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

Текст из файла (страница 4)

Рисунок 5.3 – Блок распределенных параметров тяговой сети

Рисунок 5.4 – Распределение блоков параметров тяговой сети

Заложим в имитационную модель параметры участка Хабаровск-2 – Кругликово.

Для начала примем исходные данные для участка Хабаровск-2 – Кругликово. Согласно базе данных программного комплекса КОРТЭС:

- Марка контактной подвески ПБСМ-95+МФ100;

- Марка рельса Р65;

- Длина блок-участка рельсовой цепи 1,5 км.;

- Марка дроссель-трансформатора ДТ-1-150, изолирующего трансформатора ПРТ-А-1.

Так как в среде Simulink программного комплекса Multisim нет элементов реактивных сопротивлений и их заменяют на катушку индуктивности или конденсатор, то приведем реактивные сопротивления к длине блок-участка рельсовой сети и рассчитаем их индуктивность. Активные сопротивления также приведем к длине блок-участка.

Согласно справочнику [11], активное и реактивное сопротивление контактной подвески марки ПБСМ-95+МФ100 составляет r=0,159 Ом/км, x=0,307 Ом/км. Ниже приведены формулы для расчета параметров контактной подвески.

, (5.1)

, (5.2)

, (5.3)

где r_КП и x_КП активное и реактивное сопротивление контактной подвески длиной 1,5 км, Ом/км; L_КП - индуктивность контактной подвески, Гн; ω – угловая частота, рад/с, определяется следующим образом

, (5.4)

где f – частота тока, протекающего по цепи, А.

Сопротивление рельсовой нити зависит от величины тока протекающего по нему. Активное r и реактивное x сопротивления 1 км рельса марки Р65, при протекании по нему тока 300А при частоте 50 Гц равны r=0,12 Ом/км и x=0,252 Ом/км. Ниже приведены формулы для расчета параметров рельсовой нити.

, (5.5)

, (5.6)

, (5.7)

где r_Р и x_Р активное и реактивное сопротивление одной рельсовой нити длиной 1,5 км, Ом/км; L_Р - индуктивность рельсовой нити, Гн; ω – угловая частота, рад/с, определяется по формуле (5.4).

Согласно расчетам примем распределенные параметры тяговой сети для одного блока схемы следующими:

- активное сопротивление контактной подвески r_кп = 0,06 Ом;

- индуктивность контактной подвески L_кп= 0,35 мГн;

- активное сопротивление одной рельсовой нити r_р = 0,045 Ом;

- индуктивность одной рельсовой нити L_р= 0,3 мГн.

Остальные данные примем такими же как в [цветаева], а именно:

- активная проводимость воздуха G=100 кОм;

- реактивная проводимость (емкость) воздуха С=12 нФ;

- активная проводимость рельс-рельс G= 7,5 Ом;

- реактивная проводимость (емкость) рельс-рельс С= 0,21 мФ;

- активное сопротивление рельс-земля R= 60 Ом;

- напряжение контактной сети U_КС= 27,5 кВ;

- частота тока контактной сети f_КС= 50 Гц;

- напряжение питания сигнального тока рельсовой цепи U_РЦ= 5 В;

- частота сигнального тока рельсовой цепи f_РЦ= 25 Гц.

Параметры трансформаторов рельсовой цепи (ДТ-1-150, ПРТ-А) взяты из [12].

Данная схема позволяет исследовать процессы, протекающие в момент времени нахождения ЭПС на блок-участке, в рельсовой цепи. Так как сопротивление ЭПС при движении по блок-участку имеет переменную величину, то его значение примем соответственно максимальной величине тока, протекающего по рельсовой нити I_Р= 300 А. Методом подбора определено сопротивление ЭПС R_ЭПС= 32 Ом.

5.2 Анализ влияния различных видов асимметрии обратного тягового тока и оптимизация мероприятий по его уменьшению

Влияние поперечной асимметрии имитируется в модели путем подключением параллельно сопротивлениям рельс-земля резистора 4,7 Ом. На блок-участке длиной 1,5 км находится около 30 опор. Сопротивление изоляции опор распределяется в среднем: 30% - 30 кОм, 40% - 10 кОм, 20% - 100 Ом, 10% - 20 Ом.

Рисунок 5.5 – Среднестатистическое распределение сопротивления изоляции опор

Согласно данному распределению, рассчитаем параллельное сопротивление, величина которого равна 4,7 Ом. Схема замещения для оценки влияния поперечной асимметрии показана на рисунке 5.6 .

Рисунок 5.6 – Включение эквивалентного сопротивления изоляции опор

Осциллограмма напряжения на обмотке путевого реле представлена на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7 – Осциллограмма напряжения на обмотке путевого реле при поперечной асимметрии.

Как видно из рисунка 5.7, напряжение на обмотке путевого реле увеличилось до 20 В, это потенциально может привести к различного рода неисправностям аппаратуры рельсовой цепи так как напряжение на обмотке путевого реле превышает допустимый уровень 5 В в 4 раза.

Влияние продольной асимметрии имитируется путем изменения активного и реактивного сопротивления одного рельса на 10%. Так как в нормальном состоянии сопротивление рельсового стыка составляет в среднем 3 мОм, то в силу ряда обстоятельств (обрыв, коррозия металла, некачественное соединение стыковых соединителей, ослабление затяжки болтов) это сопротивление возрастает в разы. Таких неисправных стыков на одном блок-участке может быть несколько. Схема для оценки влияния продольной асимметрии показана на рисунке 5.8.

Рисунок 5.8 – Изменение сопротивления рельсовой нити

Осциллограмм напряжения на обмотке путевого реле представлена на рисунке 5.9.

Рисунок 5.9 - Осциллограмма напряжения на обмотке путевого реле при продольной асимметрии

Как видно из рисунка 5.9 изменение сопротивления одной рельсовой нити на 10% приводит к повышению напряжения на обмотке путевого реле до 10 В, относительно номинального значения 5 В. Осциллограмма одновременного влияния продольной и поперечной асимметрии показана на рисунке 4.10.

Рисунок 5.10 – Одновременное влияние продольной и поперечной асимметрии на релейный конец РЦ

При одновременном влиянии продольной и поперечной асимметрии обратного тягового тока наблюдается повышение напряжения на обмотке путевого реле до 40 В.

Очевидно, что несмотря на ужесточение регламента по содержанию стыков, стыковых соединителей, балласта пути, контуров заземления опор контактной сети и металлических конструкций уменьшение асимметрии обратного тягового тока возможно за счет выравнивания полутоков в рельсовых нитях посредством специальных симметрирующих устройств. Данные устройства должны быть простыми по конструкции и обеспечивать работу надежную работу рельсовых цепей. В качестве подобного устройства предлагается применение фильтра верхних частот с частотой среза порядка 40-50 Гц, который позволит пропустить гармоники тягового тока и обеспечить надежную работу рельсовых цепей на рабочей частоте 25 Гц [9]. Внесем в адаптированную модель LC-фильтр, подключив его по схеме на рисунке 4.11.

Рисунок 5.11 – Схема подключения

LC-фильтра

Осциллограмма напряжения на обмотке путевого реле при включении в схему LC-фильтра представлена на рисунке 5.12.

Рисунок 5.12 – Осциллограмма напряжения на

обмотке путевого реле после подключения

LC-фильтра

Как следует из рисунка 5.12, уменьшения напряжения на обмотке путевого реле положительно характеризует работу LC-фильтра. В результате, при одновременном влиянии продольной и поперечной асимметрии, а также включенном LC-фильтре напряжение на обмотке путевого реле уменьшилось с 40 В до 2 В.

Таким образом, применение LC-фильтра исключает влияние асимметрии обратного тягового тока на аппаратуру релейного конца рельсовой цепи. Это значительно увеличивает надежность железной дороги.

Имитационная модель работы рельсовой цепи совместно с СТЭ, может быть использована для оценки влияния асимметрии обратного тягового тока для других участков электрифицированных железных дорог переменного тока.

6 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

6.1 Меры электробезопасности при производстве путевых работ

Взаимодействие различных служб железнодорожного транспорта, с целью обеспечения безопасности на электрифицированных участках железных дорог, регламентируется Правилами электробезопасности для работников железнодорожного транспорта.

Каждый работник железнодорожного транспорта в случае обнаружения нарушений этих правил или неисправностей устройств контактной сети, высоковольтных линий и связанных с ними устройств, представляющих опасность для людей или движения поездов, обязан принять все возможные меры и немедленно сообщить об этом непосредственному начальнику или энергодиспетчеру.

Лица, виновные в нарушении Правил электробезопасности, привлекаются к ответственности в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Организация обучения работников и проверка знаний Правил электробезопасности возлагается на руководителей предприятий и организаций транспорта и производится в соответствии с Положением об организации обучения и проверки знаний по охране труда на железнодорожном транспорте, утвержденным МПС России 04.05.95 г. ЦСР–325.

6.2. Организация безопасного выполнения работ на участках, оборудованных РЦ

Работы вблизи не отключенных и не заземленных контактных сетей и воздушных линий должны быть организованы так, чтобы исключалось приближение работающих людей с предметами и инструментами на расстояние менее 2 метров к проводам этих линий.

Во избежание попадания работающих людей в опасную зону токоведущих частей контактной сети и высоковольтных линий (т.е. ближе 2 м при наличии на них напряжения) запрещается подниматься:

– на верхние площадки и крыши подвижного состава;

– фермы и стрелы путевых машин и дрезин, мотовозов, автомашин, стрелы и крыши кабин кранов, экскаваторов, других машин и на грузы, установленные на открытом подвижном составе;

– крыши зданий и сооружений, расположенных под проводами;

– другие объекты, с которых возможно приближение к токоведущим частям ближе 2 м.

Опасная зона для работ на мостах электрифицированных участков (2 м от токонесущих частей контактной сети) должна быть обозначена красной полосой на элементах пролетных строений или конструкций подвески высоковольтных линий. Обозначение наносится работниками дистанции пути.

При производстве путевых работ без снятия напряжения с контактной сети необходимо принять меры, исключающие нарушение цепи протекания по рельсам обратного тягового тока.

При разгонке зазоров с разрывом рельсовой колеи в этих местах работниками путевого хозяйства должны быть предварительно поставлены и надежно закреплены струбцинами или двумя крюковыми болтами к подошве рельсов временные перемычки из медного провода сечением 50 мм² при электрической тяге переменного тока и 120 мм² – при постоянном токе. Места закрепления перемычек к подошве рельсов должны быть зачищены.

При смене шпал в изолирующих стыках не должно нарушаться соединение дроссель-трансформатора (ДТ) с рельсами, а также других проводов, присоединенных к рельсам.

Допускается открепление работниками службы пути перемычек ДТ от сменяемых шпал с последующим прикреплением их к вновь уложенным шпалам. При одиночной смене шпал и других видах путевых работ заземляющие и соединительные провода путевых ящиков, РЦ, перемычек ДТ и прочих устройств электрификации и СЦБ должны отводиться работниками путевого хозяйства в сторону без отсоединения их от рельсов и без повреждения.

По окончании работ отводимые заземляющие и соединительные провода и перемычки должны быть прикреплены к шпалам так, чтобы исключалась возможность касания их с соседними рельсами, к которым они не подключены.

Работникам хозяйства пути запрещается: отключать от рельсов рабочие заземления; отключать от рельса перемычки ДТ, а также соединители, подключенные к средним точкам ДТ.

Смену рельсов, к которым подключена отсасывающая линия (обратный провод тяговой подстанции) или другое рабочее заземление, разрешается производить только с отключением соответствующей электроустановки и только под наблюдением представителя ЭЧ, а при замене ДТ – и электромеханика СЦБ. При подключении отсасывающей линии или рабочего заземления к дополнительному (третьему) ДТ присутствие электромеханика СЦБ не обязательно. Все отсоединения и подключения отсасывающих линий, а также другие рабочие заземления, выполняются работниками дистанции электроснабжения, а отключение и присоединение к рельсу перемычек от ДТ и к самим ДТ – электромехаником СЦБ.

Характеристики

Список файлов ВКР