УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СТРЕЛОК И СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для обеспечения надежным электропитанием различных потребителей, в частности электрической централизации стрелок и сигналов железнодорожных станций.
Известно устройство электропитания электрической централизации стрелок и сигналов, содержащее щит включения электропитания, к входам которого подключены фидеры электроснабжения и аккумуляторная батарея, соединенные между собой панель вводную и панель распределительную, входы которых подключены к рабочим выходам щита включения электропитания, а выходы являются источниками электропитания соответствующей нагрузки, резервную электростанцию, вход которой подключен к управляющему выходу щита включения электропитания, а выход - к входу панели вводной (Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Вл.В.Сапожников, Н.П.Ковалев, В.А.Кононов, A.M.Костроминов, Б.С.Сергеев; Под ред. проф. Вл.В. Сапожникова. - М.: Маршрут, 2005, рис.7.28).
Недостатком известного устройства электропитания электрической централизации стрелок и сигналов являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не обеспечивает автоматизированный перевод железнодорожных стрелок при отсутствии напряжения во всех фидерах электроснабжения и неисправности резервной электростанции.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство электропитания электрической централизации стрелок и сигналов, содержащее щит включения электропитания, к входам которого подключены фидеры электроснабжения и аккумуляторная батарея, соединенные между собой панель вводную и панель распределительную, входы которых подключены к соответствующим рабочим выходам щита включения электропитания, а выходы являются источниками электропитания соответствующей нагрузки, резервную электростанцию, вход которой подключен к управляющему выходу щита включения электропитания, а выход - к входу панели вводной (Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Вл.В.Сапожников, Н.П.Ковалев, В.А.Кононов, A.M.Костроминов, Б.С.Сергеев; Под ред. проф. Вл.В.Сапожникова. - М.: Маршрут, 2005, рис.7.27).
Недостатком известного устройства электропитания электрической централизации стрелок и сигналов также являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не обеспечивает автоматизированный перевод железнодорожных стрелок при отсутствии напряжения во всех фидерах электроснабжения и неисправности резервной электростанции.
В соответствие с нормативами, действующими на Российских железных дорогах, перерыв в электропитании переменным током электрической централизации стрелок и сигналов может достигать двух часов. В течение всего этого времени персонал, обеспечивающий движение поездов, должен вручную переводить железнодорожные стрелки станции. При этом снижается перерабатывающая способность станции и пропускная способность соответствующего участка железной дороги, а железнодорожный транспорт несет экономические потери.
Задача полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей устройства электропитания электрической централизации стрелок и сигналов за счет обеспечения автоматизированного перевода железнодорожных стрелок при отсутствии напряжения во всех фидерах электроснабжения и неисправности резервной электростанции.
Технический результат достигается тем, что в устройство электропитания электрической централизации стрелок и сигналов, содержащее щит включения электропитания, к входам которого подключены фидеры электроснабжения и аккумуляторная батарея, соединенные между собой панель вводную и панель распределительную, входы которых подключены к рабочим выходам щита включения электропитания, а выходы являются источниками электропитания соответствующей нагрузки, резервную электростанцию, вход которой подключен к выходу управления щита включения электропитания, а выход - к входу панели вводной, введены блок коммутации, первая группа входов которого подключена к выходам электропитания рабочих цепей стрелочных электроприводов панели распределительной, вторая группа входов - к выходам электропитания контрольных цепей стрелочных электроприводов панели распределительной, третья группа выходов - к выходам электропитания элементов индикации положения стрелок панели распределительной, первый преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное напряжение, первый вход которого подключен к рабочему выходу постоянного напряжения щита включения электропитания, а выход - к четвертой группе входов блока коммутации, второй преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение, первый вход которого подключен к рабочему выходу постоянного напряжения щита включения электропитания, а выход - к пятой группе входов блока коммутации, третий преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение, первый вход которого подключен к рабочему выходу постоянного напряжения щита включения электропитания, а выход - к шестой группе входов блока коммутации, выход управления которого подключен к вторым входам первого, второго и третьего преобразователей, первая группа рабочих выходов блока коммутации является выходом электропитания рабочих цепей стрелочного электропривода, вторая группа рабочих выходов - источником электропитания контрольных цепей стрелочного электропривода, третья группа рабочих выходов - источником электропитания элементов индикации положения стрелок.
Блок коммутации включает в себя коммутационное реле, размыкающие контакты контактных групп которого подключены к соответствующим входам первой, второй и третьей групп входов блока коммутации, замыкающие контакты контактных групп - к соответствующим входам четвертой, пятой и шестой групп входов блока коммутации, а общие контакты контактных групп через контакты автоматических выключателей - к соответствующим выходам первой, второй и третьей группам рабочих выходов блока коммутации.
Схема заявляемого устройства электропитания электрической централизации стрелок и сигналов приведена на фиг.1, схема блока коммутации - на фиг.2, полная схема электропитающей установки, в которой используется заявляемое устройство, - на фиг.3.
Устройство электропитания электрической централизации стрелок и сигналов содержит щит включения электропитания 1, к входам которого подключены фидеры электроснабжения 2, 3 и аккумуляторная батарея 4, соединенные между собой панель вводную 5 и панель распределительную 6, входы которых 5.1, 5.2 и 6.1 подключены к соответствующим рабочим выходам переменного 1.1, 1.2 и постоянного 1.3 напряжения щита включения электропитания 1, резервную электростанцию 7 вход которой подключен к выходу управления 1.4 щита включения электропитания 1, а выход - к входу 5.3 панели вводной 5, блок коммутации 8, первая группа входов 8.1 которого подключена к выходам электропитания рабочих цепей стрелочных электроприводов 6.Р панели распределительной 6, вторая группа 8.2 - к выходам электропитания контрольных цепей стрелочных электроприводов 6.Q панели распределительной 6, третья группа 8.3 - к выходам электропитания элементов индикации положения стрелок 6.R панели распределительной 6, первый преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное напряжение 9, первый вход 9.1 которого подключен к выходу постоянного напряжения 1.3 щита включения электропитания 1, а выход - к четвертой группе входов 8.4 блока коммутации 8, второй преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение 10, первый вход которого 10.1 подключен к выходу постоянного напряжения 1.3 щита включения электропитания 1, а выход - к пятой группе входов 8.5 блока коммутации 8.5, третий преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение 11, первый вход которого 11.1 подключен к выходу постоянного напряжения 1.3 щита включения электропитания 1, а выход - к шестой группе входов 8.6 блока коммутации 8, выход управления 8.7 которого подключен к вторым входам 9.2 первого 9, 10.2 второго 10 и 11.2 третьего 11 преобразователей.
Выходы 5.4,…,5.М панели вводной 5 и выходы 6.2,…,6.N панели распределительной 6 являются источниками электропитания соответствующей некоммутируемой нагрузки электрической централизации стрелок и сигналов. Первая группа рабочих выходов 8.8 блока коммутации 8 обеспечивает электропитание рабочих цепей стрелочного электропривода, вторая группа рабочих выходов 8.9 - электропитание контрольных цепей стрелочного электропривода, третья группа рабочих выходов 8.10 - электропитание элементов индикации положения стрелок - лампочек или светодиодов табло электрической централизации стрелок и сигналов.
На фиг.1 показана также кнопка 12 переключения коммутируемой нагрузки в случае отсутствия напряжения на всех фидерах электроснабжения и неисправности резервной электростанции, подключенная к входу управления 8.11 блока коммутации 8.
В качестве первого преобразователя постоянного напряжения в переменное трехфазное напряжение 9 может использоваться известный преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное напряжение (Коган Д.А., Молдавский М.М. Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003, с.45-59, рис.3.9).
В качестве второго и третьего преобразователей постоянного напряжения в переменное напряжения 10 и 11 может использоваться известный преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение (Коган Д.А., Молдавский М.М. Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003, с.33-45, рис.3.1).
Блок коммутации 8 (фиг.2) содержит коммутационное реле 13, обмотка которого через контакт кнопки 12 подключена к рабочему выходу постоянного напряжения 1.3 щита выключения электропитания 1, и три автоматических выключателя 14, 15, 16.
В качестве коммутационного реле 13 блока коммутации 8 может использоваться реле типа НМШ1-2000 (Сороко В.И., Милюков В.А. аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: Кн.1. - 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000 г., с.306-323).
Входы 8.1.1, 8.1.2, 8.1.3 первой группы входов 8.1 блока коммутации 8 подключены к размыкающим контактам контактных групп 13.1, 13.2, 13.3 реле 13, входы 8.2.1, 8.2.2 второй группы входов 8.2 блока коммутации 8 подключены к размыкающим контактам контактных групп 13.4, 13.5 реле 13, входы 8.3.1, 8.3.2, 8.3.3 третьей группы входов 8.3 блока коммутации 8 подключены к размыкающим контактам контактных групп 13.6, 13.7, 13.8 реле 13. Входы 8.4.1, 8.4.2, 8.4.3 четвертой группы входов 8.4 блока коммутации 8 подключены к замыкающим контактам контактных групп 13.1, 13.2, 13.3 реле 13, входы 8.5.1, 8.5.2 пятой группы входов 8.5 блока коммутации 8 подключены к замыкающим контактам контактных групп 13.4, 13.5 реле 13, входы 8.6.1, 8.6.2, 8.6.3 шестой группы входов 8.6 блока коммутации 8 подключены к замыкающим контактам контактных групп 13.6, 13.7, 13.8 реле 13. Рабочие выходы 8.8.1, 8.8.2, 8.8.3 первой группы рабочих выходов 8.8 блока коммутации 8 через контакты 14.1, 14.2, 14.3 первого автоматического выключателя 14 подключены к общим контактам контактных групп 13.1, 13.2, 13.3 реле 13, рабочие выходы 8.9.1, 8.9.2 второй группы рабочих выходов 8.9 блока коммутации 8 через контакты 15.1, 15.2 второго автоматического выключателя 15 подключены к общим контактам контактных групп 13.4, 13.5 реле 13, рабочие выходы 8.10.1, 8.10.2, 8.10.3 третьей группы рабочих выходов 8.10 блока коммутации 8 через контакты 16.1, 16.2, 16.3 третьего автоматического выключателя 16 подключены к общим контактам контактных групп 13.6, 13.7, 13.6 реле 13.
Заявляемое устройство электропитания электрической централизации стрелок и сигналов работает следующим образом.
Штатное электроснабжение заявляемого устройства осуществляется от независимых сетей трехфазного переменного тока - фидеров электроснабжения с напряжением 220 или 380 В и частотой переменного тока 50 Гц. При наличии напряжения, по крайней мере, на одном фидере электроснабжения, кнопка 12 находится в исходном «отжатом» состоянии, коммутационное реле 13 блока коммутации 8 выключено. Электропитание некоммутируемой нагрузки (фиг.3) осуществляется с соответствующих выходов 5.4,…,5.М панели вводной 5 и соответствующих выходов 6.2,…,6.N панели распределительной 6, а коммутируемой нагрузки - с рабочих выходов 8.8, 8.9 и 8.10 блока коммутации 8 через размыкающие контакты контактных групп 13.1,…,13.8 коммутационного реле 13 блока коммутации 8.
Электропитание преобразователей 9, 10, 11 осуществляется непрерывно от аккумуляторной батареи 4 с рабочих выходов постоянного напряжения 1.3 щита включения электропитания 1, независимо от наличия напряжения на фидерах электроснабжения 2, 3 или на выходах резервной электростанции 7.
При отсутствии напряжения на обоих фидерах электроснабжения 2, 3 в течение времени, превышающего нормативное, щит включения электропитания 1 формирует на своем управляющем выходе 1.4 команду включения резервной электростанции 7. До момента выхода резервной электростанции 7 на штатный режим работы электропитание части нагрузок электрической централизации стрелок и сигналов, в том числе рабочих и контрольных цепей стрелочных электроприводов, а также элементов индикации положения стрелок, прекращается, а части нагрузок, в том числе маршрутных и замыкающих реле, продолжается. Поэтому в течение всего этого времени перевод железнодорожных стрелок осуществляется вручную причастным к обеспечению движения поездов персоналом станции.
Если резервная электростанция 7 неисправна или время ее выхода на штатный режим работы превышает нормативное значение, то формируется команда переключения электропитания рабочих и контрольных цепей стрелочных электроприводов, а также элементов индикации положения стрелок электрической централизации стрелок и сигналов, от аккумуляторной батареи 4. Такая команда может подаваться вручную, например, путем нажатия кнопки 12 соответствующим оператором -дежурным по станции. При этом в блоке коммутации 8 включается коммутационное реле 13, переключая своими замыкающими контактами контактных групп 13.1,…,13.8 рабочие выходы 8.8, 8.9, 8.10 этого блока к его рабочим входам 8.4, 8.5, 8.6 соответственно. Одновременно на выходе управления 8.7 блока коммутации 8 формируется команда включения преобразователей 9, 10, 11.
Преобразователи 9, 10, 11 включаются практически мгновенно, обеспечивая электропитание рабочих и контрольных цепей стрелочных электроприводов, а также элементов индикации положения стрелок на все время устранения неисправности резервной электростанции 7 или восстановления электроснабжения на фидерах электроснабжения 1 и/или 2.
В данном случае перевод железнодорожных стрелок на станции, оборудованной заявляемым устройством электропитания, производится во вспомогательном режиме перевода стрелок электрической централизации стрелок и сигналов (Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов ж.-д. трансп./Вл.В.Сапожников, Б.Н.Елкин, И.М.Кокурин и др.; Под ред. Вл.В.Сапожникова. - М.: Транспорт, 1997, с.92-98).
Так как контрольные цепи стрелочных электроприводов и элементов индикации положения стрелок получают электропитание, то оператор, руководящий движением поездов на станции, по индикации положения стрелки на табло электрической централизации стрелок и сигналов определяет фактическое положение стрелки. Затем он нажимает вспомогательную кнопку перевода стрелки, контакт которой шунтирует контакт путевого реле, контролирующего состояние соответствующей стрелочной секции, и поворачивает стрелочную рукоятку в требуемое положение стрелки или нажимает кнопку перевода, соответствующую новому положению стрелки.
Так как рабочие цепи стрелочного электропривода получают электропитание, то электродвигатель стрелочного электропривода переводит стрелку в требуемое положение. Окончание перевода стрелки и ее новое положение оператор контролирует по индикации на табло электрической централизации стрелок и сигналов.
При необходимости отключения рабочих, контрольных цепей стрелочного электропривода или цепей электропитания элементов индикации от выходов блока коммутации 8 для их технического обслуживания, оператор, обслуживающий заявляемое устройство, выключает соответственно автоматические выключатели 14, 14, 16.
При коротких замыканиях в рабочих, контрольных цепях стрелочного электропривода или цепях электропитания элементов индикации автоматические выключатели, соответственно 14, 15, 16 автоматически отключают неисправные цепи от выходов блока коммутации 8.
Таким образом, введение в устройство электропитания электрической централизации стрелок и сигналов блока коммутации и трех преобразователей постоянного напряжения, соответственно: в переменное трехфазное напряжение электропитания рабочих цепей стрелочных электроприводов, в переменное напряжение электропитания контрольных цепей стрелочных электроприводов, в переменное напряжения электропитания элементов индикации положения стрелок, позволило обеспечить автоматизированный перевод железнодорожных стрелок при отсутствии внешнего электроснабжения электрической централизации стрелок и сигналов и неисправности резервной электростанции, минимизируя тем самым экономические потери, возникающие при данных эксплуатационных событиях.