Расчет мощности, потребляемой РЦ

 

Исходные данные для расчета:

– длина рельсовой цепи км;

– нормативное удельное сопротивление рельсов для медных приварных соединителей при частоте сигнального тока 25 Гц Ом/км;

– минимальное удельное сопротивление изоляции Ом∙км;

– минимальное удельное сопротивление изоляции заземления контактных опор Ом∙км;

– рабочее напряжение реле типа ИВГ-М В;

– сопротивление реле типа ИВГ-М Ом;

– рабочий ток реле типа ИВГ-М А;

– коэффициент колебания напряжения в сети ±10% ;

– сопротивление ограничителя Ом;

– сопротивление соединительных проводов на питающем конце Ом;

– сопротивление соединительных проводов на релейном конце Ом;

– коэффициенты четырехполюсника ДТ-1-150 на релейном конце при коэффициенте трансформации n = 3:

;

– коэффициенты четырехполюсника ДТ-1-150 на питающем конце при коэффициенте трансформации n = 3:

;

– коэффициенты четырехполюсника ПРТ-А на релейном конце при коэффициенте трансформации n = 9,15:

;

– коэффициенты четырехполюсника ПРТ-А на питающем конце при коэффициенте трансформации n = 9,15:

;

– напряжение на входе ФП-25 В;

– ток на входе ФП-25 А;

Для сокращения объема расчета все элементы питающего конца РЦ между рельсами и ПТ замещают четырехполюсником Н, а элементы релейного конца между рельсами и путевым реле – четырехполюсником К. Схема замещения кодовой РЦ для расчета в нормальном режиме представлена на рисунке 1.

Коэффициенты четырехполюсника Н определяют из уравнения:

Рисунок 3.1 – Схема кодовой рельсовой цепи 25 Гц

 

Рисунок 3.2 – Схема замещения кодовой РЦ для нормального режима

Коэффициенты четырехполюсника К определяют из уравнения

Нормальным режимом называется такое состояние исправной и свободной от подвижного состава РЦ, при котором путевой приемник выдает дискретную информацию «Свободно». Схема замещения представлена на рисунке 3.2.

При расчете нормального режима критериями, определяющими режим работы РЦ, являются напряжение U, ток I и мощность S источника питания, при которых надежно срабатывает путевой приемник. Расчет РЦ выполняют при свободной РЦ, нормативном сопротивлении рельсовой линии, минимальном нормативном удельном сопротивлении изоляции балласта и минимальном напряжении источника питания.

Эквивалентное сопротивление изоляции:

Ом∙км;

Коэффициент распространения определяют по выражению:

1/км;

Волновое сопротивление:

1/км;

Коэффициенты рельсового четырехполюсника определяют по формуле:

Напряжение и ток в конце рельсовой линии:

В;

А;

Напряжение и ток в начале рельсовой линии:

В;

А;

Минимальное напряжение и ток ПТ:

В;

А;

Номинальные напряжения и ток ПТ с учетом колебания напряжения в сети

± 10%:

В;

А;

Мощность ПТ в нормальном режиме:

В∙А;

Рисунок 3.3 – Потери мощности.

Из рисунка 3.3 определяем потери ∆Р=60 Вт и ∆Q= 175 В∙А. С учетом этих потерь определяем потребляемую мощность при свободности пути:

В∙А;

Под режимом короткого замыкания подразумевается режим работы генератора при расположении нормативного поездного шунта в начале рельсовой линии, т. е. в точке подключения к ней генератора.

В режиме к. з. определяют мощность S_кз и ток I_кз на рельсах питающего конца, максимальном напряжении источника питания. Обычно ток и мощность в режиме к. з. превышают ток и мощность при нормальном режиме.

При расчете режима к. з. используют схему замещения:

Рисунок 3.3 – Схема замещения кодовой РЦ в режиме к.з.

 

 

Входное сопротивление короткого замыкания:

Ом;

Ток короткого замыкания источника:

А;

Мощность короткого замыкания:

В∙А;

 

Из рисунка 3.3 определяем потери ∆Р=80 Вт и ∆Q= 175 В∙А. С учетом этих потерь определяем потребляемую максимальную мощность при занятости пути:

В∙А;

Определяем потребляемую среднесуточную мощность:

В∙А

 

3.2 Расчет мощности, потребляемой СТ

 

Нагрузка на линейный трансформатор, а в конечном итоге на высоковольтную линию складывается из мощностей потребляемых отдельными приборами СЦБ: сигнальным и путевым трансформатором (СТ и ПТ), рельсовыми цепями (РЦ), выпрямителем и т.д.

Для определения полной мощности линейного трансформатора воспользуемся формулой:

,

(3.2.1)

где P_пр – активная мощность всех потребителей электрической энергии, Вт

ΔP_тр – активные потери в трансформаторе, Вт;

Q_пр – реактивная мощность всех потребителей электрической энергии, В·Ар;

ΔQ_тр – реактивные потери в трансформаторе, В·Ар.

 

 

Таблица 3.2 – Результаты расчета

Вид нагрузки	Потребляемая мощность
Среднесуточная	Максимальная длительная
Р, Вт	Q,вар	Р, Вт	Q,вар
Лампа светофора
ДЯ с обогревом	31,7	14,8	31,7	14,8
Генератор ГКШ
Блок питания линейных цепей БПШ	7,2
Потери в сигнальном трансформаторе СОБС-2А	4,8		4,8
Трансмиттер КПТШ
Аварийное реле АСШ2-220
Обогрев шкафа с потерями в СОБС	53,7		53,7
Освещение шкафа и переносная лампа
Электропаяльник
Рельсовая цепь 25 Гц	88,454	190,258	110,276	211,2
Итоговая мощность потребителей|Smax|=511,704 В∙А, |Sср|=323,795 В∙А	229,854	228,058	446,476
Мощность с учетом потерь в трансформаторе	294,382	456,048