Дипломная работа: Основные принципы построения автоблокировки переменного тока

В пределах блок-участка (рис. 2) устроена кодовая рельсовая цепь переменного тока. На выходном конце блок-участка в рельсовую цепь включен путевой трансформатор ПТ, через который подаются импульсы числового кода. Это позволяет организовать связь между светофорами без линейных цепей. В качестве датчика числового кода используется кодовый путевой трансмиттер штепсельного типа КПТШ. Трансмиттер КПТШ вырабатывает коды зеленого огня 3 — три импульса в кодовом цикле; желтого огня Ж — два импульса в кодовом цикле; желтого огня с красным КЖ — один импульс в кодовом цикле. Значность кода выбирается сигнальными реле Ж - желтого огня и 3 — зеленого огня. На входном конце блок-участка в рельсовую цепь включено импульсное путевое реле ИП, работающее от импульсов числового кода. Через контакт реле ИП включен дешифратор Д, который расшифровывает числовые коды и преобразует импульсы кода в непрерывное питание сигнальных реле Ж и 3.

Передает импульсы числового кода в рельсовую цепь трансмиттерное реле Т, включенное через контакты КПТШ. При занятом участке, например, 5/7 у светофора 5 прекращается импульсная работа реле ИП и выключается дешифратор Д. Сигнальные реле 3 и Ж обесточиваются и на светофоре 5 через тыловой контакт реле Ж включается красный огонь. С момента освобождения участка 5П и занятия участка ЗП у светофора 3 прекращается прием кодов из рельсовой цепи и реле ИП перестает работать в импульсном режиме. Выключаются сигнальные реле Ж и 3 и на светофоре 3 включается красный огонь. Тыловым контактом реле Ж у светофора 3 замыкается цепь кодирования, в которую через контакт КЖ {КПТШ) включено реле Т. Это реле, повторяя работу контакта КЖ (КПТШ), посылает в рельсовую цепь 5П числовой код КЖ. У светофора 5 в режиме этого кода работает реле ИП, через дешифратор Д включается реле Ж. Через тыловой контакт реле 3 и фронтовой контакт реле Ж на светофоре 5 включается желтый огонь.

С момента освобождения участка ЗП и занятия участка 1П (на схеме не показан) у светофора 3 в режиме кода КЖ работает реле ИП. Через дешифратор возбуждается реле Ж. На светофоре 3 включается желтый огонь, одновременно фронтовым, реле Ж и тыловым контактом реле 3 замыкается цепь кодирования, в которую через контакт Ж (КПТШ) включено реле Т. В рельсовую цепь 5П передается код Ж- У светофора 5 в режиме этого кода работает реле Я/7; через дешифратор Д включаются сигнальные реле Ж и 3. Фронтовыми контактами этих реле на светофоре 5 включается зеленый огонь. При дальнейшем движении поезда и освобождении участка 1П у светофора 3 реле ИП работает в режиме кода Ж, через дешифратор включаются сигнальные реле Ж и 3. На светофоре 3 включается зеленый огонь. Фронтовыми контактами реле Ж и 3 замыкается цепь кодирования, в которую через контакт 3 (КПТШ) включено реле Т. В рельсовую цепь 5П передается код 3. У светофора 5 в режиме этого кода работает реле ИП, отчего через дешифратор включаются реле Ж и 3. На светофоре 5 продолжает гореть зеленый огонь.

Дешифратор Д не различает коды Ж и 3. При приеме этих кодов в обоих случаях включается реле Ж и 3 и на светофоре горит зеленый огонь. Кодирование числовым кодом используется одновременно с автоблокировкой и для работы устройств АЛСН. На рис. 12, б показаны числовые коды и включение путевого и локомотивного светофоров в зависимости от вида поступающего кода при нахождении поезда за светофором 3.

3. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЧИСЛОВОЙ КОДОВОЙ АВТОБЛОКИРОВКИ

Числовую кодовую автоблокировку применяют на участках, электрифицированных на постоянном и переменном токе. При электротяге постоянного тока используют кодовые рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц (см. рис. 3), а при электротяге переменного тока — на сигнальной частоте 25 Гц (см. рис. 4). В остальном схемы автоблокировки идентичны.

Числовая кодовая автоблокировка — беспроводная, информация между сигнальными точками передается по рельсовым цепям кодовыми сигналами КЖ, Ж, 3 (см. рис. 5) с числовыми признаками. Этими же кодовыми сигналами транслируется информация о показании впереди стоящего светофора на локомотив. При свободном состоянии блок-участка кодовые сигналы воспринимают Импульсные путевые реле, а при вступлении на блок-участок поезда локомотивные катушки автоматической локомотивной сигнализации. Кодовые сигналы посылаются всегда навстречу поезду.

Состояние цепей и показание путевых светофоров на схеме (рис. 6) соответствуют расположению поезда на рельсовой цепи 5РЦ. На каждой сигнальной точке непрерывно работают кодовые путевые трансмиттеры КПТ, вырабатывая числовые коды, необходимые для работы автоблокировки и АЛС. При нахождении поезда на рельсовой цепи 5РЦ импульсное путевое реле на сигнальной установке 5 зашунтировано скатами поезда, и оно не работает в кодовом режиме. Сигнальные реле Ж и 3 на выходе дешифраторной ячейки типа ДА, выполненной конструктивно в виде трех блоков БС, БК и БИ, обесточены, и на светофоре 5 по цепи, проходящей через тыловой контакт реле Ж и низкоомную обмотку огневого реле О типа АОШ2-180/0,45, получает питание красная лампа. Реле О контролирует целостность нити красного огня. Если она исправна, то через тыловой контакт реле Ж и фронтовой контакт реле О к контактам КЖ кодового путевого трансмиттера КПТ подключается обмотка трансмиттерного реле Т, коммутирующего контактом питающий конец 7РЦ. При этом в 7РЦ подается код красно-желтого огня. Если бы при указанной поездной ситуации красная лампа на светофоре 5 была бы неисправна, то, как следует из схемы, цепь реле Т была бы оборвана и в рельсовую цепь 7РЦ коды не подавались бы. В этом случае красный огонь переносится на предыдущий по ходу поезда светофор 7. При приеме импульсным путевым реле И на сигнальной точке 7 кода КЖ на выходе дешифраторной ячейки ДА сигнальной точки 7 возбуждается сигнальное реле Ж. На светофоре 7 загорается желтый огонь, а трансмиттерное реле 7", подключенное к контактам Ж трансмиттера КПТ, обеспечивает подачу в 9РЦ кода желтого огня. Реле О сигнальной точки 7 подключается высокоомной обмоткой через фронтовой контакт реле Ж последовательно с нитью лампы красного огня, контролируя ее исправность в холодном состоянии. В случае ее обрыва информация об этом передается на ближайшую станцию посредством системы диспетчерского. Импульсные посылки кода Ж воспринимает импульсное путевое реле И на сигнальной точке 9. На выходе дешифраторной ячейки возбуждаются сигнальные реле Ж и 3 и в рельсовую цепь 11РЦ контактами трасмиттерного реле Т подается код зеленого огня. Огневое реле О на сигнальной точке 9 контролирует в холодном состоянии целостность нити лампы красного огня. На следующей сигнальной точке 11 (на схеме не показана) импульсы кода 3 принимаются так же, как и импульсы кода Ж, т. е. на светофоре загорается зеленый огонь. При нахождении поезда на любой из рассмотренных рельсовых цепей коды принимают локомотивные катушки АЛС. Коды зеленого и желтого огней различаются локомотивным приемником, зажигая на локомотивном светофоре соответственно желтый и зеленый огни.

Для исключения появления более разрешающих сигнальных показаний при замыкании изолирующих стыков, когда импульсное путевое реле начинает работать от кодовых импульсов питающего конца смежной рельсовой цепи, применяют схемно-временную защиту, реализуемую дешифраторной ячейкой ДА. Защита основана на применении в смежной рельсовой цепи кодовых путевых трансмиттеров, имеющих различные временные параметры и длительности циклов КПТ-5 и КПТ-7 (см. рис. 5, в) и подключении приемных цепей данной рельсовой цепи только в моменты отсутствия кодовых импульсов в смежной рельсовой цепи. Таким образом, когда в смежную рельсовую цепь подаются кодовые импульсы тока, а следовательно, есть опасность, что они будут восприняты сигнальными приборами на выходе дешифратора в случае замыкания изолирующих стыков, то в моменты подачи импульсов в смежную рельсовую цепь приемные приборы данной рельсовой цепи отключаются. Эту задачу выполняют контакты трансмиттерного реле Т и его медленнодействующего повторителя ПТ в схеме дешифраторной ячейки ДА. Благодаря асинхронной работе КПТ смежных рельсовых цепей, имеющих различные временные параметры, создаются предпосылки для приема кодовых импульсов от питающего конца своей рельсовой цепи только в моменты интервалов между кодовыми импульсами смежной рельсовой цепи. Реле ДСН осуществляет двойное снижение напряжения на светофорных лампах.

В системе однопутной кодовой автоблокировки светофоры включаются и действуют так же, как и при однопутной автоблокировке постоянного тока. На тех же принципах построены и работают устройства, предназначенные для переключения сигнальных и рельсовых цепей, а также цепей кодирования при смене направления движения.

Для организации двустороннего движения на двухпутном перегоне предусматривают: применение двухпроводной схемы смены направления (как правило, провода ДСН — О ДСН); кодирование рельсовых цепей при движении в неправильном направлении с релейного конца при занятии рельсовой цепи; использование цепей извещения о приближении поезда при движении в неправильном направлении (свободная пара, используемая на период двустороннего движения); при установленном неправильном направлении движения перевод рельсовых цепей на работу в импульсном режиме вместо кодового с применением для импульсного питания кода КЖ-

Участки с интенсивным пригородным движением оборудуют четырехзначной кодовой автоблокировкой, повышающей пропускную способность линий. Для передачи дополнительного сигнального показания между сигнальными точками используют отдельную линейную цепь. Реле ЗС, включенное в линейную цепь (рис. 13), контролирует свободность третьего от данного светофора блок-участка, являясь повторителем реле 3 следующей сигнальной установки. Сигнальный огонь на светофоре выбирается контактами реле Ж, 3 и ЗС. Зеленый огонь загорается при возбуждении всех трех реле, а его горение контролируется огневым реле 30. Желтый и зеленый огни одновременно включаются, если возбуждены сигнальные реле Ж и 3, а в цепи зеленого огня контактом реле ЖО контролируется горение желтого огня. При перегорании нити лампы: желтого огня зеленый огонь выключается, так как в противном случае на светофоре будет гореть более разрешающий огонь; зеленого огня — желтый огонь на светофоре сохраняется. Если возбуждено только реле Ж, то на светофоре горит желтый огонь. Двух обмоточное реле КО непрерывно контролирует исправность нити лампы красного огня.

3.1 Дешифрирующие устройства

В старых действующих установках числовой кодовой автоблокировки в качестве дешифратора Д применялась ячейка ДЯ-ЗБ. По мере развития и совершенствования устройств числовой кодовой автоблокировки был разработан дешифратор типа ДА, со стоящий из трех штепсельных блоков счетчиков БС-ДА и конденсаторов БК-ДА, размещенных в корпусе реле ДСШ; исключений БИ-ДА, размещенных в корпусе реле НШ.

Оба вида дешифраторов имеют однотипную схему, аналогичные реле и элементы и отличаются только конструктивным оформлением.

Дешифратор БС-ДА (см. рис. 8) имеет: реле-счетчик 1, фиксирующий поступление первого импульса в кодовом цикле любого сигнального кода; реле-счетчик 1А, фиксирующий первый короткий интервал в кодах Ж и 3 и длинный интервал в коде КЖ; помехозащитное трансмиттерное реле ПТ, исключающее появление на светофоре желтого огня вместо красного при коротком замыкании изолирующих стыков; вспомогательное реле В, исключающее вместе с реле ПТ появление на светофоре зеленого огня вместо желтого при коротком замыкании изолирующих стыков, а также фиксирующее поступление импульса только из собственной рельсовой цепи; варисторы, образующие искрогасительные контуры на контактах в цепях реле-счетчиков 1 и 1А и реле ПТ диоды, исключающие возможность разряда конденсатора C1на реле 1, диод, исключающий разряд конденсатора СЗ на реле 1, создающие дополнительное замедление на отпускание якорей реле В и Т; диоды, исключающие обходные цепи. Резисторы R1 и R2 ограничивают ток заряда конденсаторов C1 и C3 резистор R3 образует цепь разряда конденсатора C1в длинном интервале кодового цикла; резистор R4 ограничивает ток заряда конденсатора С1 при обесточенном состоянии реле Ж, чем исключается срабатывание реле Ж от одного импульса случайных помех; резистор R5 ограничивает ток разряда конденсатора C3, чем увеличивается время замедления на отпускание якоря реле 3. Конденсатор С1 накапливает энергию в момент кодового импульса, питает реле Ж и заряжает конденсатор C2, конденсатор С2 разряжается на обмотку реле Ж при отключении конденсатора C1; конденсатор СЗ накапливает энергию в момент кодового импульса и питает реле 3 в интервале кодового цикла; выпрямитель ВП обеспечивает питание постоянным током всех реле дешифратора.

В дешифраторной ячейке ДЯ-ЗБ (см. рис. 9) установлены: реле- счетчик 1 — фиксирует поступление первого импульса в кодовом цикле любого числового кода; реле-счетчик 1А — фиксирует длинный интервал в коде КЖ или первый короткий интервал в кодах Ж и 3; помехозащитное трансмиттерное реле ПТ — исключает появление на светофоре желтого огня вместо красного при коротком замыкании изолирующих стыков; вспомогательное реле В — совместно с реле ПТ исключает появление на светофоре желтого огня вместо красного при коротком замыкании изолирующих стыков. Кроме того, в ячейке установлены конденсаторы и искрогасящие контуры.

3.2 Кодирующие устройства

В качестве датчиков числовых кодов применяют кодовые путевые трансмиттеры типов КПТШ-5 и КПТШ-7, которые чередуются у каждой сигнальной установки. Трансмиттеры вырабатывают числовые коды, одинаковые по структуре (рис. 7), но различающиеся по времени кодового цикла. У трансмиттера КПТШ-5 кодовый цикл равен 1,6 с, а у трансмиттера КПТШ-7 он несколько больше и составляет 1,86 с. За счет разницы времени кодовых циклов в смежных рельсовых цепях протекают сдвинутые по времени импульсы тока, что позволяет осуществить защиту от опасных отказов при коротком замыкании изолирующих стыков, разделяющих рельсовые цепи.

Непосредственно передает коды в рельсовую цепь контактное трансмиттерное реле. Наибольшее распространение нашли реле типов ТР-ЗВ, ТШ1-65В.

В конструкции этих реле предусмотрена дополнительная защита усиленных контактов от электрического искрения. С целью повышения надежности работы приборов автоблокировки, разработаны бесконтактный кодовый путевой трансмиттер БКПТ и бесконтактное трансмиттерное реле.

3.3 Бесконтактный кодовый путевой трансмиттер

Предназначен для работы в существующих системах числовой кодовой автоблокировки в качестве формирующего устройства числовых кодов. Трансмиттер БКПТ повышает надежность кодообразующей аппаратуры систем числовой кодовой автоблокировки, увеличивает межпроверочный интервал.

Трансмиттер БКПТ имеет две модификации исполнения— БКПТ-5 и БКПТ-7. Питание трансмиттера осуществляется от однофазной сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В.

На (рис. 10) показана структурная схема БКПТ, построенная по принципу использования двух параллельных синхронизированных каналов формирования кодов АЛС с непрерывным контролем совпадения их выходных сигналов. Нарушение нормальной работы любого из каналов приводит к рассогласованию их выходов и к выключению кодирования. Формирователи импульсов ФИ1 и ФИ2 формируют коды Ж, 3 и КЖ- Они работают от питающей сети с опорной частотой 50 Гц. Запуск БКПТ осуществляется от блока восстановления Б В контактом реле восстановления РВ.

Формирователь ФИ1 образует прямые выходы кодов, формирователь ФИ2 — через инверторы инвертируемые выходы. Прямые и инвертируемые кодовые сигналы поступают на детекторы Д1 и Д2, на выходах которых появляется напряжение питания делителей частоты и . Делители частоты и входят в схему контроля, включающую генератор контроля ГК, делитель частоты , усилитель мощности УМ7, фильтр Ф, реле восстановления РВ и блок восстановления БВ.

При правильной работе формирователей импульсов ФИ1 и ФИ 2 полностью замыкается контрольная цепь и сигнал от генератора ГК через делители - поступает на усилитель УМ7, через который включается блок БВ и реле РВ. От усилителя УМ7 также подается питание на усилительные ключи УМ2—УМ6, Выходные кодовые сигналы формирователей импульсов ФИ1 и ФИ2 через усилительные ключи поступают в рабочие цепи трансмиттера. В случае нарушения нормальной работы одного из формирователей импульсов происходит рассогласование их выходов и импульсов на входах одного из выпрямителей Д1 и Д2. Вследствие этого прекращается питание одного из делителей или , нарушается контрольная цепь, выключается блок БВ и реле РВ. Прекращается питание усилительных ключей УМ2—УМ6 и закрываются рабочие цепи трансмиттера.

При постоянном рассогласовании формирователей импульсов производится однократный ускоренный запуск БКПТ, после чего возбуждение реле РВ и запуск формирователей будут происходить с интервалом не менее 6 с. Этим обеспечивается защита от случайных сбоев формирователей импульсов ФИ1 и ФИ2.

Принцип построения формирователей импульсов в упрощенном виде поясняется логической схемой (рис. 11, а) и временной диаграммой (рис. 11, б). Генератор импульсов ГИ (см. рис. 11, с) вырабатывает импульсы Х₁ поступающие на вход делителя частоты, состоящего из двух триггеров Тг1 и Тг2. На выходах делителя формируются импульсы , , , поступающие на логические элементы И1, И2, ИЗ, ИЛИ1 и ИЛИ2. Логические элементы формируют числовые кодовые комбинации КЖ, Ж и 3 со сдвигом по времени, как это показано на временной диаграмме (см. рис. 11,6).