Оборудование станции линиями связи

Содержание: 

Введение                                                                                                           стр. 3

Исходные  данные                                                                                             стр. 4

  1.   Схематический план станции                                                                 стр. 5

  2.   Выбор типа сигнально-блокировочных  кабелей                                 стр. 6

  3.   Расчет длины кабеля                                                                              стр. 7

  4.   Расчет жильности кабелей                                                                      стр. 9

  4.1.Кабельная  сеть стрелок                                                                        стр. 9

  4.2.Кабельная  сеть светофоров                                                                  стр. 11

  4.3.Кабельная  сеть рельсовых цепей                                                         стр. 12

  5.   Расчет влияния тяговой сети  на станционные кабельные сети        стр. 14

Заключение                                                                                                     стр. 16

Список  используемых источников                                                               стр. 17

Приложение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение 

Развитие  устройств связи, автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте неразрывно связано с необходимостью широкого применения кабельных линий. Роль кабельных линий на транспорте особенно возросла в связи с внедрением электрической тяги однофазного переменного тока, так как замена воздушной кабельной линии является основным средством защиты устройств связи от опасных и нежелательных электромагнитных влияний, создаваемых тяговым током.

Кабельные лини получили широкое распространение в устройствах автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта для передачи сигналов телеуправления и распределения электрической энергии, питающей эти устройства. Они лучше, чем воздушные линии обеспечивают бесперебойность, высокое качество и надежность функционирования устройств связи, автоматики и телемеханики, более долговечны и дешевле в эксплуатации, хотя строительство их обходится дороже. Повреждения на кабельных линиях происходят гораздо реже, чем на воздушных, но обнаружить их визуально сложнее.

В данном курсовом проекте производится проектирование кабельной сети электрической централизации  малой станции. Кабельная сеть ЭЦ служит для соединения приборов станционных  напольных устройств (светофоров, стрелочных приводов, рельсовых цепей и т.п.) с приборами, установленными на посту ЭЦ. Напольная кабельная сеть ЭЦ разбивается на четыре группы:

-кабельная  сеть стрелок;

-кабельная  сеть светофоров;

-кабельная  сеть питающих трансформаторов;

-кабельная  сеть релейных трансформаторов.

Благодаря такой разбивке облегчается обслуживание устройств ЭЦ и уменьшается взаимное влияние между цепями различного назначения. Это обстоятельство играет немаловажную роль при передаче по кабельной сети ЭЦ телемеханической информации, искажение которой может привести к нарушению принципа безопасности движения поездов. Как правило, для каждого вида кабельной сети предусматриваются отдельные кабели.

Кабельные сети проектируются по плану станции, на котором расставлены светофоры, стрелочные электроприводы, аппаратура рельсовых цепей и указаны расстояния до объектов от поста ЭЦ (ординаты). По плану станции производится группировка однотипных объектов и определяются места установки разветвительных муфт, в которых кабели малой жильности однородных объектов объединяются в групповые кабели большой жильности. Разветвительные муфты устанавливаются в районе наибольшего сосредоточения объектов у ближайшего к посту объекта в данной группе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Исходные  данные: 

Согласно  полученному варианту имеем план станции, изображенный на рис. 1. По таблице 1.5, находящейся в методических указаниях, определяем для своего варианта:

длина плеча питания тяговой сети  50 км

ток короткого замыкания контактной сети  7,5 кА

проводимость  грунта  25 мСм/м

Для данной станции требуется разработать кабельную сеть устройств автоматики и телемеханики и одновременно предусмотреть строительство кабельной магистрали связи на прилегающем к станции перегоне.

Заданная  станция и перегон находятся  на двухпутном участке железной дороги с электротягой переменного тока 27 кВ. Участок оборудуется устройствами трехзначной числовой кодовой автоблокировки (АБ), а станция – системой электрической централизации (ЭЦ) с центральными зависимостями и центральным питанием.

Для электроснабжения устройств автоматики и телемеханики вдоль полотна железной дороги на расстоянии 40 м от ближайшего рельса проложена высоковольтная линия напряжением 10 кВ.

На станции  применяются непрерывные рельсовые  цепи (РЦ) переменного тока 25 Гц с  фазочувствительными путевыми реле ДСШ-13, при этом на главных станционных путях и расположенных по ним стрелочным и изолированным путевым участкам используются двухниточные РЦ с двумя ДТ-1-150 для кодирования токами АЛС. На боковых приемоотправочных путях применяются некодируемые двухниточные РЦ с одним Дт-1-150, устанавливаемом на питающем конце РЦ. РЦ стрелочных секций боковых путей являются однониточными, не требующими установки ДТ.

Ответвления стрелочных участков, при длине превышающем 60 м, а так же примыкающие к главным путям станции контролируются дополнительными путевыми реле.

Марки крестовин стрелочных переводов: 1/11 – на стрелках, уложенных по главным  путям; 1/9 – на остальных.

Тип рельсов: Р-65 – на главных и Р-50 – на боковых путях.

Ширина  междупутья на станции составляет 6 м.

На стрелочных перегонах устанавливаются электроприводы типа СП-3 с электродвигателями постоянного  тока МСП-0.15 напряжением 160 В. Управление стрелками производится по двухпроводной  схеме при центральном питании. Напряжение рабочей цепи 220 В. Стрелки оборудованы устройствами пневматической обдувки и электрообогрева контактов автопереключателей электроприводов.

Питание выходных и маневровых светофоров на станции является

центральным, а входных светофоров – местным  с установкой в батарейном шкафу  7 аккумуляторов. Аккумуляторная батарея работает в буферном режиме с выпрямителем, установленным в батарейном шкафу. Каждый из питающих проводов постоянного тока в кабеле между батарейным и релейным шкафами дублирован двумя жилами. На входных и маневровых светофорах устанавливаются лампы 12 В, 15 Вт, на выходных 12В, 25 Вт.

Расстояние  между батарейным и релейным шкафами, а так же между релейным шкафом и входным светофором составляет по 3 м. 
 

1. Схематический план  станции 

Определение трассы подземных кабелей 

Напольная кабельная сеть разбивается на три  вида:

1.кабельная  сеть стрелок;

2.кабельная  сеть светофоров;

3.кабельная  сеть рельсовых цепей.

Кабельная сеть рельсовых цепей разбивается еще на два типа:

1)кабельная  сеть питающих трансформаторов;

2)кабельная сеть релейных трансформаторов.

Как правило, для каждого вида кабельной сети предусматриваются отдельные кабели, но в целях экономии  при строительстве всегда стремятся к уменьшению их количества. Для этого кабели малой жильности однородных объектов объединяются посредством распределительных муфт в групповые кабели большой жильности.

Для установки  этих муфт выбираются районы наибольшего  сосредоточения объектов, при этом не рекомендуется выбор таких мест, когда возникает необходимость возврата выходящих из муфты индивидуальных кабелей в сторону поста ЭЦ.

При выборе трассы следует стремиться к тому, чтобы она имела наименьшую длину, позволяла максимально использовать технику для рытья траншей и прокладки кабелей, обеспечивая при последующей эксплуатации безопасность ремонтных работ в условиях движения поездов. Поэтому трассу кабелей рекомендуется прокладывать по бровке крайнего пути или между малодеятельными путями, при ширине междупутья не менее 4.5 м.

Прокладка кабелей под стрелочными приводами, глухими пересечениями и стыками рельсов не допускается. Кабельную трассу следует прокладывать так, чтобы она по возможности не проходила в непосредственной близости с главными путями, а число переходов под путями и количество муфт было минимальным (приложение 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.Выбор  типа сигнально-блокировочных  кабелей 

Применяемые в устройствах СЦБ сигнально-блокировочные  кабели рассчитаны для использования  при напряжении переменного тока 380 В и постоянного тока 700 В. Эти  кабели имеют токопроводящие жилы диаметром 1 мм и выпускаются в пластмассовых и металлических оболочках.

Для заданной станции выберем кабель марки  СБПБ- в полиэтиленовой оболочке, эти  кабели не удовлетворяют требованиям противопожарной безопасности и не рекомендуются для ввода в помещение (что является не самым важным для нашей станции), так же малые габариты станции позволяют предположить, что длина кабельной магистрали будет в пределах нормы. Еще некоторые преимущества использования кабеля марки СПБП состоят в том, что он имеет низкую стоимость, а так же не подвергается действию электрокорозии.

В случае если длина кабельной магистрали при расчетах превысит норму допустимой длины кабеля в пластмассовой оболочке, то придется применить кабель в свинцовой или алюминиевой оболочке. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Расчет длины кабеля 

Кабели, прокладываемые от поста ЭЦ до разветвительных  муфт, являются групповыми, а от муфт до объектов - индивидуальными.

Длину магистральных кабелей рассчитываем по формуле:

     Lk=1.03(L+6n+Lв+Lp+Lз), м

где L – расстояние от поста ЭЦ до групповой муфты или объекта централизации, определяемое по ординатам станции;

n – Количество пересекаемых кабелем путей (длина кабеля при пересечении одного пути и междупутья составляет 6 м);

Lв – длина кабеля при вводе в пост ЭЦ (определяется расстоянием от поста ЭЦ до трассы кабеля и расходами на ввод в релейное помещение (25-50 м)),принимаем в курсовой работе 30м ;

Lp – длина кабеля, определяемая подъемом его со дна траншеи до объекта ЭЦ (1.5 м);

Lз – расход кабеля на разделку и запас (на перезаделку) у муфты, релейного шкафа, светофора и т.п. (1 м);

1.03 – коэффициент, учитывающий 3%-ный расход кабеля на изгибы и повороты при прокладке.

Длину индивидуальных кабелей рассчитываем по формуле:

     Lk=1.03(L+6n+2(Lp+Lз)), м 

Полученные результаты по всем объектам округляются до числа, кратного 5-ти и приведены в таблице 1. 
 
 

Таблица 1. Расчетная таблица длины кабелей 

4. Расчет жильности  кабелей 
 

Жильность кабелей определяется по числу проводов электрической схемы включения  рассматриваемого объекта ЭЦ с учетом необходимого дублирования и требуемого резерва жил. 

     4.1 Кабельная сеть стрелок 

Кабельная сеть стрелок включает цепи управления и контроля положения стрелок, автоматической очистки их от снега и электрообогрева  контактов автопереключателей приводов.

Стрелочные  муфты расположили следующим образом: Ст2 (672) к стрелкам по 4 направлениям - 2, 4 и 6, 8; Ст4 (585) к стрелкам по 3 направлениям 10 ,12,14; Cт6 (530) к стрелкам по 3 направлениям 16,18,20.

Требуемое число жил в проводе рассчитывается по допустимой потере напряжения в  проводах.

Величина  его определяется по формуле:

     Uк=U-Uп-Iф* rс,

где U=220 В – напряжение источника питания рабочей цепи, В;

Uп =160 В – номинальное напряжение двигателя, В;

Iф – расчетный ток двигателя, принимаемый на 25% рабочего тока, А;

rс=1,6 Ом- переходное сопротивление контактов реле и соединительных проводов, Ом.

Рабочий ток электродвигателя МСП-0,15 для  стрелок 1/9, 1/11 с использованием рельсов  типа Р50 составляет 2 А, при Р65- 2.4 А.

При использовании  рельсов типа Р-65:

Uк=220-160-1.25*2.4*1.6=55.2 В

При использовании  рельсов типа Р-50:

Uк=220-160-1.25*2*1.6=56 В

Длина кабеля  Lk от поста ЭЦ к каждой из стрелок известна (см. таблицу 1). Поэтому для расчета жил прямого и обратного проводов цепи управления стрелкой используем ниже приведенную формулу:

         , м

где rж – сопротивление 1 м жилы кабеля (для медной жилы диаметром 1 мм – 0.0235 Ом).

Заранее задавшись количеством жил в  прямом   и обратном   проводах, определяем максимально допустимую длину стрелочного кабеля Lст  близкое к Lk. Такая пара чисел, при которой  Lст  ≥  Lk , является искомой. 

Результаты  расчета жильности стрелочных кабелей  сведены в таблицу2.

При центральном управлении к каждому приводу от поста ЭЦ прокладывается два провода – прямой и обратный, при этом обратные провода в проходных или групповых муфтах объединяются в один провод. Предельная длина кабеля от поста ЭЦ до ЭПК без дублирования жил составляет 670 м, иначе провода дублируются, при этом до 950 м дублируется лишь обратный провод, до 1350 м дублируются двумя жилами и прямой и обратный провода. От стрелочных электроприводов к ЭПК прокладываются отдельные кабели длиной 5 м и тремя рабочими  жилами.    

Так как  на нашей горловине 10 стрелок, то целесообразнее устанавливать ЭПК с центральным  управлением. Для обогрева стрелочных электроприводов используются по два  проволочных резистора мощностью 25 Вт. Для их питания с поста  ЭЦ по двум проводам подается напряжение 220 в, которое затем понижается трансформаторами ПОБС-5А. Один трансформатор рассчитывается для обогрева 5 электроприводов.

Результаты  расчета жил остальных приводов сведены в таблицу2.

Предельная  длина кабеля между постом ЭЦ и  трансформатором без дублирования  жил составляет 1350 м , а между трансформаторами и электрообогревающими элементами 390 м. Поэтому в цепях обогрева дублирования жил не требуется, однако, учитывается, что от трансформатора до электроприводов предусматриваются две отдельные жилы кабеля.

В курсовой работе используем 3 трансформатора обогрева, которые устанавливаем вблизи со стрелочными муфтами Ст2,Ст4, Ст6.(см. приложение2).

Схема кабельной сети стрелок представлена в приложении2

На каждом участке кабельной сети сверху указана длина и жильность кабеля, в скобках – в том числе количество запасных жил, внизу – первой цифрой отмечено число жил, необходимое для управления стрелкой, второй цифрой – число жил для управления ЭПК и третьей – число жил на обогрев привода

.Таблица 2. Расчетная таблица жильности стрелочных кабелей. 

4.2 Кабельная сеть  светофоров 

Кабельная сеть светофоров включает цепи входных, маршрутных и маневровых светофоров, световых маршрутных указателей, указателей скорости, а также релейных шкафов входных светофоров.

В соответствие с электрическими схемами включения выходных и маневровых светофоров к каждой из лампочек проводится по одному прямому проводу. Обратные провода объединяются: у маневровых светофоров – обоих (белого и синего) огней, у выходных светофоров – отдельно для разрешающих (зеленого и желтого) и красного и белого огней.

В целях  повышения надежности работы ЭЦ на станции, как правило, между релейным шкафом входного светофора и постом ЭЦ прокладывается отдельный кабель.

Вследствие  небольших токов, протекающих в  цепи сигнальных трансформаторов, дублирование жил светофорных кабелей не требуется, так как длина их меньше 4-х км. Так же не требуется дублирование жил между релейным шкафом и входным светофором, так как располагаются они в непосредственной близости друг с другом и потери напряжения  очень малы. Место расположения РМ выбрано в местах наибольшего приближения к ним светофоров. Согласно принципиальным схемам к маневровым светофорам подводятся 3 жилы, а к выходным четырехзначным -6.Одним кабелем в РМ рекомендуется включать 2-3 последовательно расположенных светофоров.

К С2(822) подключен один кабель : объединяет два маневровых светофора–М2 и М4.

К С4(580) подключены два кабеля: одним выходные светофоры Н1 ,Н3 Н5, другим – маневровый светофор М6.

К С6(525) подключены два кабеля: одним маневровые светофоры М8, М10, М12, другим выходной Н6.

Для кабельной  сети выбираем кабель марки СБПБ с  числом жил простой скрутки.   

Кабельный план светофоров приведен в приложении.

Таблица 3. . Расчетная таблица жильности кабелей сети светофоров