МИНИСТЕРСТВО  ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОМСКИЙ  ТЕХНИКУМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 
 

                                                   Курсовой проект

                                                   защищен с оценкой

                                                   ____________________

                                                   ____________________

                                                   « ___ »________ 2006 г. 
 
 

ОБОРУДОВАНИЕ  ДВУХПУТНОГО УЧАСТКА  ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ АВТОБЛОКИРОВКОЙ И СХЕМОЙ УВЯЗКИ С ПЕРЕЕЗДОМ 

       Пояснительная записка к курсовому проекту

       По  дисциплине: Перегонные системы автоматики 

ОТЖТ. 2103. ПЗ.76. КП 
 
 
 

                                                   Руководитель проекта

                                                   ___________________

                                                   « ___ »________ 2006 г. 

                                                   Разработал

                                                   ___________________

                                                   « ___ »________ 2006 г.

Министерство  путей сообщения  Российской Федерации

Омский  техникум железнодорожного транспорта 

                                                   Утверждаю:

                                                   Зав. отделением АТМ

                                                   ____________________

                                                   ____________________

                                                   « ___ »________ 2006 г.

ЗАДАНИЕ

 

       На  курсовой проект студенту группы 5 АТМ

       Специальности 2103

       Фамилия, имя, отчество Давыдову Андрею Валентиновичу 

Тема  курсового проекта

 

Оборудование  двухпутного участка железной дороги автоблокировкой 
и схемой увязки с переездом 
 

       Вариант                                     11

       Исходные  данные: 

1. Проектируемый перегон

 
 

       2. Род тяги переменного тока

       3. Время ходя четного  поезда по перегону  17 мин.

       4. Время хода нечетного  поезда по перегону  16 мин.

       5. Скорость движения  в нечетном направлении  60 км/ч.

       6. Скорость движения  в четном направлении 100 км/ч.

       7. Заданный размер  движения 75 пар поездов в сутки.

       8. Ограждение переезда ПАС.

       9. Марка крестовины  входной стрелки  1/11.

       10. Станция, примыкающая  к перегону Б.

       11. Поездной интервал  15 мин.

       12. Сигнализация входного  светофора желтый мигающий.

       13. Заданное поездное  положение поезд на первом участке удаления. 

     Состав  курсового проекта: 

       ВВЕДЕНИЕ

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ И ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВ АВТОБЛОКИРОВКИ

       ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

       СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 
 

     Перечень  основных вопросов, подлежащих разработке: 

     ВВЕДЕНИЕ

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ: Характеристика проектируемого перегона. Обоснование проектирования автоблокировки на заданном участке. Обоснование систем автоблокировки и устройств ограждения на переезде.
2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ: Путевой план перегона. Принципиальные схемы сигнальных установок. Принципиальные схемы увязки автоблокировки с переездом. Принципиальные схемы светофорной сигнализации.
3. ТЕХНОЛОГИЧЕКАЯ ЧАСТЬ: Спецификация аппаратуры и оборудования на проектируемом участке.
4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ И ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВ АВТОБЛОКИРОВКИ.

 
 

       Перечень  графического материала: 

       Лист 1: Путевой план перегона

       Лист 2: Принципиальная схема перегонных устройств и связки с

                      переездными устройствами.

       Лист 3: Принципиальная схема светофорной сигнализации. 
 
 

Дата  выдачи задания: « ___ »________ 2006 г. 

Дата  окончания проекта: « ___ »________ 2006 г. 

Руководитель  курсового проектирования ______________________ 

Председатель  цикловой комиссии _________________Бахарев  Н. В. 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

1.1. Характеристика  проектируемого перегона

1.2. Обоснование  проектирование автоблокировки  на участке

1.3. Обоснование  систем автоблокировки и устройств ограждения на переезде 

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Путевой  план перегона

2.2. Принципиальные  схемы сигнальных установок

2.3. Принципиальные  схемы увязки автоблокировки  с переездом

2.4. Принципиальные  схемы светофорной сигнализации 

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Проверка  чередования полярности при стыковании  двухниточных рельсовых

       цепей оборудованных дроссель-трансформаторами

3.2. Спецификация  аппаратуры и оборудования на  проектируемом участке 

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ И ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ ПРИ

    ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВ  АВТОБЛОКИРОВКИ 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

     Перед железнодорожным транспортом России стоят ответственные задачи по полному  и своевременному удовлетворению потребителей народного хозяйства и населения  в перевозках. Осуществление этих задач имеет большое значение для динамичного развития всех отраслей народного хозяйства, экономик страны, повышения материального и имущественного уровня жизни людей.

     Для обеспечения высокой пропускной и провозной способности, безопасности движения поездов на материальных линиях, а также повышения производительности и улучшения условий труда железнодорожников используют средства автоматики телемеханики. Ним относится комплекс устройств интервального движения поездов: автоматическая блокировка (АБ), автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС), система автоматического управления тормозами (САУТ), частотный диспетчерский контроль (ЧДК).

     При сравнительно небольших капитальных  выявлениях устройства автоматики и  телемеханик позволяют существенно повысить пропускную способность линий и перерабатывающую способность станций.

Внедрение автоблокировки на двухпутных линиях повышает их пропускную способность  в 2-3 раза по сравнению с полуавтоматической блокировкой. Автоблокировка совместно  с диспетчерской централизацией повышает пропускную способность однопутных линий на 40-50 %. При этом на каждые 10 км. Линий высвобождается 60-70 человек эксплуатационного штата.

     Первые  участки дорог, оборудованных автоблокировкой, были введены в эксплуатацию в 1913 году. На этих участках использовалась только зарубежная аппаратура. Одновременно с этим разрабатывалась отечественная аппаратура и осваивалась ее производство. Это позволило начиная с 1932 года строить автоблокировку на отечественной аппаратуре по проектам ГТСС. В 1935 году на участках Москва-Серпухов и Москва-Владимир впервые были построена автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа (АЛСН).

В 50-х  годах на участках с автономной тягой  была применена импульсно-кодовая  автоблокировка с наложением на нее импульсных рельсовых цепей АЛСН с использованием числового кода.

     С появление электрической тяги на постоянном токе вместо автоблокировки с импульсными рельсовыми цепями постоянного тока были применены  рельсовые цепи переменного тока с частотой 50 Гц.

     При введении электрической тяги на переменном токе с частотой 50Гц потребовалось  создание автоблокировки с рельсовыми цепями с питанием на частоте, отличной от частоты тягового тока. Была разработана  автоблокировка с рельсовыми цепями на переменном токе с частотой 75 Гц, для защиты от мешающей и опасных влияний тягового то частотой 50 Гц и его основных гармоник. В 1964 году была разработана и применена более экономичная система кодовой автоблокировки переменного тока с рельсовыми цепями с частотой 25 Гц.

     В новых системах автоблокировки вместо существующих рельсовых цепей с  частотой 25 Гц применяются рельсовые  цепи тональной частоты с изолирующими и без изолирующих стыков. С  использованием тональных рельсовых  цепей разработаны системы автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры.

Внедрение новых и совершенствование эксплуатируемых  средств автоматики и телемеханики является основной перспективной задачей - комплексной автоматизации перевозочного  процесса на железнодорожном транспорте.

 

       1  ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

      1.1  Характеристика проектируемого перегона 

     Работа  всех подразделений железнодорожного транспорта, обеспечивающая перевозку  грузов и пассажиров, характеризует  эксплуатационную работу железных дорог. Эффективность ее работы в значительной степени от использования устройств автоблокировки, автоматики и телемеханики, регулирующих движение поездов.

     На  перегонах магистральных железных дорог интервальное регулирование  движения поездов осуществляется устройствами автоблокировки. В зависимости от размеров движения и условий работы на перегонах однопутных и двухпутных линий применяют полуавтоматическую (ПАБ) и автоматическую (АБ) блокировку.

     В курсовой работе проектируемый перегон  расположен на двухпутной железной дороги между станциями А и Б. Протяженность перегона составляет 7800 метров. Перегон разделен а 5 блок -участков четырьмя спаренными сигнальными установками линзовыми проходными светофорами. Каждый блок-участок имеет электрическую рельсовую цепь переменного тока частотой 25 Гц с кодовым питанием, для электрического контакта между колесными парами подвижного состава и рельсами участка с целью воздействия на устройства автоматики. Для повышения безопасности движения поездов, особенно в неблагоприятных условиях видимости светофоров, автоблокировка дополнена автоматической локомотивной сигнализацией непрерывного типа (АЛСН). На перегоне также расположен переезд с автоматической переездной сигнализацией для своевременного закрытия движения автотранспорта при приближении поезда к переезду. Для контроля движения поездов по блок -участкам и контроля работы сигнальных установок, а также контроля работы аппаратуры переезда на перегоне применены устройства частотного диспетчерского контроля (ЧДК), работающая по проводам линии двойного снижения напряжения (ДСН). На перегоне имеется возможность переходить на режим двухстороннего движения по одному из путей в случае ремонта другого пути. Схема смены направления движения четырехпроводная. На перегоне для движения поездов применена тяга переменного тока. Установленное направление движения – нечетное, от станции А к станции Б. Проходные светофоры пронумерованы в зависимости от направления движения четными или нечетными цифрами в возрастающем порядке. Начиная от входного светофора станции Б и далее навстречу нечетному движению поездов светофоры имеют нумерацию 1, 3, 5, 7. Начиная от входного светофора станции А и далее навстречу четному движению поездов светофоры имеют нумерацию 2, 4, 6, 8. 

2. Обоснование проектирования автоблокировки на участке

 

     На  проектируемом перегоне тяга поездов осуществляется переменным током частотой 50 Гц. Рельсовые нити являются обратным проводом для пропуска обратного тягового тока на подстанцию, и в рельсах кроме сигнального тока протекает тяговый ток, создающий мешающие и опасные влияния на аппаратуру рельсовой цепи.

     Для обеспечения нормальной работы рельсовых  цепей частота сигнального тока должна качественно отличаться от частоты  как основной, так и высших гармоник тягового тока. В этих условиях можно  применять рельсовые цепи переменного тока частотой 25 Гц.

     Ранее на линиях с электротягой переменного  тока внедрялись рельсовые цепи переменного  тока 75 Гц. Опыт эксплуатации показал, что рельсовые цепи, питаемые током  частотой 25 Гц, более устойчиво работают при пониженном сопротивлении изоляции (балласта) и потребляют меньшую мощность.

     Электроснабжение  рельсовых цепей 25 Гц осуществляется от высокой линии переменного  тока частотой 50 Гц, что дает возможность  легко резервировать электропитание автоблокировки. Сигнальный ток частотой 25 Гц получается с помощью статического электромагнитного преобразователя частоты ПЧ 50/25.

     Рассчитаем  пропускную способность перегона при  существующей (ПАБ) и проектируемой (АБ) автоблокировки и сравним результаты с заданным размером движения.

     При полуавтоматической блокировки и двухпутных непакетных графиках движения расчет пропускной способности производится отдельно для каждого направления движения по формуле:

      N=T/T_п, (1)

где    N – пропускная способность пути; поездов в сутки;

     Т – число минут в сутках, 1440 мин;

     Т_п – период графика, минут.

     Время периода графика определяется для  четного и нечетного направления  отдельно:

      T_пч=t_ч+τ_н+τ_рз, (2)

      T_пн=t_н+τ_н+τ_рз, (3)

где   T_пч (н) – период графика для четного (нечетного) направления, минут;

     t_ч (н) – время хода поезда по перегону в четном (нечетном) направлении,

                 минут;

     τ_н – поправка для ПАБ на двухпутном участке, 5 мин;

     τ_рз – поправка на разгон и замедление на двухпутном участке, 3 мин. 

     Т_пч=17+5+3=25 минут,

     Т_пн=16+5+3=24 минуты.

     Рассчитав период графика для четного и нечетного направления движения, рассчитываем пропускную способность при полуавтоблокировке для четного пути (N_{паб, ч}) и нечетного пути (N_{паб, н}): 

      N_{паб, ч}=Т/T_пч, (4)

      N_{паб, н}=Т/T_пн, (5)

      N_{паб, ч}=1440/25=57,6 поездов в сутки;

      N_{паб, н}=1440/24=60 поздов в сутки.

     Общая пропускная способность двухпутного  участка (N_паб) определяется по формуле:

      N_паб=( N_{паб, ч}+ N_{паб, н})/2, (6)

      N_паб=(57,6+60)/2=59 пар поездов в сутки.

     При двухпутных пакетных графиках и оборудовании участка автоблокировкой пропуская  способность участка определяется по формуле:

      N_АБ=(0,85Т)/I, (7)

где 0,85 – коэффициент учитывающий запас  пропускной способности;

     I – интервал попутного следования  поездов, 15 мин;

N_АБ=0,85∙1440:15=82 пары поездов в сутки. 

     Вывод: расчет показывает, что полученные размеры при ПАБ меньше заданных 59 п.п. в сутки меньше 75 п.п. в сутки и на данном участке ПАБ не обеспечивает заданных размеров движения. Полученные размеры движения при АБ больше заданных 82 п. п. в сутки 75 п. п. в сутки, следовательно на данном участке необходимо внедрить автоблокировку, так как ПАБ не обеспечивает растущие потребности в перевозках пассажиров и грузов. 

3. Обоснование систем автоблокировки и устройств  ограждения на

                                            переезде

     В местах пересечения на одном уровне железных и автомобильных дорог устраивают железнодорожные переезды. Для обеспечения безопасности движения поездов и автотранспорта переезды оборудуются ограждающими устройствами для своевременного закрытия движения автомобильного транспорта при приближении к переезду поезда. В зависимости от интенсивности движения на переездах применяются ограждающие устройства в виде: автоматической светофорной сигнализации; автоматической переездной сигнализации с автоматическими шлагбаумами; автоматической или неавтоматической оповестительной сигнализацией с неавтоматическими (механическими с ручными или электрическим с дистанционными управлением) шлагбаумами.

     Железнодорожные переезды оборудованные устройствами автоматической светофорной сигнализацией могут быть охраняемы (обслуживаемые дежурным по переезду) и неохраняемые (без дежурного по переезду).

     По  варианту задания переезд оснащен  автоматической светофорной сигнализацией, то есть отсутствуют. Учитывая близкое, к станции А, расположение переезда (расположен в 850 метрах от входного сигнала) прогнозируем высокую вероятность возникновения опасных ситуаций на переезде. Следовательно, нужно сделать переезд охраняемым, чтобы дежурный по переезду мог оперативно вмешаться в обстановку.

     В соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации автоматическая переездная сигнализация должна обеспечивать подачу сигнала остановки в сторону автоматической дороги за время, необходимое для заблаговременного освобождения переезда транспортными средствами до подхода поезда к переезду и продолжала действовать до полного освобождения переезда поездом.

     Чтобы своевременно закрыть переезд при  приближении поезда, устанавливают  участок приближения, оборудованные  рельсовыми цепями. Рельсовую цепь участка приближения, где расположен переезд, делают разрезной. Место разреза является переезд. Часть рельсовой цепи до переезда используют для организации участка приближения. Вторую часть рельсовой цепи, находящейся за переездом, используют для организации участка удаления при правильном направлении движения или в качестве участка приближения при неправильном направлении движения. С момента полного выхода поезда с участка приближения на участок удаления переезд открывается.

     Чтобы своевременно закрывать переезд при приближении к нему поезда, рассчитывают длину участка приближения. Расчетные длины участков приближения обеспечивают извещением на закрытие переезда с автоматической переездной сигнализацией за время, необходимое для заблаговременного освобождения переезда дорожным транспортом длиной 24 метра при скорости 1,4 м/с (5 км/ч) при дополнительном времени 4с на срабатывание аппаратуры и гарантийном времени 10с.

Необходимое время извещения о приближении  поезда к переезду определяем по формуле:

      t_c =t₁+t₂+t₃, (8) 

где    t₁ – время, необходимое автомобилю для проследования переезда, с;

     t₂ – время срабатывания аппаратуры, 4 с;

     t₃ – гарантийный запас времени, 10 с.

     Время необходимое автомобилю для проследования  переезда t₁ определяется по формуле:

      t₁=(l_п+l_р+l_с)/v_р, (9)

где    l_п – длина переезда, определяемая расстоянием от переездного светофора,

             наиболее удаленного от крайнего  рельса, до противоположного 

              крайнего рельса плюс 2,5 м;

     l_р – расчетная длина автотранспортного средства, 24м;

     l_с – расстояние от места остановки автомобиля до переездного светофора,

           5м;

     v_р – расчетная скорость автомобиля через переезд, 1,4 м/с.

     Определяем  время извещения о приближении  поезда к переезду, которое должно быть при АПС не менее 40 с.

      t_с=(l_п+l_р+l_с)/v_р+t₂+t₃, (10)

t_с=(14,12+24+5):1,4+4+10=44,8 с.

     Рассчитанное  время извещения удовлетворяет  требованием так как 44,8 с больше 40 с.

     Рассчитаем  длины участков приближения, определяемые по формуле:

      L_р=0,28∙v_ч(н)∙t_с, (11)

Где   0,28 – коэффициент перевода скорости из км/ч в м/с;

     v_ч(н) – скорость движения поездов, установленная на данном участке

               четном (нечетном), км/ч.

     Определяем  расчетную длину четного участка  приближения к переезду:

L_рч =0,28∙100∙44,8=1254 м.

     Определяем  расчетную длину нечетного участка приближения к переезду:

L_рн =0,28∙60∙44,8=753 м.

     Фактическая длина участка приближения L_ф к переезду с четной и нечетной стороны составляет 850 метров.

Если  L_р≤L_ф, то извещение на закрытие переезда подается за один блок-участок. Если L_р>L_ф, то извещение на закрытие переезда подается за два блок-участка.

     Сравним расчетные данные с фактической  длиной:

     L_рч =1254 м больше L_ф=850 м

     L_рн=753 м меньше L_ф=850 м

     Исходя  из сравнений получаем то, что извещение  с четной стороны требуется подавать за два блок участка, а с нечетной стороны за один блок-участок.

     Извещение с четной стороны на закрытие переезда за два блок - участка подается от сигнальной точки 4 до цепи ИЧ – ОИЧ  на сигнальную точку 2, а затем по тем же цепям на переезде. Контролирует вступление поезда на второй участок приближения реле ИП, находящееся в шкафу сигнальной точки 2 и получающее питание по проводам ИЧ – ОИЧ от точки 4 через фронтовые контакты сигнального реле Ж2 точки 4.

     При наличии двух участков приближения  полная фактическая длина четного участка приближения получилась больше расчетной на 900 метров. В следствии приближения расчетной длины переезд будет закрываться преждевременно при приближении к нему четного поезда, что приведет к дополнительным задержкам автотранспорта. Чтобы этого не происходило, в устройства переездной сигнализации вводят элементы выдержки времени, которые включаются с момента вступления поезда на второй участок приближения. Выдержка времени этих элементов, равна времени проследования поезда, идущего с максимальной скоростью, по участку длиной, равной разности между фактической и расчетной длинами участка приближения. Для этого в цепь реле ЧВ через его фронтовой контакт подключают блок конденсаторов для создания замедления на отпускание якоря. При определении необходимого времени замедления реле ЧВ применяют, что конденсатор емкостью 1000мкф обеспечивает замедление на отпускание якоря примерно 4с. Исходя из наших условий поезд при скорости 100 км/ч проходит расстояние в 900 метров за 32 секунды (900м / 0,28 100км/ч), следовательно в цепь реле ЧВ нужно включать блок конденсаторов на 8000 мкф. Переезд будет закрываться после окончания выдержки времени, чем исключится преждевременное закрытие переезда и вынужденные задержки автотранспорта. 
 
 
 
 
 
 
 

  

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1. Путевой план перегона

 

     Основным  документом при разработке проекта  автоблокировки является путевой план перегона, на котором показаны: пути перегона в двухниточном изображении; перегонные светофоры с указанием  номера и ординат их установки; рельсовые цепи с указанием их длины и включением дроссель трансформаторов с обозначением питающих и релейных концов (Т, Р); релейные и батарейные шкафы, их типы и типы принципиальных схем шкафов; кабельные сети каждой сигнальной установки с указанием мощности линейных трансформаторов; устройства переездной сигнализации.