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

Текст из файла (страница 3)

Особое значение для инженерной подготовки имеет лабораторно-производственный практикум, так как нельзя обеспечить необходимый уровень инженерного образования без опыта работы с натурными объектами и системами. В процессе обучения используются разноплановые практические занятия, в том числе ориентированные на компьютерные технологии. В частности, применяются такие формы, как математическое моделирование, подготовка макетных образцов, использование реальных объектов в лабораторных условиях.

Реализация компьютерно-ориентированного лабораторного комплекса исследовательского, учебно-познавательного и тестового назначения позволит повысить эффективность как подготовки, так и повышения квалификации работников службы СЦБ. Разработка такого обучающего комплекса является главной задачей дипломного проекта.

Созданный комплекс состоит из:

- программы расчета параметров рельсовых цепей, которая носит как исследовательский, так и учебно-познавательный характер;

- учебно-лабораторного стенда для исследования реле ИВГ-Ц;

- набора тестовых заданий для контроля знаний по дисциплине «Рельсовые цепи».

2 Техническая часть

2.1 Разработка программы расчета основных режимов работы рельсовых цепей

2.1.1 Принципиальная схема кодовой рельсовой цепи

Разработка программы расчета основных режимов работы рельсовых цепей начинается с определения ее принципиальной схемы. Для кодовой рельсовой цепи с частотой сигнального тока 25 Гц выбрана схема, представленная на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Интерфейс программы расчета основных режимов работы кодовой рельсовой цепи

На рисунке 2.1 отражен интерфейс программы. Пользователю предоставляется возможность изменения основных параметров, таких как удельное сопротивление рельсовой линии z, длина рельсовой цепи L_РЦ, удельное сопротивление изоляции r_ИЗ и другие. Также допускается корректировка коэффициентов четырехполюсников дроссель-трансформаторов, изолирующих трансформаторов (рисунок 2.2) и нормативных значений параметров приборов (рисунок 2.3).

Рисунок 2.2 – Окна настроек параметров четырехполюсников

дроссель-трансформаторов и изолирующих трансформаторов

Как видно из рисунка 2.3, при расчете можно изменять параметры путевого приемника, путевого фильтра, общее сопротивление искрогасящего контура. Особенностью алгоритма расчета является учет параметров приборов защиты по току и по напряжению. В процессе эксплуатации их характеристики могут изменяться. Например, приборы защиты от перенапряжения имеют свойство снижать свое сопротивление при росте количества срабатываний, что приводит к снижению напряжения на путевом приемнике, так как увеличится ток, протекающий через эти приборы.

Рисунок 2.3 – Окно настройки нормативных значений

параметров приборов

Перед началом расчета пользователю предоставляется возможность ознакомиться с эксплуатационно-техническими параметрами аппаратуры кодовой рельсовой цепи, содержание которых приводится ниже, путем установки курсора на рассматриваемый элемент схемы и щелчка мыши.

2.1.2 Эксплуатационно-технические параметры аппаратуры

кодовой рельсовой цепи

2.1.2.1 Аппаратура кодовой рельсовой цепи

Аппаратуру кодовой рельсовой цепи можно разделить на постовую и напольную. Постовая аппаратура располагается на посту электрической централизации (ЭЦ), перегонная - непосредственно у рельсовой цепи в трансформаторном ящике (ТЯ). Информация с поста ЭЦ к рельсовой цепи и обратно передается по сигнально-блокировочному кабелю. Принципиальная схема кодовой рельсовой цепи представлена на рисунке 2.1.

Питание цепи осуществляется от преобразователя частоты ПЧ-50/25 мощностью 100 или 150 ВА. В качестве датчиков кода (на схеме не показаны) используются кодовые путевые трансмиттеры штепсельных типов КПТШ-515, КПТШ-715, или бесконтактные – БКПТ-5, БКПТ-7, которые чередуются в рельсовых цепях смежных блок-участков для осуществления схемного контроля короткого замыкания изолирующих стыков. Непосредственно в рельсовую цепь коды посылаются контактами трансмиттерного реле Т (трансмиттерной ячейки ТШ-65В). В последнее время в качестве датчиков кода применяются бесконтактные путевые трансмиттеры БКПТ-5 и БКПТ-7, а вместо контакта реле Т – бесконтактные коммутаторы тока БКТ, или ячейка ТШ-65К, содержащая бесконтактный коммутатор тока и реле Т для управления им.

В качестве путевого приемника используется импульсное путевое реле ИМВШ-110 или ИВГ-М. Перед путевым реле в рельсовых цепях с реле типа ИВГ подключают два стабилитрона D1 и D2 и путевой фильтр ФП-25М.

В трансформаторных ящиках релейных и питающих концов располагаются аппаратура защиты (FV, QF) и путевые трансформаторы (на данной схеме типа ПРТ-А).

2.1.2.2 Дроссель-трансформатор

Дроссель-трансформаторы (ДТ) — согласующие трансформаторы, главной задачей которых является пропуск обратного тягового тока из одной рельсовой цепи в другую в обход изолирующих стыков на электрифицированных участках железных дорог.

Принцип работы ДТ заключается в следующем: часть тягового тока I_Т1, проходя по одному из рельсов, оказывается в одной полуобмотке ДТ. В это время другая часть тягового тока I_Т2 течет через вторую полуобмотку ДТ. Суммарный ток I_Т через междроссельную перемычку попадает в среднюю точку основной обмотки смежного ДТ и, разделившись на две части, проходит по рельсовым нитям соседней цепи (рисунок 2.4).

Магнитные потоки, создаваемые токами, протекающими в полуобмотках ДТ, имеют противоположные направления. По этой причине при I_Т1=I_Т2 разностный поток в сердечнике трансформатора равен нулю. В результате в дополнительной обмотке тяговый ток не наводит электродвижущую силу (ЭДС).

Сигнальный ток от источника питания рельсовой цепи попадает в обмотку реле следующим образом: протекающий в дополнительной обмотке ДТ сигнальный ток создает в сердечнике переменный магнитный поток, под воздействием которого в основной обмотке индуцируется переменная ЭДС.

Рисунок 2.4 – Схема протекания обратного тягового тока и сигнального тока

Наведенная ЭДС, в свою очередь, приводит к возникновению в рельсовой линии сигнального тока I_С, который, протекая через основную обмотку ДТ релейного конца, создает магнитный поток, индуцирующий в его дополнительную обмотку ЭДС. Под действием этой силы при свободном состоянии рельсовой линии происходит срабатывание путевого приемника. При этом сам ДТ на питающем конце рельсовой цепи выполняет роль понижающего трансформатора, а на релейном — повышающего.

Дроссель-трансформаторы ДТ-1-150 и 2ДТ-1-150 устанавливают на участках железных дорог, оборудованных автоблокировкой с частотой сигнального тока в рельсовой цепи 75 и 25 Гц при электрической тяге на переменном токе частотой 50 Гц. Данные дроссель-трансформаторы рассчитаны на пропускание номинального (длительного) тягового тока через каждую секцию основной обмотки 150 А. Средний вывод обмотки рассчитан на 300 А. Дроссель-трансформатор 2ДТ-1-150 представляет собой сдвоенный дроссель-трансформатор ДТ-1-150, то есть две основные и две дополнительные обмотки размещены в одном корпусе, средние выводы основных обмоток соединены и одной клеммой выведены наружу (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 – Схемы соединения обмоток дроссель-трансформаторов типа ДТ-1-150 (а) и 2ДТ-1-150 (б)

Магнитная система дроссель-трансформаторов ДТ-1-150 и 2ДТ-1-150 без воздушного зазора. На крышке корпусов дроссель-трансформаторов ДТ-1-150 и 2ДТ-1-150 имеется вентиляционная пробка и уплотнитель из резины. Для охлаждения основной и дополнительной обмоток в корпус дроссель-трансформатора перед установкой в эксплуатацию заливают трансформаторное масло до уровня контрольного отверстия в корпусе [8].

На участках железных дорог с обращением тяжеловесных поездов применяются ДТ с воздушным охлаждением типов ДТ-1-300, 2ДТ-1-300 и новых конструкций ДТ-1МГ-150, ДТ-1МГ-300, 2ДТ-1МГ-150, 2ДТ-1МГ-300.

2.1.2.3 Аппаратура защиты

Защита аппаратуры кодовой рельсовой цепи от перегрузок и токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями типа АВМ-1 (АВМ-2) Внешний вид АВМ-2 представлен на рисунке 2.6 а. Внутренняя конструкция автоматических выключателей АВМ-1 и АВМ-2 одинаковая.

Принцип действия выключателя состоит в разрыве электрической цепи за счет размыкания контактов при нагревании термоэлемента (биметаллической пластины) проходящим по нему током определенной величины и в последующем повторном включении электрической цепи после остывания термоэлемента (рисунок 2.6 б). Для защиты от проникновения влаги выключатели имеют герметичную крышку.

Рисунок 2.6 – Внешний вид АВМ-2 (а) и биметаллическая пластина (имеет закругленную форму) (б)

Приборы защиты по напряжению должны исключать появление на защищаемом объекте импульсов перенапряжения, опасных для его изоляции, и не влиять на нормальную работу защищаемого объекта при рабочих значениях напряжения.

Защита должна выполнять следующие функции:

– исключать повышение воздействующими перенапряжениями всех значимых допустимых параметров изоляции и электрической прочности приборов защищаемого объекта;

– обладать необходимым быстродействием для выполнения первого требования;

– обладать многократностью действия;

– не влиять на рабочие параметры схемы при отсутствии перенапряжений;

– обеспечивать технико-экономическую эффективность применения.

Разрядник РВН-250 предназначен для защиты от перенапряжений электрических цепей аппаратуры автоматики с рабочим напряжением до 250 В и обеспечивает мгновенное гашение дуги сопровождающего тока. Разрядник штепсельный РВНШ-250 с рабочим напряжением до 360 В выполняет те же функции, что и РВН-250.

Разрядники типов РВН-250 и РВНШ-250 являются разрядниками многократного действия и имеют два электрода — «земля» и «линия». В разрядниках РВНШ-250 применен вентильный диск типа НС-2. Сопротивление диска, включенного последовательно с искровым промежутком, имеет резко выраженную вентильную характеристику: при повышении напряжения сопротивление диска быстро уменьшается, а при снижении резко возрастает. Токи молнии, имеющие высокую амплитуду, беспрепятственно пропускаются разрядником в землю. В настоящее время разрядники РВН-250 и РВНШ-250 заменяются на более современные приборы защиты.

Устройство защиты тиристорное (УЗТ) предназначено для защиты путевой аппаратуры рельсовых цепей от коммутационных перенапряжений, возникающих на электрифицированных участках железных дорог (обрыв контактного провода, короткое замыкание на электровозе, перекрытие изоляции контактной подвески). Для защиты питающих и релейных концов рельсовых цепей используются УЗТ-1 с рабочим напряжением до 220 В. Устройства УЗТ выпускаются с 1989 года и устанавливаются взамен разрядников типа РВНШ-250. На рисунке 2.7 приведена схема устройства УЗТ.

Рисунок 2.7 – Электрическая схема тиристорного устройства защиты УЗТ

В настоящее время взамен РВНШ-250, ВОЦН-220 и РКН-600 для защиты аппаратуры от импульсных перенапряжений внедряются УЗП-500-0,13 и УЗП-500-0,26, разработанные специалистами ООО «Энергоблок» и ОАО «Сендаст». Согласно заключению ВНИИАС МПС России № 1982 от 14.09.2005 эти устройства обеспечивают более эффективную защиту от грозовых и коммутационных перенапряжений, повышенную надежность и безопасность, и рекомендованы для проведения широкой опытной эксплуатации в силовых цепях устройств СЦБ.

Принцип действия приборов типа УЗП основан на ограничении уровня перенапряжений в защищаемой цепи благодаря высокой нелинейности вольтамперной характеристики варистора, входящего в состав УЗП. Устройство имеет большую энергопоглощающую способность, чем аналоги [10]. В таблице 2.1 приведены сравнительные характеристики РВНШ-250 и УЗП1-500.

Характеристики

Список файлов ВКР