Для всех РЦ, кроме горочных, принято сопротивление нормативного шунта Rшн = 0.06 Ом.
· Контрольный режим.
Контрольным режимом называется такое состояние РЦ, при котором ПП передает дискретную информацию, эквивалентную состоянию «Занято», при полном электрическом разрыве рельсовой нити в любой точке РЛ. Критерием надежности контрольного режима является соотношение:
Ккп ³ 1,
где Ккп — коэффициент чувствительности РЦ к обрыву (поврежденной) нити, который вычисляют при критическом наборе основных параметров для этого режима:
[Umax, Z(rmin), ru крит , Ркп крит].
· Режим АЛСН.
Режимом АЛСН называется такое состояние исправной занятой РЦ, при котором в рельсовых нитях создается уровень кодового сигнала, достаточный для надежного действия локомотивного приемника, расположенного на удаленном от генератора АЛСН конце РЛ.
Критерием надежности режима АЛСН является соотношение:
Кл = Iлф min ¸Iлн³1,
где: Iлф min — фактический минимальный ток в РЛ при наложении нормативного поездного шунта на удаленном от генератора кодовых сигналов АЛСН конце РЛ и критическом сочетании основных параметров для этого режима [Umin, z, ru min, p=0] Iли—нормативный ток АЛСН, при котором локомотивный приемник работает устойчиво.
· Режим к.з.
Под режимом к.з. подразумевается режим работы генератора при расположении нормативного поездного шунта в начале РЛ, т.е. в точке подключения к ней генератора (р = 1). При этом может рассматриваться режим к.з. основного генератора, питающего ПП, и дополнительного генератора, питающего через РЛ локомотивный приемник, связанный с ней индуктивно. В РЦ переменного тока функции дополнительного генератора может выполнять основной генератор, если кодовые сигналы АЛСН накладываются на питающий конец.
К критериям режима к.з. относятся ток Iкз и мощность Sкз генератора. Обычно ток и мощность режима к.з. превышают ток и мощность его при нормальном режиме. Однако в схемах с емкостным ограничителем ток и мощность к.з. могут быть меньше соответственно тока и мощности нормального режима.
Режим к. з. рассчитывают при критических сочетаниях основных параметров и поэтому Rшн = 0, а р = 1. Значения основных критериев режима к.з. генератора, которое происходит не непосредственно на зажимах генератора, а через четырехполюсник H, в значительной степени зависят от соотношения параметров этого четырехполюсника и входного сопротивления РЛ zbx. Поэтому ток и мощность режима к.з. могут в несколько раз превышать соответственно ток и мощность нормального режима либо, наоборот, могут быть даже меньше этих значений благодаря применению емкостных ограничителей.
Для сокращения объёма расчётов ЧП ДТ и ИТ на питающем и релейном концах объединяют соответственно в ЧП Н и К. При этом учитывается сопротивление соединительных проводов rсп и rср.
Общая схема замещения РЦ.
Коэффициенты четырехполюсника питающего конца
(1)
Ан=34,621е-j16,53
Вн=9,064еj3,984 Ом
Сн=0,051е-j62,118 См
Dн=0,037е-j0,792
Коэффициенты четырехполюсника релейного конца
(2)
Ак=0,037е—j1,043
Вк=2,08ej21,983 Ом
Ск=0,072е-j69,389 См
Dк=28,949е-j3,806
2. Расчет нормального режима
Схема замещения для расчета РЦ в нормальном режиме:
Определяем эквивалентное сопротивление изоляции РЛ и заземления опоры контактной сети:
, (3)
Ом*км
Определяем коэффициент распространения волны в РЛ:
, (4)
1/Ом*км
Определяем волновое сопротивление:
, (5)
Ом/км
Определяем коэффициенты рельсового четырехполюсника:
, (6)
, (7)
Ом
, (8)
См
Определяем напряжение и ток в конце РЛ:
, (9)
В
, (10)
А
Определяем напряжение и ток в начале РЛ:
, (11)
, (12)
Находим минимальное напряжение и ток источника питания:
, (13)
В;
, (14)
А.
Так как градация напряжений через каждые 5 В , то Uф min равно:
Uф min= 115 В.
Определим коэффициент трансформации Ктр :
(15)
По коэффициенту трансформации определяем Iф min :
, (16)
Определяем мощность, потребляемую РЦ в нормальном режиме:
, (17)
В*А.
3. Коэффициент перегрузки реле
Минимальное сопротивление передачи:
К`тн = Ан ; (18)
Ктк = Ск*Zp+Dк ; (19)
Ктк = 200 + = 37,283e- j24,397
; (20)
Z’вх н = / = 0,262e j20,514 Ом
; (21)
Zп min = К`тн×Ктк×(Zвх к+Z×ℓ+ Z`вх н) ; (22)
Zп min =37,283e- j24,397(0,251e j28,346+0,5×еj52°1,9+0,262e j20,514) =Ом
Максимальное сопротивление передачи:
Zп max = К`тн×Ктк×(A×Zвх к+B+(C×Z вх к+D)×Z`вх н); (23)
Zп max = 37,283e- j24,397(0,251e j28,346 + + +(0,251e j28,346 + )0,262e j20,514) = Ом.
Коэффициент перегрузки реле:
Ки = 1,05
Кпер = = 2,376е j23,817< 3,5
4. Расчет шунтового режима
Схема замещения для расчета РЦ в шунтовом режиме:
Коэффициент шунтовой чувствительности на релейном конце:
(26)
где: ,
Сопротивление передачи РЦ при наложение шунта на релейном конце определяется по формуле:
Zпшр = K`тн×Ктк×[Ашр×Zвхк+Вшр+(Сшр×Zвхк+Dшр)×Z`вхн] (27)
при этом: (28) (29)
Коэффициент снижения тока релейного конца:
Ктк = Ск×Zвх ф+Dк = 37,283е-j24,397; (30)
Обратный коэффициент снижения тока в ЧП Н:
К`тн = Ан = 34,621е-j16,53.
Коэффициенты ЧП РЛ при наложении нормативного шунта (Rшн = 0,06 Ом) на релейном конце при наихудших условиях для шунтового режима (rи = ¥) определяют по выражениям:
(31)
С учетом найденных значений получается:
Допустимое напряжение:
|Uдшр| =
Коэффициент шунтовой чувствительности на релейном конце РЦ:
Кшр = 188,6/ 115 = 1,64 >1
Коэффициент шунтовой чувствительности на питающем конце РЦ:
, (32)
где: В (33)
Сопротивление передачи РЦ при наложение шунта на питающем конце определяется по формуле:
Zпшп = K`тн×Ктк×[Ашп×Zвх к+Вшп+(Сшп×Zвхк+Dшп)×Z`вхн] , (34)
при этом :
Ктк =37,313e- j24,397;
К`тн = 34,621е-j16,53
Коэффициенты ЧП РЛ при наложении нормативного шунта (Rшн = 0,06 Ом) на питающем конце определяют по выражениям:
(35)
с учетом найденных значений получается:
Zпшп = 8373,257ej21,342 Ом.
|Uдшп| = 197,3B.
Кшп = 197,3/115= 1.716 >1
5. Расчет контрольного режима
Схема замещения для расчета РЦ в контрольном режиме:
Коэффициент чувствительности к поврежденному рельсу:
, (36)
где: .
Для вычисления Zпк предварительно определим:
коэффициент учитывающий взаимоиндукцию рельсов :
, (37)
при: щ = 225 = 157 Гц,
коэффициенты ЧП РЛ при повреждение рельса (S1 = S2 =1)
(38)
Акр = Dкр = = 3,456 j34,445 ;
Вкр = = 4,37e j52,041 Ом;
Скр = = 2,731e j23,378 См.
Сопротивление передачи:
Zпк = K`тн×Ктк×[Акр×Zвхк+Вкр+(Скр×Zвхк+Dкр)×Z`вхн] ; (39)
Zпк = 8130,592 j13,568 Ом.
|Uдк| = 0,714*0,033*8130,592 = 191,573 В.
Кк =191,573 /115 = 1,666 >1
6. Расчет режима АЛС
Схема замещения для расчета РЦ в режиме АЛС:
Фактический ток АЛС:
. (40)
Сопротивление передачи цепи для режима АЛС:
Zпл = K`тн×(B+D×Z`вх н); (41)
Zпл = ( + * 0,262e j20,514) = 62,283e j49,666 Ом;
Iлф = 115 / 62,283 = 1,846 А.
Коэффициент режима АЛС:
, (42)
при: Iлн = 1,4 А;
КАЛС = 1,846 / 1,4 = 1,319 >1
7. Расчет режима короткого замыкания
Схема замещения для расчета РЦ в режиме К.З.:
Входное сопротивление короткого замыкания:
; (43)
Zкз = / = 244,973e j4,776 Ом.
Максимальный ток источника:
; (44)
Iкз = 1,05*(/ 244,973e j4,776) = 0,492e j20,58 A.
Максимальная мощность источника:
Iиш = Iкз,
; (45)
ВА
Заключение
По результатам выполненных расчётов всех режимов работы рельсовой цепи можно сделать вывод, что рельсовая цепь работоспособна при пониженном сопротивлении изоляции, так как удовлетворяет всем предъявленным требованиям.
1. Кравцов Ю. А., Нестеров В. Л. , Лекута Г. Ф. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1996. 400 с.
2. Аркатов В. С., Баженов А. И., Котляренко Н. Ф. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник. М.: Транспорт, 1992. 384 с.
Страницы: 1, 2
