Файл: Стрелочными электроприводами.pdf

Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»
Ш.К. Валиев
Р.Ш. Валиев
ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ
СТРЕЛОЧНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Екатеринбург
2007

УДК 656.27 – 83: 66.212.6
В 15
Валиев Ш.К., Валиев Р.Ш. Изучение и исследование схем управления стре- лочными электроприводами: учебно-методическое пособие. – Екатеринбург: Ур-
ГУПС, 2007. – 111с.
Учебно-методическое пособие содержит сведения по конструкциям стре- лочных электроприводов, теоретические основы построения схем управления стрелочными электроприводами и указания по выполнению лабораторных работ.
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с программой по дисциплине «Станционные системы автоматики и телемеханики» и «Микроэлек- тронные системы управления движением поездов на станциях» и предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте».
Пособие рекомендовано к изданию на заседании кафедры «Автоматика и телемеханика на ж.д. тр-те» протокол №4 от 11.01.2007г.
Авторы:
Ш.К. Валиев – декан Заочного факультета, канд. техн. наук
(УрГУПС),
Р.Ш. Валиев – доцент кафедры «Автоматика и телемеханика на ж.д. тр-те», канд. техн. наук (УрГУПС),
Рецензенты: В.Н. Коваленко – зав. кафедрой «Автоматика и телемеханика на ж.д. тр-те» (УрГУПС),
А.К. Боярский – главный инженер службы Сигнализации, централизации и блокировки Свердловской ж.д. филиала
ОАО «РЖД».
© Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2007

Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»
Ш.К. Валиев
Р.Ш. Валиев
ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ
СТРЕЛОЧНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Учебно-методическое пособие для студентов специальности 190402
«Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»
Екатеринбург
2007

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ
СТРЕЛОЧНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ........................................................... 4 1.1. Э
КСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛКАМИ
... 4 1.2. У
ПРАВЛЯЮЩИЕ ЦЕПИ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛКАМИ
................................. 5 1.3. Р
АБОЧИЕ ЦЕПИ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛКАМИ
........................................... 20 1.4. К
ОНТРОЛЬНЫЕ ЦЕПИ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛКАМИ
................................. 31 2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ЦИКЛ №1 .......................................................................... 42
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№1
–
1............................................................................... 42
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№1
–
2............................................................................... 65
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№1
–
3............................................................................... 75
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№1
–
4............................................................................... 88
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№1
–
5............................................................................... 96
ВОПРОСЫ ПО КУРСУ «ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
СТРЕЛКАМИ» ......................................................................................................... 109
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..................................................................... 111

Эксплуатационные требования к схемам управления стрелками – 4
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ
СТРЕЛОЧНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
1.1. Эксплуатационные требования к схемам управления стрелками
Схемы управления стрелочными электроприводами относятся к числу наиболее ответственных в системах электрической централизации (ЭЦ).
Схемы управления стрелочными электроприводами должны:
− обеспечивать перевод в любое из крайних положений незамкнутой в мар- шруте и незанятой подвижным составом стрелки;
− не допускать возможность перевода занятой или замкнутой в маршруте стрелки;
− обеспечивать перевод стрелки из промежуточного положения в любое крайнее;
− если во время перевода стрелки обесточилось путевое реле (занялась стре- лочная секция), стрелка должна довестись до крайнего положения;
− не должен быть получен ложный контроль положения стрелки при попада- нии постороннего переменного напряжения в жилы кабеля;
− исключать получение ложного контроля при попадании постороннего пере- менного напряжения в контрольную цепь при промежуточном положении стрелки;
− для стрелок, включенных в диспетчерскую централизацию, при длительной работе на фрикцию должна отключаться рабочая цепь или должно быть предусмотрено возвращение стрелки в первоначальное положение (в неко- торых случаях предусматривается двукратная попытка перевода стрелки и при ее недоходе возвращение в исходное положение);
− при использовании поляризованных реле (прибор не первого класса надеж- ности) должна проверяться схемным путем правильность работы поляризо- ванных якорей;
− должна давать контроль плюсового, минусового и промежуточного поло- жения стрелки.

Управляющие цепи схем управления стрелками – 5
Схема управления стрелочными электроприводами содержит три цепи:
− управляющая цепь;
− рабочая цепь;
− контрольная цепь.
Каждая цепь выполняет определенные задачи.
1.2. Управляющие цепи схем управления стрелками
Управляющая цепь стрелки выполняет следующие задачи:
− включает пусковые приборы при нажатии кнопок управления;
− исключает возможность перевода стрелки при занятой или замкнутой в маршруте стрелочной секции;
− фиксирует окончание перевода стрелки.
Управляющая цепь стрелки должна удовлетворять трем основным требованиям:
1. Воздействие на пусковые реле от органов управления должно быть кратковременным и не должно зависеть от длительности нажатия стрелочной кнопки.
После срабатывания пусковое реле должно удерживаться под током до конца перевода током, протекающим в рабочей цепи. Если цепь блокировки пускового реле по рабочему току не образуется, реле должно выключиться и разомкнуть рабочую цепь.
Это позволит исключить перевод стрелки под составом в следующей си- туации. Допустим, пусковое реле включено, а рабочая цепь стрелки не замкну- лась, поэтому не произошло перевода стрелки, например, ввиду нарушения контакта в автопереключателе. При движении поезда из-за сотрясений контакт может восстановиться и начнется перевод стрелки.

Управляющие цепи схем управления стрелками – 6
Если в схемах не выполняется данное требование, то рабочая цепь долж- на размыкаться по истечении определенного времени (обычно 7 – 8с), доста- точного для нормального перевода стрелки.
2. Перевод стрелки, начавшийся при свободном стрелочном участке, должен закончиться при вступлении на участок подвижного состава или вы- ключении питания рельсовой цепи. Это требование выполняется установкой контактов стрелочного путевого реле только в цепи включения пусковых реле.
3. Управление пусковыми приборами не должно зависеть от положения стрелки. Этим обеспечивается перевод стрелки из любого положения в противоположное.
1.2.1. Управляющая цепь девятипроводной схемы управления стрелкой
Девятипроводная схема управления стрелкой состоит из 6-ти проводной контрольной цепи и трехпроводной рабочей цепи. Управляющая цепь пред- ставлена на рис. 1.1.
В этой схеме применяются два нейтральных пусковых реле: плюсовое
ППС и минусовое МПС, которые в нормальном состоянии выключены.
Рис. 1.1. Управляющая цепь девятипроводной схемы управления стрелками

Управляющие цепи схем управления стрелками – 7
Плюсовое ПУ и минусовое МУ управляющие реле нормально выключены и включаются при выдаче команды на перевод в плюсовое и минусовое поло- жения соответственно.
Блокирующее реле Б контролирует исправность рабочей цепи. Оно вклю- чается, когда по рабочей цепи протекает ток.
Фронтовым контактом стрелочного путевого реле СП контролируется свободность стрелочного участка от подвижного состава, а контактом реле З – незамкнутость стрелки в другом маршруте. Аварийная кнопка САк служит для перевода стрелки при ложной занятости рельсовой цепи.
Аварийный перевод стрелки осуществляется одновременным
нажатием кнопки САк и кнопки или рукоятки перевода.
При переводе стрелки в минусовое положение включается реле МУ и при выполнении условий по обеспечению безопасности (свободность секции и не- замкнутость стрелки в другом маршруте), по нижней обмотке срабатывает реле МПС:
М
З
СП
МУ
МПС
МК
П
→
→
→
→
→
→
Если образуется рабочая цепь, включается реле
Б и реле МПС встает на цепь самоблокировки по верхней обмотке:
М
Б
ППС
МПС
МПС
МК
П
→
→
→
→
→
→
Выключение реле
МПС происходит после получения контроля минусово- го положения стрелки (включения реле
МК).
Если образовалась цепь блокировки реле
МПС, оно не реагирует на вы- ключение первичной цепи включения, которое может произойти при вступле- нии поезда на стрелочный участок после начала перевода стрелки, и стрелка переведется до крайнего положения.
При свободности стрелочного путевого участка возможно реверсирова- ние стрелки из промежуточного положения благодаря выключению реле
ПК
(стрелка теряет контроль вначале перевода в минусовое положение) и подго- товке цепи включения реле
ППС. При необходимости реверсирования включа-

Управляющие цепи схем управления стрелками – 8
ют реле
ПУ, что приводит к срабатыванию реле ППС, которое своим контактом отключает реле
МПС:
М
З
СП
ПУ
ППС
ПК
П
→
→
→
→
→
→
1.2.2. Управляющая цепь четырехпроводной схемы управления стрелкой
Управляющая цепь четырехпроводной схемы управления стрелкой, раз- работанная инженером П.Н. Жильцовым, показана на рис. 1.2.
Эта схема применяется на малых станциях при оборудовании их устрой- ствами электрической централизации с центральными зависимостями и мест- ным питанием.
Для управления электроприводом от поста электрической централизации до релейного шкафа в горловине станции (где устанавливается часть аппарату- ры) прокладывают четыре провода: два управляющих (
СУП и ОСУП) и два контрольных (
К и ОК). Кроме указанных цепей, схема содержит один общий провод
СЗ на группу стрелок, входящих в группу взаимовраждебных маршру- тов, служащий для размыкания рабочей цепи двигателя при длительной работе на фрикцию. От релейного шкафа к стрелочному приводу с электродвигателем постоянного тока (типа МСП напряжением 30В) прокладываются девять про- водов, что позволяет управлять стрелкой с пульта ДСП и из путевой коробки, устанавливаемой у привода, при передаче стрелки на местное управление.
Такое включение защищает стрелочные аккумуляторные батареи от больших токов двигателей, а также исключают возможность короткого замыка- ния станционной батареи при одновременном нажатии плюсовой и минусовой стрелочных кнопок.
Все стрелочные кнопки каждой горловины станции включены
последовательно, что исключает одновременное срабатывание нескольких
пусковых реле.

Управляющие цепи схем управления стрелками – 9
Рис. 1.2. Управляющая цепь 4-х проводной схемы управления стрелками
На все стрелки горловины станции устанавливается один комплект сле- дующих реле:
−
НСВ (ЧСВ) – стрелочное вспомогательное реле;
−
НСФ (ЧСФ) – реле сброса фрикции или стрелочное фрикционное реле;
−
ПНСФ (ПЧСФ) – повторитель реле НСВ (ЧСВ) и НСФ (ЧСФ);
−
НП3 (ЧПЗ) и ЧО3 (НОЗ) – соответственно замыкающие реле маршрутов приема и отправления нечетной и четной горловин станции;
−
НПОЗ (ЧПОЗ) – общий повторитель замыкающих и путевых реле;
−
СА – стрелочное аварийное реле, предназначенное для перевода стрелки при повреждении рельсовой цепи;
−
СЗ – стрелочное защитное реле, исключающее длительную работу приводов на фрикцию.
В цепи включения реле
НПОЗ (ЧПОЗ) проверяется соблюдение условий, обеспечивающих безопасность движения:
− незамкнутость секции в маршрутах приема (фронтовой контакт реле
НПЗ

Управляющие цепи схем управления стрелками – 10
или
ЧПЗ) и отправления (фронтовой контакт реле ЧОЗ или НОЗ);
− свободность секции от подвижного состава (контакт стрелочного путевого реле
СП).
Контакт реле
СП шунтируется контактом реле СА для возможности пере- вода стрелки при ложной занятости. Ложная занятость рельсовой цепи означает фактическое отсутствие подвижного состава, но при этом путевое реле выклю- чено, например, из-за обрыва рельсового соединителя или подобного отказа.
При ложной занятости стрелку можно перевести одновременным нажатием кнопки
СА и одной из кнопок управления стрелкой.
Для перевода стрелки 1 в минусовое положение нажимается кнопка
–1, при этом включается реле
НСВ, поляризованный якорь реле СУП меняет по- лярность, а нейтральный – включается по следующей цепи:
→
−
→
→
→
→
−
→
+
→
1 1
1
кн
НПОЗ
СУП
НПОЗ
кн
кн
П
М
ПНСВ
НСВ
кн
→
→
→
+
→
1
Далее включается фрикционное реле НСФ, защитное реле СЗ и реле ПНСФ.
Если стрелка при переводе встречает препятствие, электропривод будет работать на фрикцию. Выдержав замедление, реле НСФ отпустит якорь и вы- ключит стрелочное защитное реле СЗ, которое разомкнет рабочую цепь стрелки.
Реле сброса фрикции является обязательным только для участков с
диспетчерской централизацией и может применяться или не
применяться при обычной централизации.
Нормально реле НСФ выключено, конденсаторы С1 и С2 заряжены. По- сле замыкания фронтового контакта реле НСВ реле НСФ удерживается под то- ком за счет разряда конденсатора С1. После отпускания стрелочной кнопки и выключения реле НСВ, реле НСФ удерживается включенным за счет энергии конденсатора С2.

Управляющие цепи схем управления стрелками – 11
За счет большой емкости конденсаторов реле НСФ имеет замедление по- рядка 7–8с, что достаточно для нормального перевода стрелки. Отключение ра- бочей цепи через указанное время предотвращает разряд батареи при затянув- шемся переводе стрелки и исключает перевод стрелки под составом при манев- ровых передвижениях без включения сигналов, что может произойти в том случае, если в рабочей цепи имеется недостаточно плотный контакт.
Реле ПНСФ предназначено для того, чтобы при быстрых
попеременных нажатиях пусковых кнопок, реле НСВ своим тыловым
контактом обеспечивало более длительное время замыкания цепи заряда
конденсаторов С1, С2 в цепи реле НСФ.
В связи с этим вне зависимости от характера манипуляций на пульте, схемой создается постоянство времени замыкания рабочей цепи. Рассмотрим как это происходит. Допустим, нажимаем одну кнопку и затем сразу другую:
↑
↑→
→
−
↓
ПНСФ
НСВ
кн 1
)
(
1
замедления
счет
за
ПНСФ
НСВ
кн
↑
↓→
→
−
↑
1
)
(
1
С
заряд
ПНСФ
к
т
НСВ
→
↑
↓
→
+
↓
На новых станциях такая схема (см. рис. 1.2) не применяется, т.к. имеет следующие недостатки. Стрелочное управляющее пусковое реле СУП типа
СКПШ-5 рассчитано на коммутацию цепей постоянного тока величиной до 5А.
В связи с укладкой рельсов типа Р65 при стрелках с маркой крестовины 1/11 нагрузка на двигатель может достигать 15А, что приводит к подгоранию кон- тактов. В 1975г. реле СКПШ-5 было снято с производства.
Для устранения отмеченного несоответствия была разработана новая че- тырехпроводная схема управления стрелочным электроприводом (рис. 1.3) с применением малогабаритных коммутирующих реле типа НМПШ-900, контак- ты которых рассчитаны на коммутацию рабочих цепей постоянного тока до 15А.
В релейном шкафу выходных светофоров (см. рис. 1.3) дополнительно устанавливаются на каждую стрелку следующие четыре реле: