методички / 4019 ЭИ

контроль исправной работы фазирующих устройств, автоматическое или ручное отключение лучей питания рельсовых цепей, измерение напряжения на обмотках реле ДСШ и контроль перегорания предохранителей.

Впанели ПП25-ЭЦК установлены 8 преобразователей ПЧ50/25-300, из них 1П, 2П общей мощностью 600 ВА для питания местных элементов реле ДСШ, а 11П – 13П, 21П – 23П общей мощностью 1740 ВА для питания путевых трансформаторов рельсовых цепей.

Выходы каждого путевого преобразователя разделены на два луча питания. Напряжение в каждом луче при максимальной нагрузке 0,75 А составляет 200…230 В. Аналогично разделены выходы каждого из местных преобразователей на две группы питания местных элементов. В каждой группе допускается ток нагрузки 1,4 А, при котором напряжение составляет 100…115 В. Лучи питания рельсовых цепей могут отключаться индивидуальными выключателями 11В1–23В2.

Взависимости от числа стрелок заданной станции необходимо предварительно наметить количество панелей того или другого типа, которое затем будет уточнено в результате выполнения последующих расчетов. При предварительном определении количества панелей рекомендуется руководствоваться следующими соображениями.

Необходимость в установке дополнительной (второй) панели возникает: - для ПВ1М-ЭЦК при числе стрелок более 100; - для ПВП-ЭЦК при числе стрелок более 80; - для ПР-ЭЦК при числе стрелок более 150.

Ориентировочное количество панелей ПП25-ЭЦК – 1 панель на 40 стрелок при электротяге переменного тока и 60 стрелок при автономной тяге и электротяге постоянного тока.

Практическая работа № 3

РАСЧЕТ БЛОКА ППВ-1 В РЕЖИМЕ ИНВЕРТОРА

Входе выполнения работы следует привести расчет нагрузок инвертора ППВ-1 (заполнить табл. 3), определить значение номинальной мощности, на которое требуется настроить инвертор, и рассчитать ток, потребляемый инвертором от аккумуляторной батареи.

Вслучае отключения всех источников электроснабжения поста ЭЦ (при безбатарейной системе питания) от полупроводникового преобразователя ППВ-1, установленного на панели ПВП-ЭЦК, получают питание переменным током следующие нагрузки:

1) станционные блоки дешифраторов кодовой автоблокировки прилегающих к станции участков первого и второго приближения;

11

2)схемы смены направления движения и контроля прилегающих перегонов (при организации двустороннего движения поездов по одному пути);

3)схемы ДСН на прилегающих перегонах;

4)схемы ДСН на станции;

5)схемы ограждения составов.

Максимальные мощности этих нагрузок приведены в расчетной таблице 1. В этой же таблице указаны их среднесуточные коэффициенты включения Km, показывающие, какую часть времени включена нагрузка. Для постоянно включенных нагрузок Km = 1. Для нагрузок, носящих кратковременный характер, их среднесуточные коэффициенты равны 0.

Таблица 1

Расчет нагрузок преобразователя ППВ-1

	Измеритель	Мощность		единицКоличество измерения	Максимальная		Среднесуточный	m
		нагрузок на			мощность			Kкоэффициент	Средняя
									мощность
Наименование		измеритель			нагрузок
									нагрузок
нагрузок
		P,	Q,		PМ, Вт	QМ,			Pср М,	Qср М,
		Вт	ВАр			ВАр			Вт	ВАр
Схема смены
направления и
контроля	Подход	12,7	6,0					1
перегона (блок
ДСПН-2)
Схема ДСН на	Пост ЭЦ	36,5	5,0					1
станции
Станционные
дешифраторы	Подход	16,6	16,8					1
автоблоки-
ровки
Схема ДСН на
прилегающем	Подход	12,7	6,0					1
перегоне (блок
ДСПН-2)
ИТОГО		-	-		∑PM	∑QM		-	PН=	QН=
									∑Pср M	∑Qср M

Известно, что КПД преобразователя (инвертора) ППВ-1 [6] зависит от степени его загрузки. Поэтому в целях повышения КПД предусмотрена возможность настройки преобразователя на номинальные мощности 0,3; 0,6 и 1,0 кВт. Такая настройка производится по результатам расчета максимальной мощности SM, ВА:

12

cos

cos

SM	( PM )2 ( QM )2 .		(1)

Нагрузочная способность преобразователя зависит от коэффициента мощности

	cos M	PM	.	(2)
		SM

Преобразователь может быть настроен на номинальную нагрузку PНОМ = (0,3; 0,6; 1,0 кВт) при cos M , равном 0,9. Поэтому, если реальный M нагрузки окажется меньше 0,9, то нагрузка на преобразователь должна быть уменьшена. Допустимая в этом случае нагрузка, Вт, может быть определена по следующей формуле:

PДОП			1,76 PНОМ						.	(3)
		1	1,57		1 cos2
							м

cos м

При > 0,9 допустимая мощность преобразователя PДОП может даже несколько превышать номинальную. Эту мощность можно рассчитать по следующему соотношению:

	PДОП	cos M PНОМ	.	(4)
		0,9

Вариант настройки преобразователя выбирается путем сравнения величины PДОП, полученной при вычислении по формулам (3) и (4), со значением PM, найденным в табл. 1. Если при варианте PНОМ = 0,3 кВт оказывается, что PДОП > PM, то именно вариант настройки с PНОМ = 0,3 кВт и реализуется в ППВ-1. Если же PДОП при PНОМ = 0,3 кВт оказывается меньше, чем PM из табл. 1, то проверяется вариант настройки PНОМ = 0,6 кВт, и т. д.

Далее производится расчет средней мощности преобразователя для определения тока, потребляемого преобразователем от аккумуляторной батареи.

С учетом коэффициента нагрузки Km требуемая от преобразователя средняя мощность может быть определена по формулам:

	PН = ∑KМ PМ = ∑Pср М, [Вт];						(5)
	QН = ∑KМ QМ = ∑Qср М, [ВАр].						(6)
	Средний коэффициент мощности нагрузок преобразователя
	cos H		PH			.	(7)
			P2	Q2
			H	H
	13

Коэффициент загрузки преобразователя

	KH	PН	,	(8)
		PНОМ

где PНОМ – номинальная мощность преобразователя с учетом варианта его настройки. Коэффициент мощности оказывает влияние не только на использование

установленной мощности преобразователя, но также и на его КПД. Поэтому КПД преобразователя определяем с учетом cos φН и КН.

Для этого сначала по графику (рис. 2) определяются частные значения КПД ηφ,ηн в зависимости от cos φН и КН, а затем рассчитывается общий КПД преобразователя по формуле:

	П		Н	.	(9)
			0,82

Ƞ

0.8

Ƞн

Ƞφ

0.7

0.6

0.5

0.2	0.4	0.6	0.8	Кн
0.6	0.7	0.8	0.9	cosφ

Рис. 2. График для определения ηφ,ηн в зависимости от cos φН и КН

С учетом величин РН и ηП ток IП, потребляемый блоком ППВ-1 в режиме инвертора от батареи, составит:

	I П			РН	;	(10)
				П Uб

где Uб=24 В – номинальное напряжение аккумуляторной батареи.

14

Практическая работа № 4

РАСЧЕТ АККУМУЛЯТОРНОЙ (КОНТРОЛЬНОЙ) БАТАРЕИ 24 В

В ходе выполнения работы производится расчет аккумуляторной батареи: определяется ее емкость и производится выборе типа аккумуляторов по индексу.

При определении емкости аккумуляторов следует исходить из условий эксплуатации батареи в основном и дополнительном режимах резервирования [7].

Основной режим резервирования соответствует питанию в течение 2 часов от батареи всех гарантированных нагрузок ЭЦ в аварийных условиях при отключении источников энергоснабжения переменным током, в том числе и ДГА.

Потребителями гарантированного питания от контрольной батареи в том случае являются:

1)релейная аппаратура ЭЦ (расход тока в расчете на одну стрелку составляет Iа = 0,262 А [7]);

2)приборы питающей установки – реле, блоки, сигнализаторы заземлений и др. (потребляемый приборами ток не зависит от числа стрелок и в целом на пост ЭЦ составляет IРП = 0,432 А [7]);

3)контрольные лампочки на табло и панелях питания – контроля фидеров, работы преобразователя и т.п. (потребляемый лампочками ток в расчете на пост ЭЦ составляет

IЛП = 0,175 А [7]);

4)контрольные лампочки повторителей входных светофоров на табло (потребляемый ток в расчете на один подход равен IЛС = 0,090 А);

5)преобразователь ППВ-1 по гарантированному питанию цепей переменного тока (потребляемый от батареи преобразователем ток IП определяется расчетом).

Разрядный ток батареи в режиме основного резервирования составляет:

Iбо Ia nc IР П IЛП IЛС nвх IП ,

(11)

где nc – число стрелок ЭЦ; nвх – число подходов к станции.

Расчетное время основного резервирования tро = 2 часа выбрано с учетом времени устранения возможной неисправности ДГА.

Если в течение двух часов неисправность ДГА не устранена, батарея переводится с основного режима резервирования на дополнительный. Это достигается отключением от батареи релейных устройств ЭЦ.

Разрядный ток батареи в дополнительном режиме резервирования равен:

Iбд Iбо Iа nc .

(12)

15

При установленной продолжительности работы местного аккумуляторного резерва красных огней входных светофоров в 12 часов [9] продолжительность дополнительного режима контрольной батареи 24 В принимается tрд = 10 часов [7].

В условиях рассматриваемого режима эксплуатации аккумуляторной батареи ее фактическая разрядная емкость, А∙ч, составит:

Qф Iбо tpo Iбд tрд .

(13)

Емкость аккумуляторов, гарантируемая заводом, характеризуется номинальным значением QН. Однако с повышением интенсивности разряда и понижением температуры электролита емкость, отдаваемая аккумуляторами, уменьшается. Поэтому для получения фактической емкости Qф требуется предусмотреть определенный запас по емкости. Такой пересчет проводится по формуле:

Qp			Qф			,	(14)
	K	c	p [1 K	(t0	250 )]
			t

где Qp – расчетная емкость батареи, [А ч];

Кс – коэффициент снижения емкости аккумуляторов от старения (для устройств СЦБ принимаемый равным 0,85 [4]);

p – коэффициент интенсивности разряда (коэффициент отбора емкости);

Кt – температурный коэффициент емкости (для аккумуляторов СК составляющий

0,008 [4];

t0 – температура электролита во время разряда батареи (принимаемая равным температуре аккумуляторного помещения, которое на постах ЭЦ составляет +15 0С [4]).

Значение расчетного коэффициента интенсивности разряда p следует определить по режиму разряда батареи током Iбо как наиболее неблагоприятным (Iбо>Iбд) для батареи. В таком случае расчетная (возможная) длительность разряда батареи tpp током основного режима Iбо составит:

Q

tpp I ф . (15)

бо

По полученному значению tpp расчетного режима разряда следует определить коэффициент интенсивности разряда аккумуляторов p (см. [4], график IV.41, или рис. 3).

Далее по расчетной емкости QP определяется тип аккумулятора СК – их индексный номер и паспортная номинальная емкость QH (см. табл. П1 или [4], табл. IV.26). Выбирается QH ближайшее большее, чем QP.

16

Рис. 3. График зависимости коэффициента интенсивности разряда от режима разряда

Индекс аккумуляторов определяется соотношением:

N QH Q1 ,

(16)

где Q1 = 36 А∙ч – номинальная емкость аккумулятора типа СК с индексом 1. Рассчитанное значение N округляется до целого в большую сторону.

При выборе типа аккумуляторов необходимо учесть, что в целях сокращения разнотипности аккумуляторных сосудов на постах ЭЦ рекомендуется применение следующих аккумуляторов: СК4, СК6, СК8, СК10, СК12 [4].

Практическая работа № 5

РАСЧЕТ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК ПАНЕЛИ ПР-ЭЦК

В ходе выполнения работы производится расчет нагрузок распределительной панели ПР-ЭЦК и распределение приближенно равномерной загрузки по фазам «а», «в» и «с» вторичных обмоток каждого из силовых трансформаторов ТС1 и ТС2, а также отсутствие их перегрузки.

Для этого для каждой нагрузки следует рассчитать активную Р, реактивную Q и полную мощность S ( S P2 Q2 ; P S cos ; Q S sin ).

Лампочки табло и питающих панелей. Этой нагрузкой определяется мощность вторичной обмотки фазы «а» ТС1.

Нагрузка, создаваемая лампочками табло и питающих панелей составляет в среднем на одну стрелку PЛТС = 6 Вт и QЛТС = 0,9 ВАр [7]. Общая нагрузка от всех лампочек PЛТ, QЛТ на трансформатор ТС1 определяется следующими соотношениями:

17

Pл т Pл тс nc ,	(17)
Qл т Qл тс nc .	(18)

Цепи контроля стрелок. Для питания контрольных цепей используется напряжение 220 В, получаемое от обмотки фазы «в» ТС1. Полная мощность цепей контроля стрелок, В∙А, составляет:

Skc	Skcc nc ,	(19)
где S kcc – мощность цепей контроля	в расчете на одну стрелку (Pkcc =	7,7 Вт,
Qkcc = 5,3 ВАр [7]).

Стрелки местного управления. Цепи передачи стрелок на местное управление питаются от обмотки фазы «в» ТС1 через трансформатор Т5 (ПТ-25А) при напряжении 110 В. Полная мощность устройств передачи стрелок на местное управление, В∙А, равна:

S м с S м сс nм с ,

(20)

где S м сс – полная мощность устройств передачи на местное управление одной стрелки (составляет 10 В∙А при cos φ = 0,8); nм с – число стрелок двойного управления.

Дешифрирующие устройства автоблокировки. Мощность дешифраторов автоблокировки S Да , питаемых через трансформатор Т7 (СОБС-2А) от обмотки фазы «а» ТС2, зависит от числа подходов nв х к станции и может быть определена по формуле, В∙А:

S Да S ДаП nв х ,

(21)

где S ДаП – мощность дешифрирующих устройств в расчете на один подход (составляет

PДаП =16,6 Вт, QДаП =16,8 ВАр [7]).

Лампочки пультов ограждения составов. Питание ламп пультов ограждения составов на путях их осмотра и ремонта осуществляется напряжением (24÷36) В, получаемым через трансформатор Т8 (СОБС-2А) от обмотки фазы «а» ТС2. На станциях до 130 стрелок мощность ламп пультов ограждения Son (непрерывного и импульсного

питания) в целом на пост ЭЦ может быть принята равной: Pon 90 Вт, Qon 20 ВАр.

Трансмиттерные реле и трансмиттеры. Нагрузка SТР , создаваемая трансмиттерными реле и трансмиттерами на обмотку «в» ТС2, может быть принята в расчете на пост ЭЦ равной 110 ВА при cos φ = 0,8.

Внепостовые цепи. Мощность внепостовых цепей (ДСН, контроля перегона, смены направления и др.) по переменному напряжению 220 В, питаемых от обмотки фазы «а» ТС2 через панель ПВП-ЭЦК, определены по данным расчета нагрузок ППВ-1.

ЭПК пневмоочистки стрелок. Питание ЭПК пневмоочиски стрелок от снега

производиться напряжением 220 В от обмотки фазы «а» ТС2 через панель ПВП-ЭЦК.

18

Нагрузка от обдувки, учитывая одновременный обдув двух стрелок в разных районах станции, может быть принята в целом на пост ЭЦ равной PЭПК = 26 Вт, QЭПК = 94 ВАр.

Кодирующие трансформаторы 50 Гц. Кодирование станционных рельсовых цепей 25 Гц токами 50 Гц используется на участках с автономной и электрической тягой постоянного тока. Мощность кодирующих трансформаторов 50 Гц определяется по формуле:

Sk Sкрц nрц ,

(22)

где Sкрц – мощность одной РЦ при кодировании ее частотой 50 Гц (в среднем Ркрц = 11 Вт, Qкрц = 38 ВАр); nрц – количество кодируемых РЦ (2 рельсовые цепи на каждый из подходов к станции). Нагрузка от кодирующих трансформаторов 50 Гц может подключаться к обмотке фазы «а» или фазы «в» ТС2.

Маршрутные указатели. Для питания маршрутных указателей используются обмотки фазы «в» ТС1 и ТС2. При этом для питания маршрутных указателей направления применяются цепи ПХУ1, ПХУ2 и ПХУ3, из них ПХУ2 для питания маршрутных указателей удаленных объектов; для питания маршрутных указателей путей отправления – цепи ПХУС1 и ПХУС2, из них цепь ПХУС2 для указателей удаленных объектов.

Мощность маршрутных указателей Рму, если они имеются на станции, определяется по усредненным данным в целом на пост ЭЦ и составляет на станциях до 140 стрелок Рму = 700 Вт [2]. При определении трансформатора, к которому должна быть отнесена Рму, следует сопоставить исходные данные по маршрутным указателям и перечисленные цепи их питания. При наличии на станции разнотипных маршрутных указателей мощность Рму = 700 Вт должна быть распределена из соображений равномерной загрузки трансформаторов.

Светофоры. Для равномерного распределения нагрузки светофоров на питающие устройства панели ПР-ЭЦК предусмотрена возможность разделения светофоров на четыре группы, которые подключаются к обмоткам фаз «а», «в» и «с» ТС2 (цепи ПСХ2, ПСХ3, ПСХ4), а также к обмотке фазы «с» ТС1 (цепь ПСХ1). Кроме того, для мигающих огней светофоров предусмотрена отдельная цепь ПСХМ импульсно питания.

Общую мощность нагрузки от всех светофоров станции можно определить по формуле:

Sсвп Sсв nсв ,

(23)

где Sсв – полная мощность светофора (по усредненным данным составляющая 22 ВА при cosφ = 0,95 [7]);

nсв – количество светофоров на станции (при числе стрелок более 30 количество светофоров превышает число стрелок в 1,3 раза [7], nсв при расчете округляют до целого в большую сторону.

19

20