Расчёт работоспособности фазочувствительной рельсовой цепи при пониженном сопротивлении изоляции

 

   В

(7)

  А

 

 

В

А

 

 

 

Минимальные напряжение и ток источника питания  ПТ:

 

  В

(8)

  А

 

 

А

 

В

 

 

 

 

Затем по этим предварительным данным определяем угол отклонения вектора комплекса  U от идеального, который равен углу расстройки

в нормальном режиме:

`u

(9)

    

 

º

 

 

 

 

 

 

где - аргумент комплексного напряжения

 

Действие  сигнала, поступающего на вход фазочувствительного приемника, уменьшается пропорционально cosbp, поэтому для компенсации этого напряжения, ток и мощность источника должны быть увеличены в соответствии с соотношениями:

 В

 

(10)

 

 А

 

 

В

 

А

 

 

Вычислим  коэффициент, учитывающий градацию напряжения, ближайшего к его расчетному значению:

(11)

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим  минимальный фактический ток  ПЧ:

 

 А

(12)

А

 

 

Вычислим  мощность, потребляемую рельсовой цепью  в нормальном режиме:

 

 В·А

(13)

В·А

 

 

Коэффициент перегрузки фазочувствительного приемника по вращающему или тяговому моменту:

(14)

_где:

_{- модуль комплекса максимального сопротивления передачи общей схемы замещения рельсовой цепи в нормальном режиме и минимальном сопротивлении изоляции;}

_{- модуль комплекса минимального сопротивления передачи общей схемы замещения рельсовой цепи в нормальном режиме при сопротивлении изоляции, близком к бесконечности;}

_{- аргумент  ;}

_{- аргумент  ;}

_{- коэффициент запаса  по срабатыванию  для электромагнитных  и индукционных  реле равен 1,0, для импульсных 1,2;}

_{- допустимый коэффициент  колебания напряжения  источника;}

_{- коэффициент, учитывающий  наличие ближайшего  напряжения на  выходе питающего  трансформатора к  необходимому.}

 

_{Максимальное  сопротивление передачи общей схемы замещения  рельсовой цепи в  нормальном режиме и  минимальном сопротивлении  изоляции вычисляем  по формуле:}

₍₁₅₎

_где:

_{- обратный коэффициент  снижения тока  в четырехполюснике  начала  ;}

_{- прямой коэффициент  снижения тока  в четырехполюснике  конца;}

_{- прямое входное  сопротивление четырехполюсника  K;}

_{- обратное входное  сопротивление четырехполюсника  Н.}

 

Рассчитаем  прямой коэффициент снижения тока в  четырехполюснике К по формуле:

 

(16)

 

 

 

Рассчитаем  прямое входное сопротивление четырехполюсника К по формуле:

 Ом

(17)

 

 

 Ом

 

 

Рассчитаем прямое обратное входное  сопротивление четырехполюсника Н  по формуле:

 Ом

(18)

 

 

 Ом

 

 

Минимальное сопротивление передачи общей схемы  замещения рельсовой цепи в нормальном режиме при сопротивлении изоляции, близком к бесконечности вычисляем  по формуле:

(19)

 

 

 

_где:

_{Z - удельное сопротивление рельсовой линии на частоте 25 Гц;}

_{l- длина рельсовой линии.}

Подставив соответствующие значения в формулы (14,15 и 19), получим:

 

 

 

Ом

Ом

 

 

 

 

 

 

 

Полученный  фактический коэффициент перегрузки реле не превышает максимально допустимый, равный 4.

При расчете  фазочувствительных рельсовых цепей следует учитывать особенности реле ДСШ, срабатывание которых зависит не только от величины напряжения на путевом элементе _{, но и от угла φ сдвига фазы этого напряжения относительно опорного напряжения, роль которого выполняет напряжение, подаваемое на местный элемент реле ДСШ  .}

_{Конструктивно реле ДСШ разработаны  таким образом, что  действие максимального  вращающего момента  на сектор реле при минимальном напряжении на обмотке путевого элемента соответствует фазовому соотношению между током в обмотке путевого элемента и напряжением на обмотке местного элемента, равное -18º (+162º). Это фазовое соотношение называется идеальным . Фактическое фазовое соотношение φп  может отличаться от идеального.}

_{Для того, чтобы сохранить  номинальным вращающий  момент на секторе  реле ДСШ при наличии  угла расстройки bр необходимо в 1/cosbр раз увеличить ток в обмотке путевого элемента реле ДСШ, то есть необходимо в 1/cosbр раз повысить напряжение путевого источника питания. Это напряжение, соответствующее фактическим условиям работы рельсовой цепи, называется приведенным.}

 

_Рис.5

_{Векторная диаграмма  фазовых соотношений  реле ДСШ при двухфазной системе питания}

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт шунтового режима.

 

 

Рис.6

Схема замещения рельсовой цепи в шунтовом режиме

 

Шунтовой режим рассчитывается путем определения коэффициента шунтовой чувствительности на релейном конце к_шр³1 и на питающем конце к_шп³1, которые определяются сравнением допустимого напряжения U_ДШР(П) и фактического минимального напряжения U_фmin , определенного в расчете нормального режима рельсовой цепи.

Коэффициент шунтовой чувствительности на релейном конце рассчитываем по формуле:

(20)

 

_{где φпшр – аргумент комплексного сопротивления передачи ZПшр}

₍₂₁₎

 

_{Коэффициенты  четырехполюсника при  наложении шунта  на релейном конце:}

₍₂₂₎

;

 

Ом;

См;

 

 

 

 

 Ом

Ом

 См

См

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полное сопротивление  передачи при шунтировании на релейном конце:

(23)

 

_{Подставив соответствующие  значения в формулы (20,21,23) получим:}

 

Ом

Ом

Ом

 В

В

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент шунтовой чувствительности на питающем конце рассчитываем по формуле:

(24)

 

_{где φпшп – аргумент комплексного сопротивления передачи ZПшп}

₍₂₅₎

 

 

 

 

_{Коэффициенты  четырехполюсника при  наложении шунта  на питающем конце:}

₍₂₆₎

 

Ом;

См;

 

 Ом

Ом

 См

 

 

 

 

 

 

См

 

 

 

 

 

 

 

Полное сопротивление  передачи при шунтировании на питающем конце:

(27)

 

_{Подставив соответствующие  значения в формулы (24,25,27) получим:}

 

 Ом

Ом

Ом

 В

В

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт контрольного режима.

 

Рис.7

Схема замещения рельсовой цепи в контрольном режиме

 

Контрольный режим рассчитывается путем определения  коэффициента чувствительности к поврежденному  рельсу к_кп³1, которое определяется сравнением допустимого напряжения U_ДКП  и фактического напряжения U_фmin определенного в нормальном режиме:

(28)

где

(29)

где _{φпкп - аргумент комплексного сопротивления передачи ZПкп}

_{Для вычисления ZПкп   предварительно определяют коэффициент, учитывающий взаимную индукцию рельсов:}

₍₃₀₎

 

 

 

Определяем  коэффициенты четырехполюсника рельсовой  линии при повреждении рельса:

(31)

 

_{где (γ·l)кр – критическое значение комплексного числа на частоте 25 Гц, при котором удельное сопротивление изоляции РЛ в контрольном режиме принимает критическое значение (γ·l)кр=1,13·e^j·26º;}

_{S1 и S2 – коэффициенты схем, учитывающие наличие дроссель-трансформаторов соответственно на релейном и питающем концах S1=S2=1,}

 

откуда:

 

 Ом

Ом

 См

См

 

 

 

 

Сопротивление передачи рельсовой цепи в контрольном  режиме рассчитываем по формуле:

(32)

 

_{Подставив значения в формулы (28,29,32), получим:}

 

 Ом

Ом

Ом

 В

В

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт режима АЛС.

 

Рис.8

Схема замещения рельсовой цепи в режиме АЛС

 

При отсутствии в схеме замещения четырехполюсника К его коэффициенты будут равны:

(33)

А_к=D_к=1;    В_к=С_к=0;

 

Коэффициент режима АЛСН рассчитывается путем отношения  фактического тока на приемном конце  к нормативному току:

 

(34)

 

где l_АЛСФ- фактический ток под приемными катушками АЛС.

(35)

 

_{Сопротивление передачи рельсовой  цепи в режиме АЛС:}

₍₃₆₎

 

_{Подставив значения в формулы (34,35,36), получим:}

 

 Ом

Ом

 

 

 

 А

А