2 Проектування системи автоматичного блокування
2.1 Колійний план перегону
У даному пункті розглядається однонитковий і двохнитковий план перегону. Основним документом при проектуванні автоблокування являється однонитковий план перегону (Додаток А). На ньому показано: світлофори, що встановлюються на перегоні, ординати установки світлофорів, тип сигнальних точок, вхідні світлофори станцій які огороджують перегін з їхніми ординатами, переїзд і його ордината а також точки сповіщення на переїзд.
У парному напрямку відповідно до завдання розташовані світлофори 6, 4, 2, Ч та ЧД. Вони мають такі координати: світлофор 6 – 235+100, світлофор 4 – 237+000, світлофор 2 – 239+000, світлофор Ч та ЧД – 240+500. Перегінні світлофори в цьому напрямку мають такі типи сигнальних установок: сигнальна установка світлофора 6 – типу Оп2, світлофора 4 – типу Ои, світлофора 2 – типу Ом. У непарному напрямку розташовані світлофори 5, 3, 1, Н та НД. Сигнальна установка 1 типу Ом розташована на ординаті 235+100, СУ 3 типу Оп2 – на ординаті 237+100, СУ 5 – на ординаті 239+000. Вхідні світлофори станції С (Н, НД) розташовані на ординаті 233+600. На однонитковому плані зображений переїзд категорії ІІІ на ординаті 236+330, і вказана його ширина – 6 м.
Також одним із важливих документів при проектуванні автоблокування являється двонитковий план перегону (Додаток Б), який розробляється на основі однониткового плану. На двонитковому плані зображуються: світлофори, що встановлюються на перегоні; релейні шафи на яких вказано тип сигнальних установок і тип кодових колійних трансмітерів (КПТШ); вхідні світлофори станцій, що огороджують перегін; рейкові кола, на яких вказана їх довжина, і включення колійних пристроїв; переїзд і точки сповіщення; тональні рейкові кола якими обладнаний переїзд, їх довжина та назва і включення колійних пристроїв цих РК; високовольтна лінія ВЛ-СЦБ з включенням в неї силових лінійних трансформаторів ОМ та високовольтна лінія ВЛ-ПЕ; магістральний кабель зв’язку.
Пристрої АБ і АПС відносяться до енергоспоживачів першої категорії і тому
повинні отримувати напругу не менше ніж від двох незалежних джерел живлення. Переїзд є місцем підвищеної небезпеки і тому має додаткове третє джерело живлення – акумуляторну батарею. Пристрої сигнальних установок живляться від високовольтної лінії автоблокування ВЛ СЦБ змінним струмом ПХ, ОХ напругою 10 кВ. Резервне живлення сигнальних установок РПХ, РОХ здійснюється від продольної лінії електропостачання ВЛ ПЕ напругою 27кВ. Лінії ВЛ СЦБ і ВЛ ПЕ з’єднуються з апаратурою за допомогою лінійних трансформаторів типу ОМ 0.63 та ОМ 1.25. Трансформатор типу ОМ 0.63 використовується у разі роздільного розташування прохідних світлофорів. Трансформатор типу ОМ 1.25 використовується у тому разі, коли сигнальні установки спарені, а також для живлення апаратури переїзду. Трансформатори включені в одну фазу трьохфазної високовольтної лінії ВЛ СЦБ.
Наявність основного та резервного живлення на сигнальних установках контролюється аварійними реле А та А1. На спарених сигнальних установках показують кабель з жилами ОПХ, ООХ, РПХ, РОХ, по яким передається основне та резервне живлення від однієї релейної шафи до іншої.
Кабельна мережа перегону передбачає магістральний кабель який містить наступні лінійні провода: Н, ОН – зміни напрямку руху при пере-миканні однієї з колій перегону на двосторонній рух; ДСН, ОДСН – подвійного зниження напруги, які одночасно застосовуються для передачі сигналів частотного диспетчерського контролю (ЧДК); ИЧ, ОИЧ – сповіщення в парному напрямку; ИН, ОИН – сповіщення в непарному напрямку; ЗС, ОЗС – включення миготливих вогнів на передвхідному світлофорі [4].
2.2 Розрахунок довжини ділянки наближення до переїзду
Ділянка шляху, при вступі потяга на яку вмикається переїзна сигналізація, називається ділянкою наближення. Довжина ділянки наближення визначається розрахунковим часом, необхідним для завчасного звільнення переїзду (необхідний чи розрахунковий час повідомлення) [2].
На
першому етапі проводиться визначення
розрахункової довжини наближення поїзда
до переїзду (
). Вона
розраховується по формулі:
,
(1)
де Vп - максимальна швидкість руху потягів на ділянці місця перебування переїзду, км/год (згідно варіанту Vп=100 км/год, Vн =90 км/год);
tир – час повідомлення про наближення потяга до переїзду, с;
0.28 – коефіцієнт переведення швидкості з км/год в м/с.
На другому етапі розрахувується час повідомлення за наступною формулою:
,
(2)
де tм – час проходу автомобіля через переїзд, с;
tсп- час спрацьовування приладів повідомлення і включення переїзної сигналізації (складає 2с);
tг- гарантійний час (приймається рівним 10с).
tзш- час закриття шлагбаума (приймається рівним 13с)
Наступним етапом обчислюємо час необхідний для прослідування автотранспорту через переїзд, визначається по формулі
,
(3)
де lп – довжина переїзду, м;
lм - розрахункова довжина автомашини, (складає 24м);
lо - відстань від місця зупинки автомашини до світлофора, при якому забезпечується видимість показання світлофора (дорівнює 5м);
Vм- розрахункова швидкість руху автомобіля через переїзд (8 км/год ).
Довжина переїзду, на двоколійній ділянці залізниці складає:
,
(4)
де lс- відстань до крайньої рейки до найбільш вилученого переїзного світлофора (напівшлагбаума), м;
lк- ширина рейкової колії, м;
lмп- ширина між коліями ,м;
lг- габарит від крайньої рейки, необхідний для безпечної зупинки машини після прослідування переїзду, м (складає 2.5м ).
Підставивши дані у формулу 4, одержимо:
Після даного обчислення дані підставляються у формулу 3.
Знаючи
можна розрахувати час повідомлення по
формулі 2.
Час сповіщення не може бути менше 43 с, тому приймаємо tи=43 с.
Останнім етапом розрахується розрахункова довжина ділянки наближення по формулі 1.
У парному напрямку:
У непарному напрямку:
2.3 Рейкові кола
Рейкові кола (РК) являються основним елементом практично всіх пристроїв залізничної автоматики та телемеханіки: автоблокування, автоматичної локомотивної сигналізації, електричної централізації (ЕЦ), автоматичної переїзної сигналізації (АПС), систем диспетчерського контролю (ДК). В цих системах рейкові кола виконують наступні функції: контролюють місце знаходження рухомого складу; автоматично контролюють цілісність рейок; виключають можливість переводу стрілок під потягом; з їх допомогою передаються кодові сигнали на локомотив, і від однієї сигнальної установки до іншої; забезпечують автоматичний контроль наближення потягу до переїзду та станції.
В кодовій системі автоблокування, при автономній тязі та запланованому переході на електротягу постійного струму використовуються рейкові кола змінного струму частотою 50 Гц (Додаток В). В системі КАБ рейкові кола виконують наступні функції: контролюють місце знаходження рухомого складу; контролюють цілісність рейок; служать для передачі кодових сигналів з колії на локомотив, і від однієї сигнальної установки до іншої; забезпечують автоматичний контроль наближення потягу до переїзду та станції.
На живлячому кінці рейкового кола знаходиться колійний трансформатор П типу ПОБС-3А для живлення рейкової лінії змінним струмом, обмежувальний опір для обмеження струму вторинної обмотки живлячого трансформатора, контакти трансмітерного реле для кодування, дросель і конденсатор утворюють резонансний контур для зменшення енергії, що потрібна рейковому колу, дросель для захисту живлячого трансформатора від струмів короткого замикання. На релейному кінці в якості колійного приймача використано реле типу ІМВШ-110. Також на релейному кінці розташований захисний блок-фільтр ЗБФ-1 налаштований на частоту 50 Гц.
В кодовій АБ керування світлофорами здійснюється за допомогою передачі по рейковим каналам кодових сигналів КЖ, Ж, З. Послані коди із сусіднього рейкового кола приймаються колійним приймачем і розшифровуються дешифратором.
Кодове живлення при правильному напрямку руху здійснюється за рахунок включення в апаратуру живильного кінця посиленого контакту трансмітерного реле Т. При неправильному напрямку руху, коли потяг вступає на блок-ділянку починається кодування РК з релейного кінця контактами додаткового трансмітерного реле ДТ. Для цього реле ПДТ відключає колійне реле від рейкового кола і підключає трансформатор ПОБС-3А [3].
Для контролю наближення потягу до переїзду використовуються рейкові кола тональної частоти без ізолюючих стиків (ТРК) (Додаток З). Основною відмінністю ТРК являється живлення двох суміжних РК від одного джерела живлення та можливість роботи без ізолюючих стиків.
В рейковому колі 1П сигнальний струм з живлячого кінця від генератора 1Г подається в рейкове коло і розповсюджується в обидві сторони від точки підключення. Колійні приймачі тональних РК (в даному випадку 1ПП) реагують тільки на сигнал визначеної частоти та амплітуди. Колійні реле на виходах приймачів нормально збуджені. При знаходженні потягу на рейковому колі 1П (чи зламі рейки), колійне реле 1ПО знеструмлюється, чим фіксує зайнятість рейкового кола 1П. Так як колійні приймачі реагують тільки на сигнал визначеної амплітуди і частоти, то сигнальний струм від генератора Г1 не впливає на роботу колійного приймача А1ПП [4].