1.3. Системы устройств электропитания автоблокировки и автоматической переездной сигнализации и схема размещения их размещения на перегоне

Электропитание устройств АБ осуществляется от высоковольтно-сигнальных линий СЦБ (ВСЛ СЦБ), сооружаемых вдоль путей перегона. Высоковольтно-сигнальные линии выполняются трехфазными трехпроводными с изолированной нейтралью, напряжением 6кВ (на участках с автономной тягой) или 10кВ (на участках с электротягой). Электроэнергия от ВСЛ СЦБ передается аппаратуре сигнальных установок через понижающие линейные трансформаторы типа ОМ.

Каждая сигнальная точка (сигнальная установка) должна обеспечиваться питанием от двух источников - основного и резервного - через отдельные линейные трансформаторы.

Различают две системы электропитания устройств АБ - переменного тока и смешанная.

При системе переменного тока устройства АБ основное и резервное питание получают от высоковольтных линий. В качестве резервного источника питания используется высоковольтная (10кВ) линия электропередачи (ЛЭП) или линия продольного энергоснабжения (ЛПЭ), подвешенная на опорах контактной сети, напряжением 10кВ. На участках с электротягой переменного тока и рельсовыми цепями частотой 25Гц резервное питание осуществляется от проводов системы “два провода-рельс” (ДПР) напряжением 27,5кВ или ЛПЭ напряжением 35кВ. В этом случае резервное питание сигнальные точки получают от комплектных однофазных трансформаторных подстанций (КТПО), расположенных на перегоне.

При смешанной системе релейные схемы сигнальных установок получают питание от ВСЛ СЦБ, а рельсовые цепи - от местных аккумуляторных батарей, которые также являются резервным источником питания для релейных схем.

Электропитание устройств автоматической переездной сигнализации осуществляется по схеме электропитания устройств автоблокировки с обязательным третьим источником (при системе питания переменного тока) - аккумуляторной батареей из 7 (для АПС без шлагбаумов - АСС) или 14 (для АПС со шлагбаумами - АПШ) аккумуляторов.

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

При выполнении данного раздела студенты должны проделать следующую работу:

1). Определить нагрузку устройств АБ и АПС на линии электропитания. Выбрать тип линейного трансформатора ОМ, определить число жил питающих проводов, соединяющих линейный трансформатор ОМ с сигнальной установкой;

2). Произвести расчет мощности нагрузок панелей электропитающей установки поста электрической централизации стрелок и сигналов для заданной станции, с обязательным выводом о потребном количество панелей; произвести расчет и выбор ДГА; определить тип плавких вставок в фидерах;

1. Расчет электропитающих устройств автоблокировки и автоматической переездной сигнализации

Нагрузка приборов АБ и АПС непостоянна по величине, что определяется изменением режимов работы устройств. Поэтому нагрузка характеризуется двумя величинами - средней и максимальной мощностью. По средней мощности определяется нагрузка на высоковольтную линию для определения мест установки пунктов питания. По максимальной мощности нагрузок выбирается тип линейного трансформатора ОМ.

Средняя и максимальная мощность, потребляемая приборами сигнальной и переездной установки, определяется по формулам:

, (1)

где P_ср, Q_ср, P_max, Q_max, - суммарные активные и реактивные потребляемые мощности:

, ,

, . (2)

где - активные и реактивные мощности соответственно приборов (постоянных нагрузок) и рельсовых цепей.

Мощность приборов (постоянных нагрузок) определяется по табл. 2.1 и 2.2 с учетом следующих положений:

в состав спаренной сигнальной установки входят две одиночные (два релейных шкафа);

освещение и электропаяльник одновременно в обоих релейных шкафах спаренной сигнальной установки не включаются;

генераторы ГКШ используются при наличии на перегоне устройств ЧДК.

Таблица 2.1

Мощности, потребляемые постоянными нагрузками одиночной сигнальной установки

	Потребляемая мощность
Наименование нагрузки	Средняя		Максимальная
	Рср, Вт	Qср, вар	Рmax, Вт	Qmax, вар
1. Дешифраторная ячейка с учетом обогрева	31,7	14,8	31,7	14,8
2. Генератор ГКШ (при наличии ЧДК)	1,3	-	1,3	-
3. Светофорная лампа	15	-	15	-
4. Блок питания БПШ	7	9	7	9
5. Кодовый путевой трансмиттер КПТШ	4,5	-	17	-
6. Аварийное реле АОШ2-220	1,6	3,4	1,6	3,4
7. Освещение шкафа и переносная лампа	-	-	90	-
8. Электропаяльник	-	-	90	-
9. Сигнальный трансформатор СОБС-2А (с учетом потерь)	31,6	17,3	31,6	17,3

Таблица 2.2

Мощности, потребляемые постоянными нагрузками переездной установки

	Потребляемая мощность
Наименование нагрузки	Средняя		Максимальная
	Рср, Вт	Qср, вар	Рmax, Вт	Qmax, вар
1. Автоматическая светофорная сигнализация
Лампы переездных светофоров	30,0	-	30,0	-
Аварийное реле типа АСШ2-12	10,5	-	10,5	-
Потери в трансформаторе типа СОБС-2А (при нагрузке лампами переездных светофоров и реле АСШ2-12)	10,3	6,3	10,3	6,3
Аварийное реле типа АСШ2-220	7,0	-	7,0	-
РТА в совокупности с потерями в трансформаторе типа ПОБС-2А (аккумуляторная батарея 14 В)	262,0	51,3	262,0	51,3
РТА в совокупности с потерями в трансформаторе типа ПОБС-2А (аккумуляторная батарея 28 В) (при наличии автошлагбаума)	524,0	102,6	524,0	102,6
Сигнальный выпрямитель ВАК-13Б	8,0	18,0	8,0	18,0
Блок питания типа БПШ	7,2	9,0	7,2	9,0
Освещение двух релейных шкафов и переносная лампа	-	-	165,0	-
Электропаяльник	-	-	90,0	-
2. Автошлагбаум
Лампы на брусьях шлагбаумов	40,0	-	40,0	-
Лампы щитка управления	10,0	-	10,0	-
Потери в трансформаторе ПОБС-5А	19,0	46,0	19,0	46,0

Мощности, потребляемые рельсовыми цепями (путевыми трансформаторами рельсовых цепей типа ПОБС-2А при автономной тяге или ПОБС-3А при электротяге, определяются в зависимости от их типа и длины по табл. 2.3-2.5. При этом общая мощность, потребляемая рельсовыми цепями одиночной (спаренной) сигнальной установки, равна сумме мощностей двух (четырех) рельсовых цепей.

Общая мощность, потребляемая рельсовыми цепями переездной установки, равна сумме мощностей четырех рельсовых цепей.

Таблица 2.3

Мощность, потребляемая рельсовыми цепями частотой 50 Гц без дроссель-трансформаторов (автономная тяга)

Длина рельсовой цепи, м	Потребляемая мощность
	Средняя			Максимальная
	Рср, Вт	Qср, вар		Рmax, Вт		Qmax, вар
До 500	10,5		10,7		59,5		60,6
501-1000	10,5		10,7		70		71,3
1001-1500	14		14,3		87,5		89,1
1501-2000	14		14,3		101,5		103,4
2001-2300	21		21,6		115,5		118,8
2301-2600	28		28,6		140		142,6

Таблица 2.4

Мощность, потребляемая рельсовыми цепями частотой 50 Гц с дроссель-трансформаторами (тяга постоянного тока)

Длина рельсовой цепи, м	Потребляемая мощность
	Средняя		Максимальная
	Рср, Вт	Qср, вар	Рmax, Вт	Qmax, вар
До 1000	21	66,5	24	54,9
1001-1500	36	114	40	69,6
1501-2000	75	237,5	90	120
2001-2500	120	160	157,5	418,5
2501-2600	150	200	200	460

Таблица 2.5

Мощность, потребляемая рельсовыми цепями частотой 25 Гц с дроссель-трансформаторами (тяга переменного тока)

Длина рельсовой цепи, м	Потребляемая мощность
	Средняя		Максимальная
	Рср, Вт	Qср, вар	Рmax, Вт	Qmax, вар
До 500	3,6	1,4	6,9	0,7
501-1000	6,6	3,6	12,3	1,3
1001-1500	13,6	7,3	26,6	2,9
1501-2000	25,5	13,1	52,7	5,7
2001-2250	34,6	16,9	71,6	7,6
2251-2600	49,2	23,1	99,3	10,3

При АБ переменного тока 25 Гц рельсовые цепи (путевые трансформаторы) получают питание от преобразователей частоты ПЧ50/25. Мощности, потребляемые преобразователями частоты от сети переменного тока, определяются в зависимости от мощностей, потребляемых рельсовыми цепями, по табл. 2.6.

Таблица 2.6

Мощность, потребляемая преобразователями частоты ПЧ50/25 от сети переменного тока

Мощность, потребляемая рельсовой цепью, ВА	Мощность, потребляемая от сети
	Активная, Вт	Реактивная, вар
0	40		175
20	65		176
40	85		177
60	110		180
80	130		200
100	160		220

В пояснительной записке необходимо:

1. Привести в виде таблиц по форме табл. 2.7 и 2.8. расчеты активных и реактивных мощностей, потребляемых приборами каждой сигнальной и переездной установок.

2. Произвести расчеты мощностей, потребляемых рельсовыми цепями, для каждой сигнальной и переездной установки в соответствие с заданием и данными табл. 2.3÷2.5.

3. Рассчитать полные мощности, потребляемые нагрузками каждой сигнальной и переездной установок в соответствие с формулами (1 и 2).

4. По значению максимальной (полной) мощности выбрать тип линейного трансформатора для каждой сигнальной и переездной установки. Промышленностью выпускаются следующие модификации линейных трансформаторов ОМ:

ОМ-0,3; ОМ-0,66; ОМ-1,25, где цифрами после условного обозначения указана максимальная мощность, на которую рассчитан трансформатор в кВА.

Таблица 2.7

Расчет мощностей, потребляемых приборами сигнальных установок

Наименование нагрузок

Потребляемые мощности

С.у. 1

...

С.у. 4/10

Рср

Qср

Рmax

Qmax

Рср

Qср

Рmax

Qmax

1.

...

Рельсовые цепи

Всего

Рср

Qср

Рmax

Qmax

Рср

Qср

Рmax

Qmax

Таблица 2.8

Расчет мощностей, потребляемых приборами переездной установки

Наименование нагрузки	Потребляемая мощность
	Средняя		Максимальная
	Рср, Вт	Qср вар	Рmax, Вт	Qmax, вар
1.
...
Рельсовые цепи
Всего	Рср	Qср	Рmax	Qmax

5. Определить число жил проводов, по которым подается питание от линейного трансформатора ОМ к аппаратуре сигнальных и переездных установок по формуле:

N=q/0,785 , (3)

где q - общее сечение проводов, мм²;

0,785 - сечение одной жилы, мм².

, (4)

где  - удельное сопротивление меди, ;

I - полный ток, потребляемый сигнальной установкой, А, I=S_max/U₂,

U₂- напряжение вторичной обмотки линейного трансформатора, U₂=220 В;

l - длина кабеля от линейного трансформатора ОМ до релейного шкафа сигнальной установки, м;

cos - коэффициент мощности аппаратуры сигнальных установок;

U_k - потери напряжения в кабеле, U_k=0,05 U₂.

Результаты расчетов свести в таблицы произвольной формы с указанием типа сигнальной установки, выбранного типа сигнального трансформатора и числа жил в кабеле. Выполнить чертеж, показывающий схему размещения устройств электропитания автоблокировки и автоматической переездной сигнализации.