Железная дорога

Содержание

Введение

1. Назначение систем управления, контроля и сигнализации.
2. Устройство и принцип действия системы автоматической локомотивной сигнализации.

2.1 Основные сведения.

2.2 Состав аппаратуры системы автоматической локомотивной сигнализации.

2.3 Локомотивные приемные устройства.

3. Электрический подвижной состав.

Заключение

 

Введение

Мощным средством  увеличения пропускной способности  железнодорожных линий и повышения  безопасности движения поездов является автоматическая блокировка (АБ). В комплексе  с устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН) и диспетчерского контроля (ДК) автоблокировка позволяет организовать движение поездов попутного следования с малыми интервалами и значительно увеличить пропускную способность магистральных линий. Кроме того, АБ повышает производительность труда эксплуатационных работников, сокращает эксплуатационные расходы и обеспечивает высокую безопасность движения поездов.

Применение  автоблокировки на железных дорогах  началось в 30-х годах ХХ в. Во второй половине 30-х годов была создана система автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН). Система АЛСН была построена на основе числового кода и поэтому в дальнейшем вошла в комплекс с числовой кодовой автоблокировкой.  
     Первоначально на участках с автономной тягой получила широкое применение автоблокировка постоянного тока с импульсными рельсовыми цепями. На участках с электрической тягой на постоянном токе, а в дальнейшем и на участках с автономной тягой  получила применение автоблокировка переменного тока 50 Гц с кодовыми рельсовыми цепями. С введением электрической тяги на переменном токе появилась необходимость в рельсовых цепях с частотой питания, отличной от частоты тягового тока, обеспечивающих защиту от опасных и мешающих влияний гармоник тягового тока 50 Гц. В связи с этим были разработаны и нашли применение вначале рельсовые цепи 75 Гц, а затем – 25 Гц, которые применяют на каждом участке пути перегонов и станций.

 

1. НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, КОНТРОЛЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ

 
Для обеспечения требуемых режимов электрические станции и подстанции оснащаются системами и устройствами управления, контроля и сигнализации, представляющими собой в большей или меньшей степени автоматизированный информационно-управляющий комплекс.

 
Системы и устройства управления позволяют:

 

а) разворачивать, синхронизировать с сетью и включать на параллельную работу с ней генераторы электростанций;

б) включать в  работу и отключать от сети элементы электрических систем;

в)производить  переключения в РУ электроустановок, воздействуя на выключатели и разъединители;

г) изменять режим  работы электроустановки.

 

Системы и устройства контроля позволяют контролировать: 
а) режим работы элементов электроустановок (генераторов, синхронных компенсаторов, трансформаторов, электродвигателей, линий электропередачи, реакторов и т. п.), наличие перегрузок, допустимость перехода от одного режима к другому;

б) положение  коммутационных аппаратов (выключателей, разъединителей и т. д.);

в) параметры  режима электрической системы (напряжение в узлах, токи цепей, частоту в сети, температуру различных частей электрооборудования и т. д.);

г) состояние  изоляции силовых цепей переменного  тока;

д) состояние  изоляции цепей оперативного тока;

 

Системы и устройства сигнализации оповещают дежурный персонал:

а) об отклонении режима работы электроустановки или  ее элементов от заданного режима;

б) о перегрузках  оборудования;

в) о нарушении  изоляции цепей переменного и  постоянного тока;

г) о неисправности  предохранителей в цепях оперативного тока;

д) о положении коммутационных аппаратов;

 
В последнее время в  связи с вводом на электростанциях мощного уникального оборудования с большим числом вспомогательных устройств функции управления, контроля и сигнализации все больше переходят от человека к различного рода системам автоматики, в том числе к системам с цифровыми вычислительными машинами и к системам с цифро-аналоговыми комплексами.

 

ЩИТЫ УПРАВЛЕНИЯ

 
Контрольно-измерительные приборы, устройства управления и сигнализации на электрических станциях и подстанциях обычно располагаются на щитах управления. Последние сооружаются, как правило, в отдельных помещениях. С помощью так называемых контрольных кабелей приборы и устройства щитов управления соединяются с управляемыми или контролируемыми объектами, образуя собственно цепи и системы управления, контроля и сигнализации.  
 
На электростанциях малой и средней мощности, как правило, выполняется один главный щит управления (ГЩУ) и несколько местных агрегатных щитов (местные щиты котла, турбины, генератора и т. п.). Управление основными агрегатами станции (турбиной, генератором) и станцией в целом осуществляется дежурным инженером станции с главного щита управления; отсюда же осуществляется оперативная связь с диспетчером энергосистемы.

 
На электростанциях большой мощности, выполненных по блочным схемам, помимо главного (или центрального) щита управления сооружаются также блочные щиты управления (БЩУ), обычно по одному на два смежных блока. При этом дежурный инженер блочного щита управляет всеми Дежурный инженер станции руководит работой станции в целом, управляет коммутационной аппаратурой распределительных устройств повышенных напряжений; при острой необходимости в аварийных ситуациях берет на себя управление блоками.

 
На подстанциях в зависимости  от их мощности, размера, сложности и значимости применяются следующие структуры управления: с постоянным дежурным персоналом; без постоянного дежурного персонала; с дежурством персонала на дому. При первой структуре управления на подстанциях сооружается главный щит управления, откуда дежурный персонал и осуществляет управление электроустановкой. При второй и третьей структурах большая часть функций управления и контроля передается на диспетчерские пункты предприятий и районов электрических сетей, которые связываются с подстанциями линиями связи, телесигнализации и телеуправления. 
 
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

 
Измерение электрических величин  на электростанциях и подстанциях производится с помощью показывающих и регистрирующих измерительных приборов, счетчиков, осциллографов и специальных измерительных устройств. Условные графические обозначения основных типов измерительных приборов и устройств.

 
Объем измерений определяется требованиями технологического режима работы электроустановки. Он зависит  также от типа, мощности и назначения электрической станции или подстанции. У генераторов измеряются токи одной или трех фаз статора, напряжение статора (одно из междуфазных напряжений), частота, активная и реактивная мощности, выработанная активная и реактивная энергия, токи и напряжения системы возбуждения. У трансформаторов измеряются токи одной фазы каждой обмотки, а также передаваемые активные и реактивные мощности. На сборных шинах измеряются одно из междуфазных напряжений и частота. На линиях измеряются токи одной или трех фаз, передаваемая активная, а также в ряде случаев реактивная энергия, активная и реактивная мощности (на линиях повышенного напряжения).

 
С помощью показывающих и регистрирующих приборов и устройств на электрических  станциях и подстанциях контролируется состояние изоляции цепей постоянного и переменного тока и определяются места повреждений в сетях переменного тока.

 
СИСТЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ

 
На электрических станциях и подстанциях  применяют звуковую и световую сигнализацию различного исполнения. Различают следующие типы сигнализации: положения аппаратов, предупреждающая, аварийная, фиксирующая, командная.

 
Сигнализация положения показывает положение выключателей и разъединителей. Сигнализация положения выключателей выполняется с использованием сигнальных ламп Горение красной лампы показывает, что выключатель включен, а горение зеленой лампы — что он отключен.

 
Сигнализация положения разъединителей выполняется с использованием сигнальных приборов (ПС), Приборы ПС врезаются  в мнемоническую схему на панелях щитов управления. Указатель положения (полоска) прибора ПС может занимать два положения: вдоль линии мнемоники, показывая, что разъединитель включен; перпендикулярно линии мнемоники, когда разъединитель отключен.

Предупреждающая сигнализация предупреждает персонал о возникновении ненормальных режимов работы элементов электроустановки (перегрузки, недопустимые превышения температуры, нарушение изоляции цепей постоянного тока, перегорание предохранителей оперативных цепей, ошибочность выполняемых персоналом операций и т. п.). Сигнализация выполняется с центральным (единым для электроустановки) звуковым сигналом и с индивидуальными (по объектам) световыми сигналами в виде световых табло.  
 
Аварийная сигнализация оповещает персонал об отключении выключателей под действием релейной защиты. При этом появляется центральный звуковой сигнал (сирена) и индивидуальные световые сигналы, указывающие, какие именно выключатели (или выключатель) отключились.  
 
Сигнализация фиксирующая, осуществляемая с помощью световых табло, фиксирует, какие типы защит и автоматики сработали в процессе работы электроустановки.

 
Сигнализация командная обеспечивает передачу стандартных команд дежурному  персоналу, находящемуся на различных  рабочих местах электроустановки, (например, на щите управления и в машинном зале). Сигнализация осуществляется с помощью световых табло.

 

2. Устройство и принцип действия системы автоматической локомотивной сигнализации.

2.1 Основные сведения

Автоматическая  локомотивная сигнализация непрерывного типа с контролем скорости и периодической проверкой бдительности – это система железнодорожной автоматики и телемеханики, предназначенная для автоматической передачи показаний путевых светофоров автоблокировки непосредственно в кабину машиниста и предотвращения проезда путевых сигналов с запрещающими огнями.

Рассматриваемая система  АЛСН состоит из отдельных подсистем, которые автономно или в совокупности (одна с другой) решают определенные эксплуатационные задачи. Такими подсистемами являются: автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС), контроль скорости (точечный и непрерывный), контроль бдительности (однократный и периодический).

Система АЛС, автоматически  передающая в кабину управления локомотива информацию о показаниях путевых  светофоров, существенно улучшает условия работы локомотивных бригад. Она способствует уверенному вождению поездов при повышении скоростей движения даже в условиях неблагоприятной видимости сигналов.

Связь между локомотивными  и путевыми устройствами АЛС осуществляется непрерывно путем посылки в рельсы навстречу поезду закодированных сигналов, соответствующих показаниям путевых светофоров. Для приема кодовых сигналов из рельсовой цепи на локомотиве устанавливают приемные катушки ПК1 и ПК2. Высота подвески катушки над уровнем головки рельса, с учетом износа частей и проката бандажей колес, должна составлять не менее 100 и не более 180 мм. При протекании переменного сигнального тока I_с по рельсовым нитям вокруг каждой из них наводится переменное магнитное поле, которое пересекает витки приемных катушек, в которых наводится электродвижущая сила (эдс). Учитывая, что по каждой рельсовой нити сигнальный ток протекает в противоположных направлениях, то  приемные катушки включают для приема сигнального тока таким образом, чтобы общая эдс двух катушек суммировалась: е = е₁ + е₂. В этом случае для эдс е(т), наводимой от тяговых токов (I_т1 и I_т2), протекающих в одном направлении по каждой рельсовой нити, приемные катушки будут включены встречно и общая эдс е(т) = е(т1) – е(т2) будет стремиться к нулю. Если тяговые токи в рельсовых нитях не равны между собой, то в приемных катушках будет наводиться разностная эдс (сигнал помехи).

Электрические сигналы воспринимаются приемными катушками ПК1 и ПК2, проходят через фильтр Ф и подаются на усилитель У. В усилителе они усиливаются и преобразуются в импульсы постоянного тока, от которых срабатывает импульсное реле И.

Реле И передает принятые сигналы (кодовые комбинации) в дешифратор ДШ. В дешифраторе эти сигналы  воспринимаются счетной группой реле СчГ, которая ведет подсчет количества импульсов и интервалов в принимаемом числовом коде и воздействует на сигнальную группу реле СГ.

Сигнальная группа реле по числу импульсов определяет характер принимаемого кодового сигнала и  фиксирует его. При этом в случае приема одного импульса в цикле кодовый сигнал фиксируется одним реле КЖР, двух импульсов в цикле – двумя реле: КЖР и ЖР, трех импульсов в цикле – тремя реле: КЖР, ЖР и 3Р. Для контроля соответствия между работой счетной группы и состоянием сигнальных реле используется реле соответствия С и его повторитель ПС, которые, благодаря замедлению на отпадание реле С 5-6 с, реализуют также принцип трехкратного подтверждения принимаемой информации для зашиты АЛС от импульсных помех тягового тока. Сигнальные реле включают соответствующий огонь локомотивного светофора.