Сигнализация и электрификация
 

Меня давно волнует вопрос, сколько ходил по ЖД высматривал, так и не понял...

Как подключается 0-й провод КС к рельсам если рельсы изолированны друг от друга для функционирования сигналки?
конкретно в местах изолирующих стыков.
Какое напряжение между рельсами и на изолирующих стыках (для работы сигналки) ?
Зачем нужны разрядники в разрыве 0-ых проводов связывающих подстанцию и рельсы?

Если кто может, более менее подробной схемой...

Заранее благодарю!

Концы рельсов подсоединены к дроссель-трансформатору, его индуктивное сопротивление слишком велико, чтобы через него замкнулся сигнальный ток (напряжение 12 В), а тяговый токпроходит, снимается со средней точки ДТ и подаётся на среднюю точку другого ДТ, который подключен к рельсам на другой стороне изостыка. Вообще-то на старых чугунных ящиках ДТ отлита на крышке схема, на новых может быть на заклёпках

[QUOTE]напряжение 12 В[/QUOTE] А не 50?

Я думал или 12 или 36V

Наигрались в МСТС, батенька? Сигналка у него работает! В МСТС, можеть быть, и работает, коли автор не дурак, и расстановка грамотная...

На электрифицированных линиях сигнальный и тяговый ток делают различными по роду и/или частоте. При электрификации постоянным током в сигнальных цепях используют частоту 50Гц, при электрификации переменным током промышленной частоты импользуют переменный же ток частотой 25 или 75 Гц (для кодирования РЦ) и постоянным током (для контроля занятости). На локомотивах, работающих на разных участках, устанвливают переключатели, меняющие распознаваемую индукторами частоту кодированных сигналов АЛСН.

Выше уже были описаны общие принципы разделения тяговых и сигнальных цепей. Кроме того, за счёт большого сопротивления фидерных линий сигнальный ток не уходит в них, и обеспечивает работу путевых реле, контролирующих состояние РЦ. Изолирующие стыки устроены таким образом, что не пропускают ни тяговый, ни сигнальный ток. Но рельсовые цепи проектируют с обязательным чередованием полярности (в т.ч. мгновенной при ~) концов РЦ у одного стыка, поэтому пробой стыка всегда проявляется ложной занятостью одной из РЦ. Для тягового тока пробой изостыка опасен неравенством токов в рельсовых нитках одного пути.

Вроде всё. Уфффф!

[QUOTE]за счёт большого сопротивления[/QUOTE] За счет большого индуктивного сопротивления ;)

[QUOTE]При электрификации постоянным током в сигнальных цепях используют частоту 50Гц[/QUOTE] А как, кстати, на постоянном токе обстоят дела с пульсациями? С ВУ ведь снимается пульсирующий ток, а конденсаторами пульсации полностью погасить при таких мощностях нелегко. Или я ошибаюсь?

Огромное спасибо за объяснение... Мое предположение оказалось правильным...

[QUOTE=Combine;98662] А как, кстати, на постоянном токе обстоят дела с пульсациями? С ВУ ведь снимается пульсирующий ток, а конденсаторами пульсации полностью погасить при таких мощностях нелегко. Или я ошибаюсь?[/QUOTE]

Нормально обстоят. При электрификации постоянным током после выпрямительной установки между полюсами подключается специальная резонансная цепь. В простейшем случае она состоит из индуктивности и ёмкости, соединённых последовательно. Называется всё это резонансным фильтром.

Фильтр устраивается таким образом, чтобы его собственная частота (Omega) была вдвое больше частоты тока, которую он должен пропускать. Omega = 1 / sqrt ( L * C ), где L и C, соот-но, индуктивность и ёмкость. Сначала подбирают из стандартного набора ёмкость, а потом к ней рассчитывают индуктивность, которая в настройке более гибка (регулируется числом витков обмотки).

Такой резонансный фильтр пропускает токовые пульсации частоты, в два раза ниже собственной, т.е. те самые 50 Гц. Эта частота уходит обратно в сеть.

После выпрямления тока у нас получаются только положительные полуволны. За счёт индуктивности и этого самого резонансного фильтра у нас нет полных провалов до нуля на стыке полуволн, а есть только небольшая неровность в диаграмме тока и напряжения. Она уже не оказывает заметного влияния на работу локомотивных и сигнальных устройств.

Если контактная сеть рассчитана на рекуперацию, то выпрямительная установка будет управляемой. В этом случае со стороны контактной сети ставится дополнительная ёмкость, а со стороны подстанции - индуктивность. Эти устройства обеспечивают питание КС во время переключения ВУ из питающего в рекуперационный режим и обратно. Однако, в нашей стране реконструкция электроснабжающих устройств проводится вяло, поэтому чаще применяются классические неуправляемые диодные выпрямительные установки.

[QUOTE=Timas;99033]После выпрямления тока у нас получаются только положительные полуволны. За счёт индуктивности и этого самого резонансного фильтра у нас нет полных провалов до нуля на стыке полуволн, а есть только небольшая неровность в диаграмме тока и напряжения.[/QUOTE]Но ведь провалов именно ДО НУЛЯ не должно быть и без всяких наворотов, подстанция-то тремя фазами питается. [url]http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A2%D1%80%D1%91%D1%85%D1%84%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B2%D1%8B%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%BC%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C&oldid=16803121[/url]

На подстанциях стоят трёхфазные трансформаторы и выпрямители, собранные по так называемой 12-пульсовой схеме. Уровень пульсаций выпрямленного напряжения, насколько я помню, не превышает 6%. А никаких ёмкостно-индуктивных сглаживающих фильтров там нет. Только если для радиопомех...

[QUOTE]Уровень пульсаций выпрямленного напряжения, насколько я помню, не превышает 6%. А никаких ёмкостно-индуктивных сглаживающих фильтров там нет[/QUOTE]
Индуктивный есть. Огромный реактор, стоящий перед фасадом почти всех подстанций, трудно не заметить

Возможно, я ошибаюсь....

На тяговых подстанциях постоянного тока с двенадцатипульсовой схемой выпрямления обычно устанавливают апериодический фильтр, включающий в себя уже упомянутый реактор индуктивностью 4,5 - 6,5 мГн и конденсатор емкостью 500 - 700 мкФ. Из-за того, что выпрямитель питается неидеальным трехфазным напряжением (напряжения фаз и углы между ними могут отличаться) на его выходе обязательно будет присутствовать гармоника с частотой 100 Гц. Для ее подавления параллельно конденсатору включается резонансная RC-цепочка на 100 Гц.

[QUOTE=М. Иванов;100339]....выпрямитель питается неидеальным трехфазным напряжением (напряжения фаз и углы между ними могут отличаться) на его выходе обязательно будет присутствовать гармоника с частотой 100 Гц. Для ее подавления параллельно конденсатору включается резонансная RC-цепочка на 100 Гц.[/QUOTE]

Не совсем понял.... Не, ну про неравенство напряжений на фазах ("перекос фаз") - это понятно, а вот про неравенство углов, это что-то новое. То есть теоретически это возможно, но для этого нужно принять определённые меры. Ну, например запитать разные фазы от разных энергосистем (именно от энергосистем , а не разных подстанций, подключённых к одной энергосистеме), или ещё можно попробовать запитать одну фазу через КЛ, вторую через ВЛ, а третью ещё как-нибудь, и чтобы всё это было разной протяжённости и разных сечений.

Ну вообще-то неравенство углов и неравенство напряжений в трехфазных системах неразделимы. Нагрузите одну фазу индуктивной нагрузкой, вторую чисто активной, ну а третью емкостной. Получите напряжения отличающиеся как по величине, так и по углу. Аналогичная ситуация и с однофазной нагрузкой: ведь линии передачи высокого напряжения имеют преимущественно индуктивное сопротивление. Соответственно "поплывут" не только величины напряжений, но и углы между ними.
Кстати по поводу разных подстанций, подключенных к одной энергосистемы. Имеем участок протяженностью 150 км. Вдоль участка идут две линии: 330 кВ и 110 кВ, которые связаны друг с другом через автотрансформаторы 330/150/110 кВ в начале участка и 330/110 кВ - в конце. По линии 330 кВ осуществляется транзит значительной мощности от АЭС, плюс на шины 110 кВ в начале участка работает достаточно мощная ГЭС. К линии 110 кВ подключены три тяговые подстанции, расположенные приблизительно через 50 км друг от друга. В результате того, что по линии 110 кВ также протекает значительная мощность расхождение углов одноименных фаз на тяговых подстанциях достигает 3 градусов. Соответственно по тяговой сети тоже протекают значительные транзитные токи. Еще большие различия по углам одноименных фаз (5 и более градусов) получаются если эту ЛЭП 110 кВ разомкнуть где-нибудь в середине участка.

А в момент сдвига фазы не возникает паразитная коммутационная частота?

[QUOTE=М. Иванов;100402]Ну вообще-то неравенство углов и неравенство напряжений в трехфазных системах неразделимы. Нагрузите одну фазу индуктивной нагрузкой, вторую чисто активной, ну а третью емкостной. Получите напряжения отличающиеся как по величине, так и по углу. Аналогичная ситуация и с однофазной нагрузкой: ведь линии передачи высокого напряжения имеют преимущественно индуктивное сопротивление. Соответственно "поплывут" не только величины напряжений, но и углы между ними.
Кстати по поводу разных подстанций, подключенных к одной энергосистемы. Имеем участок протяженностью 150 км. Вдоль участка идут две линии: 330 кВ и 110 кВ, которые связаны друг с другом через автотрансформаторы 330/150/110 кВ в начале участка и 330/110 кВ - в конце. По линии 330 кВ осуществляется транзит значительной мощности от АЭС, плюс на шины 110 кВ в начале участка работает достаточно мощная ГЭС. К линии 110 кВ подключены три тяговые подстанции, расположенные приблизительно через 50 км друг от друга. В результате того, что по линии 110 кВ также протекает значительная мощность расхождение углов одноименных фаз на тяговых подстанциях достигает 3 градусов. Соответственно по тяговой сети тоже протекают значительные транзитные токи. Еще большие различия по углам одноименных фаз (5 и более градусов) получаются если эту ЛЭП 110 кВ разомкнуть где-нибудь в середине участка.[/QUOTE]

То, что вы описали - это несколько другое. Это неравенство углов тока и напряжения между одноимёнными фазами(знаменитый косинус фи), но никак не неравенство между углами сдвига фаз(120 эл.градусов). И вообще-то таких случаев, как вы описали, стараются избегать(правда не всегда это возможно).

Ну почему же? Неравные по величине и косинсу фи токи фаз вызовут неравные падения напряжений в фазах. Причем эти падения напряжений будут отличаться не только по величине, но и по углу. А раз так, то и напряжения фаз на зажимах потребителя будут отличаться как по величине так и по углу.

Ребят, вот решил познакомиться с принципами работы контактной сети и вот первые вопросы:
Для чего контактный провод постоянно зигзагообразно петляет - это видно при движении.
И еще: Много раз с поезда видел, как периодически контактный провод вдруг сменялся другим, а сам уходил в сторону и заканчивался на опоре, где за этот провод подвешены грузы (видимо для натяга провода) Вот только как так может быть - шел провод, шел, а тут раз - и закончился?

Петляет он для того, чтобы накладки на пантографе изнашивались равномерно.
Советую также скачать книги "Контактная сеть" и "Машинисту о контактной сети и токосъёме", там найдёшь ответы на многие вопросы.

[QUOTE]И еще: Много раз с поезда видел, как периодически контактный провод вдруг сменялся другим, а сам уходил в сторону и заканчивался на опоре, где за этот провод подвешены грузы (видимо для натяга провода) Вот только как так может быть - шел провод, шел, а тут раз - и закончился?[/QUOTE] Это называется анкеровка — контактный провод выпускается отрезками по 1800м, отрезки между собой, понятное дело, электрически соединены.

Все таки это называется сопряжением анкерных участков. На протяжении одного-двух-трех пролетов две контактных подвески идут параллельно друг другу, при этом на одной подвеске контактный провод постепенно поднимается, а на другой - опускается. В результате получаем плавный переход токоприемника с одного провода на другой.
[url=http://radikal.ru/F/s41.radikal.ru/i092/0911/0f/a75187133b46.jpg.html][img]http://s41.radikal.ru/i092/0911/0f/a75187133b46t.jpg[/img][/url]
Провода отходящих ветвей анкеруются т.е. просто крепятся к опоре. Анкеровка может быть жесткой (и тогда натяжение провода будет зависеть от температуры и нагрузки на провод) и компенсированной (в последнем случае натяжение провода практически постоянно).
С помощью таких сопряжений контактную подвеску разбивают на анкерные участки, обычно длиной не более 1500 м. Это разделение выполняют для поддержания постоянного натяжения в проводах и для того что бы ограничить область повреждения контактной сети при аварийных ситуациях.

вот [URL="http://scaletrainsclub.com/portal/images/portal_files/vasily/some_books_h15/contact_net.pdf"]здесь[/URL] ещё можно почитать...

Спасибо вам, ребят. Так получается, что машинист должен опустить токоприемники при смене провода или это не нужно?

Нет, опускать токоприемники нет необходимости.

[QUOTE=М. Иванов;125574]Нет, опускать токоприемники нет необходимости.[/QUOTE]

А для чего там знак - "Отключить ток" перед сменой проводов ? :confused:

"Отключить ток" - значит там не только смена проводов, но ещё и нейтральная вставка. Нейтральная вставка разделяет участки, запитанные от разных фаз - нельзя, чтобы поезд замкнул эти две фазы между собой.
В документе, ссылку на который я давал - это рисунок 4, там подробно всё описано.

Вообще-то на вставке пантографы тоже не опускают. Опускают на токоразделах на постоянном токе, потому что там как раз нет нейтральной вставки (короткого анкерного участка без напряжения) и проходящий пантограф замыкает участки. КС постоянного тока в нормальном режиме работы вообще-то вся едина, но изредка бывает необходимо избежать соединения участков

[QUOTE]короткого анкерного участка без напряжения) и проходящий пантограф замыкает участки. КС постоянного тока в нормальном режиме работы вообще-то вся едина[/QUOTE] Мне вот что непонятно. Нейтральную вставку между участками, запитанными от разных фаз делают для снижения перенапряжений в воздушных промежутках, т.к. между фазами почти 50кВ. А токоприемник замыкает участок без напряжения и одну из фаз, т.е. между ним и другой фазой становится 50кВ, что делает устройство нейтральной вставки бессмысленным.

[QUOTE=Combine;125597]Мне вот что непонятно. Нейтральную вставку между участками, запитанными от разных фаз делают для снижения перенапряжений в воздушных промежутках, т.к. между фазами почти 50кВ. А токоприемник замыкает участок без напряжения и одну из фаз, т.е. между ним и другой фазой становится 50кВ, что делает устройство нейтральной вставки бессмысленным.[/QUOTE]

Что делает нейтральная вставка, написано в посте #27.

Т.е. напряжение 50кВ между проводами соседних анкерных участков допускается?

[QUOTE=Combine;125624]Т.е. напряжение 50кВ между проводами соседних анкерных участков допускается?[/QUOTE]Нейтральная вставка делается для того, что бы [B]токоприемник[/B] не замкнул собой контактные подвески с разными напряжениями. При этом напряжение 50 кВ между проводами вполне себе допускается, правда обычно там не 50, а все же 25, ну 30 кВ :-)

Между фазами намного больше 25. 40-50 — легко. Именно поэтому я и спросил :)

А почему между фазами намного больше?

Вообще-то в контактной сети не фазное, а линейное напряжение. Если не ошибаюсь, на рельсах всегда фаза C, а на проводе A или B

Если быть точным, то (квадратный корень из 3) * 25 кВ = 43,3 кВ.
А для комнатных 220В между фазой и нулём - межфазное напряжение получится 380В, знакомая цифра?
На самом деле тут одной цифрой не обойтись. На вопрос "почему" без лекции на тему электротехники вообще затрудняюсь объяснить, но попробую: итак, у нас есть три фазы. Для каждой существует график зависимости напряжения от времени: синусоида с периодом 1/50 секунды и амплитудой - нет, не 25 кВ, а (корень из 2) * 25 кВ = 35,4 кВ.
Сделана такая амплитуда вот зачем: мощность потребителя с чисто активным сопротивлением = U^2/R, если построите график мощности от времени, получится синусоида в квадрате, где мощность меняется от нуля до значения когда амплитудное значения напряжения подставить в последнюю формулу. А средняя мощность за период - в точности половина от максимальной мощности. Так вот, исторически сложилось, что электротехникам гораздо удобнее назвать напряжением переменного тока не амплитуду напряжения, а как раз такую цифру, которая бы позволила получить аналогичную мощность на постоянном напряжении.
То есть напряжение, периодически меняющееся по гармоническому закону (=по синусоиде) от минус 35,4 кВ до плюс 35,4 кВ, электротехники договорились называть напряжением 25 кВ, просто потому, что постоянное напряжение в 25 кВ будет обеспечивать потребителю такую же мощность.
Итак, поехали дальше. У нас три фазы - три синусоиды с одной амплитудой, но смещённые по фазе (собственно, поэтому их и назвали фазами) на 120 градусов (просто поровну поделили 360 градусов на три).
Посчитайте теперь разность между двумя любыми фазами. Это будет тоже синусоида, но с фазой, лежащей "посередине" между выбранными синусоидами и амплитудой, большей в корень из 3 раз (если правильно помню - складывать синусоиды учат ещё в школе).
Получается, что в какие-то моменты периода мгновенная разность напряжений между фазами составит 25 кВ * корень 2 * корень 3 = 61,2 кВ.
p.s. плохо дома болеть гриппом - столько свободного времени на болтовню...

[QUOTE=Analytic;125759]Если быть точным, то (квадратный корень из 3) * 25 кВ = 43,3 кВ. [/QUOTE]
Еще раз. Напряжение 25 кВ (а точнее 27,5 кВ) это [b]линейное[/b] напряжение, а не фазное!!! Корень из 3 тут совсем не к месту.

Электровоз включен между нулем и фазой или между двумя фазами? Насколько я знаю, между нулем и фазой.

[QUOTE=Combine;125811]Электровоз включен между нулем и фазой или между двумя фазами? Насколько я знаю, между нулем и фазой.[/QUOTE]
А я знаю что между фазами. Именно напряжение между фазами и называется линейным.

При обычной системе 25 кВ вторичная обмотка тягового трансформатора соединяется в треугольник, фаза С которого соединяется с рельсами, фазы А и В подключаются к контактной сети слева и справа от нейтральной вставки. Таким образом, и ЭПС, и нейтральная вставка у нас включены на линейное напряжение 27,5 кВ.
Впрочем, в некоторых случаях на нейтральной вставке бывают и большие напряжения. Например, в системе 2х25 кВ изначально применялась схема включения трансформаторов, при векторы напряжений контактной сети слева и справа от подстанции были сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Соответственно, напряжение на нейтральной вставке получалось около 47,6 кВ. Потом, правда, стали использовать другую схему включения, в которой напряжение на нейтральной вставке стало 27,5 кВ. Другой вариант - когда на подстанции установлены специальные трансформаторы, позволяющие более равномерно загружать все три фазы питающей электросети (так называемые симметрирующие трансформаторы - трансформаторы с эффектом Скотта). В этом случае угол между напряжениями слева и справа от нейтральной вставки получается около 90 градусов, а напряжение на нейтральной вставке можно определить по теореме Пифагора :-), оно будет около 38,9 кВ.