчетырехполюсникидроссель-трансформатора и изолирующего трансформатора на питающем и релей-номконцах объединяют в четырехполюсники Н и К соответственно. При этомучитывают сопротивления соединительных проводов rСП  rСР .Коэффициенты общего четырехполюсника питающего конца определяют изуравнения:AНBНCНDНAНBНCНDН1 200011 RО01A ИПBИПC ИПD ИП9,152,4  e j360,006  e  j650,111 rСП011 0,301A ДПBДПC ДПD ДП;(2.8)30,054  e j350,302  e  j600,33333,308  10,118 j9,364  0,594 j0,024  0,046 j0,037  6,932 j  10 4.Коэффициенты общего четырехполюсника релейного конца определяют изуравнения:AКBКCКDКAКBКCКDКA ДРBДРC ДРD ДР0,3330,0525  e j400,49  e  j7031 rСП011 0,301A ИРBИРC ИРD ИР(2.9)0,112,4  e j360,006  e  j659,150,037  6,764 j  10 41,929  0,779 j0,025  0,068 j28,885  1,992 j36;.Рассмотрим нормальный режим работы рельсовой цепи, схема замещениякоторой представлена на рисунке 2.3.AНBНIИТnRО25 Гц UAКДТnrСПIНABРЛUНCBКДТрIКИТрIРrСРUКZРDUРCНDНCКDКUНРисунок 2.3 – Схема замещения кодовой РЦ 25 ГЦ с реле ИМВШ-110Эквивалентное сопротивление изоляции и заземления опор контактной сетиопределяется как:rИЭ  0,5  rИ rИЭ  0,5 0,5  rИ  rО;0,5  rИ  rО(2.10)0,5  2 0,9 Ом  км.0,5  2Коэффициент распространения волны в рельсовой линии:Z;rИЭ0,5  e j52 0,745  e j26 1/ км.0,937(2.11)Волновое сопротивление в рельсовой линии:ZВ  rИЭ  Z;(2.12)ZВ  0,5  e j52  0,9  0,67  e j26 Ом.Также, волновое сопротивление можно определить из [20] по формуле:ZВ R 1  j  w  L1  ,G1  j  w  C1 (2.13)где  – циклическая частота,Определим погонные параметры рельсовой линии, а именно:- удельное сопротивление R1  ReZ  Re0,5  e j52   0,308 Ом / км;ImZ Im0,5  e j52 - удельную индуктивность L1  2,508  10 3 Гн / км;2    25- удельную электропроводность G1 1, где rИ – удельное сопротивлениеrИизоляции между рельсовыми нитями, минимальное значение которого равно 1Ом·км.Следовательно, удельная электропроводность 1 км балласта равна1G1   1 См / км,1а удельная емкость балластаC1 C1 rИЭ;0,9 70,66  10 3 Ф / км.2    2538(2.15)Коэффициенты рельсовой линии как четырехполюсника с распределеннымипараметрами [21] определяется как:A RLC RLA RLBRLC RLD RLch  l Z В  sh  l  sh  l ;ch  lZВ(2.16)j26j26j26B RL ch0,745  e j26  1,5 0,67  e  sh0,745  e  1,5 sh0,745  e  1,5j26ch0,745e1,5D RL0,67  e j261,367  0,557 j 0,415  0,746 j1,875  0,295 j 1,367  0,557 j.Напряжение и ток в конце рельсовой линии определяются следующимобразом: К  AК  U Ф  BК  I Ф ;U(2.16) К  0,037  6,764 j  10 4   6,6 U 1,929  0,779 j  0,033  0,309  j0,021 В;  0,309 2  0,212  0,31 В;UКI К  CК  U Ф  D К  I Ф ;I  0,025  0,068 j  6,6 К 25,885  1,922 j  0,033  1,121  j0,509 А;I  1,1212  0,509 2  1,231 А.К39(2.17)Напряжение и ток в начале рельсовой линии определяем по формулам: Н  A RL  U К  BRl  I К ;U(2.18)  1,367  0,557 j  0,31 UН 0,415  0,746 j  1,231  0,934  j1,093 В;  0,934 2  1,0932  1,438 В;UНI Н  CRL  U К  D RL  I К ;(2.19)I  1,875  0,295 j  0,31 Н 1,367  0,557 j  1,231  2,264  j0,779 А;I  2,264 2  0,779 2  2,394 А.НРассчитанные нами по формулам (2.8) – (2.19) значения соответствуютсправочным данным [22] и будут учтены при моделировании участка РЦ.Длямоделированияблокапутевогоприемникабылизамеренынеобходимые параметры дроссель-трансформатора ДТ-1-150 и изолирующеготрансформатора ПРТ-А с помощью LRC-метра: L a – индуктивность первичнойобмотки при разомкнутой вторичной обмотке; L b – индуктивность первичнойобмотки при замкнутой вторичной обмотке; L c – индуктивность вторичнойобмотки при разомкнутой первичной обмотке; rc – сопротивление вторичнойобмотки при разомкнутой первичной обмотке; w1 , w 2 – количество витковпервичной и вторичной обмоток – справочные данные [23].40Соответственно, для ДТ-1-150: L a  7,74 мГн; L b  96 мкГн; L с  7,81 мкГн;rc  1,64 Ом; w1  48 витков; w 2  16 витков; дляПРТ-А: La  1084,2 мГн;L b  8,61 мГн; Lс  5,56 мГн; rc  12,6 Ом; w1  1240 витков; w 2  42 витков .По методике [23], определим взаимную индуктивность и среднее значениеиндуктивности рассеяния обмоток трансформа-торов по формулам:Следовательно,rc2M  L a  L b   L c  , Гн;L2fc(2.20)La LcM 2  22ww2w1  w 2Le  1, Гн.2(2.21)дляL e  0,43  10 3 Гн; дляДТ-1-150ДТ-1-150дляпитающегоконца: M  0,333 Гн;длярелейногоконца:M  1,497 Гн;L e  1,949  10 3 Гн;дляПРТ-Адляпитающегоконца:M  1,118 Гн;L e  19,55  10 6 Гн;дляПРТ-Адлярелейногоконца:M  0,543 Гн;L e  10,61  10 6 Гн.

Вносим рассчитанные характеристики трансформаторовДТ-1-150 и ПРТ-А в имитационную модель. На рисунке 2.4 представленыпараметры трансформаторов в программной среде Multisim 12.0.а)б)Рисунок 2.4 – Характеристики трансформаторов релейного конца:а) ДТ-1-150; б) ПРТ-А41Поскольку Multisim 12.0. представляет собой библиотеку стандартныхэлементов со своими параметрами, то поэтапно будем моделировать каждыйблок для нашей системы. После создания каждого блока, согласно структурнойсхеме рисунок 2.1 и схеме соединения блоков рисунок 2.2, соединимполученные блоки в общую схему.На рисунке2.5 представленыблоки функциональныхгенераторовсоответствующие тяговой подстанции (а) и источнику сигнального тока (б).Рисунок 2.5 – Блоки функциональных генераторов: а) тяговая подстанция;б) источник сигнального токаДопущением для построения блока тяговой подстанции является выборсинусоидальной формы тока и напряжения.

Впоследствии данный блок можетбытьдоработансоставляющихсучетомтяговойреальногоподстанции.составаОтметим,высшихчтогармоническихдляпостроенияимитационной модели количество и мощность тяговых подстанций, а такжетипы установленного на них оборудования, не влияют на работу цепиканализации обратного тягового тока. Это позволяет использовать одну модельдля различных схем питания контактной сети.42Перейдем к моделированию блоков рельсовых нитей и контактной подвескис блоками заземления и сопротивлений воздуха, которые изображены нарисунке 2.6.Контактная подвескаCвоз21 Rвоз2112nF100kΩRкп1Lкп10.248Ω1.46mHCвоз11 Rвоз1112nF100kΩРельсовая нить 1Rрн11Lрн110.165Ω1.2mHCрр1Rрр10.21mF 7.5ΩРельсовая нить 2Rбал21 Rбал1160Ω60ΩCрр2Rрр20.21mF 7.5ΩRрн21Lрн210.165Ω1.2mHРисунок 2.5 – Внешний вид блоков рельсовых нитей и контактной подвескиКак видно из рисунка 2.6, рельсовые нити выполнены в имитационноймодели активным и реактивным сопротивлениями, которые соединеныпоследовательно: рельсовая нить 1 состоит из двух последовательносоединенных сопротивлений Rрн11,Lрн11; рельсовая нить 2 состоит изсопротивлений Rрн21, Lрн21.Контактная подвеска смоделирована аналогичным (что и рельсовые нити)образом, т.

Характеристики

Список файлов ВКР