Дипломная работа: Электрическая централизация

Структура систем автоблокировки и применяемые для ее построения отдельные элементы во многом определяются наличием путевых светофоров, используемых в качестве основного средства регулирования движения поездов. В свою очередь структура и ее элементы определяют эксплуатационно-технические и экономические показатели системы интервального регулирования в целом.

Надежность функционирования автоблокировки и АЛС в значительной степени зависит, например от исправного состояния изолирующих стыков и светофорных ламп, отказы в работе которых составляют 25-30 % общего числа отказов устройств. Для улучшения условий труда обслуживающего персонала и ускорения процесса отказов устройств приходится прибегать к системам дистанционного контроля исправности отдельных узлов сигнальных установок. Эти контрольные устройства вызывают необходимость в дополнительных каналах связи и усложняют напольную аппаратуру сигнальных установок. Вопрос автоматического резервирования отдельных приборов и устройств не решается и при применении систем дистанционного контроля. Перспективными с точки зрения качественного улучшения эксплуатационно-технических и экономических показателей являются системы интервального регулирования движения поездов с централизованным размещением аппаратуры (ЦАБ, АБТЦ) при использовании рельсовых цепей без изолирующих стыков. Возможности наиболее эффективной реализации преимуществ централизованного размещения аппаратуры применения рельсовых цепей без изолирующих стыков появляются при организации движения поездов по сигналам АЛС. Система интервального регулирования движения поездов по сигналам АЛС находят все более широкое применение как на железных дорогах нашей страны, так и на зарубежных железных дорогах. Разработка и внедрение системы интервального регулирования с централизованным размещением аппаратуры, бесстыковыми рельсовыми цепями и без проходных светофоров являются одним из наиболее перспективных направлений развития и совершенствования устройств, предназначенных для интервального регулирования и обеспечения движения поездов.

Рисунок 3

2.3 Обоснование постановки задачи

Автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры с тональными рельсовыми цепями (АБТЦ) предназначена для интервального регулирования движения поездов на одно и двухпутных железнодорожных линиях метрополитенов. Система является универсальной, она может применяться при любом виде тяги поездов, а также на линиях с централизованным электроснабжением пассажирских поездов (ЦЭС). Рельсовые цепи этой системы надежно защищены от помех, создаваемых токами ЦЭС, и обеспечивают непрерывность цепи возврата тока ЦЭС по рельсам без установки каких-либо дополнительных устройств. Основными отличительными особенностями системы АБТЦ являются: использование ТРЦ, отсутствие изолирующих стыков, наличие проходных светофоров и размещение основного оборудования на станциях, ограничивающих перегон.

Принцип построения тональной рельсовой цепи представлен на рисунке 3.

С целью повышения эффективности перевозочного процесса, надежности устройств и безопасности движения в системе АБТЦ предусмотрено:

- двухстороннее движение по каждому пути двухпутного перегона;

- наличие защитных участков для обоих направлений движения;

- применение двухнитевых ламп красного огня на всех проходных светофорах, а также желтого огня на предвходных светофорах;

- контроль исправности жил кабеля рельсовых цепей;

- контроль перемыкания жил кабеля питания ламп проходных светофоров;

- контроль последовательности занятия рельсовых цепей при включении кодовых сигналов АЛС;

-более совершенная схема контроля правильности занятия и освобождения рельсовых цепей блок-участка (контроль потери шунта) с блокировкой светофорови схем кодирования АЛС.

Рисунок 4 - Принцип построения тональной рельсовой цепи

Основными узлами станционных устройств системы являются: постовое оборудование рельсовых цепей, схемы включения и контроля ламп проходных светофоров, схемы кодирования рельсовых цепей для передачи информации на локомотив, схемы замыкания и размыкания перегонных устройств с целью исключения опасных ситуаций при потере шунта. Кроме того, в работе системы участвуют линейные цепи, схема смены направления, схема увязки с устройствами электрической централизации и переездными устройствами.

В схемах ТРЦ предусмотрен контроль исправности жил кабеля. При перемыкании жил схема контроля отключает питание рельсовых цепей, при обрыве - включает соответствующую индикацию на пульте.

Обобщенная структурная схема ТРЦ представлена на рисунке 3.1

Путевые приемники контролируют состояние рельсовых цепей той части перегона, которая отнесена к данной станции. Путевые реле этих РЦ воздействуют на сигнальные реле, которые обеспечивают выбор требуемых показаний проходных светофоров и кодовых сигналов АЛС. Кроме того, путевые реле воздействуют на схемы включения кодовых сигналов в рельсовые цепи и на блокирующие реле, управляют схемами контроля последовательного занятия рельсовых цепей и схемами контроля последовательного освобождения РЦ.В схемах управления огнями светофоров предусмотрен контроль исправности жил кабеля. При обрыве жил обеспечивается включение на табло индикации о перегорании нити лампы светофора, а в ряде случаев (при обрыве прямой жилы основной нити двухнитевой лампы) осуществляется подключение резервной нити. При перемыкании прямой и обратной жил производится отключение питания ламп светофора.

Рисунок 5 - Обобщенная структурная схема ТРЦ

Для передачи на локомотив информации об условиях движения предусмотрен формирователь сигналов АЛС. Схема выбора сигналов АЛС выбирает требуемые кодовые комбинации в зависимости от состояния сигнальных реле. Схема включения кодовых сигналов подает их в рельсы занятой РЦ по команде соответствующего путевого реле. При этом кодовые сигналы подаются в рельсы только при условии соблюдения последовательности их занятия. При наложении постороннего шунта, изломе рельса или ложной занятости рельсовой цепи схема контроля последовательного занятия рельсовых цепей запрещает передачу разрешающих кодовых сигналов. Этим исключается возможность включения на локомотивном светофоре разрешающего показания при приближении к закрытому проходному светофору. Кодовые сигналы АЛС подаются в рельсы по существующим питающим и релейным жилам кабеля рельсовых цепей. Схемы замыкания и размыкания перегонных устройств включают в себя блокирующие реле и схемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей. При вступлении поезда на какой-либо блок-участок блокирующее реле воздействует на сигнальные реле этого блок-участка, чем исключается открытие светофора, ограждающего данный БУ, и выбор разрешающего кодового сигнала для предыдущего блок-участка (замыкание блок-участка).Размыкание блок-участка проводится автоматически с участием схемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей этого БУ и защитного участка. Нарушение указанной последовательности при освобождении блок-участка может быть следствием потери шунта при фактически занятом БУ или защитном участке. При этом размыкание блок-участка не происходит и разрешающий сигнал не включается. Для размыкания блок-участка при ложной занятости или неисправности схемы в системе АБТЦ предусмотрена схема искусственной разделки, которую в инструктивном порядке проводит дежурный по станции отправления. Схемы, указанные на структуре АБТЦ, кроме схем ТРЦ и формирователя сигналов АЛС, строятся для каждого блок-участка и являются общими как для установленного правильного, так и неправильного направлений движения. Перестройка схем в зависимости от установленного направления движения осуществляется схемой смены направления.

Станционная аппаратура АБТЦ размещается на станциях, ограничивающих перегон, устанавливается в постах ЭЦ или в транспортабельных модулях и соединяется с напольным оборудованием при помощи кабеля. Деление перегона (раздел кабеля) производится по сигнальной установке, находящейся в середине перегона. При этом рекомендуется светофор и питающий конец РЦ, расположенный непосредственно за этим светофором, подключать к станции отправления. Длина кабеля не должна превышать 9 км для управления светофором и 12 км для рельсовых цепей.При небольшой длине перегона аппаратура может быть размещена на одной из станций. При большой длине перегона часть аппаратуры размещается в транспортабельном модуле в середине перегона. К напольному оборудованию системы АБТЦ относятся проходные светофоры, соединительные кабели, разветвительные муфты, путевые ящики для размещения устройств согласования и защиты ТРЦ и для установки сигнальных трансформаторов. На переездах с автоматической светофорной сигнализацией устанавливается релейный шкаф с аппаратурой схемы включения и контроля переездных устройств, переездные светофоры, устройства заграждения переезда и линейные трансформаторы или трансформаторные подстанции для основного и резервного питания. При наличии автошлагбаумов кроме этого устанавливают батарейный шкаф, заградительные светофоры и щиток управления. Предельные длины тональных рельсовых цепей представлены в таблице 1.1.Если в пределах какой-либо РЦ расположен дроссель-трансформатор, предназначенный для выравнивания тягового тока, включения междупутных перемычек, отсасывающих фидеров или устройства заземлений, то ее предельная длина уменьшается в 1,5 раза по сравнению с данными, указанными в таблице 2.1.Размещение напольного оборудования и кабельную сеть системы АБТЦ изображают на путевом плане перегона, на котором должны быть также указаны:

- ординаты установки оборудования;

- длины рельсовых цепей, расположение питающих и релейных концов, комбинации несущих и модулирующих частот путевых генераторов;

- марка кабеля и его назначение, длина, жильность, число запасных жил, схемное обозначение жил.

Таблица 2.1 - Предельные длины рельсовых цепей

Рельсовые цепи нумеруются от станции до точки разделения перегона для нечетного пути нечетными числами, для четного четными. В обозначении РЦ указывается горловина станции, на которой размещен путевой приемник данной РЦ (Н или Ч). Для кодирования рельсовых линий отдельных жил кабеля не требуется, так как оно осуществляется по имеющимся жилам питающих и релейных концов ТРЦ.Для каждого пути перегона предусматривается по два сигнально-блокировочных кабеля парной скрутки. В схемном обозначении кабеля указывается его принадлежность к соответствующей горловине станции (Н или Ч), назначение (СЦБ) и принадлежность к одному из путей (1 и 3 для нечетного пути, 2 и 4 для четного). Жилы питающих и релейных концов ТРЦ, а также прямые и обратные жилы управления светофорами должны размещаться в разных кабелях. Если длина кабеля не превышает 4 км, то все жилы управления светофором организуют в одном кабеле. При автономной тяге и электротяге постоянного тока рекомендуется применять кабель марки СБЗПУ, при электрической тяге переменного тока.

Тип разветвительных муфт должен соответствовать числу разделываемых жил кабеля. Сокращение времени нахождения обслуживающего персонала на путях, т.е. в зоне повышенной опасности, способствует более успешному решению задач, связанных с улучшением условий труда и повышением техники безопасности. Это особенно важно для районов с суровым климатом. Возможность выполнения практически всего графика технологического обслуживания на посту электрической централизации (ЭЦ) сокращает затраты времени на текущее обслуживание устройств. По этой причине уменьшается число трудоемких операции, повышаются качество выполнения работ и культура труда, особенно с внедрением индустриальных методов обслуживания с применением стационарной измерительной техники и необходимого оборудования. Указанные особенности системы обеспечивают значительное повышение производительности труда обслуживающего персонала, сокращение его численности и снижение эксплуатационных расходов на техническое обслуживание устройств. Размещение перегонной аппаратуры на станциях значительно упрощает решение задач, связанных с организацией диспетчерского контроля движения поездов, подачей извещения о приближении поездов к станциям, организацией движения по неправильному пути или сменой направления на линиях с двусторонним движением. Упрощаются также устройства энергоснабжения. При наличии на станциях надежных источников энергоснабжения не требуются основная и резервная продольные линии продольные высоковольтные линии автоблокировки, так как на перегонах не нужны источники электропитания. Потребляемая источниками мощность от стационарных источников энергоснабжения уменьшается в этом случае в 2 - 3 раза. Размещение аппаратуры на станциях позволяет в случае необходимости управлять кодовыми сигналами АЛС на перегонах с пульта дежурного по станции или поездного диспетчера. При временных неисправностях пути или подвижного состава, угрожающих безопасности движения, дежурный по станции или поездной диспетчер может выключить кодовые сигналы в любой рельсовой цепи перегона или сменить кодовый сигнал на менее разрешающий. Это повысит эффективность действия системы регулирования и безопасность движения поездов. Использование современных устройств телесигнализации и телеуправления не только для контроля исправности устройств и их резервирования, но для влияния на логику работы системы интервального регулирования позволит в перспективе создать автоматизированную систему управления движением поездов на железнодорожном транспорте.

Поскольку на линиях, оборудованных устройствами АБТЦ, основным средством сигнализации и связи является автоматическая локомотивная сигнализация, (проходные светофоры отсутствуют), то для исключения задержек движения с выходом из строя локомотивных устройств последние необходимо резервировать, в первую очередь на участках с интенсивным движением. Наиболее целесообразно применять в качестве основной многозначную частотную систему АЛС для передачи на локомотив необходимого объема информации с учетом перспективы развития системы, а в качестве резервной -- эксплуатируемую на сети дорог АЛС числового кода. На линиях с неинтенсивным движением с целью упрощения устройств используют только числовую АЛС. На линиях с АБТЦ для отправления на перегон поездов с недействующими локомотивными устройствами АЛС, а также необорудованных АЛС подвижных единиц и снижения в этих случаях потерь пропускной способности на выходных светофорах должно предусматриваться сигнальное показание свободности перегона.Система передает машинисту поезда и в автоматические поездные устройства информацию о числе свободных блок-участков и допустимой скорости движения. Эта информация передается средствами АЛС. Система обеспечивает действие АЛС числового кода на несущих частотах 50 или 75 Гц и частотной АЛС на частотах 75, 125, 175, 225, 275 и 325 Гц. Частота 75 Гц используется только на линиях метрополитена. Для работы рельсовых цепей без изолирующих стыков на железнодорожных линиях используются амплитудно-модулированные сигналами с несущими частотами 420 и 480 Гц и частотами модуляции 8 или 12 Гц, а на линиях метрополитена - сигналы с несущими частотами 720 и 780 Гц с теми же частотами модуляции. Несущие частоты 720 и 780 Гц, а также 580 Гц могут использоваться и на железнодорожных линиях. Система передает машинисту поезда и в автоматические поездные устройства информацию о числе свободных блок-участков и допустимой скорости движения. Эта информация передается средствами АЛС. Система обеспечивает действие АЛС числового кода на несущих частотах 50 или 75 Гц и частотной АЛС на частотах 75, 125, 175, 225, 275 и 325 Гц. Частота 75 Гц используется только на линиях метрополитена. Для работы рельсовых цепей без изолирующих стыков на железнодорожных линиях используются амплитудно-модулированные сигналами с несущими частотами 420 и 480 Гц и частотами модуляции 8 или 12 Гц, а на линиях метрополитена. Аппаратура АБТЦ размещается на станциях, ограничивающих перегон. Расстояние между пунктами размещения аппаратуры достигает 20 км на линиях с электрической тягой и 30 км на участках с автономной тягой. Для изменения направления движения в системе АБТЦ может применяться четырехпроводная или двухпроводная схема смены направления. Недостатки двухпроводной схемы для типовых систем автоблокировки здесь проверяются в меньшей степени, так как при смене направления не переключаются питающие и приемные концы рельсовой цепи ,а переключаются лишь цепи выбора кодовых сигналов автоматическая локомотивная сигнализация. Поскольку в пределах перегона в цепь смены направления никакие приборы и контакты не включают, то эта же цепь может обеспечивать и вспомогательный режим смены направления. В данной дипломной работе выбрана система АБТЦ, потому что при такой структуре существенно улучшается условия труда работников эксплутационного штата, так как значительно уменьшается время их нахождения на перегонах. Это особенно важно для районов с суровым климатом. Сокращение до минимума времени нахождения обслуживающего персонала на путях, то есть в зоне повышенной опасности, способствует боле успешному решению задач, связанных с безопасностью труда. Возможность выполнения практически всего графика технологического обслуживания в постовых условиях позволяет сократить затраты времени на текущее обслуживание устройств. По этой причине уменьшается число трудоемких операций, повышает качество выполнения работ и культура труда, особенно при внедрении индустриальных методов обслуживания с применением стационарной измерительной техники и необходимого оборудования.