25HZ相敏轨道电路课件

1、主讲 王家平 王强25HZ相敏轨道电路7/18/20221主要内容25HZ相敏轨道电路的发展25HZ相敏轨道电路组成、特点及其技术指25HZ相敏轨道电路的工作原理25HZ相敏轨道电路系统配套器材25HZ相敏轨道电路的种类25HZ相敏轨道电路与电码化的结合25HZ相敏轨道电路调整25HZ相敏轨道电路极性交叉检查工程设计注意的问题施工和维修注意的问题25HZ轨道组合布置及轨道继电器电路说明25HZ分频器和25HZ电源屏7/18/2022225HZ相敏轨道电路的发展 1978年开始研制，1982年通过铁道部技术鉴定，批准推广使用。“97”型是1993年开始研制， 1997年通过铁道部技术鉴定，并决定

2、用“97”型替代原“25HZ相敏轨道电路”在全路推广使用。7/18/20223 一、25HZ相敏轨道电路的组成（见图1-1） 1、送端设备：BE25扼流变压器、BG25轨道变压器、限流电阻、RD1、RD2熔断器。 2、受端设备：BE25扼流变压器、BG25轨道变压器、RS限流电阻、RD3熔断器、Z防雷硒堆、HF防护盒、（JRJC1-70/240）二元二位继电器。 3、25HZ电源屏 二、25HZ相敏轨道电路的特点和主要技术指标7/18/202247/18/2022525HZ相敏轨道电路的特点 1、采用二元二位轨道继电器，其具有可靠的相位选择性和频率选择性，因而对轨端绝缘破损和外界牵引电流或其它

3、频率电流的干扰能可靠地进行防护。采用连续式供电，使之应变速度快，工作稳定、维修周期长，便于叠加电码化。 2、 与工频连续式轨道电路比较，受道碴电阻变化的影响小，因而改善了传输特性。 3、 25HZ电源是应用分频的原理构成的，由于50HZ工频稳定，所以它也有频率稳定的特性，其频率恒等于工频的一半。 7/18/20226 4、 由于25HZ分频器的特性，当两分频器的输入端反向连接时，则其输出电压相差90，易于做成局部电源电压恒超前轨道电源电压90，因而可以采取集中调相方式。 5、 “田”字型分频器的两线圈呈90位置放置，大大降低输出25HZ回路中50HZ成分，保证了即使在防护盒断线的情况下，轨道继

4、电器不会误动。 6、分频器具有稳压特性，当50HZ在220（+40， 60V),负载由空载至满载的范围内变化时，输出电压仅在220V6.6V范围内变化,因而提高了轨道电路工作的稳定性。 7、功率消耗低：取自轨道0.6VA，大部分取自局圈（6.5VA)；双扼流区段20VA，无扼流区段30VA。7/18/2022797型25HZ相敏轨道电路主要技术指标 1用于钢轨连续牵引总电流不大于800A、不平衡电流不大于60A的交流电气化区段的站内和预告区段的轨道电路。不设扼流变压器时，也可用于电气化区段内无电力机车行驶和非电气化区段的站内和预告区段的轨道电路。 250HZ电压为220（+40， 60V）范围

5、内、钢轨阻抗不大于0.642km/、道碴最小电阻不小于0.6km，在极限范围内，能可靠满足调整和分路要求，并能实现一次调整。 3单受的轨道区段若不带无受电分支和为增设非轨道电路用的扼流变压器时，极限长度为： 带双扼流变压器和无扼流变压器的轨道电路均为为1.5 km。 7/18/20228 4、一送多受的轨道电路，以标准的0.06分路电阻在区段内任意点分路时,保证至少有一个轨道继电器可靠落下。 、每段轨道电路最多可设四个扼流变压器（包括空扼流变压器）。 、能实现叠加或预叠加电码化。 、在无迂回回路的条件下，任何故障均有可靠的分路检查。7/18/2022925HZ相敏轨道电路的工作原理 一、轨道电

6、路的工作原理 二、正弦交流电的基本知识三、二元二位继电器的动作原理四、二元二位继电器的相位选择性五、二元二位继电器的频率选择性六、防护盒在电路中的作用7/18/202210工 作 原 理 25HZ轨道电路采用交流25HZ电源连续供电。其受电端采用二元二位轨道继电器。从外电网送入50HZ电源，经专设的25HZ电源屏分频器分频作为轨道电路的专用电源。由于二元二位轨道继电器具有可靠的频率选择性，故该轨道电路不仅可用于交流电气化区段，而且可用于非电气化区段。 25HZ电源屏（轨道分频器和局部分频器）由室内分别供出25HZ轨道电源和局部电源。轨道电源由室内通过电缆供向室外，经由送端轨道电源变压器（BG2

7、5）、送端限流电阻（RX）、送端25HZ扼流变压器（BG25）、钢轨线路、7/18/202211受端25HZ扼流变压器（BE25）、受端25HZ轨道变压器（BG25）、电缆线路，送回室内，经过防雷硒堆（Z）、25HZ防护盒（HF2）给二元二位轨道继电器（GJ）轨道线圈3、4供电。局部线圈1、2电源由室内25HZ电源屏局部分频器提供110V电压，其中局部电源电压超前轨道电源电压90度。当轨道线圈和局部线圈所到电源满足规定的相位和频率要求时，二元二位轨道继电器JRJC1-70/240吸起，轨道电路处于工作状态；反之二元二位轨道继电器JRJC1-70/240落起，轨道电路处于不工作状态。7/18/2

8、022122.2.1二元二位继电器的动作原理 用于25HZ相敏轨道电路的接收器采用二元二位继电器，属于交流感应式继电器，是根据电磁铁所建立的交变磁场与金属转子中感应电流之间相互作用的原理而动作的。该继电器由带轴翼板、局部线圈、轨道线圈和接点组四大部分组成，安装在压铸铝合金支架内。活动部分采用滚珠轴承，双重防护，可靠性更高，使翼板转动灵活、耐久。 当该继电器通以规定频率的电流，且局部线圈电压超前轨道线圈电压的角度为00超前， =1-2 1/2R2T/2时，回路将产生不衰减的振荡。这种使电感量的变化频率为回路谐振频率的两倍时所形成的振荡即为参数激励振荡。 参数激励振荡的条件是： （1）通过参数的变

9、化，补充到振荡回路中的能量要大于回路所消耗的能量。 （2）参数变化的频率和相位与回路谐振频率和相位必须满足一定的关系。当参数变化的频率为回路的谐振频率的两倍时，最容易起振并达到稳定振荡。7/18/2022105铁磁变频器结构图7/18/2022106 2、铁磁变频器的结构： “口”字形、“日”字形、“田”字形“田”字形结构：两线圈四磁路，结构较复杂，但耗铜少，效率最高，抗干扰能力强。因它的50Hz输入绕组和25Hz输出绕组是按相隔90配置的，50Hz输入绕组中的交流电所产生的磁力线不经过25Hz输出绕组，两绕组不产生50Hz磁耦合，即使50Hz输入绕组匝间或层间短路，50Hz交流电也不会耦合到

10、输出绕组，这样就排除了交流二元二位继电器误动的可能性，提高了抗干扰能力。 3、铁磁变频器的变频过程： （a）一次电源经第一个正半周时，50Hz交流电流i经二极管流入WH绕组，产生电能，通过磁感应将能量传递给谐振槽路，在WK绕组中感应出电势来，给谐振电容CK充电，设方向为上“正”下“负”，输出电压为CK充电电压。7/18/2022107 （b）一次电源经第一个负半周时，一次绕组WH没有输入电流，即没有电能输入，此时谐振槽路中CK开始放电，在谐振线圈中有电容电流iC流过，产生磁通c21和c22输出电压为CK放电电压。 （c）当电源电流经第二个正半周时，WH绕组中又有i流入，产生磁通H11和H12与

11、c21和c22在磁路、分段相加在磁路、分段相减，使得磁路-段处于饱和状态，磁路-段处于未饱和状态，于是谐振线圈WK在未饱和磁通的作用下感应出电势给CK反向充电，方向为上“负”下“正”，输出电压为CK反充电电压。 （d）一次电流经第二个负半周时，电容CK中的电能释7/18/2022108放出来，将电场能转变成磁场能，产生磁通c21和c22，它的方向与上一周期电容放电时产生的磁通相反，输出电压为CK的放电电压。 （e）一次电流经第三个正半周时，WH绕组中有i流入，产生磁通H11和H12方向不变，与磁通c21和c22在、分段相减，在、分段相加，使磁路-段处于未饱和状态，磁路-段处于饱和状态，WK线圈

12、在未饱和磁通的作用下产生感应电势给CK充电，方向为上“正”下“负”，输出电压为CK充电电压。 （f）当电源电流经第三个负半周时，又回到（b）所述过程。 铁磁变频器工作波形如下图： 7/18/2022109铁磁变频器工作波形图7/18/2022110 如此周而复始地进行着能量的传递和转换，就建立起稳定的振荡。通过两铁心交替工作在饱和与不饱和状态，用两铁心的磁通来调制谐振绕组的电感量LC有每秒50次的变化，该电感与谐振电容CK构成25Hz谐振槽路。这样，一次侧的输入电压、电流变化两个周期，才使二次侧谐振槽路电压、电流完成一个振荡周期，在输出端即形成25Hz交流电。 4、25Hz铁磁变频器特性： 具

13、有频率稳定特性： 25Hz变频器是通过参数振荡形成的，参数的特点是系统的参数以2倍于系统固有频率变化时才产生振荡，也就是参数激励振荡发生在极严格限制的频率范围内，为独特的矩形谐振特性，凡是在频率f0以外均不产生参数振荡，因此25Hz铁磁变频器输出频率非常稳定。7/18/2022111 具有稳压特性： 参数激励振荡本身具有限幅能力。由于铁磁变频器采用非线性元件，在谐振槽路中电感与电流之间呈非线性关系，输入电流增大时，谐振线圈的电感值饱和后就几乎不再增大，从而使谐振线圈上的感应电势也不会有多少增加。这样就使得输出电压变化很小，起到了稳压作用。 具有超级隔离和双向滤波特性 具有自动保护功能 具有过负

14、荷的短路保护特性7/18/2022112 四、25Hz轨道电源屏电路 除了设有25Hz铁磁变频器外，为保证输出电压相位的正确性和进行短路防护，25Hz电源屏还设有输出相位保证电路和短路却除电路。 输出相位正确保证电路 25Hz相敏轨道电路的轨道继电器是交流二元二位继电器，它只有在局部线圈电压超前轨道线圈电压90时才能吸起。因此，供给轨道继电器电源的两台变频器必须满足这个要求，即它们的输出电压必须有90相位差，而且供局部回路的变频器的输出电压必须超前供轨道回路的变频器的输出电压。 为保证两台变频器的输出电压相差90，只要将它们的输入电源相差180，即将其中一台变频器的输入电源反接。两7/18/2

15、022113台变频器中，究竟哪一台超前，要根据接通电源瞬间它们的相位而定。为使局部变频器的输出电压超前轨道变频器输出电压90，设由相位检查继电器XJJ和转极继电器ZJ组成的输出相位保证电路。 短路切除电路 铁磁变频器具有过载或短路停振、短路故障消除后自动起振的特点，为缩小短路停振的影响范围，将轨道电路分为两个线束供电。每个线束上分别设由轨道电源控制继电器GKJ和负载检查继电器FJJ组成的短路却除电路。 25Hz轨道电源屏中使用的继电器：7/18/2022114使用继电器表7/18/2022115变压器抽头图7/18/2022116 五、25Hz轨道电源屏使用注意事项及调整方法 1、 变频器工作

16、电压范围是随变频器一次线圈匝数多少而异，一次线圈匝数多时起振电压高；一次线圈匝数少时，起振电压低。因此，改变一次线圈匝数多少来调整变频器起振电压。 2、 变频器二次线圈的线径是按额定电压AC220V时输出电流选择的。因此，要求局部变频器输出两束负载尽量平衡。 3、 谐振槽路电容应选择适当，当电容容量大时过载能力强，但电容电流增加，导致谐振线圈导线温度升高；即使电容选得合适，当负载为空载时，较大的电容电流都流经谐振线圈，从而使谐振线圈发热。因此，变频器应避免长期空载运行。 7/18/2022117 4、 变频器输出电压因贴心磁饱和程度不同而异。如发现输出电压偏离额定值较高时，可改变谐振电容电压，

17、将其谐振绕组的匝数减少，使电容电压降低，从而使输出电压下降；当输出电压降低时，则增加谐振绕组的匝数，使电容电压提高，从而使输出电压上升。 5、 当变频器一次侧二极管击穿、断路或谐振槽路电容断线时，变频器均无输出，此时，应停机检查。 6、 变频器容量大小取决于谐振电容。因此，谐振回路的电容连线要牢固，否则电容容量减少，使变频器容量下降，同时使输出25Hz波形发生畸变。电容测试方法、延长电容使用寿命的方法 7、 变频器二次输出绕组抽头较多，输出电压可以自由选定或调节输出电压。7/18/2022118 六、25Hz轨道电源屏故障分析及处理 一、某新开通站PZT-900/25中站电源屏由使用屏倒为备用屏时，控制台全面红光带