25HZ相敏軌道電路課件

1、主講 王家平 王強25HZ相敏軌道電路7/18/20221主要內容25HZ相敏軌道電路的發(fā)展25HZ相敏軌道電路組成、特點及其技術指25HZ相敏軌道電路的工作原理25HZ相敏軌道電路系統配套器材25HZ相敏軌道電路的種類25HZ相敏軌道電路與電碼化的結合25HZ相敏軌道電路調整25HZ相敏軌道電路極性交叉檢查工程設計注意的問題施工和維修注意的問題25HZ軌道組合布置及軌道繼電器電路說明25HZ分頻器和25HZ電源屏7/18/2022225HZ相敏軌道電路的發(fā)展 1978年開始研制，1982年通過鐵道部技術鑒定，批準推廣使用。“97”型是1993年開始研制， 1997年通過鐵道部技術鑒定，并決定

2、用“97”型替代原“25HZ相敏軌道電路”在全路推廣使用。7/18/20223 一、25HZ相敏軌道電路的組成（見圖1-1） 1、送端設備：BE25扼流變壓器、BG25軌道變壓器、限流電阻、RD1、RD2熔斷器。 2、受端設備：BE25扼流變壓器、BG25軌道變壓器、RS限流電阻、RD3熔斷器、Z防雷硒堆、HF防護盒、（JRJC1-70/240）二元二位繼電器。 3、25HZ電源屏 二、25HZ相敏軌道電路的特點和主要技術指標7/18/202247/18/2022525HZ相敏軌道電路的特點 1、采用二元二位軌道繼電器，其具有可靠的相位選擇性和頻率選擇性，因而對軌端絕緣破損和外界牽引電流或其它

3、頻率電流的干擾能可靠地進行防護。采用連續(xù)式供電，使之應變速度快，工作穩(wěn)定、維修周期長，便于疊加電碼化。 2、 與工頻連續(xù)式軌道電路比較，受道碴電阻變化的影響小，因而改善了傳輸特性。 3、 25HZ電源是應用分頻的原理構成的，由于50HZ工頻穩(wěn)定，所以它也有頻率穩(wěn)定的特性，其頻率恒等于工頻的一半。 7/18/20226 4、 由于25HZ分頻器的特性，當兩分頻器的輸入端反向連接時，則其輸出電壓相差90，易于做成局部電源電壓恒超前軌道電源電壓90，因而可以采取集中調相方式。 5、 “田”字型分頻器的兩線圈呈90位置放置，大大降低輸出25HZ回路中50HZ成分，保證了即使在防護盒斷線的情況下，軌道繼

4、電器不會誤動。 6、分頻器具有穩(wěn)壓特性，當50HZ在220（+40， 60V),負載由空載至滿載的范圍內變化時，輸出電壓僅在220V6.6V范圍內變化,因而提高了軌道電路工作的穩(wěn)定性。 7、功率消耗低：取自軌道0.6VA，大部分取自局圈（6.5VA)；雙扼流區(qū)段20VA，無扼流區(qū)段30VA。7/18/2022797型25HZ相敏軌道電路主要技術指標 1用于鋼軌連續(xù)牽引總電流不大于800A、不平衡電流不大于60A的交流電氣化區(qū)段的站內和預告區(qū)段的軌道電路。不設扼流變壓器時，也可用于電氣化區(qū)段內無電力機車行駛和非電氣化區(qū)段的站內和預告區(qū)段的軌道電路。 250HZ電壓為220（+40， 60V）范圍

5、內、鋼軌阻抗不大于0.642km/、道碴最小電阻不小于0.6km，在極限范圍內，能可靠滿足調整和分路要求，并能實現一次調整。 3單受的軌道區(qū)段若不帶無受電分支和為增設非軌道電路用的扼流變壓器時，極限長度為： 帶雙扼流變壓器和無扼流變壓器的軌道電路均為為1.5 km。 7/18/20228 4、一送多受的軌道電路，以標準的0.06分路電阻在區(qū)段內任意點分路時,保證至少有一個軌道繼電器可靠落下。 、每段軌道電路最多可設四個扼流變壓器（包括空扼流變壓器）。 、能實現疊加或預疊加電碼化。 、在無迂回回路的條件下，任何故障均有可靠的分路檢查。7/18/2022925HZ相敏軌道電路的工作原理 一、軌道電

6、路的工作原理 二、正弦交流電的基本知識三、二元二位繼電器的動作原理四、二元二位繼電器的相位選擇性五、二元二位繼電器的頻率選擇性六、防護盒在電路中的作用7/18/202210工 作 原 理 25HZ軌道電路采用交流25HZ電源連續(xù)供電。其受電端采用二元二位軌道繼電器。從外電網送入50HZ電源，經專設的25HZ電源屏分頻器分頻作為軌道電路的專用電源。由于二元二位軌道繼電器具有可靠的頻率選擇性，故該軌道電路不僅可用于交流電氣化區(qū)段，而且可用于非電氣化區(qū)段。 25HZ電源屏（軌道分頻器和局部分頻器）由室內分別供出25HZ軌道電源和局部電源。軌道電源由室內通過電纜供向室外，經由送端軌道電源變壓器（BG2

7、5）、送端限流電阻（RX）、送端25HZ扼流變壓器（BG25）、鋼軌線路、7/18/202211受端25HZ扼流變壓器（BE25）、受端25HZ軌道變壓器（BG25）、電纜線路，送回室內，經過防雷硒堆（Z）、25HZ防護盒（HF2）給二元二位軌道繼電器（GJ）軌道線圈3、4供電。局部線圈1、2電源由室內25HZ電源屏局部分頻器提供110V電壓，其中局部電源電壓超前軌道電源電壓90度。當軌道線圈和局部線圈所到電源滿足規(guī)定的相位和頻率要求時，二元二位軌道繼電器JRJC1-70/240吸起，軌道電路處于工作狀態(tài)；反之二元二位軌道繼電器JRJC1-70/240落起，軌道電路處于不工作狀態(tài)。7/18/2

8、022122.2.1二元二位繼電器的動作原理 用于25HZ相敏軌道電路的接收器采用二元二位繼電器，屬于交流感應式繼電器，是根據電磁鐵所建立的交變磁場與金屬轉子中感應電流之間相互作用的原理而動作的。該繼電器由帶軸翼板、局部線圈、軌道線圈和接點組四大部分組成，安裝在壓鑄鋁合金支架內。活動部分采用滾珠軸承，雙重防護，可靠性更高，使翼板轉動靈活、耐久。 當該繼電器通以規(guī)定頻率的電流，且局部線圈電壓超前軌道線圈電壓的角度為00超前， =1-2 1/2R2T/2時，回路將產生不衰減的振蕩。這種使電感量的變化頻率為回路諧振頻率的兩倍時所形成的振蕩即為參數激勵振蕩。 參數激勵振蕩的條件是： （1）通過參數的變

9、化，補充到振蕩回路中的能量要大于回路所消耗的能量。 （2）參數變化的頻率和相位與回路諧振頻率和相位必須滿足一定的關系。當參數變化的頻率為回路的諧振頻率的兩倍時，最容易起振并達到穩(wěn)定振蕩。7/18/2022105鐵磁變頻器結構圖7/18/2022106 2、鐵磁變頻器的結構： “口”字形、“日”字形、“田”字形“田”字形結構：兩線圈四磁路，結構較復雜，但耗銅少，效率最高，抗干擾能力強。因它的50Hz輸入繞組和25Hz輸出繞組是按相隔90配置的，50Hz輸入繞組中的交流電所產生的磁力線不經過25Hz輸出繞組，兩繞組不產生50Hz磁耦合，即使50Hz輸入繞組匝間或層間短路，50Hz交流電也不會耦合到

10、輸出繞組，這樣就排除了交流二元二位繼電器誤動的可能性，提高了抗干擾能力。 3、鐵磁變頻器的變頻過程： （a）一次電源經第一個正半周時，50Hz交流電流i經二極管流入WH繞組，產生電能，通過磁感應將能量傳遞給諧振槽路，在WK繞組中感應出電勢來，給諧振電容CK充電，設方向為上“正”下“負”，輸出電壓為CK充電電壓。7/18/2022107 （b）一次電源經第一個負半周時，一次繞組WH沒有輸入電流，即沒有電能輸入，此時諧振槽路中CK開始放電，在諧振線圈中有電容電流iC流過，產生磁通c21和c22輸出電壓為CK放電電壓。 （c）當電源電流經第二個正半周時，WH繞組中又有i流入，產生磁通H11和H12與

11、c21和c22在磁路、分段相加在磁路、分段相減，使得磁路-段處于飽和狀態(tài)，磁路-段處于未飽和狀態(tài)，于是諧振線圈WK在未飽和磁通的作用下感應出電勢給CK反向充電，方向為上“負”下“正”，輸出電壓為CK反充電電壓。 （d）一次電流經第二個負半周時，電容CK中的電能釋7/18/2022108放出來，將電場能轉變成磁場能，產生磁通c21和c22，它的方向與上一周期電容放電時產生的磁通相反，輸出電壓為CK的放電電壓。 （e）一次電流經第三個正半周時，WH繞組中有i流入，產生磁通H11和H12方向不變，與磁通c21和c22在、分段相減，在、分段相加，使磁路-段處于未飽和狀態(tài)，磁路-段處于飽和狀態(tài)，WK線圈

12、在未飽和磁通的作用下產生感應電勢給CK充電，方向為上“正”下“負”，輸出電壓為CK充電電壓。 （f）當電源電流經第三個負半周時，又回到（b）所述過程。 鐵磁變頻器工作波形如下圖： 7/18/2022109鐵磁變頻器工作波形圖7/18/2022110 如此周而復始地進行著能量的傳遞和轉換，就建立起穩(wěn)定的振蕩。通過兩鐵心交替工作在飽和與不飽和狀態(tài)，用兩鐵心的磁通來調制諧振繞組的電感量LC有每秒50次的變化，該電感與諧振電容CK構成25Hz諧振槽路。這樣，一次側的輸入電壓、電流變化兩個周期，才使二次側諧振槽路電壓、電流完成一個振蕩周期，在輸出端即形成25Hz交流電。 4、25Hz鐵磁變頻器特性： 具

13、有頻率穩(wěn)定特性： 25Hz變頻器是通過參數振蕩形成的，參數的特點是系統的參數以2倍于系統固有頻率變化時才產生振蕩，也就是參數激勵振蕩發(fā)生在極嚴格限制的頻率范圍內，為獨特的矩形諧振特性，凡是在頻率f0以外均不產生參數振蕩，因此25Hz鐵磁變頻器輸出頻率非常穩(wěn)定。7/18/2022111 具有穩(wěn)壓特性： 參數激勵振蕩本身具有限幅能力。由于鐵磁變頻器采用非線性元件，在諧振槽路中電感與電流之間呈非線性關系，輸入電流增大時，諧振線圈的電感值飽和后就幾乎不再增大，從而使諧振線圈上的感應電勢也不會有多少增加。這樣就使得輸出電壓變化很小，起到了穩(wěn)壓作用。 具有超級隔離和雙向濾波特性 具有自動保護功能 具有過負

14、荷的短路保護特性7/18/2022112 四、25Hz軌道電源屏電路 除了設有25Hz鐵磁變頻器外，為保證輸出電壓相位的正確性和進行短路防護，25Hz電源屏還設有輸出相位保證電路和短路卻除電路。 輸出相位正確保證電路 25Hz相敏軌道電路的軌道繼電器是交流二元二位繼電器，它只有在局部線圈電壓超前軌道線圈電壓90時才能吸起。因此，供給軌道繼電器電源的兩臺變頻器必須滿足這個要求，即它們的輸出電壓必須有90相位差，而且供局部回路的變頻器的輸出電壓必須超前供軌道回路的變頻器的輸出電壓。 為保證兩臺變頻器的輸出電壓相差90，只要將它們的輸入電源相差180，即將其中一臺變頻器的輸入電源反接。兩7/18/2

15、022113臺變頻器中，究竟哪一臺超前，要根據接通電源瞬間它們的相位而定。為使局部變頻器的輸出電壓超前軌道變頻器輸出電壓90，設由相位檢查繼電器XJJ和轉極繼電器ZJ組成的輸出相位保證電路。 短路切除電路 鐵磁變頻器具有過載或短路停振、短路故障消除后自動起振的特點，為縮小短路停振的影響范圍，將軌道電路分為兩個線束供電。每個線束上分別設由軌道電源控制繼電器GKJ和負載檢查繼電器FJJ組成的短路卻除電路。 25Hz軌道電源屏中使用的繼電器：7/18/2022114使用繼電器表7/18/2022115變壓器抽頭圖7/18/2022116 五、25Hz軌道電源屏使用注意事項及調整方法 1、 變頻器工作

16、電壓范圍是隨變頻器一次線圈匝數多少而異，一次線圈匝數多時起振電壓高；一次線圈匝數少時，起振電壓低。因此，改變一次線圈匝數多少來調整變頻器起振電壓。 2、 變頻器二次線圈的線徑是按額定電壓AC220V時輸出電流選擇的。因此，要求局部變頻器輸出兩束負載盡量平衡。 3、 諧振槽路電容應選擇適當，當電容容量大時過載能力強，但電容電流增加，導致諧振線圈導線溫度升高；即使電容選得合適，當負載為空載時，較大的電容電流都流經諧振線圈，從而使諧振線圈發(fā)熱。因此，變頻器應避免長期空載運行。 7/18/2022117 4、 變頻器輸出電壓因貼心磁飽和程度不同而異。如發(fā)現輸出電壓偏離額定值較高時，可改變諧振電容電壓，

17、將其諧振繞組的匝數減少，使電容電壓降低，從而使輸出電壓下降；當輸出電壓降低時，則增加諧振繞組的匝數，使電容電壓提高，從而使輸出電壓上升。 5、 當變頻器一次側二極管擊穿、斷路或諧振槽路電容斷線時，變頻器均無輸出，此時，應停機檢查。 6、 變頻器容量大小取決于諧振電容。因此，諧振回路的電容連線要牢固，否則電容容量減少，使變頻器容量下降，同時使輸出25Hz波形發(fā)生畸變。電容測試方法、延長電容使用壽命的方法 7、 變頻器二次輸出繞組抽頭較多，輸出電壓可以自由選定或調節(jié)輸出電壓。7/18/2022118 六、25Hz軌道電源屏故障分析及處理 一、某新開通站PZT-900/25中站電源屏由使用屏倒為備用屏時，控制臺全面紅光帶