МДК 02.01 Основы технического обслуживания устройств систем СЦБ и ЖАТ
Тема 1.1. Построение электропитающих устройств систем СЦБ и ЖАТ
1.1.3. Электропитание перегонных устройств систем СЦБ и ЖАТ
Электропитание устройств автоблокировки с децентрализованным и централизованным расположением аппаратуры
Содержание:
- Эксплуатационные требования
- Технические требования
- Структура устройств и состав оборудования
- Характеристики параметров внешнего воздействия
- Выходные параметры и функции аппаратуры электропитания
- Допускаемые уровни помехоэмиссии
- Надёжность
- Требования к метрологическому обеспечению и сертификации
- Требования к электробезопасности, охране труда и пожаробезопасности
- Конструктивные требования
- Требования к техническому обслуживанию
Структура устройств и состав оборудования
Источниками питания трёхфазного переменного тока централизованных устройств электропитания должны быть фидеры Ф1, Ф2, Ф3, резервный и аварийный дизель-генераторные агрегаты ДГА. Возможное количество фидеров и ДГА приведено в таблице 1 и зависит от категорийности ж.д. линий и качества (принадлежностью для питания приёмников определённой категории) фидеров.
Фидеры и ДГА должны иметь четырехпроводное соединение с устройствами электропитания (3 фазы и глухо заземлённая нейтраль).
Система электроснабжения и заземления оборудования постов ЭЦ, ГАЦ и ДЦ должна быть типа ТТ по ГОСТ Р 50571.2.
Все источники питания (фидеры, ДГА и аккумуляторные батареи), должны вводиться в постовые устройства ЖАТ через щит выключения питания с дистанционным управлением ЩВП, предназначенный для экстренного отключения источников при пожарной опасности.
Для переключения и защиты фидеров, подключения и запуска ДГА, распределения электроэнергии по потребителям и размещения оборудования электропитания должны предусматриваться вводно-коммутационные распределительные шкафы ВКРШ.
Аккумуляторная батарея для резервирования питания систем ЖАТ должна состоять из одной или двух секций с номинальным напряжением каждой 24 В.
Реле и аппаратура, размещаемая на стативах с общим монтажом, должна получать питание по отдельной двухпроводной цепи от одной секции батареи (24 В).
От другой секции батареи (24 В) по отдельной двухпроводной цепи рекомендуется осуществлять питание резервного освещения и изделий (электронные приборы, инверторы на 0,3 кВА для резервного питания шкафов входных светофоров и т.д.), размещаемых на отдельных стативах.
От всей батареи 48 В по отдельной двухпроводной цепи должно предусматриваться питание инверторов мощностью более 0,3 кВА.
Для исключения появления на реле напряжения 48 В вместо 24 В монтаж нагрузок секций батареи должен быть разделён.
Для электропитания аппаратуры АБЦ, располагаемой на отдельных стативах от стативов с аппаратурой ЭЦ, может использоваться отдельная аналогичная аккумуляторная батарея.
Для изоляции напряжения на нагрузках СЦБ от глухозаземлённой нейтрали фидеров и ДГА и напряжения на нагрузках СЦБ друг от друга, а также для получения требуемых градаций напряжения должны предусматриваться трёхфазные трансформаторы Т1, Т2 и т.д. с максимальной мощностью каждого не более 4,5 кВА и с трёхфазным или однофазным включением вторичных обмоток, предназначенных для питания исполнительных устройств ЭЦ (стрелочных электроприводов, светофоров, рельсовых цепей и т.д.). Количество трансформаторов для питания светофоров и рельсовых цепей зависит от мощности, потребляемой нагрузками, и определяется проектом.
Мощность трансформатор для питания рабочих цепей стрелок должна быть рассчитана на одновременный перевод до шести стрелок.
При электротяге переменного тока должно предусматриваться не менее двух трансформаторов для питания рабочих цепей стрелок, разделённых по стрелочным горловинам.
Для питания нагрузки постоянного тока и заряда каждой секции аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 24 В должны предусматриваться источники питания постоянного тока ИПТЦ. Количество ИПТЦ определяется проектом и зависит от тока нагрузки и тока заряда батареи. ИПТЦ должны иметь автоматическое резервирование за счёт параллельного включения по выходу и избыточности, сохраняющей нормальную работу устройств ЖАТ при неисправности отдельных источников.
ИПТЦ должны обеспечивать сохранение питания нагрузки постоянного тока при коротком замыкании отдельных аккумуляторов и отключении батареи.
Для резервного питания исполнительных устройств ЭЦ и нормального питания управляющего вычислительного комплекса УВК в системах РПЦ и МПЦ при батарейных системах питания должны предусматриваться инверторы И1, И2, И3 и т.д. (например, И1 – для резервирования питания рабочих цепей стрелок трехфазного переменного тока или постоянного тока, И2 – для резервирования питания светофоров и рельсовых цепей, И3 и т.д. – для нормального питания УВК).
Мощность инвертора, предназначенного для резервирования рабочих цепей стрелок, должна быть рассчитана на индивидуальный перевод стрелок (одновременный перевод до двух стрелок), т.е. в аварийном режиме питания предусматривается индивидуальный перевод стрелок и установка маршрутов по готовым стрелкам. Указанный инвертор в аварийном режиме питания должен быть нормально выключенным и включаться на время перевода стрелок.
Количество и назначение инверторов, а также подключение их к секциям батареи с напряжением 24 или 48 В, зависит от мощности нагрузки инверторов, наличия соответствующих параметров инверторов и определяется проектом. При мощности инверторов до 0,3 кВА они могут подключаться к батареям 24 В.
Аппаратура УВК, обеспечивающая работу РПЦ и ПМЦ, при батарейно резервируемой системе питания должна получать нормальное питание от инверторов, подключённых к аккумуляторной батарее по двухканальной системе, и резервироваться от сети переменного тока, предназначенной для нагрузок гарантированного питания. Интервал прерывания напряжения питания комплекта УВК должен быть менее 40 мс или более 3 с.
Для электропитания УВК, обеспечивающей работу РПЦ и ПМЦ, при частично резервируемой системе питания должны применяться сетевые устройства бесперебойного питания УБП.
Децентрализованные объекты, приведённые в таблице 2, должны получать питание от высоковольтных линий 10 или 6 кВ через однофазные изолирующие силовые трансформаторы с номинальным вторичным напряжением 220 В.
Для автоматической переездной сигнализации и автоматических шлагбаумов (УЭАПС), для устройств обнаружения перегретых букс (ПОНАБ, ДИСК и т.п.) взамен высоковольтной линии ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ при соответствующем обосновании и положительных результатах эксплуатационных испытаний, проведённых в установленном порядке, допускается использование сети электрической тяги переменного тока с напряжением от 21 до 29 кВ и частотой 50 Гц.
Для электропитания шкафов входных светофоров (УЭВС) при наличии двух высоковольтных сетей: ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ, в качестве резервного источника «~220» (смотри таблица 2, колонка 4) может предусматриваться непрерывно включённый инвертор, размещаемый на посту ЭЦ. Контроль наличия напряжения «~220» должен осуществляться в шкафу входного светофора. Для питания нагрузки постоянного тока должен использоваться нерегулируемый выпрямитель. Длительность резервирования питания входного светофора, согласно таблицы 2, колонки 2 и 3, должна учитываться при расчёте ёмкости батареи, размещаемой на посту ЭЦ.
При одном источнике переменного тока (ВЛ СЦБ или ВЛ ПЭ) и УЭАПС в децентрализованном устройстве электропитания должна предусматриваться аккумуляторная батарея и источники питания постоянного тока ИПТД. Номинальное напряжение для УЭВС - 14 В, а для УЭАПС - 28 или 14 В, в зависимости от наличия или отсутствия на переезде автоматических шлагбаумов.
При соответствующем обосновании и положительных результатах эксплуатационных испытаний допускается использование альтернативных источников питания (например, литиевых элементов).
При отсутствии необходимости резервирования питания в УЭАПС автоматических шлагбаумов от местной аккумуляторной батареи (таблица 2, колонка 2), они должны получать электропитание от переменного напряжения 220 В.
При необходимости резервирования питания автоматических шлагбаумов от аккумуляторной батареи (таблица 2, колонки 3, 5-7), они должны быть рассчитаны на питание номинальным постоянным напряжением 24 В.
Характеристики параметров внешнего воздействия
Несмотря на то, что согласно Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ) напряжение на устройствах ЖАТ нормируется 220 В при колебаниях в пределах от –10 до +5%, аппаратуру электропитания должна быть рассчитана на напряжения питания:
для децентрализованных устройств ЖАТ (напряжение изолировано от «земли»):
- номинальное – 220 В,
- максимальное – 260 В,
- минимальное – 160 В;
для централизованных устройств ЖАТ (трёхфазное напряжение с глухо заземлённой нейтралью):
- номинальное фазное – 220 В,
- максимальное фазное – 260 В,
- минимальное фазное – 183 В.
Указанные нормы входных напряжений относятся к аппаратуре контроля и устройствам вторичного электропитания, но не относятся непосредственно к устройствам СЦБ.
Аппаратура электропитания должна быть рассчитана на частоту питающей сети (50±1) Гц.
По помехоустойчивости аппаратура электропитания должна относиться к классам А1, А2 или А3 по ОСТ 32.146. К классу А2 относятся аппараты, у которых внешние цепи проходят в жгутах и кабелях совместно с цепями релейной аппаратуры ЖАТ.
К классу А3 относятся аппараты, внешними цепями подключённые к рельсовым цепям. К классу А1 относятся остальные аппараты.
Характеристики влияний внешних импульсных воздействий в цепях питания приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Характеристики влияний внешних импульсных воздействий в цепях питания
|
Вид помехи |
Класс помехоустойчивости. |
Степень жёсткости испытаний |
Амплитуда испытательного воздействия, кВ |
Частота повторения, кГц |
|
Наносекундные (НИП) |
А1 А2 А3 |
2 3 4 |
1 2 4 |
5 5 2,5 |
|
Микросекундные большой энергии (МИП) |
А1, А2 А3 |
3 4 |
2 4 |
- |
|
Электростатические разряды (ЭСР) |
А1-А3 |
2 |
4 |
- |
Характеристики влияний динамических изменений напряжения в цепях питания согласно ГОСТ Р 51317.4.11 (ДИН) для класса помехоустойчивости А1-А3 приведены в таблице 4.
Таблица 4
|
Вид динамических изменений напряжения электропитания |
Степень жёсткости испытаний |
Критерий качества функционирования по ОСТ32.146 |
Параметр испытательных воздействий |
||
|
Испытательное напряжение, % Uн, ±5% |
Амплитуда динамических изменений напряжения, % Uн |
Длительность динамических изменений напряжения, периоды (мс) |
|||
|
Провалы напряжения |
3 |
А |
70 |
30 |
50 (1000) |
|
Прерывания напряжения |
3 |
В* |
0 |
100 |
10 (200) |
|
Выбросы напряжения |
3 |
А |
120 |
20 |
50 (1000) |
* В – временное снижение качества функционирования либо потеря функции или работоспособности в условиях воздействия помех с самовосстановлением после прекращения действия помехи.
Критерий качества функционирования устройств электропитания ЖАТ, при прерывании напряжения согласно ПТЭ на время 1,3 с за счёт работы АВР и АПВ на ж.д. подстанциях, должен быть В по ОСТ 32.146.
По стойкости к воздействию климатических факторов при применении по назначению аппаратура должна относиться к классам, указанным в таблице 5, в зависимости от условий размещения, при нормах воздействий, приведённых в этой же таблице.
В помещении класса К1 по ОСТ32.146 устройства электропитания должны контролировать и передавать в систему ДЦ или ДК информацию о выходе температуры помещения за установленные пределы рабочей температуры (от 0 до 40 ºС).
Таблица 5
|
Условие размещения аппаратуры |
Класс по ОСТ 32.146 |
Верхнее значение рабочей температуры, оС |
Верхнее значение предельной рабочей температуры, оС |
Нижнее значение предельной рабочей температуры, оС |
Верхнее значение относительной влажности воздуха при температуре плюс 25 оС, % |
|
Капитальное отапливаемое помещение, транспортабельный модуль (контейнер) с электрообогревом и кондиционером |
К1 |
плюс 40* |
плюс 50 |
минус 5* |
- |
|
Металлический шкаф наружной установки |
К3 |
плюс 55 |
плюс 85 |
минус 50 |
100 |
* - в экстремальных условиях для устройств электропитания, эксплуатируемых в транспортабельных модулях (контейнерах) с электрообогревом и кондиционером, рекомендуется обеспечивать работоспособность в течение ограниченного времени (от 2 до 12 час) в диапазоне температур от минус 20 до плюс 60оС. При этом допускается повышенная до 5% нестабильность выходных напряжений ИПТЦ и инверторов, но безусловное восстановление питания устройств ЖАТ. Нормируемый диапазон рабочих температур окружающего воздуха аппаратуры электропитания не должен быть уже диапазона аппаратуры ЖАТ.
По стойкости к воздействию механических нагрузок при применении по назначению аппаратура должна относиться к классам, указанным в таблице 6, в зависимости от условий размещения при нормах воздействий вибрации, приведённых в этой же таблице.
Таблица 6
|
Условие размещения |
Класс по ОСТ 32.146 |
Вибрация |
||
|
Диапазон частот, Гц |
Амплитудное значение ускорения, g, в направлениях воздействия |
|||
|
вертикальном |
горизонтальном |
|||
|
Капитальное отапливаемое помещение, транспортабельный модуль (контейнер) с электрообогревом и кондиционером |
МС1 |
От 5 до 55 |
0,2 |
0,2 |
|
Металлический шкаф наружной установки |
МС2 |
От 5 до 80 |
0,6 |
0,6 |
