проектирование перегоных устройств автоматики и телемеханики

Введение

В современных условиях развития транспортных коммуникаций, важность и значимость перевозок на железнодорожном транспорте переоценить сложно. В условиях стремительного развития национального хозяйства и промышленности объемы железнодорожных перевозок непрерывно повышаются. Факторами, способствующими такому повышению, являются увеличение интенсивности и скорости движения, веса поездов, разработка и внедрение методов усовершенствования планирования и регулирования движения железнодорожного транспорта. К средствам, которые осуществляют регулирование движения поездов относят комплекс автоматических систем интервального регулирования. Такой комплекс состоит из автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации, автоматического регулирования скорости движения поезда. Автоблокировка в комплексе с АЛСН выступает в роли организатора движения поезда попутного следования с малыми интервалами. Вместе с тем именно она, в значительной степени, позволяет повысить пропускную способность железнодорожных линий и обеспечивает высокую безопасность следования поездов на перегонах и станциях.

1. ВЫБОР ПЕРЕГОННЫХ СИСТЕМ

В зависимости от размеров движения поездов на участке железной дороги применяются различные системы путевой блокировки, к которым можно отнести: электрожезловую систему (ЭЖС), систему полуавтоматической блокировки (ПАБ) и систему автоматической блокировки (АБ). Внедрить вышеприведенные системы можно в зависимости от различных капитальных вложений. Для применения определенной системы необходимо технико-экономическое обоснование. Так или иначе АБ является более привлекательной с позиции критерия надежности и технико-экономического критерия, поскольку:

2. РАЗРАБОТКА ПУТЕВОГО ПЛАНА ПЕРЕГОНА

Путевой план перегона является основным документом проекта АБ. Он разрабатывается на основе выбранной системы АБ и представляет немасштабный чертёж, на котором показываются:
пути перегона в двухниточном изображении;
перегонные светофоры с указанием их номеров и ординат установки;
переезды с их ординатами и указанием мест подачи сигналов извещения о приближении к ним поездов;
рельсовые цепи с указанием их длины, типа кодового путевого трансмиттера, мест размещения изолирующих стыков; обозначением релейных (Р) и питающих (П) концов, расстановкой путевых дроссель-трансформаторов (ДТ) соответствующего типа;
релейные шкафы с указанием типа сигнальной установки;
высоковольтные линии АБ и ЛЭП резервного электроснабжения с учётом сторонности их расположения, указанием мест размещения комплектных однофазных трансформаторных подстанций КТПО;
сигнальные провода магистрального кабеля связи с указанием схемной номенклатуры (назначения) и показом необходимых отпаев магистрального кабеля для ввода его в релейные шкафы;
кабельная сеть сигнальных установок с указанием длины и жильности кабелей;
кабельные ящики с указанием их типов и количества устанавливаемых в них низковольтных разрядников;
кабели связи к релейным шкафам для подключения телефонных аппаратов перегонной связи.

2.1. Электропитание устройств автоблокировки

Устройства АБ и переездной сигнализации по надёжности обеспечения электроэнергией относятся к электроприёмникам первой категории и должны запитываться от двух независимых источников питания. Основным для них источником служит высоковольтно-воздушная линия автоблокировки (ВВЛ АБ) 10 кВ, которая состоит из отдельных участков – плеч питания, запитываемых с одной стороны от основного, а с другой – от резервного пунктов питания.
В зависимости от используемого второго (резервного) источника питания различают две системы электропитания АБ: безбатарейная (переменным током) и смешанная.
На заданном участке применяем безбатарейную систему электропитания автоблокировки, а ВВЛ АБ будет одноцепная, т.к. источники электроснабжения государственных сетей имеются на обоих концах плеч питания.
 
2.2. Разработка сигнальной линии АБ

Современные схемы перегонных сигнальных установок проектируются в виде единого целого схем АБ, ДК и путевых устройств АЛСН (кодирования РЦ) с учётом организации временного двустороннего движения поездов по одному из путей перегона. Кроме того, все они рассчитаны также для увязки с совмещёнными переездами.
Каждый тип сигнальной установки в типовых проектных решениях состоит из двух принципиальных схем – схемы сигнальной установки и схемы РЦ, включающей также схему ДК и электропитания установки.
Схема рельсовой цепи 25 Гц, включающая схему ДК и электропитания установки приведена в приложении.
В приложении приведены схемы сигнальных установок 1 и 3 типов О и ОМ соответственно.
При установленном неправильном направлении движения кодовые рельсовые цепи превращаются в импульсные, проверяющие только свободность блок-участка. Импульсное питание рельсовых цепей обеспечивается посылкой кода КЖ. В качестве путевого реле используется подключённое к дешифратору реле Ж, реле З при этом не работает. Кодирование рельсовых цепей при неправильном направлении движения происходит с релейного конца и начинается с занятия пути, которое фиксируется реле П, включённым по схеме медленнодействующего повторителя реле 1 дешифратора.
Для управления направлением движения применяется двухпроводная схема смены направления, организуемая по проводам Н-ОН или по резервным цепям кабельных линий. Включение схемы смены направления на перегонных установках осуществляется монтажом настроечных перемычек на клеммной панели.
Выбор сигнального значения кода, посылаемого в рельсовые цепи при неправильном направлении движения, осуществляется контактами реле Н, которое выполняет роль линейного реле. При занятом впередилежащем блок-участке реле Н обесточено, при одном свободном блок-участке обтекается током обратной полярности, при двух и более свободных блок-участках обтекается током прямой полярности.
Предвходная сигнальная установка 1 (приложение) имеет дополнительное сигнальное показание в виде жёлтого мигающего огня и в виде зеленого. Управление которым осуществляется по линейной цепи НЗС-НОЗС, в которую включено реле ЗС.
На заданном перегоне имеются спаренные сигнальные установки. Схема соединения релейных шкафов спаренных сигнальных установок 1 и 4 приведена в приложении.
Контакт огневого реле в схеме включения трансмиттерного реле Т, включенный последовательно с фронтовым контактом реле КМ, обеспечивает посылку в рельсовую цепь кола Ж вместо З при перегорании лампы жёлтого мигающего огня.
 
3. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АВТОБЛОКИРОВКИ

3.1. Схема рельсовых цепей

В полную схему сигнальной установки двухпутной АБ с двусторонним движением поездов входят следующие цепи: рельсовая, двухпроводная схема изменения направлений, кодирования в двух направлениях, дешифрование кодов, сигнальная, извещение о приближении поездов в неправильном направлении, система электропитания, цепь частотного диспетчерского контроля.
Состояние цепи схемы будет соответствовать правильному направлению и занятому первому блок-участку. Работа импульсного путевого реле и дешифратора на сигнальной установке прекращается, на выходных цепях дешифратора происходит выключение сигнальных реле Ж и З и повторителей Ж1, Ж2,Ж3. Питание лампы красного огня, находящегося в горячем состоянии производится основной нитью тыловым контактом реле Ж2 и низкоомной обмотки огневого реле О:

Включение красного огня на светофоре 3 приводит к замыканию цепи кодирования рельсовой цепи 5П кодом КЖ:

Работа помехозащитного реле ПТ блока БИ – ДА и трансмиттерного реле Т происходит в режиме КЖ. С помощью контакта трансмиттерного реле Т код КЖ направляется в рельсовую цепь 5П.
Осуществление приёма кода КЖ сигнальной установкой 5 происходит с помощью импульсного путевого реле И, а расшифрование кода КЖ – дешифратором, на выходе начинает срабатывать реле Ж с повторителями Ж1,Ж2,Ж3. С помощью фронтового контакта повторителя Ж2 и тылового контакта реле З на светофоре 5 происходит замыкание цепи горения лампы светофора жёлтого огня:
3.2. Схема включения огней светофора

Активный контроль за приближением и удалением поездов на участках осуществляется с помощью табло пультов управления релейной централизации. На свободность блок-участка указывает горение белой полосы лампочки, занятость-красной. Выключенное состояние обеих лампочек свидетельствует о наличии повреждений схемы контроля или контрольных лампочек.
При установке маршрута приёма на боковой путь по обычным стрелкам на входном светофоре включается два жёлтых огня, верхний из которых может быть мигающий. Линейная цепь ЗС-ОЗС размыкается фронтовым контактом маршрутного реле ЧГМ1 и реле зелёной полосы ЧЗПО и у светофора 2 реле ЗС находится в обесточенном состоянии. От входного светофора Ч в рельсовую цепь 2ПП подаётся код Ж. В режиме этого кода у светофора 2 работают реле 2И и через дешифратор возбуждаются реле Ж,Ж1,Ж2, Ж3,Ж4,Ж5,З и З1. Фронтовыми контактами реле Ж1 и З1 замыкается цепь мигающего реле М. В качестве датчиков импульсов использован контакт реле Ж трансмиттера КПТ. Реле М, включенное через этот контакт, работает в импульсном режиме с частотой около 40 периодов в минуту. Для получения замедления на отпускание якоря реле М одна из его обмоток шунтируется собственным контактом. Реле М удерживает якорь притянутым в малых интервалах кода Ж и отпускает только в больших интервалах этого кода. В течении одного кодового цикла реле М удерживает якорь в притянутом положении в течении 1 сек, а в отпавшем положении - 0,5 сек. Импульсный режим работы реле М контролируется постоянным возбуждением реле КМ, включенного по схеме конденсаторного дешифратора. Реле М, переключая контакт в цепи лампы светофора, включает последовательно с ней или обмотку сопротивлением 0,45 Ом реле 1РО, и лампа загорается, или обмотку сопротивлением (180+/- 0,45) Ом - лампа гаснет.
Приближение поезда к станции контролирует реле ЧИП, Ч1ИП и Ч2ИП. Вступлению поезда на второй участок приближения 4П сопутствует включение у светофора 4 сигнальных реле Ж1,Ж2,Ж3,Ж4 и Ж5. Фронтовые контакты реле Ж1 выключают цепь известительного реле ИП у светофора 2. В следствии отпускания якоря, это реле меняет прямую полярность на обратную в цепи И1-ОИ1, в которую на станции включено реле ЧИП. Это реле возбуждаясь током обратной полярности, осуществляет переключение поляризованного якоря и выключает свой повторитель реле Ч2ИП. Отпуская якорь реле Ч2ИП отключает белую и включает на табло красную лампочку занятости второго участка приближения Ч4П и кратковременно, на время разряда конденсатора, звенит звонок.

3.3. Регулирование движения поездов по неправильному пути

Для возможности организации временного двустороннего движения предусматриваются монтаж и установка следующих приборов:
- реле Н типа КШ1-80 – реле направления, фиксирующее установленное на перегоне направление движения;
- реле ПН типа НМШМ1-360 – повторитель поляризованного контакта реле Н; коммутирует цепи кодирования в зависимости от установленного направления, выключает путевые светофоры при установленном неправильном направлении движения;
- реле ДТ типа ТШ-65В – трансмиттерное реле, подающее коды АЛС в рельсовую цепь при неправильном направлении движения; на установках перед переездом используется при правильном направлении для посылки кода КЖ вслед поезду с целью проверки участка перед переездом и выключения переездной сигнализации;
- реле ИП типа КМШ-750 – реле извещения, используется в схемах извещения о приближении поезда к станциям или переездам; при неправильном направлении выполняет функции линейного реле;
- реле ИП1 типа НМШМ4М-250 – повторитель нейтрального контакта реле ИП, выполняет функции сигнального реле при неправильном направлении движения;
- реле П типа АНШМ2-760 – повторитель реле 1 дешифратора, ускоряет включение кодов при кодировании с релейного конца;
- реле Ж2 типа НМШ1-400 или НМШ2-900 – общий повторитель контактов реле Ж и П;
- преобразователь частоты ДПЧ типа ПЧ-50/25-100 или ПЧ-50/25-150 и резистор 200 Ом, 150 Вт – для кодирования рельсовых цепей с релейного конца.