Similar presentations:
Автоматика и телемеханика на перегонах
1. АВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА НА ПЕРЕГОНАХ
Ходкевич Антон ГеннадьевичАВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА
НА ПЕРЕГОНАХ
ОмГУПС 2008
2. 1. История железных дорог России
• 1834 г. - рельсовая дорога с паровойтягой на Нижнетагильском
металлургическом заводе Демидовых
длина дороги - 854 метра
ширина колеи - 1645 мм
вес состава - свыше 3 тонн
скорость - до 16 км в час
3.
4.
5. Санкт-Петербург - Царское Село
Санкт-Петербург Царское Село• 1836 г. - начало строительства дороги
• 1837 г. - завершение строительства и
открытие регулярного движения
длина - 22 версты
ширина колеи - 1829 мм
время хода - 30 минут
скорость - до 60 км в час
6.
7.
8.
Санкт-ПетербургЦарское Село
9. Движение по участку железной дороги
Санкт - ПетербургЦарское Село
• Система с интервалом по времени
• Система полуавтоматической
блокировки
10. Движение по участку железной дороги
Санкт - ПетербургЦарское Село
• Система с интервалом по времени
• Система полуавтоматической
блокировки
11. Движение по участку железной дороги
Санкт - ПетербургЦарское Село
• Система с интервалом по времени
• Система полуавтоматической
блокировки
12. Движение по участку железной дороги
Санкт - ПетербургЦарское Село
• Система с интервалом по времени
• Система полуавтоматической
блокировки
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19. 2. Принципы полуавтоматической блокировки (ПАБ)
• На перегоне может находиться толькоодин поезд
• По прибытию поезда ДСП извещает
соседнюю станцию о свободности
перегона
• А почему эта система называется
полуавтоматической?
20. Система счёта осей
РельсОбмотка
реле
Счётчик
импульсов
Информация
о количестве
колёсных пар
21. Движение по участку железной дороги
Санкт - ПетербургЦарское Село
• Система полуавтоматической
блокировки с системой счёта осей
Устройство для счёта осей
22.
23.
24.
25.
26.
27. Недостатки ПАБ
• Низкая пропускная способность (наперегоне только один поезд), и значит
трудность в использовании системы при
• больших длинах перегонов
• низкой скорости движения
• Поэтому необходима новая система ПАБ с путевыми постами
28. Движение по участку железной дороги
Санкт - ПетербургЦарское Село
• Система ПАБ с путевым постом
Устройство для счёта осей
29. Функции дежурного по путевому посту
• По телефонным проводам услышатьинформацию об освобождении
впередилежащего участка
• После получения команды принять
решение об открытии семафора
• Передать по проводам информацию о
возможности проследовании поезда на
предыдущий участок
30.
В автоматической блокировке для передачи информациивместо телефонных проводов используется рельсовая цепь
В качестве ушей дежурного применяется импульсное
путевое реле (ИМВШ или ИВГ)
Вместо головного мозга дежурного используется
дешифраторная ячейка (БС-ДА, БИ-ДА, БК-ДА)
Реле Ж и З на выходе дешифратора выполняют функцию
рук, управляющих семафором
Трансмиттерное реле Т посылает коды в рельсовую цепь
точно также, как раньше язык передавал информацию через
телефонные провода
31. 3. Рельсовые цепи
• В 1868 г. американский инженер ВильямРобинзон изобрёл и запатентовал первую
рельсовую цепь
• Нормальноразомкнутая РЦ
П
П
32. Преимущества нормальноразомкнутой РЦ
• Простота• Значительная длина
• Быстродействие
• Недостатки
нормальноразомкнутой РЦ
• Вероятность появления опасных отказов
33. Нормальнозамкнутая РЦ
• В 1872 г. американский инженер ВильямРобинзон изобрёл и запатентовал вторую,
нормальнозамкнутую рельсовую цепь,
применяемую до сегодняшнего дня
П
П
34. Нормальнозамкнутая импульсная РЦ
• В начале ХХ столетия начали применять воздушныелинии электропередачи. Для исключения влияния ЛЭП
РЦ перевели на принцип импульсного питания. В этом
случае при появлении непрерывной помехи в РЦ реле
И остаётся под током, а реле П обесточивается.
С1 м
п И
МТ
П
С2
м
п
П
м
И
35. Двухзначный сигнал
36. Трёхзначный сигнал
37. Необходимость совершенствования РЦ на перегоне
Для передачи информации о состоянии двух участковперед светофором необходимо использовать одно из
технических решений:
1. Передача данных о свободности второго участка по
отдельным проводам (в системах АБП, АБТ)
2. Передача по рельсовой цепи различных кодовых
посылок, заключающих в себе информацию о свободности
или занятости второго участка (в системе АБК коды Ж и З
обозначают свободность второго участка, а код КЖ - его
занятость)
38. Импульсно-проводная АБ (АБП)
• По двум проводам л-ол передаётся информация осостоянии реле П (то есть о свободности или
занятости) второго блок-участка. На нашей сигнальной
точке реле Л повторяет работу этого реле и выбирает
желтое или зеленое показание на светофоре
1 б/у
2 б/у
С1 м
п И
П
МТ
П
Л
м п
П
Л
м
И
П
С2
л
ол
39. Числовая кодовая АБ (АБК)
• Благодаря наличию различных кодовых посылок порельсовой цепи передаётся информация не только о
свободности первого участка (по принципу: есть код
или его нет), но и о свободности второго участка (по
принципу: какой код - КЖ или Ж, З)
Ж
Т
~
И
Д
З
п
Ж
З
м
И
40. Импульсная РЦ при электрической тяге
• В 30-х годах прошлого столетия началосьприменение на железной дороге электрической
тяги. Теперь рельсы стали использоваться для
пропуска не только сигнального, но также и
обратного тягового тока.
Тяговый ток
Сигнальный ток
41. Так появился дроссель-трансформатор, обеспечивающий - пропуск тягового тока через изостыки (как дроссель) - передачу
Так появился дроссельтрансформатор,обеспечивающий
- пропуск тягового тока через
изостыки (как дроссель)
- передачу сигнального тока в
РЦ (как трансформатор)
42.
Рельсовые цепи на дорогах РФРЦ выполняют следующие функции:
автоматически контролируют свободное или занятое
состояние участков пути на перегонах и станциях,
контролируют целостность рельсовых нитей;
исключают возможность перевода стрелок под составом;
с их помощью передаются кодовые сигналы с пути на
локомотив и от одной сигнальной установки к другой;
обеспечивают автоматический контроль приближения
поездов к переездам и станциям.
На магистральных железных дорогах РФ применяют
более 30 типов и 800 разновидностей рельсовых цепей.
42
43.
Расчет режимов работы РЦУчитывая особую роль РЦ в СЖАТ, обеспечивающих
безопасность движения поездов, расчет и анализ их работы
производят в трех основных режимах:
Нормальном
Шунтовом
Контрольном
Дополнительно
Режим АЛС
Режим КЗ
43
44.
Первичные параметры РЦСтруктурная схема РЦ
Zп – сопротивление рельсов
rи – сопротивление изоляции
Uн – Напряжение в начале РЦ
Iн – Ток в начале РЦ
Uк – Напряжение в конце РЦ
Iк – Ток в конце РЦ
44
45.
Первичные параметры РЦСопротивление 1 км рельсовой петли при стальных стыковых
соединителях не должно превышать:
0,2 Ом для РЦ постоянного тока;
0,55 Ом и фазовом угле 500 для РЦ переменного тока
частотой 25 Гц;
0,85 Ом и фазовом угле 600 для РЦ переменного тока
частотой 50 Гц.
Сопротивление 1 км рельсовой петли при медных
стыковых соединителях должно быть не более
25 Гц
50 Гц
420 Гц
480 Гц
R
φ
R
φ
R
φ
R
φ
0,5
52
0,8
65
4,9
79
5,4
80
45
46.
Первичные параметры РЦМноголетним опытом эксплуатации РЦ установлено, что при
слабом загрязнении поверхности и старых деревянных
шпалах минимальные удельные сопротивления изоляции
(одного километра рельсовой линии) находятся в следующих
пределах:
Щебеночный – 2 Ом·км
Гравийный – 1,5 Ом·км
Песчаный – 1,0 Ом·км
Зависимость rи от состояния балласта
Мокрый
Влажный
Сухой
Промерзший
1,0 Ом·км
2 Ом·км
50 Ом·км
50-100 Ом·км
46
47.
Вторичные параметры РЦПри расчете РЦ рельсовую линию рассматривают как ЧП
РЛ
l – Длина линии (РЦ)
γ
ZВ – волновое сопротивление
– коэффициент распространения волны
47
48.
Вторичные параметры РЦZ В Z П rи
Z П / rи
Для конкретного типа рельсовой цепи величины Uк и Iк
являются известными величинами.
Нормативные параметры Zп и rи определяются расчетами и
экспериментально, с учетом типа применяемых рельсов и
балласта.
На основании этих параметров и приведенных ниже
формул рассчитываются требуемые напряжения и токи,
которые необходимо установить в начале РЦ.
48
49.
Уравнение передачи РЦРЛ
U Н U К ch l
+
Z В I К sh l
I Н U К sh l
ZВ
+
I К ch l
49
50.
Нормальный режим работыРЦ свободна и исправна.
Напряжение на реле не ниже напряжения надежного
срабатывания при наихудших условиях.
50
51.
Шунтовой режим работыПри наложении шунта, сопротивлением 0,06 Ом (норматив)
или меньше, в любом месте РЦ напряжение на реле должно
быть меньше напряжения надежного отпускания при
наихудших условиях.
51
52.
Контрольный режим работыПри полном электрическом разрыве рельсовой нити в
любой точке рельсовой линии, напряжение на реле должно
быть меньше напряжения надежного отпускания при
наихудших условиях.
52
53.
Режим АЛСРЦ занята поездом.
В режиме АЛС ток локомотивной сигнализации должен
быть не ниже нормированного значения (в зависимости от
вида тяги поездов) при наихудших условиях.
Норматив тока АЛС в зависимости от типа тяги
Автономная
1,2 А
Постоянный ток Переменный ток
2А
1,4 А
53
54.
Режим К.З.РЦ занята поездом на питающем конце.
В режиме К.З. нормируют ток и мощность,
потребляемую РЦ
54
55.
Наихудшие условияРежим
ZР
rи
Uпит.
Нормальный
Макс.
Мин.
Мин.
Шунтовой
Мин.
Макс.
Макс.
Контрольный
Макс.
Крит.
Макс.
АЛС
Макс.
Мин.
Мин.
К.З.
Мин.
Макс.
Макс.
55
56.
Расчет режимов РЦДля расчета РЦ используют следующую схему замещения
Iн
Uпит.
А0
С0
В0
Ан Вн
Н
Сн Dн
А В
РЛ
С D
Ак Вк
К
Ск Dк
Iр
Zр
D0
Z`вх.н
Zвх = Uн/Iн = (AUк+BIк) / (CUк+DIк)
56
57.
Расчет нормального режимаПри расчете нормального режима необходимо определить
значение регулируемого параметра.
Для РЦ переменного тока
– напряжение питающего трансформатора.
Для РЦ постоянного тока
– сопротивление ограничителя на питающем конце.
57
58.
Расчет нормального режимаКритерием работы РЦ в нормальном режиме является
коэффициент перегрузки Кпер.
Кпер. мин ≥ 1
Кпер. мин = Uрф / Uр
58
59.
Расчет нормального режимаКритерием работы РЦ в нормальном режиме является
коэффициент перегрузки Кпер.
Кпер. макс ≤ Кпер. д
Кпер. д = Uр макс / Uср
Кпер. макс = Кзср Ки Ктр (|Zп макс | / | Zп мин |)
Zп макс = А0Zр + В0 , при наихудших условиях.
Zп мин = А0Zр + В0 , при rи = ∞, и минимальном Zп
Кзср=Uр / Uср
Ки=1,25
Ктр=Uгн / U
59
60.
Расчет шунтового режимаСуществует два основных критерия шунтового режима
работы РЦ:
1) Абсолютная шунтовая чувствительность Rш
Rш – Сопротивление поездного шунта, при котором
Uршф < Uн.н при наихудших условиях.
2) Коэффициент чувствительности к нормативному
шунту Кш
Кш = Uвн / Uршф при наихудших условиях.
Rш ≥ 0,06 Ом,
Кш ≥ 1
60
61.
Расчет контрольного режимаКритерием выполнения контрольного режима работы РЦ
является коэффициент чувствительности
к оборванной (поврежденной) рельсовой нити Ккп.
Ккп = Uвн / Uркф при наихудших условиях.
Контрольный режим выполняется, если Ккп ≥ 1
61
62.
Расчет режима АЛСЦелью расчета режима АЛС является определения
минимального фактического тока АЛС при занятии РЦ и
сравнения его с нормативным значением.
Iлф = Uф.мин / Zпк
Uф.мин – минимальное фактическое напряжение в конце РЛ
Zпк – сопротивление передачи при наихудших условиях.
Zпк = K`тн·(В +D·Z`вх.н)
K`тн = Ан – обратный коэффициент снижения напряжения в
ЧП Н
62
63.
Структура АЛСН63
64.
Расчет режима К.З.Целью расчета режима К.З. является определения
минимальной мощности источника питания, необходимой
для выполнения всех режимов работы РЦ
Входное сопротивление в режиме К.З.
Zк.з. = Вн / Dн
Iк.з. = Uн / Zк.з.
Sк.з. = Uн · Iк.з.
64
65.
Классификация и схемы РЦВ силу различных условий эксплуатации и требований к
работе применяется большое разнообразие конструкций РЦ.
Однако по ряду характерных признаков РЦ можно
классифицировать:
– по принципу действия;
– роду сигнального тока;
– месту применения;
– способу канализации (пропуску) тягового тока на
электрифицированных участках;
– типу применяемой аппаратуры источников питания и
путевых приемников.
65
66.
Классификация и схемы РЦПо принципу действия РЦ делятся на нормально
разомкнутые и нормально замкнутые.
По роду сигнального тока РЦ подразделяют:
– на РЦ постоянного тока с непрерывным и импульсным
питанием;
– РЦ переменного тока с непрерывным и кодовым
питанием, работающие на частотах 25, 50 или 75 Гц;
– РЦ тональной частоты, работающие на частотах
420- 780 Гц.
66
67.
Классификация и схемы РЦПо способу канализации тягового тока РЦ
подразделяют на двухниточные, в которых тяговый ток
протекает по обеим рельсовым нитям пути, и
однониточные, когда тяговый ток протекает только по
одной рельсовой нити.
По месту применения РЦ подразделяются на
неразветвленные, которыми оборудуются
неразветвленные участки пути, и разветвленные, ими
оборудуются участки пути, имеющие стрелочные
переводы.
67
68.
Классификация и схемы РЦРЦ, в которых информация между проходными
светофорами и в кабину машиниста передается по
рельсовым нитям в закодированном виде, называют
кодовыми.
По типу применяемой аппаратуры РЦ
подразделяют: на РЦ с электромагнитными
путевыми приемниками (одноэлементными и
двухэлементными); электронные;
микропроцессорные.
68
69.
Классификация и схемы РЦНормально разомкнутая рельсовая цепь
69
70.
Классификация и схемы РЦНормально замкнутые рельсовые цепи
70
71.
Классификация и схемы РЦСхема простейшей двухниточной рельсовой цепи с
71
дроссель-трансформаторами
72.
Классификация и схемы РЦДвухниточные рельсовые цепи с двухэлементными
путевыми приемниками.
72
73.
Классификация и схемы РЦСхема установки и подключения ДТ к рельсам
73
74.
Классификация и схемы РЦСхемы однониточных рельсовых цепей
74
75.
Классификация и схемы РЦРазветвленные рельсовые цепи
Схема установки изолирующих стыков и соединителей
75
76.
Классификация и схемы РЦСхемы стрелочных секций
76
77.
Классификация и схемы РЦСхемы стрелочных секций
77
78.
Классификация и схемы РЦСхемы стрелочных секций
78
79.
Классификация и схемы РЦСхемы стрелочных секций
79
80.
Классификация и схемы РЦСхема включения аппаратуры рельсовых цепей
тональной частоты
80
81.
Классификация и схемы РЦСтруктура модулированного сигнала
81
82.
Классификация и схемы РЦСхема рельсовой цепи тональной частоты
82
83.
Классификация и схемы РЦСхема станционной рельсовой цепи
83
84.
Генератор ГП3R10
83
DD1
GB
13 D9
11 D10
Fн
1 МГц
4
+Uп2
1
+Uп1
Усп
R1
R2
+Uп1
TV
УсВ
4
52
ФПМ
7
VD10
R15
8
-Uп1
-Uп2
VD5
-Uп1
R19
C6
6
3
R12
+Еп
+Uп2
5
2
a
b
VT1
72
1
R9
R11
c
VD11
-Uп2
73 63 82 81
VD6
DD2
Q
16
Fн
24 1 МГц
42
8 Гц
33
12 Гц
Fм 8
13
17
36801-00-00
+Uп1
D3
D4
D5
D6
D7
D8
16
36802-00-00
6
7
8
5
9
10
Fман
Q
+9 В
+Uп1
+Еп
Fм12
БП
6
~ 35 B
Uп1
-9 В
-Uп1
Uп2
+Uп1
-20 В
+20 В
84
85.
Фильтр ФПМ72 73 81 82 83 21 22 23
41 42 43
C1
61
C2
C3
62
C4
63
C5
C6
C7
12
C8
71
11
85
86.
Приемник ППМ61
+18 B
72
R1
С1
С3
1
Вход
2
11
3
С2 TV
2
5
3
7
4
8 5
6
TV3 С4
1
2
3
4
5
TV1
-6 B R
2
R12 VT4
TV4
7
R5
3
+6 B
8
VT1
С7,C8
R19
С6
R7
VT3
R8
R34
VT7
R17
VD3
VT10
R15
VT6
R21
R10
1
TV6
VD5
2
3
R25
-6 B
VD12
4
VT12
R23
+12 B
R28
5
6
C13
+18 B
R3
62
VD11
VT8
R26
R14
R9
VT11
3
R13
R35
R27
VT9
VT5
1
2
R11
R24
R22
R20
TV5
С5
R4
4
43
R18
VT2
-18 B
71
R16
C9,C10
42
63
23
+6 B
82
83
VD8 VD7
51
52
33
13
31
VD6
+12 B
R31
R30
R29
C12 C11
-6 B
21
41
-18 B
-18 B
VD10
VD9
R33
R32
21 22
17,5 B
50 Гц
86
61
81
87.
Уравнивающий трансформатор87
88.
ПЧ 50/25U = 220 / 110 В, f = 50 Гц
D1
1
2
4
3
D2
А
Wh
Б
I
Ф1
Wk II Ф
2
А
Ф2
Wh
Ф1
Ф2
Ф1
Cк
Cк
IRн
Б
R
ICк
Rн
Uн, (f = 25Гц)
L(t)
88
89.
ПЧ 50/2589
90.
Методы контроля короткого замыканияизолирующих стыков в Р.Ц.
1. Чередование полярностей питающий напряжений.
2. Чередование мгновенных полярностей.
3. Двухфазная схема питания РЦ.
4. Схема КСС для тональных РЦ.
5. Асинхронная работа реле Т и реле И
90
91.
Чередование полярностей+
–
–
+
3П
–
Т
+
1П
Р
+
–
91
92.
Чередование полярностей92
93.
Чередование мгновенныхполярностей
–
U1
+
V1
+ –
+
U 1РЦ U 2РЦ
2
Т
–
1П
2П
Р
–
Т
+
U2
U 1РЦ U 2РЦ
2
V2
93
94.
ПпПм
I1
I2
I4
I3
I1
I2
I3
I4
220 В
50 Гц
K
II1 II 2 II3 II 4 II5 II 6 II 7
II1 II 2 II3 II 4 II5 II 6 II 7
K
K
K
О
ФУ
32
11
12
51
52
31
В1
О
Н
МЭ
О
UП
R 37
B3
R 39
R 38
11ЛА
11
R 51
UП
Uп
220 В, 25 Гц
Н
Uм
110 В, 25 Гц
Двухфазная
схема питания РЦ
Н
B4
R 40
12ЛА
11ЛА
82
22
220 В, 25 Гц
11
R 52
12ЛА
82
22
U П 220 В, 25 Гц
94
95.
Схема КСС для ТРЦ95
96.
Контроль пробоя ИС в кодовых РЦ.Контроль пробоя изостыка основан на принципе
проверки асинхронной работы реле Т и И смежных РЦ.
Эти реле находятся в одном релейном шкафу, и перед
включением разрешающего огня через цепи управляющих
реле Ж и З схема проверяет противоположное
положение реле Т и И. Для реле Т есть повторитель ПТ.
Т И
З
Ж
КЖ
Т
И
И
97.
Особенности работы и регулировкикодовых рельсовых цепей частотой 25 Гц.
97
98.
Особенности работы и регулировкикодовых рельсовых цепей частотой 50 Гц.
98
99.
Особенности работы и регулировкирельсовых цепей с реле ДСШ-12.
Мвр = К|Uп||Uм|cosβ
99
100.
Особенности работы и регулировкирельсовых цепей с реле ДСШ-13.
ДТп; п=38
+ -
ДТр; п=38 - +
4П
Lр.ц.< 1200м
- +
1п-к
1р-к
2п-к
111Н26-13
ВОЦШ-220
113Н38-8
+ 2р-к
45Н25-9
113Н310-8
111Н26-11
113Н38-10
45Н25-7
113Н310-10
ВОЦШ-220
Rо
27х2
113-101
Др1 РЦ2
БПК
РЦ1 С2 С3
10мкф 2мкф
С1
113-103
I
К Н
II
2
I
1
ПК4
ПОСТ ЭЦ
ПК1
25Гц
С3 Др3
ПК2
II
К
12мкф
I
2
ОХЛ8
ПХЛ8
ОХК
20мкф
Н
Т3
КТ
1
50Гц
В схему
кодирования
110-01 л.2
С1
К
Т2
2ПТ
10 РЦ2
111-10
3
4
ДСШ-13А 1
2
113-41
1
2
4П
50ГЦ
В схему
кодирования
64-98 л.1
25Гц
СМ
4мкф
ОХМ2
II
Др1 РЦ1 9
БРК
ПХМ2
Н
Т1
КТ1
ПК2 ПК3
охк
ПК1
Измерит.
панель
100
101.
Особенности работы и регулировкиразветвленных РЦ с реле ДСШ.
+ 21-105БСП
- +
+ 21-105СП
21-105АСП
- +
С5'
12мкф 6мкф
6мкф
II
I
n=40
I
ВОЦ-220
К
ПЯ
1 ЗБ
2 БП
2
3
4
21-105БСП
ДСШ-13А 1
2
М
21-105СП
1 2-3 4
НМШ1
1440
21-105АСП
21
21-105БСП
21
П
ПХМ
ОХЛ
ПХЛ
ПОСТ ЭЦ
25Гц
Rд1
530ом
4 4(2-3)
25Гц
ЗБ-ДСШ
1
2
СМ
4мкф
Измерит.
панель
2 ЗБ-ДСШ
1 ЗБ
3
21-105АСП
ДСШ-13А 1
4
1
2
2
СМ
4мкф
25Гц
Измерит.
панель
ОХМ
РЦ1 С4 С5
III1(II2-III3)
ОХМ
Н
Т2
ПТ 1
ПРТ-А-УЗ1
ВОЦ-220
ПХМ
Rо
27х2
РЦ2
АВМ-2
5А
Rр2
0,5ом
II
ИТ II1
ВОЦ-220
101
102.
Сравнительная оценка РЦ снепрерывным и импульсным питанием
U
Uр
Ucр
Uнн
Uотп
Непрерывное
t
Импульсное
102
103.
Устройства контроля схода подвижногосостава (УКСПС)
напольные устройства
проволока СТ-3
(СТ-4)
2730
шпала
255
90
440
УПМ-24(1сб)
УКМ-24(1сб)
3(1)
кабель
10-3(2)
кабель
КС
82
КСТ
21
6
АОШ2
180/0,45
(41-62)
ПХ
1
I
II
(2-3)
R-14 Ом
1
2
9
5
ОХ
СТ-5
КС
11
ЛП
Р.Ш.
с.т.
КС
12
КС
ЛМ
31
ОКС
32
103
104.
Электроснабжение устройств АБ.1 – линейный трансформатор ОМ,
2 – резервный трансформатор ОМ,
3 – кабельный ящик, 4 – релейный шкаф.
104
105.
Электропитание устройств АБ.105
106.
Альтернативные методы контроляучастков пути.
106
107.
Устройства контроля нагрева буксовыхузлов.
107
108.
Далее108