Определение нагрузки на трансформатор типа ОМ и высоковольтную линию

К линейным трансформаторам типа ОМ подключают постоянные и переменные нагрузки сигнальной установки. К постоянным нагрузкам, не зависящим от размеров движения, относятся приборы, которые включены постоянно (светофорные лампы, сигнальные трансформаторы, дешифраторные ячейки, блоки питания типа БПШ и т. д.). Переменные нагрузки – это нагрузки от рельсовых цепей, которые зависят от состояния балласта и размеров движения.

При занятом состоянии рельсовая цепь потребляет энергии больше, чем при свободном. Рельсовая цепь потребляет максимальную мощность кратковременно, только в момент нахождения поезда на ее питающем конце. Поэтому нагрузки устройств автоблокировки характеризуются двумя величинами – средней и максимальной (максимально длинной).

По средней мощности определяют нагрузку на высоковольтную линию. Расчет мощности линейного трансформатора и сечение жил питающего кабеля, а также выбор предохранителей осуществляют по максимальной нагрузке. При этом допускается перегрузка трансформатора типа ОМ сверх номинальной мощности на 30% в течении1ч; 60% - 45 мин; 100% -10 мин; 200% - 1,5 мин.

Мощности, необходимые для отдельных приборов, могут быть подсчитаны по следующим формулам:

активная мощность, Вт, ;

реактивная мощность, вар, ;

полная (кажущаяся) мощность, В·А, =UI.

Для питания группы приборов мощность определяют как сумму соответствующих нагрузок, т.е. активных и реактивных мощностей:

; Q= ; S= ; . I=S/U; = ; =P/I;

Общую потребляемую мощность следует определять как геометрическую сумму активных и реактивных нагрузок.

Средние и максимально-длительные значения нагрузок приборов сигнальных установок для кодовой автоблокировки без учета нагрузок от рельсовых цепей приведены в таблице 1.

На двухпутных участках при определении мощности трансформатора типа ОМ и расчете нагрузки на питающий кабель учитывают кодирование рельсовой цепи с релейного конца при двустороннем движении поездов по одному из путей, при капитальном ремонте второго пути. При расчетах принимается время занятости всех рельсовых цепей, получающих питание от данной сигнальной установки. В этом случае нагрузка не должна перегружать трансформатор типа ОМ более чем на 30%.

Сигнальные установки однопутной автоблокировки и спаренные сигнальные установки получают питание от линейных трансформаторов типа ОМ.

В релейных шкафах напряжение 220В, поступающее от линейного трансформатора, понижается трансформатором Т1 типа СОБС до 12В и используется для питания светофорных ламп. Рельсовые цепи питаются от путевой батареи GB, состоящей из одного кислотного аккумулятора типа АБН-72 или АБН-80 и работающей в буферном режиме с выпрямителем типа ВАК-14. Выпрямитель типа ВАК-13 или ВАК-16 подзаряжает сигнальную аккумуляторную батарею GB, состоящую из шести аккумуляторов, которая питает линейную цепь и реле сигнальной точки. Трансформатор Т2 ПОБС или СОБС-2А и трансмиттер КПТ передает в рельсовую цепь импульсы переменного тока кодовых комбинаций автоматической локомотивной сигнализации.

В случае прекращения подачи переменного тока лампы светофора через тыловые контакты аварийного реле А продолжают получать питание от аккумуляторной батареи, запас емкости которой рассчитан на непрерывную работу без подзаряда в течении суток.

Аккумуляторные батареи размещаются в батарейном шкафу, находящемся рядом с релейным шкафом. Выпрямители, работающие в буферном режиме с аккумулятором, располагают только в релейных шкафах. Приборы, питающие релейные цепи, подключают к выпрямителю БПШ (ЛП и ЛМ).

В кабельном ящике цепи напряжением 220В защищают автоматическим выключателем многократного действия типа АВМ. В релейном шкафу провода защищены предохранителями штепсельного типа на 20 А, которые используют и как разъединители для выключения напряжения при ремонте и испытаниях. Для защиты приборов в шкафу от попадания на них высокого напряжения с высоковольтной линии через трансформатор типа ОМ в цепи напряжением 220В включают разрядники типа РВНШ – 250. Такие разрядники подключают в кабельном ящике, а также на приборы рельсовых цепей.

Нагрузка Потребляемая мощность средняя максимально- длительная Р, Вт Qвар Р, Вт Q, вар Ячейка дешифраторная с обогревом Генератор типа ГКШ Лампа светофора Блок питания БПШ Обогрев шкафа с потерями в трансформаторе типа СОБС-2А Трансмиттер типа КПТШ Реле типа АСШ2-220 Освещение шкафа и переносная лампа Электрический паяльник Потери в трансформаторе типа СОБС-2А 31,7 2,0 15,0 7,2 53,7 22,0 7,0 - - 4,8 14,8 - - 9,0 6,0 - - - - 6,0 31,7 2,0 15,0 22,0 - 22,0 7,0 90,0 90,0 6,6 14,8 - - 10,0 - - - - - 6,3

Рассчитывая мощность, потребляемую сигнальными установками от высоковольтных линий СЦБ, учитывают размеры движения поездов на участках. При однопутной автоблокировке, принимается 50 пар поездов в сутки следующих со скоростью 80 км/ч. Среднюю длину поезда принимают равной 850 м, среднюю длину рельсовых цепей сигнальных установок 200 м, среднюю длину рельсовых цепей переездных установок 2000 и 500 м.

Коэффициент среднего значения мощности, потребляемой рельсовыми цепями, по отношению к ее максимальному значению при коде КЖ-0,58, при других кодах – 0,7. На двухпутном участке рельсовая цепь занята в среднем 7ч. в сутки, а на однопутном участке – 5ч. в сутки, что соответствует суточным коэффициентам свободности 0,7 и 0,79.

Определяя нагрузки на высоковольтную линию, затраты энергии на кодирование рельсовых цепей с релейного конца при двустороннем движении во внимание не принимаются, так как на время закрытия одного пути для капитального ремонта размеры движения снижаются.

Линейные трансформаторы автоблокировки выпускаются только типов ОМ-0,63/10 и ОМ/1,25/10, поэтому нагрузку сигнальной установки на ВЛ СЦБ можно рассчитывать по укрупненным показателям, вводя коэффициент, учитывающий размеры движения поездов:

где n – число проходящих по участку поездов в сутки;

l – путь, проходимый поездом, на котором включена нагрузка, км;

v – скорость поезда, км/ч.

При двухпутной автоблокировке принимаем n=180пар поездов в сутки;

длина рельсовой цепи 1=2 км; скорость поезда v=80 км/ч, тогда

При электротяге постоянного тока и числовой кодовой автоблокировке переменного тока частотой 50 Гц нагрузка на линейный трансформатор складывается из мощности, потребляемой рельсовыми цепями, и мощности, потребляемой приборами сигнальных установок.

Расчетные мощности, потребляемые кодовыми рельсовыми цепями частотой 50 Гц различной длины при электротяге постоянного тока с дроссель - трансформаторами типа ДТ-0,6 на питающем и типа ДТ-0,2 на релейном концах, с учетом потерь в путевых трансформаторах приведены в таблице 2.

Длина рельсовой цепи, м Мощность при свободной рельсовой цепи (средняя) Мощность при занятой рельсовой цепи (максимальная) Р, Вт Q, вар Р, Вт Q, вар До 500 500-1000 1000-1500 1500-2000 2000-2250 2250-2500 2500-2600

Мощность, потребляемая линейными трансформаторами от высоковольтной линии, больше средней мощности, потребляемой приборами сигнальной установки при свободной рельсовой цепи, на величину потерь в трансформаторе. Потери в линейных трансформаторах типов ОМ-0,63 и ОМ/1,25 определяют по кривым на рисунке 1а. Потери в трансформаторах типов СОБС-2А, ПОБС-2А и ПОБС-3А определяют по кривым на рисунке 1б.

Рис.1 Кривые потерь в трансформаторах типов ОМ, СОБС и ПОБС в зависимости от нагрузки.