Оборудование станции линиями связи

 
 
 

4.3 Кабельная сеть  рельсовых цепей 

В рельсовых  цепях переменного тока 25 Гц с  фазочувствительным реле ДСШ-13, преобразователь  частоты ПЧ 50/25 и путевые реле размещаются на посту ЭЦ, а питающие и релейные трансформаторы – в путевых ящиках непосредственно у рельсов.

Релейная  муфта Р2 (705) объединяет три релейных конца: НДП и 2 СП, ЧП и I УП,

8 –  18 СП.

Релейная  муфта Р4 (580) объединяет три релейных конца: НДП, 2СП, 8-18 СП.

Питающая  муфта П2 (760) объединяет четыре питающих конца : НДП и  II ПП, ЧП,

4 -10 СП, 2СП.

Питающая  муфта П4 (525)  объединяет три питающих конца : 20 СП, 8 -18 СП, луч питания, включающий в себя 3 П, 5 П, 14 СП.

Питание РЦ производится напряжением 220 В по отдельным лучам. В эти лучи объединяются определенные группы питающих трансформаторов  так, что бы в случае нарушения  питания одного луча выводилось из действия возможно меньшее число  маршрутов. Однако при этом необходимо помнить, что общий ток нагрузки одного луча не более 1.2 А.

Зная  типы рельсовых цепей по пропуску тягового тока, по кодированию и  по конфигурации рельсовой линии  составим расчетную таблицу нагрузок в лучах питания.

Имея  однониточный план станции составим кабельный план питающих и релейных трансформаторов, с дальнейшим указанием числа жил кабеля.

Составим  схему нагрузок питающих трансформаторов: 
 

       

     Рис.1  Схема нагрузок питающих трансформаторов

     Сечение проводов рассчитываем по формуле: 

     

 

     где q – сечение прямого и обратного проводов питающей магистрали, ;

p – удельное сопротивление меди (0.0175 ((ОМ* м) /  );

UК = 20 В допустимое падение напряжения в кабеле

-сумма моментов тока. 

В зависимости  от сечения определяется число жил  кабеля      (суммарное число прямого и обратного проводов) по выражению:

     

     где =0.785 - сечение одной жилы кабеля

     Падение напряжения на участке определяется как:

                                                 

     

    Расчет сечения проводов начинается с наиболее нагруженного:

     q АБ =2*0,0175*(0,25*( 210+90+85)/20 = 0.2

     n АБ = 2*0,8/0,785 = 2 (жилы) (дублирования не требуется)

Далее по формулам определяем падение напряжения на участке АБ и остаток падения  напряжения на участке БВ:

       АБ=2*0,0175* 85*0,25/0,785=0,94(В)

       БВ = К - АБ,

       БВ = 20 – 0,94 = 19,06

Аналогично, определяем значения для остальных  участков (см. таблицу 4).

 

Таблица 4. . Расчетная таблица жильности кабеля питающей магистрали. 

 
 

5. Расчет влияния  тяговой сети на  станционные кабельные  сети 

     Тяговая сеть переменного тока оказывает опасные электромагнитные влияния на кабельные сети, расположенные в зоне ее действия. Опасные напряжения в жилах кабелей возникают при аварийном (замыкании тяговой сети на землю) и вынужденном (выключении одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети.

Для режима короткого замыкания величина опасного напряжения (на изолированном конце  жилы кабеля при заземленном противоположном  конце) может быть определена по формуле:

     U=ω M Iкз Sр Sк lр,

где  ω=2π f – циклическая частота влияющего тока 50 Гц;

М –  взаимная индуктивность в Гн/км между  тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц, определяемая по формуле:

       

где       -ширина сближения (10 м); 

- проводимость грунта (25 мСм/м);

lр – длина сближения кабельной сети с тяговой, км;

Sр – коэффициент экранирования рельсов;

Sк – коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц (1,0);

Iкз – ток короткого замыкания влияющей тяговой сети (7.5 кА)

      

                                                                      U = 970 В

Норма опасного напряжения в проводах 1000 В для режима короткого замыкания.

Так как  970< 1000 В, то следовательно кабель в  пластмассовой оболочке удовлетворяет  норме.

Для вынужденного режима величину опасного напряжения на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце определяем по формуле:

                                    U=ω M Iвл Sр Sк lр, В 

где  Iвл – эквивалентный влияющий ток частотой 50 Гц, определяемый по формуле:

Iвл=Iрез *Км, 

     

         - максимальная потеря напряжения в тяговой сети между подстанцией и максимально удаленным электроприводом, В; при lэ=30 км

      = 8500 В;

     lэ – длина плеча питания тяговой сети (50 км);

     Rтс и Xтс – соответственно активное и реактивное сопротивление тяговой сети, Ом/км;

     Величины  Rтс и Xтс принимаем соответственно равными 0.12 и 0.48 Ом/км;

     m – количество поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме (m=5);

      Кm – коэффициент, гарантирующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным Iрез. 
 
 
 
 

          - расстояние от тяговой подстанции до начала цепи кабеля (10.7 км) 

                               

                           =24,74( Ом/км) 

            =0.686

                                       

I рез = 954.3 А

I вл = 954.3* 0.689=657. 5А

U=2*3.14* 50 *0.0001 7.7* 657,5* 0.5 0.971= 77.5 В < 250 В

Так как  значение напряжения в проводах не превышает 250 В для вынужденного режима работы контактной сети и 1000 В  для режима короткого замыкания, то выбираем кабель в пластмассовой  оболочке с Sк=1,0, который удовлетворяет требованиям безопасности. 
 
 
 
 
 
 

     Заключение 

При выполнении курсового проекта решен ряд  вопросов, связанных с выбором  трассы и типа сигнально-блокировочного кабеля, произведены электрические  расчеты и построены кабельные  сети стрелок, светофоров и рельсовых цепей, рассчитана величина влияний тяговых сетей электрифицированных железных дорог на станционные кабельные сети. В результате расчетов получены данные, способствующие оптимальному использованию материалов и техники. Был обоснован вариант использования более экономичного по себестоимости кабеля, но в то же время обеспечивающего надежную работу устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  используемых источников 

     1. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте» для студентов специальности 210700 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте».-Самара: Сам ГАПС, 2000-40с. 

     2. Марков М.В., Михайлов А.Ф. «Линейные сооружения железнодорожной автоматики, телемеханики и связи» - М.: Транспорт, 1980. 

     3. Бунин Д.А., Яцкевич А.И. «Магистральные  кабельные линии связи на железных  дорогах» - М.: Транспорт, 1980. 

     4. Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. Для вузов ж.-д. трансп./ Вл.В. Сапожников, Б.Н. Елкин, И.М. Кокурин: Под ред. Вл.В. Сапожникова.-М.: Транспорт, 1997.- 432 с. 

     5. Казаков А.А., Казаков Е.А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и  автостопы: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1980. – 360 с.