Анализ существующих систем интервального регулирования движения поездов на перегонах

Содержание 
 

ВВЕДЕНИЕ 

2.1. Характеристики  участка и исходные данные  задания 

2.2.Анализ существующих  систем интервального регулирования  движения 

поездов на перегонах. 

2.3. Основные  нормы технологического проектирования  устройств автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. 

2.4. Обоснование  выбора и характеристика системы электропитания автоблокировки и переездной сигнализации. 

2.5. Обоснование выбора системы автоблокировки и ограждающий устройств на переезде. 

2.6. Путевой план  перегона. 

2.7. Принципиальные схемы перегонных устройств. 

2.8. Принципиальная  схема ограждающих устройств  на переезде. 

2.9. Увязка устройств автоблокировки с устройствами электрической централизации. 

2.10. Частотный диспетчерский контроль

2.11. Расчет длины  участков приближения к переезду и величины емкости конденсаторов реле В.

2.12. Расчет мощности, потребляемый сигнальной установкой. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ. 

     Автоматическая  блокировка является наиболее совершенным  средством интервального регулирования  движения поездов на перегонах.

     Автоблокировка  служит мощным средством для увеличения пропускной способности железнодорожных  линий и повышения безопасности движения поездов. При движении поездов  с различными скоростями автоблокировка обеспечивает увеличение участковой скорости за счет сокращения потерь времени при обгоне поездов. Кроме того, автоблокировка повышает производительность труда эксплуатационных работников, сокращает эксплуатационные расходы и обеспечивает высокую безопасность движения поездов.

     Непрерывный рост грузооборота железных дорог и повышение, скоростей движения требуют все большего увеличения пропускной способности железнодорожных линий. В связи с этим особое значение приобретает комплексная автоматизация и механизация процессов и перевозок, применение новых устройств автоматики, телемеханики, и связи. На железнодорожном транспорте наиболее эффективным средством регулирования движения поездов на перегонах является комплекс устройств автоматики, состоящей из автоблокировки; автоматической локомотивной сигнализации и диспетчерского контроля движения поездов.

     В комплексе с устройствами автоматической локомотивной сигнализации и диспетчерского контроля АБ позволяет организовывать движение поездов попутного следования с малыми интервалами и значительно  увеличить пропускную способность магистральных линий.

     С введением электрической тяги переменного  тока появилась необходимость в  кодовых рельсовых цепях с  частотой питания, отличной от частоты  тягового тока, обеспечивающих надежную защиту от опасных и мешающих влияний гармоник тока 50 Гц. В связи с этим были разработаны и нашли применение рельсовые цепи переменного тока частотой 75 Гц. С применением рельсовых цепей 75 Гц была построена числовая кодовая автоблокировка на ряде участков сети железных дорог.

     Однако  с введением рельсовых, цепей 75 Гц возникли трудности в преобразовании частоты 50 Гц в 75 Гц, а также в резервировании питания сигнальных установок. Эти трудности были устранены с введением рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц. Для получения такой частоты используются статические преобразователи частоты 50/25 Гц, которые применяются на каждой сигнальной установке и получают основное питание от высоковольтной линии автоблокировки, а резервное от контактной сети переменного тока промышленной частоты. В настоящее время при новом строительстве на линиях с электротягой переменного тока применяются только рельсовые цепи 25 Гц. 

     На  участках с тепловозной тягой  нашла применение автоблокировка с  импульсными рельсовыми цепями, которые  позволяют делать блок-участки длиной до 2600 м. и исключают опасные отказы при влияний блуждающих токов. Для электрифицированных участков были разработаны кодовые рельсовые цепи, на основе которых построена числовая кодовая автоблокировка. Эта система позволила обеспечить связь между светофорами по рельсовым цепям без применения линейных проводов, а также осуществить автоматическую сигнализацию совместно с автоблокировкой.

     Дальнейшее  развитие устройств автоблокировки осуществляется в двух направлениях: путем совершенствования существующих систем и создания новой системы на основе частотного кода. Частотная кодовая автоблокировка позволит увеличить значность, повысить быстродействие аппаратуры, обеспечить высокую надежность устройств в связи с использованием бесконтактной аппаратуры, а также применить рельсовые цепи с электрическими стыками или неограниченные рельсовые цепи.

     В комплекс регулирующих автоматических устройств входит система диспетчерского контроля за движением поездов. Эта  система позволяет передавать информацию о правильности функционирования автоблокировки, а также о движении поездов на диспетчерском участке. Для передачи большого объема информации в настоящее время в широких масштабах применяют быстродействующую систему частотного диспетчерского контроля типа ЧДК-КБЦЩ.

     Важное  место в сооружениях железных дорог занимают переезды- места пересечений  в одном уровне железнодорожного полотна и автомобильных дорог.  Системы переездной сигнализации и относящихся к ней тех или иных заградительных устройств применяется на железных дорогах с первых ле тих существования. С совершенствованием систем автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов, изменялись и совершенствовались устройства переездной сигнализации.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

           2.1. Характеристики участка и исходные данные задания. 
 

     Для обеспечения безопасности движения и необходимой пропускной способности  на данном перегоне используем трёхзначную  числовую кодовую автоблокировку с  кодовыми рельсовыми цепями частотой 50 Гц. При трёхзначной блокировке поезда следуют на зелёный огонь и разграничены тремя блок - участками. Интервал времени между поездами 8-10 минут и менее, при скорости движения поездов до 140 км/ч.

     Кодовая автоблокировка по сравнению с другими  системами имеет ряд преимуществ: для связи проходных светофоров не требуется линейные провода, а используются кодовые рельсовые цепи, которые не только осуществляют связь между путевыми светофорами, но и передают их показания на локомотивы, оборудованные АЛСН. В данной автоблокировке заложены устройства для диспетчерского контроля за движением поездов, так же автоматическая переездная сигнализация и автошлагбаумы. Так как на данном участке применяется электрическая тяга постоянного тока, то применение рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц, делает их достаточно защищёнными от действия тягового тока.

     Так как данный участок мы применяем  к Уральскому региону , данная автоблокировка обеспечивает движение поездов со скоростью 120 км/ч. с интервалом движения 8мин., что нас вполне устраивает. Кодовая  рельсовая цепь обеспечивает увязку показаний проходных светофоров. 

     Исходные  данные задания:

     1.Участок  железной дороги – двухпутный

     2.Род  тяги – автономная , с перспективой  перевода на электротягу

     3.Ординаты  мест установки светофоров , путевой  план перегона:

     вариант № 6

     4.Привести  принципиальную схему автоблокировки для сигнальных точек с

     учетом  нахождения поезда на участке: четное направление поезд между

     входным “Ч” и светофором 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.2.Анализ  существующих систем  интервального регулирования  движения поездов  на перегонах. 
 

     В настоящее время существует системы  интервального регулирования движения поездов на перегонах: АБ постоянного  тока, числовая кодовая АБ, централизованная АБ и другие.

     На  участках с тепловозной тягой  получила широкое применение автоблокировка постоянного тока с импульсными рельсовыми цепями. В этой автоблокировке в пределах блок-участка длиной до 2600м устраивается одна рельсовая цепь с импульсным питанием, чем исключаются опасные отказы при влиянии блуждающих токов. Показания попутных сигналов увязываются по линейным цепям, подвешенными на опорах высоковольтной сигнальной линии. Датчиком импульсов является маятниковый трансмиттер МТ типа МТ-1 или МТ-2. На приемном конце импульсы постоянного тока воспринимает импульсное путевое реле И типа ИМШ1-0.3, воздействующее на дешифратор импульсной работы ДИР, на выходе которого включено путевое реле П типа АНШ2-700. Для передачи сигнальной информации между сигнальными концами используется линейное реле Л комбинированного типа Кш1-280.

     Для смены направления применяется четырехпроводная схема смены направления, которая имеет две линейные цепи К-ОК и Н-ОН между станциями.

     АБ  постоянного тока применяется как  при АБ на однопутных, так и на двухпутных участках. К недостаткам  данной системы можно отнести  необходимость установки на каждой сигнальной точке батарейных шкафов, питание не является надежным. Расположение проводов на опорах высоковольтных линий, что приводит к обрывам, дороговизна оборудования.

     На  участках с электрической тягой  на постоянном токе получила применение автоблокировка переменного тока 50Гц с кодовыми рельсовыми цепями. Использование числового кода позволило осуществить беспроводную автоблокировку, используя в качестве канала связи между светофорами рельсовые цепи, а также выполнить единое кодирование автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН).

     Числовая  кодовая АБ, в отличии от импульсно- проводной- беспроводная, информация между сигнальными точками передается по РЦ кодовыми сигналами КЖ, Ж, З с числовыми признаками. Этими же кодами транслируется информация о положении впереди стоящего светофора на локомотив. Пр исвободном состоянии блок участка кодовые сигналы воспринимают импульсные реле, а при вступлении на блок- участок поезда- локомотивные катушки АЛС. Кодовые сигналы всегда посылаются на встречу поезду.

     Особенностью  кодовой РЦ является то, что ее релейный конец размещают на входном конце  блок- участка, а питающий- на выходном. При таком перемещении на переезде отсутствует путевое реле, фиксирующее освобождение переезда.

     С внедрением электрической тяги на переменном токе появилась необходимость в  рельсовых цепях с частотой питания, отличной от частоты тягового тока и его гармонических составляющих. В связи с этим были разработаны  и нашли применение сначала рельсовые цепи 75Гц, а затем 25Гц, обеспечивающие защиту от опасных и мешающих влияний гармоник тягового тока 50Гц.

     С введением скоростного движения и новых требований к устройствам  автоматики была создана частотная  автоблокировка и многозначная автоматическая локомотивная сигнализация (АЛСНМ). Технически система частотной автоблокировки выполнена на современной элементной базе и имеет повышенную помехозащищенность каналов.

     Интенсивное внедрение устройств автоматики усложняет эксплуатацию самой техники и требует коренного изменения, как принципов построения схем, так и методов технического обслуживания.

     Примером  может служить система автоблокировки без проходных светофоров с централизованным размещением аппаратуры (ЦАБ), в которой  основным средством обеспечения безопасности движения поездов является АЛСН.

     При ЦАБ применяют РЦ без изолирующих  стыков (неограниченных) или ограниченных РЦ с фазочувствительными приемниками; отсутствие путевых светофоров, основное средство регулирования движение поездов является АЛС; установка на пути только путевых трансформаторов, а источников питания на центральных пунктах; размещение всей аппаратуры на постах станции, ограничивающих перегон протяженностью до 20 км. Несущие частоты 429 и 475 Гц.

     К недостаткам можно отнести влияние внешних факторов, загрязнение балласта, что ухудшает работу системы. К достоинствам относится удешевление в проектировании, упразднение аппаратуры на перегонах.

     Технический комплекс ИРДП в общем случае включает в себя сооружения и устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ): автоматическую и полуавтоматическую блокировки (АБ И ПАБ), электрическую и диспетчерскую централизацию стрелок и сигналов (ЭЦ и ДЦ), сигнальную авторегулировку (САР), автоматические ограждающие устройства на переездах (АОУ), диспетчерский контроль за движением поездов (ДК). Все современные САР, предназначенные для автоматического снижения скорости и остановки поезда действуют совместно с устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛС). 
 

     2.3. Основные нормы технологического проектирования устройств автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. 
 

     1.  АБ должна проектироваться в комплексе с путевыми устройствами АЛС и устройствами ДК.

     АБ  должна проектироваться двустороннего  действия: на однопутных участках с движением поездов по показаниям проходных светофоров в обоих направлениях; на двухпутных и многопутных участках с движением по правильному пути по показаниям проходных светофоров в обоих направлениях; на по неправильному пути по сигналам АЛС.

     2. Двухстороннюю АБ с движением по показаниям проходных светофоров в обоих направлениях следует проектировать на двухнитных и многопутных линиях:

     -на  прямом пути двухпутной вставки  протяженностью не более трех  блок- участков;

     - на перегонах, где предусмотрено графиком движение в обоих направлениях, по соответствующим путям.

     3. При отсутствии  габарита для установки перегонных светофоров справа и движении по неправильному пути их установка должна производиться на мостиках; входной светофор и предупредительный к нему при отсутствии габарита также должны устанавливаться на мостиках; в случае отсутствия на перегоне светофоров, кроме входного  и предупредительного к нему. Указанные светофоры могут устанавливаться с левой стороны.

     4.  При проектировании устрств СЦБ следует предусматривать мероприятия по охране окружающей среды, учитывать требования техники безопасности и производственной санитарии, противовзрывные и противопожарные мероприятия, мероприятия по защите сооружений СЦБ и обслуживающего персонала от опасных и мешающих влияний линий электропередач тяговых сетей электрифицированных железных дорог, трамвайных и троллейбусных линий и ударов молний, защиту от всех видов коррозии, инженерно-технические мероприятия гражданской обороны (ИТМ ГО).

     5. На двухпутных перегонах и специализированных  путях многопутных линий смена направления движения на перегоне должна производиться с участием обоих дежурных по станциям, примыкающим к перегону и иметь вспомогательный режим смены направления при нарушении работы РЦ на перегоне.

     6. Ключ- жезл должен предусматриваться только для отправления по правильному пути.

     7. АБ проектируется с трехзначной сигнализацией. АБ с четырехзначной сигнализацией проектируется на участках с особо интенсивным движением проходных поездов, где требуется для увеличения пропускной способности иметь блок- участки короче минимальных длин установленной для трехзначной сигнализации.

     8. Устройства ДК должны показывать на табло поездного диспетчера занятость блок- участков, главных путей, а на промежуточных станциях- приемоотправочных, а также наличие разрешающего показания входных светофоров, групповой контроль разрешающего показания выходных светофоров по направлениям движения, контроль установленного направления движения при двусторонней АБ и групповую информацию о наличии повреждений в пределах станции и перегонов.

     9.  Проектирование электронной Аб  должно соответствовать вышеизложенным  требованиям. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.4. Обоснование выбора  и характеристика  системы электропитания  автоблокировки. 

     Устройства  автоблокировки по надежности обеспечения  электроэнергией относятся к  электроприемникам 1-й категории  и должны запитываться от двух независимых  источников питания. Основным для них  источником служит высоковольтно-воздушная  линия АБ (ВВЛ АБ) 10кВ, которая состоит из отдельных участков- плеч питания, запитываемых с одной стороны от основного, а с другой- от резервного пунктов питания. В качестве пунктов питания используются все имеющиеся на участке источники электроэнергии, предназначенные для питания приемников 1-й или 2-й категорий.

     В зависимости  от используемого второго (резервного) источника питания различают  две системы электропитания АБ: безбатарейная (переменным током) и смешенная. При  надежном электроснабжении, характерном  для электрифицированных железных дорог, проектируется безбатарейная система питания. На этих участках в качестве резервного источника используется, как  правило, линия продольного электроснабжения линейных потребителей ж.д. транспорта. При электротяге переменного тока такими линиями являются системы ДПР (“два провода- рельс”) 27 кВ; при электротяге постоянного тока- трехфазные ЛЭП 10 кВ. В большинстве случаев провода этих линий прокладываются на опорах контактной сети и поэтому ВВЛ АБ сооружаются одноцепными.

     В настоящее время вследствие значительного улучшения районных энергосистем возросла надежность пунктов питания на участках с автономной тягой. Поэтому, если источники электроснабжения государственных сетей имеются на обоих концах плеч питания ВВЛ АБ и они используются для питания потребителей 1-й и 2-й категорий, то на таком участке проектируется безбатарейная система питания. В этом случае при отсутствии ЛЭП продольного электроснабжения ВВЛ АБ сооружается с применением железобетонных опор и подвеской проводов в виде тросов.

     Питание осуществляется от высоковольтной линии  автоблокировки импульсами переменного  тока частотой 50Гц. Датчиками кодов  являются трансмиттера типов КПТШ-5 и КПТШ-7, чередующие в смежных  рельсовых цепях. Длина рельсовых  цепей не должна превышать 26 км. С целью исключения ситуаций, создающих угрозу безопасности движения поездов, в схеме дешифратора предусмотрен контроль короткого замыкания изолирующих стыков между сменными рельсовыми цепями. Основная идея этого контроля основана на том, что сигнальные реле могут получать питание только при совпадении импульсов в своей рельсовой цепи с интервалом в соседней, что обеспечивает чередование трансмиттеров КПТШ-5 и КПТШ-7, которые имеют различные длительности кодовых циклов. Так же схемно решена защита от горения жёлтого огня светофора вместо красного, и зелёного вместо жёлтого. Коды также обеспечивают работу АЛСН. Используется четырёхпроводная схема смены направления. Диспетчерский контроль по проводам ДСН и ОДСН.

     Трёхзначная система автоблокировки несёт информацию: красный огонь светофора - следующий блок-участок занят, жёлтый огонь - впереди свободен один блок-участок, зелёный - два и более свободных блок-участков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.5. Обоснование выбора системы автоблокировки. 

    С целью повышения пропускной способности  и повышения безопасности движения поездов станция оборудуется  устройствами ЭЦ. Основной элементной базой системы ЭЦ является релейная аппаратура.

    В состав релейной централизации входят; источники питания; стрелочные электроприводы; светофоры; электрические рельсовые цепи; кабельные сети.

     При проектировании выбрана трехзначная  числовая кодовая автоблокировка. На перегоне организовано грузовое и пассажирское движение поездов, а трехзначная  числовая кодовая автоблокировка является самой простой и надежной из всех систем АБ. При электротяге постоянного тока применяются кодовые рельсовые цепи переменного тока частотой 50 и 25 Гц с реле ИМВШ-110 и дроссель-трансформаторами ДТ-1-150. В качестве типовой используют двухпутную и однопутную кодовую автоблокировку.

       В кодовых рельсовых цепях  предусматриваются схемная защита, и взаимное смещение импульсов  по времени; чередование полярностей  в смежных рельсовых цепях;  защита от блуждающего и тягового  токов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.6. Путевой план перегона. 

     Путевой план перегона является основным документом проекта автоблокировки, ограждающих  устройств на переездах и сисиемы  диспетчерского контроля. Он разрабатывается  на основе выбранной системы автоблокировки и представляет немасштабный чертеж, на котором показывается все основное путевое, сигнальное и линейное оборудование АБ, а также ординаты их местонахождения и длина РЦ

     При разработке проекта АБ составляют путевой  план перегона, на котором показывают перегонные светофоры и ординаты их установки, рельсовые цепи в двухниточном изображении с указанием их длины и включением путевых приборов, путевые дроссели, релейные и батарейные шкафы, кабельные сети каждой установки, длины и жильность кабеля с указанием числа запасных жил магистрального кабеля, линию связи и кабель связи к релейным шкафам, высоковольтную линию АБ, линию ЛЭП на опорах контактной сети, места установки силовых трансформаторов. У каждой сигнальной установки показывают шкафы и кабельный план соединения всех устройств.

     В данной курсовой работе, путевой план перегона при двухпутной автоблокировке постоянного тока с двусторонним движением поездов  и воздушной  линией приведен на рисунке 1. Все сигнальные установки являются одиночными О. У  каждого путевого светофора установлен релейный шкаф и на нем указан тип сигнальной установки. Питание сигнальной установки переменным током осуществляется от линейного трансформатора Ом, установленного на силовой опоре высоковольтной линии 10 кВ.

     Линейные  цепи выполнены в виде воздушной  линии на опорах высоковольтно- сигнальной линии автоблокировки. При автоблокировке постоянного тока предусмотрены следующие линейные провода: ДСН, ОДСН - провода для включения реле двойного снижения напряжения на лампах перегонных светофоров, для работы устройств диспетчерского контроля типа ЧДК, во время производства ремонтных работ и движения поездов по неправильному пути они используются для смены направления движения; ЗС, ОЗС - провода для управления дополнительными показаниями предвходного светофора и контроля состояния второго участка приближения; Н, ОН- смены направления для организации двустороннего движения поездов по каждому пути перегона; И, ОИ- извещения на станцию о приближении поезда за два блок- участка приближения.

         На электрифицированных участках постоянного тока при однопутной автоблокировке на питающем и релейном конце кодовой рельсовой цепи устанавливается дроссель-трансформаторы типа ДТ-0,6.

     .

     Жильность кабеля к светофорам подсчитывается по принципиальным схемам с учетом необходимого количества запасных жил (10% от числа рабочих жил). Жильность кабеля к рельсовым цепям определяется по сборникам нормалей рельсовых цепей.

     Для электрифицированных участков железных дорог при длине рельсовой цепи до 2600 м. релейные и питающие кабели длиной не более 15 м принимаются с числом жил 3х2,

     Кабельный ящик, условно изображаемый на путевом  плане кружком, служит для того, чтобы  провода от высоковольтно-сигнальной линии автоблокировки подвести к релейному шкафу.

     Кабельные ящики, подводящие к РШ сигнальные провода, применяются КЯ-10, КЯ-16 и КЯ-24. Цифры  внутри кружочка, условно изображающего  кабельный ящик, указывают количество клемм, к которым подведены только сигнальные провода.

     В настоящее время в проектах автоблокировки с воздушными сигнальными линиями для улучшений условий эксплуатации высоковольтных трансформаторов ОМ установка последних предусматривается на отдельной выносной опоре. В этом случае питание от трансформатора ОМ в релейный шкаф подаётся отдельным кабелем. На выносной силовой опоре устанавливается кабельный ящик типа КЯ - 6.

     Жильность кабеля, соединяющего релейный шкаф с  сигнальным кабельным ящиком, определяется количеством проводов, идущих от сигнальной линии к релейному шкафу. Кабельные жилы в этих проводах не дублируются.

     Жильность кабеля, соединяющего релейный шкаф с  кабельным ящиком КЯ-6 определяется, количеством питающих проводов. Кабельные  жилы в этих проводах в автоблокировке переменного тока дублируются, т.е. берется кабель 5(1) или 3x2.

     На  участках с электротягой постоянного  тока, необходимо предусмотреть резервное  питание напряжением 10 кВ от линии  электропередачи, подвешенной на опорах контактной сети.

     Высоковольтно-сигнальная линия автоблокировки с указанием  типа линейного трансформатора ОМ и профиля линии для не электрифицированных участков и при электротяге постоянного тока.

     Количество  сигнальных проводов на путевых планах показано с учетом возможности производства ремонтных работ и движения по неправельному пути.

     Кабельный ящик типа КЯ - 6 устанавливается на выносной опоре, для завода кабеля в  релейный шкаф от трансформатора ОМ, сделано  это для улучшения условий  эксплуатации высоковольтных трансформаторов, для перехода в кабель питающих проводов ПХ и ОХ от высоковольтной линии автоблокировки.