Перегонные системы автоматики

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования РФ

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Пензенский техникум железнодорожного транспорта

Допущен к защите

"___" ___________ 2009 г.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По предмету: "Перегонные системы автоматики"

Выполнил:

Студент гр. АТ - 317 Коннов Д. А

Руководитель

проектирования Сидорова Е.Н.

Пенза 2008-2009 уч. г.

Содержание

Введение

1. Эксплуатационное проектирование автоблокировки

1.1 Общие принципы построения автоблокировки (АБ)

1.2 Построения кривой скорости по методу МПС

1.3 Определение интервала расстановки светофоров

1.4 Расстановка проходных светофоров по перегону

1.5 Схемы однопутной автоблокировки

2. Увязка автоблокировки со станционными устройствами

2.1 Принцип увязки АБ с ЭЦ

2.2 Схемы увязки однопутной автоблокировки переменного тока

3. Увязка схем перегонных устройств с работой схем переезда

3.1 Расчет времени извещения о приближении поезда к переезду

3.2 Оборудование переезда

3.3 Схема управления АПС на однопутном участке с АБ переменного тока частотой 50Гц

4. Проектирование кабельных сетей АБ

4.1 Выбор трасы кабельных линий

4.2 Расчет длин кабелей

4.3 Расчеты жильности кабелей

5. Монтажные схемы релейных шкафов

6. Защита схем от опасного влияния тягового тока

7. Техника безопасности и основы экологии

7.1 Техника безопасности

7.2 Основы экологии

Литература

Введение

Проекты автоблокировок выполняются на основе технико-экономических требований (ТЭО), подтверждающих экономическую целесообразность и эксплуатационную необходимость намечаемого строительства.

Стадийность проектирования определяется в ТЭО при их утверждении. Техно-рабочий проект предназначается для строительства по нему всего комплекса сооружений и устройств автоблокировки и должен содержать документацию, необходимую для заказа нестандартного оборудования (релейных шкафов, релейных стативов, пультов и др.)

Основными частями техно-рабочего проекта являются:

Эксплуатационная часть;

Устройства СЦБ в увязке со станциями перегона;

Устройства автоматической переездной сигнализации;

Кабельные сети;

Схемы перегонных устройств;

Требования техники безопасности.

Настоящий курсовой проект отражает требования по проектированию на заданном участке железной дороги двухпутной автоблокировки переменного тока. Кроме того в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование необходимо разобрать схему увязки автоблокировки с автоматической переездной сигнализацией.

1. Эксплуатационное проектирование автоблокировки 1.1 Общие принципы построения автоблокировки (АБ)

Эксплуатационная часть проекта АБ составляется на основании задания на проектирования. В задании должны быть данные, которые характеризуют движение поездов на участке:

Существующие перспективные размеры движения;

Род тяги;

Весовые нормы поездов;

Максимальные расчетные скорости поездов и др.

В разработку эксплуатационной части проекта входят:

Тяговые расчеты для принятых категорий поездов;

Определение интервалов между поездами;

Расстановка светофоров на перегоне;

При разработке основных принципиальных вопросов проектирования автоблокировки на участке необходимо учитывать решения принятые на смежных участках.

По исходным данным заданы следующие параметры:

Участок с переменным током;

Весовые номы поездов - 2800 т.;

Задано десять участков пути, которые характеризуются следующими параметрами:

Длина участка S₁=1500 м

Уклон на участке i=0‰

Максимальная скорость V=0 км/ч

Длина участка S₂=1000 м

Уклон на участке i=0‰

Максимальная скорость V=30 км/ч

Длина участка S₃=800 м

Уклон на участке i=+1,5‰

Максимальная скорость V=50 км/ч

Длина участка S₄=1200 м

Уклон на участке i=+1‰

Максимальная скорость V=60 км/ч

Длина участка S₅=2500 м

Уклон на участке i=+2‰

Максимальная скорость V=50 км/ч

Длина участка S₆=500 м

Уклон на участке i=+1‰

Максимальная скорость V=60 км/ч

Длина участка S₇=1500 м

Уклон на участке i=-1‰

Максимальная скорость V=70 км/ч

Длина участка S₈=1000 м

Уклон на участке i=-1‰

Максимальная скорость V=80 км/ч

Длина участка S₉=1200 м

Уклон на участке i=0‰

Максимальная скорость V=60 км/ч

Длина участка S₁₀=1000 м

Уклон на участке i=0‰

Максимальная скорость V=20 км/ч

1.2 Построения кривой скорости по методу МПС

Для расстановки светофоров на перегонах, определения расчетных интервалов и проверки соответствия длин блок-участков расчетным тормозным путям производят тяговые расчеты т.е., для заданного участка строят кривые скорости поезда в зависимости от пути V=f (S) и наносят засечки времени на кривых скорости.

Кривую скорости вычерчиваем на листе миллиметровой бумаги высотой формата А4, а по длине - в соответствии с расчетами. Лист с кривой скорости вшивается в пояснительную записку в качестве иллюстрации. При вычерчивании кривой принимаем следующий масштаб: для пути 1км=20мм; для времени - 1мин=10мм, ∆ =30мм. Ось пути для начала построения кривой скорости (точка 01) располагаем правее точки О на расстояние 6-8см.

Для построения кривой скорости при разгоне поезда и при его движения в режиме тяги (под током) используется диаграмма удельных ускоряющих сил f (V). Построения кривой скорости начинается с момента трогания поезда со ст. А (тока 01). Задаемся первые м приращением скорости V (рис 1), находим среднюю скорость Vср для принятого интервала скорости и на кривой f (V) отмечаем точку № 1 с центром координат (точкой О), восстанавливаем перпендикуляр 01-1 к верхней грани линейки через начало построения кривой скорости (точка 01) до пересечения с горизонталью (верхняя пунктирная линия), соответствующей скорости V₁. Отрезок 01-а является первым отрезком кривой скорости. Дальнейшие построение выполняется аналогично. При этом лучи 01,02,03 и т.д. будет означать верхнюю грань линейки, лучи 1,2,3 и т.д. - перпендикуляры к верхней грани линейки.

На границе элементов профиля интервал изменения скорости подбирается таким образом, чтобы конец отрезка кривой скорости совпал с границей двух соседних элементов профиля.

При построении кривой скорости на подъеме начало координат диаграммы ускоряющих сил переносятся влево на количество делении, равные числу тысячных подъёма (точка О). Так, если имеется подъем 4%, то точка О будет находится на четвертом делении оси абсцисс влево от точки О. После определения положения точки О необходимо найти равномерную скорость Vрав. движения поезда по подъёму данной крутизны. Для этого находим точку пересечения диаграммы ускоряющих сил f (V) и оси скорости, проведенной из начала координат соответствующего уклона, на котором в данный момент движется поезд. Ордината этой точки (O-N) соответствует установившейся (равномерной) скорости для данного уклона. Например берем приращения скорости V₁, находим среднее значение скорости Vср. и отличаем на кривой f (V) точку 1, соответствующую V_ср1. Соединим точку 1 с новым центром координат (точкой (У), восстанавливаем перпендикуляр к лучу 0-1 и проводим отрезок кривой скорости а-б. Дальнейшее построение производится аналогично.

При построении кривой скорости на спуске начало координат диаграммы ускоряющих усилий переносят вправо (в точку О) на число делении, равное числу тысячных спуска. При этом интервалы изменения скорости следует брать в сторону её увеличения.

1.3 Определение интервала расстановки светофоров

Пред расстановкой светофоров необходимо проверить возможность реализации на участке интервала попутного следования поездов, установленного заданием, т.е. определить минимальный расчетный интервал по условиям безопасности при движении на зеленый огонь:

 

где: l_{бл. min -} минимальная длина блок участка, м: l_n - длина поезда, м; Vср - средняя скорость поезда в расчетном листе профиля, км/ч: 0,06 - переводной коэффициент для получения значения интервала в минутах.

Определение минимального интервала сводится к выявлению расстояния l_n /2+3 l_бл + l_n /2 на каждом перегоне участка на протяжении наиболее трудного профиля и нахождению времени прохождения расчетным поездом этого расстояния.

Наибольшее из полученных по всем перегонам проектируемого участка значения интервала и будет минимальным интервалом расстановки перегонных светофоров автоблокировки из расчета движения поездов на зеленый огонь. Принять заданный интервал можно тогда, когда он превышает минимальный расчетный интервал участка по условиям безопасности или равен ему.

Интервалы по входу поездов на промежуточные станции рассчитывает по формуле:

где: l_бл - длина блок участка м:

l_вх - расстояние между входным светофором и предельным столбиком приемного пути (принимаем 800м),

l_n - длина поезда, м.

l_nм - время приготовления маршрута (t_nм=2 мин);

l_вс - время восприятия машинистами смены показания светофора (t_вс= 1 мин);

Vср - средняя скорость движения поездов, км/ч.

1.4 Расстановка проходных светофоров по перегону

Расстановка светофоров на перегонах осуществляется на основе принятого интервала попутного следования расчетных поездов. Расстановку светофоров начинают с более трудного по профилю направления движения, а затем для встречного направления.

Наиболее удобным является графический способ расстановки светофоров с нанесением на кривой скорости минутных засечек времени. Минутные засечки наносятся с помощью прозрачного вспомогательного равнобедренного треугольника. Основание АБ треугольника равно 1 км в масштабе пути, а высота равна максимальной скорости в масштабе скорости (1км = 10мм; 1км/ч=10 мм). Если треугольник расположить так чтобы его основание было параллельно линии пути, то отрезки А₁Б₁, А₂Б₂ и АзБз будут соответствовать расстояниям проходимым поездом за 1 минуту при скоростях V₁, V₂,V₃.

Расположив треугольник на чертеже кривой скорости так, чтобы его вершина попала в точку а, где скорость имеет нулевые значения, а основание было параллельно линии пути, делают засечку 1 на пересечении правой стороны треугольника проводят линию, параллельную линии пути, и передвигают треугольник так чтобы его левая боковина сторона совпала с засечкой на кривой. В точке, где правая сторона треугольника пересекается с кривой скорости, отличают засечку 2 и т.д. Полученные засечки служат основанием для расстановки сигналов в соответствии с принятым интервалом. Каждый светофор имеет номер в зависимости от четности и нечетности движения. Нумерация начинается от первого светофора перед входным.

1.5 Схемы однопутной автоблокировки

Основными элементами однопутной АБ является рельсовые линейные и сигнальные цепи, а также схема изменения направления движения. Рельсовые цепи обеспечивают контроль состояния каждого блок-участка и всего перегона. В зависимости от установленного направления движения схемы рельсовых цепей постоянного тока коммутируются так что на входном конце блок-участка включается импульсное питание, а на выходном - импульсное путевое реле. В схемах рельсовых цепей переменного тока на входном конце блок-участка включается импульсное путевое реле, а на выходном - кодовое питание.

Линейные цепи обеспечивают связь между светофорами в установленном направлении движения для получения 3-значной сигнализации. Для связи между светофорами в четном и нечетном направлениях используемая одна и та же линейная цепь. Управляет светофорами каждой сигнальной установки одно и то же линейное реле, цепь которого коммутируется так что оно связывает данный светофор с впереди стоящим светофором в зависимости от установленного направления движения.

Сигнальные цепи коммутируются таким образом, что при нечетном направлении движения светофоры четного направления выключены, а при изменении направления движения с нечетного на четное светофоры нечетного направления включаются, а четного - включаются.

Схемы изменения направления движения обеспечивает:

1. Переключения рельсовых, линейных и сигнальных цепей в зависимости от установленного направления движения;

2. Контроль свободности перегона на прилегающих станциях;

3. Изменения направления движения по перегону с соблюдением всех требований по безопасности движения поездов.

При проектировании АБ составляют принципиальные схемы рельсовых цепей 25 или 50Гц, схемы одиночных и спаренных сигнальных установок проходных и предвыходных светофоров перегона. В полную принципиальную схему сигнальной установки входят цепи кодирования, извещения о приближении поезда к станции или переездам на перегоне, увязка показаний предвыходных светофоров со входными и диспетчерского контроля за движением поездов.

Элементы схемы однопутной АБ переменного тока.

1. Н - реле направления;

2.1Н, 2Н - повторители реле Н;

3.1ПТ, 2ПТ - повторители реле направления;

4.1И, 2И - импульсные реле;

5. Сигнальные реле Ж, Ж1, Ж2, Ж3, З;

6.1НЖ - повторитель реле 1Н и Ж2;

7.1Т, 2Т - трансмиттерные реле;

8. ОИ - обратный повторитель импульсного реле;

9. О, ОД - основное и дополнительное огневые реле

Работа схемы при занятом блок-участке 3П.

Рассмотрим работу АБ при условии нахождения поезда на участке 3П и установленном нечетном направлении движения. Реле Н на всех сигнальных точках возбуждено током прямой полярности, следовательно оно перебрасывает свой поляризованный якорь влево и на каждой сигнальной точке подключает свой повторитель реле 1Н. Своим фронтовым контактом реле 1Н включает в работу реле 1ПТ:

П - 1Н - 1ПТ - М

Фронтовым контактом 1ПТ подключается импульсное питание рельсовой цепи, а тыловым контактом 2ПТ подключается импульсное реле 2И. Так как импульсное реле 2И перестает работать при нахождении поезда на участке 3П, то отключаются блоки дешифратора этого участка, а следовательно и все сигнальные реле. На светофоре 3 загорится красный огонь по цепям:

СХ12 - ДСН - О - 2Н - Ж2 - красный огонь - МСХ

СХ20 - ОД - О - красный огонь - МСХ

Приём из рельсовой цепи кода КЖ.

На участке 5П импульсное реле 2И принимает код КЖ. Вследствие это-го встаёт под ток дешифратор ДА. Так как принимается код КЖ, то под ток встанут все сигнальные реле Ж:

1. П - Н (правый) - 2И - 61 БС ДА - 42 БС ДА - Ж - М

2. П - 82 БС ДА - 71 БС ДА - Ж - Ж1 - М

3. П - Ж1 - Ж2 - Ж3 - М

На светофоре 5 загорится жёлтый огонь по цепи:

СХ12 - ДСН - 1О - 1Н - Ж2 - З1 - жёлтый огонь - Ж3 - МСХ

Трансмиттерное реле 1Т будет подключено к схеме дешифратора для передачи на участок 7П кода Ж по цепи:

П - Ж2 - З1 - Ж (КПТШ) - 81 БИ ДА - 71 БИ ДА - 1Н - 1ПТ - 1Т - 72 БИ ДА - М.

2. Увязка автоблокировки со станционными устройствами 2.1 Принцип увязки АБ с ЭЦ

На подходах к станциям сигнальной установки АБ увязывают как на крупных станциях с БМРЦ, так и на промежуточным, оснащенных устройствами релейной централизации.

В полную схему увязки входят:

Цепи увязки предвходного светофора АБ с входным светофором станции;

Цепи увязки выходных светофоров станции с первым перегонам светофором АБ;

Цепи извещения о приближении к удалении поездов за два и три блок-участка до станции;

Цепи кодирования станционных рельсовых цепей, входящих в маршруты отправления, кодами АЛС соответствующими показаниями первого перегонного светофора АБ.

В зависимости от сигнальных показаний предвходного светофора применяют схему предвходной сигнальной установки типа ОМ с одним мигающим желтым огнем (если на входном светофоре 2 желтых, верхней мигающий) или типа ОМЗ с одним желтым к одним зеленым мигающим (на входном - два желтых огня с зеленой полосой).

При увязке с аб₁ имеющей 3-значную сигнализацию, извещения о приближении поезда к станции предусматривает за два блок-участка. На табло ДСП принимается активный контроль участков удаления и приближения. Свободности блок-участков контролируется горением белой лампочки, занятость - красной. Выключенное состояние обеих лампочек указывает на повреждение схемы контроля или контрольных лампочек.

На двух путных участках при организации двухстороннего движения поездов по каждому пути и на однопутных участках на табло устанавливают световые ячейки для сигнализации установленного направления движения: О - "Отправление" зеленого цвета; П - "Прием" желтого цвета; КП - "Контроль перегона" бело-красная двухцветная ячейка. Свободности перегона контролируется горением белой лампочки, занятость - горением красной.

2.2 Схемы увязки однопутной автоблокировки переменного тока

Для управления желтыми и зеленым мигающим огнями используются реле ЗС. включенное по линейной цепи НЗС-НОЗС. В эту же цепь на станции включено известительное реле приближения Н2ИП для контроля занятости второго участка приближения. По цепи извещения НИ-НОИ включен известитель приближения НИН. На сигнальной установки применены реле. обозначение, тип и назначение которых приведены в п.3.3

Состояние цепей схемы соответствует установленному нечетному направлению движения, при котором светофор 1 включен, а светофор 6 выключен.

На время установленного четного направления движения у светофора 6 зеленый огонь включает реле ЗС1. которые работаю как повторитель реле 31.

Назначение элементов схемы увязки.

При построении схемы увязки предвходной светофор 1 имеет 2 дополнительных сигнальный показания: жёлтый или зелёный мигающий. Для управления этими огнями используется сигнальное реле ЗС, включенное по линейной цепи НЗС - НОЗС. В эту цепь на станции включено известительное реле приближения Н2ИП, предназначенное для контроля занятости второго участка приближения.

По цепи извещения НИ - НОИ включён известитель приближения НИП. На сигнальной установке также имеются следующие реле:

реле направления Н и его повторитель 1Н и 2Н. В данном случае установлено нечётное направление движения, и поляризованный якорь реле Н подключает к работе реле 1Н.

сигнальные реле Ж, Ж1, Ж2, Ж3, З и З1. Сигнальные реле чётного направления движения имеют дополнительное обозначение с буквой Ч (ЧЖ и т.д.)

В схеме имеются кодовые цепи, в которые входит кодовый трансмиттер КПТ, блоки дешифратора БИ, БС, БК и трансмиттерное реле 1Т и 2Т. Мигающее реле М и контрольное мигающее КМ обеспечивают мигающий режим работы ламп светофора. В схеме включения ламп светофора используется несколько огневых реле:

О - основное огневое реле;

1О - для контроля целостности основной нити лампы светофора 1;

БОД - для контроля дополнительной нити лампы светофора 1;

2О - для контроля основной нити лампы светофора 6;

АОД - для контроля дополнительной нити лампы светофора 6.

3. Увязка схем перегонных устройств с работой схем переезда 3.1 Расчет времени извещения о приближении поезда к переезду

Чтобы своевременно закрывать переезд при приближении к нему поезда.

рассчитывают длину участка приближения.

Необходимо время извещения о приближении поезда к переезду вычисляется по формуле:

где: t₁ - время необходимое автомобилю для проследования переезда, сек; t₂ =4сек - время срабатывания приборов цепей извещения и управления сигнализацией: t₃ =10сек - гарантийный запас времени

Время t₁ рассчитывают по формуле:

где: l_n - длина переезда, определяемая расстоянием от переездного светофора. наиболее удаленного от крайнего рельса, до противоположного крайнего рельса плюс 2.5м:

l_n=8+1,52=9.52м –

для однопутного участка.

l_p =24м - расчетная длина автомобиля.

l_o =5м - расстояние от места остановки автомобиля до переездного светофора.

V_p =1.4м/с - расчетная скорость движения автомобиля через переезд, расчетная длина участка приближения:

где: 0,28 - коэффициент перевода скорости из км/с:

V_max - максимальная скорость движения поездов, установленная на данном участке, км/ч.

Если переезд расположен от проходного светофора 5 автоблокировки на расстоянии равном расчетной длине участка приближения L_p то фактическая длина участка приближения L_ф=L_p. При близком расположении переезда к светофору 5 расстояние расчетной длины L_p больше - чем расстояние до этого светофора. Участок приближения в этом случае устраивают между светофорами 5 и 7. Теперь фактическая длина участка приближения исчисляется от светофора 7 и образуется 2 участка приближения: первой - от переезда до светофора 5 и второй - между светофорами 5 и 7. В этом случае извещения на закрытие переезда будет подаваться за один участок приближения.

Рис.1 Схема для определения участков приближения перед переездом.

3.2 Оборудование переезда

В оборудование переезда входит: поездные светофоры; автоматические шлагбаумами щетки управления переездной сигнализацией: релейная аппаратура установленная в релейном шкафу: источники питания, помещенные в батарейные шкафы.

Поездные светофоры с двумя сигнальными головками выпускают следующих типов: для однопутных участков 11-69: для многопутных участков 11-73. Светофоры с тремя сигнальными головками типа 111-69 применяют на однопутных участках, а типа 111-73 на двух путных участках.

Автоматический шлагбаум состоит из: бетонного фундамента к которому крепится привод заградительною бруса: двух светофорных головок: электрического звонка и светофорной мачты которую устанавливают на корпусе привода.

Брус связан с приводом механизмом через фрикционное устройство, с помощью которого предотвращается остановка электродвигателя и его порча при появлении препятствий для движения бруса. Привод шлагбаума состоит: электродвигателя постоянного тока, шестеренчатого редуктора, автопереключателя, амортизатора и фрикционного устройства.

Электродвигатель шлагбаума имеет следующие технические данные;

Полезная мощность (на валу) - 95 Вт:

Номинальное напряжение - 24В г:

Ток при полной нагрузке на валу - 7Л:

Частота вращения якоря - 2200 об/мин.

Время открытия (закрытия) шлагбаума составляет 7-9 сек.

3.3 Схема управления АПС на однопутном участке с АБ переменного тока частотой 50Гц

Включение АПС происходит за 1 или 2 участка приближений в соответствии с расчетом в любом установленном направлении. В не установленном направлении движении АПС всегда включает за 2 участка приближения. Включается АПС в установленном направлении движения с момента освобождения переезда, а в не установлением направлении - после удаления поезда на расстоянии участка приближении в установленном направлении движении. Правильность работы схемы управления АПС в установленном и не установленном направлениях движения обеспечивается применением счетной схемы.

Включает АПС следующие реле:

1И.2И (ИМВШ-110) - импульсные путевые;

И (ИМШ 1-1700) - общий повторитель импульсных путевых реле;

ДП (АНШ5-1230) - дополнительные путевые;

ДИ (НМПШ2-400) - дополнительное импульсное;

ИП (КМШ-750) - известитель приближения;

ИП1 (АИШМ2-310) - повторитель известитель приближения;