Для кожного з режимів використовується своя схема заміщення.

У якості узагальненої розрахункової схеми заміщення для будь-яких типів нерозгалужених РК з одноразовим використанням тракту передачі застосовують загальну схему (рис. 6.), що складається з трьох чотириполюсників: Н – початку, що включає всю проміжну та захисну апаратуру живлячого кінця (дросель-трансформатори, узгоджуючи трансформатори, компенсуючи конденсатори, обмежуючі та захисні опори тощо); РЛ – рейкові лінії; К – кінця, до якого входить проміжна та захисна апаратура приймального кінця (дросель-трансформатори, узгоджуючи та ізолюючі трансформатори, захисні фільтри та опори) та колійний приймач з опором Z _р.

А к B к     С к D к

А н B н     С н D н

A B C D

H

К

РЛ

Н

Z _{вх. н} Z ´_{вх. н} Z _вх Z ´_вх Z _вх.к

Рис. 6. Загальна схема заміщення рейкового кола

Коефіцієнти чотириполюсників Н і К розраховуються для кожної конкретної схеми рейкового кола шляхом перемноження матриць з коефіцієнтів складових чотириполюсників, записаних в порядку послідовності їх в схемі і з врахуванням напряму передачі енергії.

Коефіцієнти чотириполюсника рейкової лінії залежать від довжини РК і її первинних параметрів, а також режимів роботи.

Визначимо значення струму у різних точках рейкового кола при певному значенні струму реле

(1.1)

де – коефіцієнт загасання струму чотириполюсника К.

Значення струму на вході рейкового чотириполюсника:

(1.2)

де – коефіцієнт загасання струму чотириполюсника РЛ.

Струм джерела живлення дорівнює:

(1.3)

де – коефіцієнт загасання струму чотириполюсника Н

Треба підкреслити, що наведена схема заміщення рейкового кола найзручніша для розрахунку нормального режиму, тому що дає можливість визначить значення напруги на початку та в кінці рейкової лінії (U _н і U _к), які можуть бути використані при складанні регулюючих таблиць. Однак у розрахунках інших режимів роботи РК доцільно використовувати основну схему заміщення (рис. 7), яка не містить чотириполюсники Н і К, коефіцієнти яких незмінні у всіх режимах роботи. Ці чотириполюсники замінені їх вхідними опорами.

	Z ´вх. н

A B C D

Z вх. к

РЛ

Рис. 7. Основна схема заміщення рейкового кола

Складові основної схеми заміщення РК:

Z _вх..к – прямий вхідний опір чотириполюсника К, яке є навантаженням рейкового чотириполюсника

; (1.4)

– зворотній вхідний опір чотириполюсника Н

; (1.5)

Г – еквівалентний генератор зі зведеними значеннями напруги і струму холостого ходу чотириполюсника Н, які дорівнюють:

і (1.6)

де – зворотній коефіцієнт зниження струму чотириполюсника Н.

Згідно з Рис.7 струм у навантаженні Z _вх..к дорівнює:

(1.7)

де – опір передачі основної схеми заміщення рейкового кола:

(1.8)

Слід зазначити, що основна схема заміщення містить зведені (еквівалентні) значення напруги і струму генератора, які не відповідають дійсним значенням. Отже вона не може бути безпосередньо використана для визначення напруги, струму і потужності джерела живлення рейкового кола.

Для того, щоб було можливим використовувати просту схему заміщення і разом з цим керуватися дійсними значеннями струму і напруги генератора, слід перейти від еквівалентних значень напруги і струму до дійсних значень.

Згідно з рівняннями (1.1), (1.6), (1.7) і (1.8):

(1.9)

З виразу (1.9) можна зробити висновок, що дійсне значення опору передачі будь-якої складної схеми рейкового кола може бути розраховано по формулі:

(1.10)

Згідно з рівнянням (1.10):

(1.11)

Рівняння (1.9) і (1.11) є основними рівняннями рейкового кола, оскільки вони можуть бути використані для аналізу або розрахунку будь-якого режиму роботи РК шляхом підстановки відповідних значень коефіцієнтів рейкового чотириполюсника.

З врахуванням (1.1) і (1.2) з відношень (1.3) і (1.9) можна написати вирази для дійсних значень струму і напруги генератора:

(1.12)

(1.13)

Ці два останніх рівняння, які встановлюють безпосередньо залежність між струмом в реле I _р і напругою U та струмом I генератора через параметри усіх елементів рейкового кола, дають можливість використовувати їх для розрахунків РК в будь-яких режимах.

Нормальний режим

Нормальним режимом називається такий стан справного та вільного від рухомого складу РК, за якого колійний приймач видає дискретну інформацію «вільно». Така інформація видаватиметься надійно, якщо у вірно запроектованому та відрегульованому РК буде чітко виконуватися дві умови:

- за критичного збігу значень основних параметрів, що відповідають несприятливим умовам для передачі енергії(U _min, z _max, r _{и min}), рівень сигналу на вході одноелементного приймача відповідає його робочому струму I _р або рівень і фаза сигналу на вході ФЧП відповідають його обертальному моменту М _р;

- за критичного збігу значень основних параметрів, що відповідають несприятливим умовам для передачі енергії(U _min, z _max, r _{и min}), рівень сигналу на вході одноелементного приймача не перевищує його допустиме перевантаження за струмом або напругою і фаза сигналу на вході ФЧП не перевищує його перевантаження за обертальним моментом М _пер.д.

Критерієм другого стану РК у режимі, що розглядається, є виконання співвідношення:

К _пер.ф ≤ К _пер.д,

де К _пер.ф – фактичний коефіцієнт перевантаження колійного приймача;

К _пер.д – допустимий (максимальний) коефіцієнт перевантаження колійного приймача (за паспортом реле).

Для розрахунку критеріїв нормального режиму найзручнішою є загальна схема заміщення:

А к B к     С к D к

A B C D

А н B н     С н D н

H

РЛ

К

Н

Рис. 8. Розрахункова схема заміщення рейкового кола у нормальному режимі