Автономные источники питания

В качестве источника резервного питания ВЛ СЦБ, а также для резервного питания устройств ЭЦ и электросвязи могут быть использованы электростанции с одним автоматизированным дизель- генератором (ДГА). Однако должно соблюдаться условие, что эти электростанции обслуживают только устройство СЦБ и электросвязи.

Мощность резервных электростанций выбирается из условия обеспечения энергоснабжением потребителей 1 категории.

Запас топлива для резервных эл. станций, являющихся для потребителей электрической энергии 3-м независимым источником питания, должен обеспечивать работу ДГА в течении двух суток.

Аккумуляторный резервный источник питания устройств СЦБ и связи должен быть в постоянной готовности и обеспечивать бесперебойную работу устройств в случае отключения питания переменного тока.

   Аккумуляторы. Уровень электролита должен быть выше верхних краев пластин:

- в аккумуляторах С и АБН-72 на 1,5-3,0 см.

- в аккумуляторах АБН-80 на 3,0-4,0 см.  

Плотность электролита в аккумуляторах типа АБН – 72; АБН-80 -1,23 г/см³.

Плотность электролита в аккумуляторах типа С устанавливается в пределах 1,2-1,21 г/см ³.

Все аккумуляторы в батарее должны иметь одинаковую плотность, не отличающуюся в отдельных аккумуляторах от номинального значения более чем на 0,01 г/см ³.

Минимальное напряжение аккумулятора при разряде не должно быть менее 1,8 В.

В районах, где температура в зимнее время менее -30⁰С, плотность электролита необходимо увеличить до 1,26-1,3 г/см ³.

Напряжение кислотных аккумуляторов измеряют при выключенном переменном токе, аккумуляторным пробником с нагрузкой 12А. При буферном режиме, напряжение каждого аккумулятора батареи должно быть 2,1-2,3 В. При выключенном переменном токе напряжение заряженного аккумулятора, измеренное с нагрузкой, не должно быть ниже 2,0В. Время обеспечения аккумуляторного резерва для обеспечения работы устройств не менее 8 часов, при условии, что питание не отключалось в предыдущие 36 часов.

Применение двух независимых фидеров питания позволяет значительно снизить вероятность полного пропадания сетевого напряжения, но остается полная зависимость от качества этого напряжения. Для обеспечения должного качества электропитания широкое распространение получили ИБП (источники бесперебойного питания). Они позволяют гарантировать параметры питающего напряжения в жестких пределах (напряжение +-1%, частота +-0,1%), избавиться от всякого рода высокочастотных и низкочастотных помех. 

 

 

РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ

1.Выпрямитель типа ВАК

2.Аккумулятор

3.Кабель

4.Кабельная стойка или ТЯ (трансформаторный ящик)

5.Троссовые перемычки

6.Изолирующие стыки

7.Две рельсовые нити

8.Токопроводящие стыковые соединители

9.Шпалы

 

Рельсовая цепь (РЦ) представляет собой электрическую цепь, в которой имеется источник питания и нагрузка, а проводниками электрического тока являются рельсовые нити железнодорожного пути. Электрическая схема РЦ стоит из: питающего конца, рельсовой линии и релейного конца.

На питающем конце РЦ устанавливают источник питания: аккумулятор, работающий в буферном режиме с выпрямителем типа ВАК или путевой трансформатор ПТ (генератор Г).

Рельсовая линия имеет две рельсовые нити, которые состоят из отдельных рельсовых звеньев, соединенных между собой токопроводящими стыковыми соединителями.

Рельсовые нити изолированы друг от друга деревянными или железобетонными шпалами. Рельсовые линии смежных РЦ электрически разветвлены, с помощью изолирующих стыков. На релейном конце сигнальный ток из рельсовой линии принимает путевое реле переменного или постоянного тока, которое фиксирует соединение РЦ (занятое подвижным составом или свободное) и передает эту информацию для работы различных устройств автоматики и телемеханики.

Аппаратура питающего и релейного концов, расположенная в релейном шкафу или на посту ЭЦ, кабелем через кабельную стойку или трансформаторный ящик, установленные, вблизи пути, тросовые перемычки подключаются к рельсовым нитям пути.

Работа РЦ зависит от следующих условий:

1.Вследствие равномерного распределения сопротивления рельсов и существующей утечке тока i6 через балласт изменение величины тока I и напряжения и вдоль рельсовой линии происходит не по прямой линии, а по закону гиперболической функции.

2.Сопротивление балласта является переменной величиной и изменяется в зависимости от климатических условий. Величина колеблется от 1 (может быть и менее) до 100 Ом-км.

Правильная и устойчивая работа РЦ при любых изменениях ее параметров достигается правильным подбором характеристик путевого реле и источника питания, а также регулировкой РЦ в процессе работы.

 

                            РЕЖИМЫ РАБОТЫ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ

В зависимости от состояния и исправности элементов РЦ может работать в следующих режимах: нормальном или регулировочном, шунтовом, контрольном, короткого замыкания, работы автоматической локомотивной сигнализации (АЛС).

Нормальный (регулировочный) режим соответствует свободному от подвижного состава состоянию РЦ. В этом режиме через путевое реле протекает ток, при котором реле надежно удерживается в притянутом положении или надежно притягивается (при импульсном питании) при самых неблагоприятных для данного режима условиях. Неблагоприятными условиями для работы РЦ в нормальном режиме являются те, которые приводят к снижению рабочего тока в путевом реле до значения тока отпускания или не притяжения якоря реле. К снижению рабочего тока в путевом реле приводят: увеличение сопротивления рельсовых нитей при нарушении целостности стыковых соединителей, увеличение тока утечки через балласт, из-за уменьшения сопротивления балласта (вследствие загрязнения балласта и неблагоприятных метеоусловий), снижение напряжения источника питания.

Для определения требуемого напряжения на зажимах реле при свободной рельсовой цепи в зависимости от ее длины и состояния балласта производятся расчеты РЦ. На основании этих расчетов составлены регулировочные таблицы, с помощью которых регулируют РЦ с учетом всех неблагоприятных условий работы в нормальном режиме.

Шунтовой режим соответствует занятому подвижным составом состоянию РЦ. В этом режиме при занятии РЦ поездом происходит шунтирование рельсовых нитей колесными парами, имеющими незначительное сопротивление по сравнению с сопротивлением обмотки реле. За счет увеличения падения напряжения на резисторе напряжение на обмотке реле снижается до значения напряжения отпускания и якорь должен отпадать при самых неблагоприятных условиях шунтового режима. Явление снижения тока на обмотке реле под действием колесных пар подвижного состава называют шунтовым эффектом, а колесные пары поездным шунтом, сопротивление которого складывается из сопротивления колесных пар поезда и переходного сопротивления между бандажем колеса и поверхностью головки рельса. Сопротивление поездного шунта является величиной переменой и зависит от состояния головок рельсов, числа осей, давления на ось, скорости движения поезда. Чем сопротивление меньше, тем шунтовой эффект будет лучше и наоборот. На шунтовой эффект РЦ большое влияние оказывает коэффициент возврата путевого реле, который характеризует отношение токов реле, при котором происходит притяжение и отпадание якоря. При высоком коэффициенте возврата шунтирование путевого реле будет происходить при более высоком сопротивлении поездного шунта, то наибольшее сопротивление поездного шунта при замыкании которым рельсовых нитей происходит снижение тока (напряжения) в путевом реле до величины тока (напряжения) отпадания или не притяжения якоря реле, называется шунтовой чувствительностью рельсовой цепи. По действующим техническим условиям шунтовая чувствительность РЦ не должна быть менее 0,06 ОМ. Это наименьшее значение шунтовой чувствительности, проверяется наложением на рельсы испытательного нормативного шунта с сопротивлением 0,06 Ом. При наложении этого шунта в любой точке на рельсы путевое реле должно отпускать якорь. Неблагоприятными условиями шунтового режима работы РЦ являются те, которые приводят к увеличению тока (напряжения) в путевом реле, а именно: наибольшее напряжение источника питания, наименьшее сопротивление рельсов, наибольшее сопротивление балласта.

Контрольный режим соответствует свободному, но неисправному состоянию рельсовой нити (лопнувший рельс, изъятие рельса и др.). В этом случае прекращается нормальное прохождение сигнального тока по рельсовым нитям и путевое реле должно опустить свой якорь при самых неблагоприятных условиях работы в контрольном режиме.

При лопнувшем рельсе через путевое реле продолжает протекать сигнальный ток, по обходному пути через балласт. Несмотря на уменьшение величины этого тока, он может оказаться достаточным для удержания якоря путевого реле в притянутом положении и контроля лопнувшего рельса не получится, место повреждения цепи не будет ограждено запрещающим показанием светофора. Величина тока зависит от расположения места повреждения и сопротивления изоляции балласта. Теоретическим расчетом определено, что наибольшая величина тока возникает при повреждении РЦ в середине и при некотором критическом значении сопротивления изоляции балласта. Теоретическим расчетом определено, что настоящая величина тока возникает при повреждении РЦ в середине и при некотором критическом значении сопротивления изоляции балласта.

Таким образом, наихудшими условиями контрольного режима, которые приводят к увеличению тока будут: наибольшее напряжение источника питания, наименьшее сопротивление рельсов и критическое сопротивление балласта.

Режим короткого замыкания соответствует моменту шунтирования питающего конца РЦ колесными парами подвижного состава. При вступлении поезда на питающий конец РЦ источник питания работает в режиме короткого замыкания через колесные пары. При этом может оказаться, что ток и отдаваемая мощность будут превосходить допустимые значения для данного источника питания и он будет работать с недопустимой перегрузкой. В режиме короткого замыкания мощность не должна превышать мощности, потребляемые в РЦ в нормальном режиме и допустимой мощности источника питания. При этих условиях не происходит перегрева и порчи путевых приборов. Для этого на питающем конце РЦ имеется ограничитель мощности (активный или индуктивный).

Кодируемая РЦ при вступлении на нее подвижного состава из нормального режима последовательно переходит в шунтовой режим, а затем в режим АЛС. Переход в режим АЛС возможен только при обеспечении шунтового режима, когда путевое реле опуская свой якорь, осуществляет переключение на режим АЛС (возбуждение трасмиттерного реле). Для обеспечения нормальной передачи сигнальных показаний в кабину машиниста необходимо, чтобы с момента вступления первых скатов локомотива на РЦ под приемными катушками протекал кодовый ток не менее 1,2А на участках с автономной тягой; 2А на участках с электротягой постоянного тока при частоте сигнального тока 50Гц; 1,4А на участках с электротягой переменного тока при частоте сигнального тока 25 Гц. Самыми неблагоприятными условиями режима АЛС являются: наименьшее напряжение источника питания, наименьшее сопротивление изоляции и наибольшее сопротивление рельсов.