Раздел 1. Принципы построения станционных систем автоматики и телемеханики (ССАТ)
ТЕМА №1. Этапы развития ССАТ: 1) Маршрутно-контрольные устройства 2) Механическая централизация 3) Электрическая централизация (ЭЦ).
1. Основные понятия и определения.
Существует два вида (основных) систем управления движением поездов: перегонные системы автоматики, станционные системы автоматики, являющиеся системами нижнего уровня.
Станционные системы автоматики предназначены для управления движением поездов в пределах станции и обеспечения безопасности движения, данные системы называются системами централизации. Это означает, что управление стрелками и сигналами производится из одного места одним человеком (ДСП). Данное место является постом ЭЦ. Для того, чтобы обеспечить безопасность – стрелки и светофоры должны находиться во взаимной зависимости (сблокированы). Сущность этой блокировки состоит в том, что если открыть светофор, то стрелки входящие в маршрут перевести невозможно, данный принцип называется замыканием стрелок.
Замыкание стрелки – фиксация стрелки в одном из крайних положений. Существует два вида замыкания стрелок: механическое и электрическое.
Механическое замыкание стрелки – фиксация остряков стрелки в крайнем положении (осуществляется в приводе).
Электрическое замыкание стрелки – осуществляется разрывом управляющей цепи электропривода стрелки.
Виды управления стрелками.
1. Маршрутное управление стрелками – управление стрелками в автоматическом режиме по трасе следование поезда, осуществляется путем фиксации начала и конца маршрута.
2. Раздельное управление стрелками – стрелки вручную переводятся соответственно с устанавливаемом или требуемом маршруте, а затем открывается сигнал по трассе данного маршрута.
3. Местное управление стрелками – это когда стрелки передаются на местное управление из маневровой колонки расположенные в горловине станции.
4. Телеуправление стрелками и сигналами на большом расстоянии.
Механическая централизация
Механическая централизация в сравнении с ручным управлением стрелками увеличивает пропускную способность станций за счет сокращения времени на приготовление маршрутов и повышает безопасность движения поездов, так как обеспечивается правильность установки и замыкание маршрутов. При механической централизации уменьшаются эксплуатационные расходы на содержание штата стрелочников; повышается производительность труда станционных работников; не требуется мощных источников электроэнергии и большого расхода цветных металлов.
Механическая централизация позволяет переводить стрелки на ограниченном расстоянии (пошерстные 550 м и противошерстные 500 м) от постов централизации. В помещении дежурного по станции устанавливается распорядительный аппарат станционной блокировки (рис. 1.2 а). Он управляет действиями исполнительных постов и связан путевой блокировкой с соседними станциями. Исполнительные аппараты (рис. 1.2 б) на постах, размещаемых в горловинах станции, управляют стрелками и сигналами. Приводы замыкатели, осуществляющие перевод и замыкание стрелочных остряков и сигналов, связаны стальными гибкими тягами (со шкивами, столбиками, роликами и компенсаторами) с переводными рычагами стрелок и сигналов на исполнительном аппарате. К устройствам механической централизации относятся также педали на изолированных рельсах, контролирующие фактическое прибытие и отправление поездов, что значительно увеличивает пропускную способность. Электрические зависимости между распорядительными и исполнительными аппаратами станции и педалями реализуются с помощью источников питания.
Рис. 1.2. Распорядительный (а) и исполнительный (б) аппараты.
Механической централизацией - называется совокупность устройств для централизованного управления стрелками и семафорами посредством стрелочных и сигнальных рычагов, связанных со стрелками и семафорами гибкой или жесткой передачей.
Устройства механической централизации обеспечивают контроль взреза стрелки и обрыва гибких тяг. При обрыве стрелочной тяги стрелка запирается в одном из ее крайних положений, а при обрыве семафорной тяги происходит закрытие семафорного крыла.
К недостаткам механической централизации относятся: необходимость затраты больших физических усилий для перевода стрелок; ограниченная дальность управления стрелками; на крупных станциях надо сооружать несколько постов и вводить сложную систему станционной блокировки.
ТЕМА №2. Обеспечение безопасности движения поездов устройствами ЭЦ: 1) Организация движения по станции при ЭЦ 2) Понятие маршрута и зависимостей, объекты управления и контроля 3) Принципы реализации зависимостей.
ТЕМА №3. Принципы построения и функционирование систем ЭЦ. 1) Общая и функциональная структуры ЭЦ 2) Требования ПТЭ к устройствам ЭЦ и их реализация 3) Обеспечение безопасности в релейных системах ЭЦ. 4) Принципы реализации зависимостей.
Стрелочные электроприводы
Назначение:
Стрелочный электропривод предназначен для перевода, запирания и контроля положения остряков стрелки. В термин стрелка входит: стрелочный перевод (остряки, рамные рельсы) и стрелочный привод.
Структурная схема привода
АП – автопереключатель;
ЭД – электродвигатель;
ЗМ – запирающий механизм;
С – стрелка.
Стрелочный электродвигатель
Эксплуатационно-технические требования:
1. Простота.
2. Надежность.
3. Высокий начальный пусковой момент.
4.
|
5. Возможность реверсирования двигателя.
Указанным требованиям в значительной степени соответствуют двигатели постоянного тока (коллекторные) с последовательным возбуждением обмоток (рис. 1).
Обмотка возбуждения выполнена проводом большого диаметра и включена последовательно с обмоткой якоря, благодаря чему двигатель имеет большой пусковой момент и выдерживает большие перегрузки.
Недостатки двигателя:
1. Недостаточная надежность.
2. Сложность обслуживания.
3. Зависимость скорости вращения двигателя от приложенного напряжения, что приводит в ряде случаев к отбою остряков на ближних стрелках.
Указанные недостатки менее присущи двигателям переменного тока (асинхронным трехфазным). Однако у этих двигателей очень низкий начальный пусковой момент. Для устранения этого недостатка используют двигатель с повышенным коэффициентом скольжения 18%. Этот коэффициент достигнут увеличением активного сопротивления ротора.
Преимущества:
1. Простота.
2. Надежность.
3. Минимальное техническое обслуживание.
4. Увеличение дальности управления, за счет уменьшения тока в 
раз.
5. Скорость вращения почти не зависит от напряжения.
6. Квадратичная зависимость скорости изменения момента от напряжения.
Двигатели постоянного тока: МСП – 0,1; 0,15; 0,25 (мощность кВт), рассчитаны на напряжение 30, 100, 160 В.
Двигатели переменного тока МСТ – 0,3; 0,6.
Передаточный механизм
Данный механизм создает четыре пары шестерней, на основе которых построен четырехступенчатый редуктор, в котором находится фрикционное сцепление. Передаточное число редуктора 70,5.
В современных конструкциях редуктор в корпусе вместе с фрикционным сцеплением заливается маслом. Соединение главной шестерни и шибером не жесткое с люфтом 60%, для того чтобы двигатель работая без нагрузки набрал обороты.
Замыкающий механизм
В приводах отечественного производства применяется внутренний замыкатель. В отличие от внешнего замыкателя, который устанавливается непосредственно возле остряков стрелки он не подвержен внешним воздействиям, следовательно более надежен.
Запирающее воздействие через тягу подается на оба остряка, а у внешних только на прижатый остряк.
Недостатки:
1. При обрыве тяги остряки оказываются незамкнутыми.
Замыкатель представляет собой срезанный зуб шиберной шестерни и срезанный зуб шибера. Эта пара при попытке взреза стрелки заклинивает следовательно не позволяет движение шибера.
Во взрезном приводе применяется замыкатель в виде шплинта.
Также во взрезном приводе применяется два шибера с раздельным ходом остряков.
Автопереключатель
Для контроля стрелки в конструкции автопереключателя предусмотрены две контрольные линейки, прикрепленные каждая к своему остряку посредством своих тяг.
Работа автопереключателя заключается в следующем: в конце перевода стрелки остряки перемещая контрольные линейки подводят их вырез под клюв ножевого рычага. Одновременно с этим вырез на шайбе главного вала становится напротив переключающего рычага. Совпадение данных событий свидетельствует о том, что остряки фактически находятся в крайних положениях и привод работает нормально. В результате чего рычаг поворачивается и переключает подвижные контакты автопереключателя. Если хотя бы одно из событий не произойдет то контроля не будет.
Они бывают: контактные и бесконтактные.
Виды рабочих цепей
1. Реверсирование:
а) с центральным;
б) с местным.
Если реле Р находится возле стрелки, то реверсирование местное, если на посту ЭЦ – центральное.
Цепи с центральным реверсированием более надежны, но требуют большого количества проводов (в данном случае 3); цепи с местным – менее надежны но требуют меньше количество проводов (в данном случае 2).
2. По питанию:
а) центральное;
б) местное;
в) магистральное. (рис. 3.3., стр. 88).
Общая схема рабочей цепи
ППС – поляризованное пусковое стрелочное реле;
НПС – нейтральное пусковое стрелочное реле;
Р – реверсирующее реле;
ППС – определяет в какое положение будет переводиться стрелка;
НПС – разрешает или запрещает перевод стрелки;
Р – осуществляет перевод стрелки.
В рабочей цепи последовательно с двигателем включена низкоомная обмотка пускового стрелочного реле с помощью которого выполняются две функции:
1. Контроль протекания рабочего тока;
2. Обеспечение довода стрелки при вступлении подвижного состава.
Кроме этих двух функций низкоомная обмотка исключает повторное включение двигателя, если в момент перевода пропал контакт в рабочей цепи.
Контрольная цепь:
Данная цепь является наиболее ответственной в схемах управления стрелочным электроприводом.
Предназначена для контроля крайних положений стрелки (плюсовое или минусовое), а также контроля врзеза стрелки.
Требования к контрольной цепи
1. Повреждение любого элемента контрольной цепи должно обнаруживаться за один такт (цикл) работы контрольной цепи (К.Ц.);
2. Любое одно повреждение не должно приводить к появлению ложного контроля;
3. Все элементы контрольной цепи должны непрерывно контролироваться;
4. Помехи напряжением до 1000 В переменного тока не должны приводить к ложному контролю;
5. Контрольная цепь не должна иметь гальванических соединений с любой другой цепью.
Датчиком в контрольной цепи является автопереключатель.
Виды контрольных цепей
1. Контрольная цепь со схемной избирательностью:
ПК и МК – плюсовое и минусовое контрольное реле.
Достоинства: простота.
Недостаток: значительное количество проводов (6 шт.); питание необходимо подавать со стороны автопереключателя.
2. Контрольная цепь постоянного тока с полярной избирательностью.
Контрольное реле (КР) становится под ток от тока различной полярности, которая подается на него через контакты автопереключателя.
Достоинства: меньшее количество проводов и наличие одного контрольного реле.
3. Контрольная цепь переменного тока с полярной избирательностью.
Принцип действия: контрольное реле запитывается с поста ЭЦ переменным напряжением. Через контакты автопереключателя (АП), параллельно обмотке переключается диод. В зависимости от положения стрелки контактами автопереключателя изменяется подключение диода, следовательно, таким образом, изменяется полярность импульсов в обмотке общего контрольного реле (ОК). Его нейтральный якорь контролирует исправность элементов контрольной цепи, а поляризованный определяет положение стрелки.
Достоинства: минимальное количество проводов (2 шт.).
Недостатки: при перепутывании линейных проводов возможно появление ложного контроля.
Построение схемы
Пусковая цепь содержит два реле НПС и ППС которые возбуждаются с проверкой следующих условий безопасности СП и З.
Рабочая цепь включает в себя двигатель, реверсирующее реле, автопереключатель, низкоомную обмотку реле НПС, поляризованные контакты реле ППС и НПС.
Контрольная цепь включает в себя комбинированное реле ОК, диод, изолирующий трансформатор, автопереключатель.
Низкоомная обмотка реле НПС служит для довода стрелки до крайнего положения. Конденсатор служит для удержания реле НПС под током (до перехода НПС по низкоомной обмотке), Р – реверсирующая работа двигателя.
Работа схемы
1. Поворачивается рукоятка, включается реле НПС, а за ним ППС по цепи:
П Стр.рук. МИ ППС Д1 НПС З МИ СП М
НПС ППС
После возбуждения реле НПС отключается реле ОК и стрелка теряет контроль. Одновременно с этим реле НПС включает реле ППС и оно становится под ток обратной полярности. Реле ППС снимает питание НПС и подает напряжение в рабочую цепь.
2. Становится под ток реле Р по следующей цепи:
 | |||
 | |||
РП ППС НПС Л2 БК Двиг.
 | | | |||||||||||
 | |||||||||||||
| | |||||||||||||
 | |||||||||||||
 | |||||||||||||
Р АП
41-42
 |  | ||||||
 | |||||||
 | |||||||
РМ НПС ППС НПС Л1 Р
После срабатывания реле Р начинает работать двигатель и реле НПС удерживается под током по низкоомной обмотки на все время перевода стрелки.
3. В конце перевода рабочая цепь размыкается контактами автопереключателя и реле НПС отпускает свой якорь и подключает контрольную цепь.
ПХКС СКТр С2 R2 НПС Л1 Р 41-31-32
ОК ВС
ОХКС СКТр НПС Л2 33-34-24
Недостатки:
1. Вероятность появления ложного контроля при перепутывании линейных проводов.
2. Наличие реверсирующего реле на поле.
3. На ближних стрелках возможен отбой остряков.
4. Ограниченная дальность управления.
Борьба с первым пунктом: в цепи возбуждения индивидуальных контрольных реле проверяются три логических условия:
1. Фронтовым контактом реле ОК проверяется исправность контрольной цепи.
2. Стрелка перевелась в соответствующее положение – поляризованный контакт реле ОК.
3. Стрелка переводилась в соответствующее положение – ее положение проверяется поляризованным контактом реле ППС.
При перепутывании линейных проводов переключается поляризованный якорь ОК, а якорь ППС остается в исходном состоянии – стрелка теряет контроль.
Достоинства:
1. Малое количество проводов.
2. Двигатель с высоким пусковым моментом.
3. Простота.
3) Схемы управления СЭП с электродвигателями переменного тока
Кодирование
Кодирование – это посылка импульсов в рельсовую цепь навстречу движущемуся поезду.
На станции кодируются главные и приемо-отправочные пути, а также боковые по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов.
Кодирование бывает:
1. Двухсторонним,
2. Односторонним.
В тех случаях когда кодирование затруднено укладывают шлейф в отдельных случаях при наличии стыков на путях делают транспозицию.
При двухстороннем кодировании ответвлений также устанавливается транспозиция, как это показано на рис. 2.21 стр. 69 (Датчики та виконавчі пристрої).
Раздел 3. Релейные системы электрической централизации.
ТЕМА №8. Общие сведения: 1) Функции и классификация релейных систем ЭЦ 2) Режимы работы электрической централизации 3) Граф переходов электрической централизации
1) Функции и классификация систем электрической централизации
ЭЦ как система управления движением поездов на станциях выполняет следующие основные функции:
– контроль состояния объектов управления (стрелки, светофоры, рельсовые цепи, переезды, маневровые колонки и др.);
– фиксация действий ДСП на пульте управления;
– выработка управляющих воздействий на напольные объекты с соблюдением условий безопасности движения поездов;
– слежение за движением поездов в пределах области управления данной системы ЭЦ;
– отображение на табло ДСП (ДНЦ) поездной ситуации на станции в текущий момент времени.
На сети дорог нашей страны эксплуатируется ряд систем ЭЦ, различных по сложности, выполняемым функциям и конструктивному оформлению. Это определяется специфическими особенностями станций, которые различаются назначением (промежуточные, участковые, сортировочные и др.), числом централизованных стрелок и сигналов, размерами движения. На малодеятельных линиях, где размеры движения невелики и на станциях отсутствует систематическая маневровая работа, необходимо упростить и удешевить систему ЭЦ, не снижая требования безопасности движения поездов. На крупных станциях и узлах с интенсивной поездной и маневровой работой должны применяться наиболее совершенные и, следовательно, более дорогостоящие системы. Классификация систем ЭЦ приведена на рис. 2.2.
Первой в 1936 г. была разработана система ЭЦ с местными зависимостями (МЗ) и местным питанием (МП). В этой системе вся аппаратура, посредством которой осуществлялись зависимости между стрелками, сигналами и враждебными маршрутами, размещалась в релейных будках или релейных шкафах в горловинах станции, а пульт управления — в станционном здании. В настоящее время эта система не применяется и представляет интерес как этап развития систем ЭЦ.
В системах ЭЦ с центральными зависимостями (ЦЗ) приборы, осуществляющие установку, замыкание и размыкание маршрутов, исключение задания враждебных маршрутов и другие зависимости, размещаются в центре станции, как правило, в релейном помещении поста ЭЦ. Все современные системы ЭЦ разрабатываются, проектируются и строятся как системы с центральными зависимостями.
Система ЭЦ с центральными зависимостями и местным питанием до 70-х годов была практически единственной, применявшейся на промежуточных станциях. В этой системе станционные светофоры, стрелочные электроприводы и рельсовые цепи получают питание от аккумуляторных батарей, расположенных в районах стрелочных горловин и у входных светофоров. Приборы управления стрелками и светофорами размещаются в релейных шкафах горловин станций, а в центре станции, в релейном помещении только приборы, осуществляющие необходимые зависимости. Система ЭЦ с местным питанием имеет эксплуатационные недостатки, к которым следует отнести большое число приборов наружной установки и аккумуляторов, устанавливаемых в батарейных шкафах. Поэтому эта система строится в исключительных случаях на станциях малодеятельных участков при ненадежном электроснабжении.
Применяются, как правило, системы ЭЦ с центральными зависимостями и центральным питанием (ЦП). На посту ЭЦ сосредотачиваются вся аппаратура и источники питания. Исключение составляют лишь входные светофоры, у которых устанавливаются релейные и батарейные шкафы. В современных проектах для наиболее ответственной схемы – схемы управления сигнальными показаниями входного светофора – используется двойное резервирование питающих устройств для красной и лунно-белой ламп.
В электрической централизации чаще всего применяется дистанционное (прямопроводное) управление (ДУ) напольными объектами, при котором каждый объект связан с управляющей аппаратурой индивидуальной линейной цепью. Телемеханическое (кодовое) управление (ТМУ) используется для удаленных районов станции. В этом случае для передачи команд на установку маршрутов и получения контроля состояния объектов применяется станционная кодовая централизация (СКЦ), телемеханические каналы которой требуют для всего района управления наличия четырехпроводной линейной цепи.
Дистанционное управление подразделяется на раздельное (индивидуальное) управление (РУ) и маршрутное (МУ). При раздельном управлении каждые стрелка и светофор управляются индивидуальными кнопками пульта ЭЦ. При маршрутном управлении все стрелки по трассе маршрута переводятся автоматически после нажатия кнопок начала и конца маршрута, а затем открывается светофор.
По способу замыкания и размыкания маршрутов системы ЭЦ подразделяются на системы с групповым (маршрутным) замыканием (ГРЗ) и с секционным замыканием (СЗ). При групповом замыкании секции размыкаются после реализации всего маршрута, а при секционном – по мере их освобождения подвижным составом, что позволяет использовать разомкнувшиеся секции в других маршрутах.
По виду компоновки аппаратуры поста ЭЦ можно выделить системы ЭЦ со стативной (СТА) и блочной (БЛА) аппаратурой, монтаж которой может быть выполнен посредством пайки (ПМ) или кабельными соединителями со штепсельными разъемами (ШМ). В качестве элементной базы систем ЭЦ широко используются электромагнитные реле (РЦ). Разрабатываются и внедряются системы ЭЦ на так называемой гибридной элементной базе (ГЦ) – электронной и релейной, а также на микропроцессорных комплексах и другой вычислительной технике.
Алгоритм работы схемы
При установке маршрута ДСП переводит стрелки в соответствующее положение, после того, как стрелки получают контроль, возбуждаются соответствующее контрольно-маршрутное реле. После этого дежурный нажимает начальную кнопку сигнала от которого желает задать маршрут, после чего возбуждается сигнальное реле с проверкой соответствующих условий.
П кнопка IP ОНС СП МИ ОНП З
ПС Исключающее реле КМ обмотка НС М
IP – отсутствие передачи станции на резервное управление .
После открытия сигнала реле НС (сигнальное) становится на цепь самоблокировки с проверкой выключения реле ОНС, а также фактического горения на светофоре разрешающих огней (НРУ). Параллельно обмотке сигнального реле подключается конденсатор, чем исключается выключение сигнального реле при кратковременных нарушениях питания в схемах его включения (кратковременная потеря контроля стрелок, переключение фидеров питания).
Схема маршрутных замыканий
Существует два вида замыкания маршрутов:
| Предварительное | Полное |
| - открытое состояние светофора; - отсутствие поезда на участке приближения. При этом стрелки участвующие в маршруте перевести невозможно и отмена маршрута происходит с выдержкой времени 5-8 секунд. | - открытое состояние светофора; - поезд находится на участке приближения. При этом стрелки находящиеся в маршруте перевести невозможно и отмена маршрута происходит с выдержкой времени 3-5 минут. Это сделано для того, чтобы исключить перевод стрелки до момента остановки поезда в случае если он едет на маршрут после перекрытия сигнала. |
Искусственное размыкание
Действия по искусственному размыканию производятся для первой или нескольких изолированных секций (не путать с отменой маршрута). Размыкание производится следующим образом:
1. Нажимается кнопка искусственной разделки ИРК.
2. Возбуждается реле искусственной разделки РИ с контролем, что маршрут не установлен, а секции замкнуты, после чего включается вытяжка времени – 2 минуты, по истечение которых происходит возбуждение выдержки времени ВВ и возбуждается реле 2М.
Искусственное размыкание применяется в том случае, когда после прохода поезда по маршруту, маршрут не разомкнулся по любой из причин, для размыкания маршрута дежурная нажимает кнопки искусственного размыкания. После чего возбуждается реле РИ, с проверкой того, что маршрут замкнут, возбуждается его повторитель реле ПРИ с выдержкой времени 8-10 минут. Реле ПРИ подает питание на блок выдержки времени, по истечению времени 3 минуты возбуждается реле ВВ, которое возбуждает реле ОТ и включает реле 2М, которое в свою очередь включает замыкающее реле, после чего маршрут размыкается.
Отмена маршрута
Производится вытягивание сигнальной кнопки на себя. Контактами сигнальной кнопки размыкается цепь сигнального реле, после чего реле НС обесточивается и меняется показание на светофоре. Если участок приближения был свободен (предварительное) маршрут отменяется с выдержкой времени 5 или 6 секунд (реле 1М под током). Если отменяется маршрут при занятом участке (полное замыкание маршрута) реле 1М и 2М без тока, то такой маршрут отменяется с выдержкой времени 3 минуты (аналогично схемы искусственного размыкания). Если отмена маршрута началась при занятом участке приближения, то при его освобождении выдержка времени уже не меняется.
Раздел 1. Принципы построения станционных систем автоматики и телемеханики (ССАТ)
Дата: 2019-11-01, просмотров: 776.
