ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ
СООБЩЕНИЯ»

СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДАЮ:

Выпускающей кафедрой Проректор – директор Российской

«Железнодорожная автоматика, открытой академии транспорта

телемеханика и связь»

Зав. кафедрой ________Горелик А.В. ___________________Апатцев В.И.

(подпись, Ф.И.О.) (подпись, Ф.И.О.)

«___»______________20__г. «___»______________20__г.

Кафедра: «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь»

(название кафедры)

Авторы: Горелик А.В., д.т.н., проф., Орлов А.В., к.т.н., доц., Савченко П.В.,
к.т.н., доц., Неваров П.А., к.т.н., доц., Журавлев И.А., к.т.н, доц.,
Тарадин Н.А., к.т.н., доц.

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №1 С МЕТОДИЧЕСКИМИ
УКАЗАНИЯМИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

«Специзмерения в системах автоматики и телемеханики»
(название дисциплины)

Направление/специальность: 190901.65 Системы обеспечения движения

поездов

Профиль/специализация: «Автоматика и телемеханика на

железнодорожном транспорте»

Квалификация (степень) выпускника: Инженер путей сообщения

Форма обучения: Заочная

Одобрена на заседании Учебно-
методической комиссии РОАТ

Протокол №_____

«___»______________20__г.

Председатель УМК ________

(подпись, Ф.И.О.)

Одобрена на заседании кафедры
«Железнодорожная автоматика,
телемеханика и связь»

Протокол №_____

«___»______________20__г.

Зав. кафедрой ________Горелик А.В.

(подпись, Ф.И.О.)

Москва – 2015

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Целью контрольной работы является закрепление знаний, полученных
студентом при самостоятельном изучении дисциплины, а также получение
практических навыков по решению конкретных задач измерения и
диагностики устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

Для успешного выполнения контрольной работы студент должен иметь
представление об устройстве и работе рельсовых цепей, теории и способах
измерения их параметров, а также параметров приборов рельсовых цепей.

Прежде чем приступить к выполнению контрольной работы, студент
должен изучить соответствующие разделы основной и рекомендованной
литературы.

Контрольную работу следует оформлять на листах формата А4
(297x210 мм). У листов следует оставить поля: левое – 3 см, правое – 1.5 см,
нижнее – 2 см, верхнее – 2 см.

Пояснительная записка должна быть написана от руки, либо
машинописно на одной стороне листа. Все листы записки должны иметь
сплошную нумерацию, которая указывается в левом нижнем углу каждого
листа. Таблицы и рисунки также должны быть пронумерованы и иметь
названия. Рисунки должны следует выполнить карандашом на отдельных
листах аналогичного формата. Контрольная работа должна быть
сброшюрована.

Замечания рецензента удалять нельзя. Исправления к замечаниям
рецензента выполняются на чистой стороне листа рядом с самими
замечаниями и сопровождаются надписью «Работа над ошибками».

Контрольная работа содержит три задачи. В пояснительной записке
следует привести исходные данные к каждой задаче в соответствии со своим
вариантом. Решения задач должны включать в себя необходимые расчёты,
краткие пояснения, таблицы и рисунки. Пояснения и расчеты должны быть
разборчивыми для чтения. Результаты расчетов следует округлять до сотых.
Все рисунки следует вставлять в пояснительную записку сразу после той
страницы, на которой имеется первая ссылка на них. Если имеются единицы
измерения вычисляемых или исходных величин, то они обязательно должны
быть указаны. Пояснения и расчёты должны быть разборчивыми для чтения.
Сокращения слов в тексте, за исключением общепринятых, не допускаются.
В конце пояснительной записки следует привести список использованной
литературы.

К пояснительной записке на электронном носителе следует приложить
файл с выполненными расчетами. Недопустимым является ксерокопирование
текста, рисунков и графиков.

Контрольные работы, выполненные не по варианту, к рецензированию
не принимаются.

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

Задача 1. Измерение параметров рельсовых цепей постоянного тока

Пользуясь измеренными значениями токов и напряжений, а также зная
длину рельсовой цепи, необходимо вычислить её первичные и вторичные
параметры.

Метод измерения параметров рельсовых цепей, а также необходимые
исходные данные следует выбрать из таблиц 1–3. Вариант определяется
предпоследней и последней цифрой шифра. При решении задачи помимо
расчета следует привести схему реализации метода измерений.

Таблица 1

Метод холостого хода и короткого замыкания

Вариант (предпоследняя цифра/последняя цифра)	Длина рельсовой цепи l, км	Холостой ход		Короткое замыкание
Вариант (предпоследняя цифра/последняя цифра)	Длина рельсовой цепи l, км	Напряжение Uxx , В	Сила тока I_xx , А	Напряжение Uкз, В	Сила тока I_кз, А
1	2	3	4	5	6
00	1	1	0,45	0,2	1
01	1,1	0,9	0,47	0,3	0,95
02	1,2	1	0,45	0,2	0,96
03	1,3	1,1	0,52	0,5	0,96
04	1,4	1,2	0,55	0,6	0,97
05	1,5	0,8	0,57	0,2	0,97
06	1,6	0,9	0,6	0,3	0,98
07	1,7	1	0,62	0,4	0,98
08	1,8	1,1	0,65	0,5	0,99
09	1,9	1,2	0,65	0,6	0,99
10	2	0,8	0,62	0,2	1
11	2,1	0,9	0,6	0,3	1
12	2,2	1	0,57	0,4	1,1
13	1	1,1	0,55	0,5	0,95
14	1,1	1,2	0,52	0,6	0,95
15	1,2	0,8	0,5	0,2	0,96
16	1,3	0,9	0,47	0,3	0,96
17	1,4	1	0,45	0,4	0,97
18	1,5	1,1	0,45	0,5	0,97
19	1,6	1,2	0,47	0,6	0,98
20	1,7	0,8	0,5	0,2	0,98
21	1,8	0,9	0,52	0,3	0,99
22	1,9	1	0,55	0,4	0,99
23	2	1,1	0,57	0,5	1
24	2,1	1,2	0,6	0,6	1
25	2,2	0,8	0,62	0,2	0,96

26	1	0,9	0,65	0,3	0,95
27	1,1	1	0,65	0,4	0,95
28	1,2	1,1	0,62	0,5	0,96
29	1,3	1,2	0,6	0,6	0,96
30	1,4	0,8	0,57	0,2	0,97
31	1,5	0,9	0,55	0,3	0,97
32	1,6	1	0,52	0,4	0,98
33	1,7	1,1	0,5	0,5	0,98

Таблица 2

Метод, не требующий отключения путевого реле

Вариант (предпоследняя цифра/последняя цифра)	Длина рельсовой цепи l, км	Питающий конец РЦ		Релейный конец РЦ
Вариант (предпоследняя цифра/последняя цифра)	Длина рельсовой цепи l, км	Напряжение Uн, В	Сила тока I_н , А	Напряжение Uк, В	Сила тока I _к , А
1	2	3	4	5	6
34	1	1,1	1,4	0,9	0,7
35	1,1	1,15	1,35	0,9	0,65
36	1,2	1,2	1,3	1	0,6
37	1,3	1,25	1,25	1	0,55
38	1,4	1,3	1,2	0,9	0,5
39	1,5	1,35	1,15	0,8	0,7
40	1,6	1,4	1,1	1,2	0,65
41	1,7	1,45	1,05	1,2	0,6
42	1,8	1,5	1	1,3	0,55
43	1,9	1,55	1,4	1,3	0,5
44	2	1,6	1,35	1	0,7
45	2,1	1,6	1,3	1,2	0,65
46	2,2	1,55	1,25	1,3	0,6
47	1	1,5	1,2	1,3	0,55
48	1,1	1,45	1,15	1,2	0,5
49	1,2	1,4	1,1	1,2	0,7
50	1,3	1,35	1,05	1,1	0,65
51	1,4	1,3	1	1,1	0,6
52	1,5	1,25	1,4	1	0,55
53	1,6	1,2	1,35	1	0,5
54	1,7	1,15	1,3	0,9	0,7
55	1,8	1,1	1,25	0,9	0,65
56	1,9	1,1	1,2	0,5	0,6
57	2	1,15	1,15	0,6	0,55
58	2,1	1,2	1,1	0,7	0,5
59	2,2	1,25	1,05	0,8	0,7
60	1	1,3	1	1,2	0,65

61	1,1	1,35	1,4	1	0,6
62	1,2	1,4	1,35	0,6	0,9
63	1,3	1,45	1,3	1,3	0,5
64	1,4	1,5	1,25	1	0,7
65	1,5	1,55	1,2	1,2	0,65
66	1,6	1,6	1,15	1	0,6

Таблица 3

Метод двух коротких замыканий

Вариант (предпоследняя цифра/последняя цифра)	Длина рельсовой цепи l, км	Расстояние l		Расстояние l 2 l
Вариант (предпоследняя цифра/последняя цифра)	Длина рельсовой цепи l, км	Напряжение U_{кзl 1} , В	Сила тока I_{кзl 1} , А	Напряжение U_кзl2 , В	Сила тока ^Iкзl2 ^,А
1	2	3	4	5	6
67	1	0,19	0,8	0,32	0,72
68	1,1	0,2	0,85	0,35	0,8
69	1,2	0,21	0,9	0,31	0,7
70	1	0,22	0,95	0,34	0,77
71	1,4	0,23	1	0,3	0,7
72	1	0,24	0,9	0,36	0,72
73	1,6	0,25	1	0,36	0,8
74	0,9	0,2	0,8	0,32	0,67
75	1,8	0,25	0,85	0,35	0,65
76	0,7	0,22	0,95	0,41	0,92
77	0,8	0,23	0,95	0,4	0,9
78	0,9	0,24	1	0,35	0,8
79	2	0,25	0,75	0,4	0,65
80	0,5	0,27	0,95	0,39	0,7
81	1,1	0,21	0,8	0,34	0,7
82	1,2	0,22	0,85	0,35	0,75
83	1,3	0,23	0,9	0,36	0,8
84	1,4	0,24	0,95	0,37	0,85
85	0,5	0,22	1	0,31	0,73
86	1,6	0,2	0,8	0,38	0,95
87	1,2	0,26	1	0,33	0,72
88	0,8	0,22	0,8	0,35	0,66
89	1,9	0,23	0,85	0,31	0,65
90	2	0,24	0,9	0,32	0,8
91	2,1	0,19	0,95	0,33	0,9
92	1,2	0,26	1,1	0,33	0,75

93	2	0,21	1,05	0,3	0,8
94	1,1	0,22	1,1	0,34	0,92
95	0,6	0,23	0,8	0,4	0,72
96	1,3	0,25	0,85	0,38	0,8
97	1,4	0,24	0,9	0,36	0,8
98	1	0,27	0,95	0,38	0,75
99	1	0,25	1,2	0,3	0,8

Задача 2. Измерение параметров рельсовых цепей переменного тока

Пользуясь измеренными значениями токов и напряжений и сдвига
фазы между ними, а также зная длину рельсовой цепи, необходимо
вычислить её первичные и вторичные параметры.

Метод измерения параметров рельсовых цепей, а также необходимые
исходные данные следует выбрать из таблиц 4–6. Вариант определяется
предпоследней и последней цифрой шифра. При решении задачи помимо
расчета следует привести схему реализации метода измерений.

Таблица 4

Метод двух коротких замыканий

Вариант (предпос ледняя цифра/п оследня я цифра)	Расстоян ие l, км	Расстояние l, км			Расстояние 2l, км
Вариант (предпос ледняя цифра/п оследня я цифра)	Расстоян ие l, км	Напряже- ние Uкз_l, В	Сила тока I _кзl , А	Угол <ркз_l , град	Напряже- ние U _{кз2 l} , В	Сила тока I _кз2l , А	Угол <ркз_2l , град
1	2	3	4	5	6	7	8
00	1,9	3,9	5,6	56	5,2	3,5	36
01	1,8	3,8	5,4	55	5,2	3,6	33
02	1,9	3,8	5,1	54	4,8	4	32
03	2,3	4,7	4,9	53	5	4	42
04	2,2	4,5	4,7	52	4,7	3,8	41
05	1,8	4,3	5,2	51	4,6	3,6	40
06	1,9	4	5,1	50	4,3	3,7	35
07	2	3,9	5,3	49	4,7	4,2	38
08	2,1	3,8	5	48	4,5	4,3	37
09	2,2	4	4,9	47	4,2	4	36
10	2,3	4,2	4,8	46	4,8	4,5	35
11	2,4	4,4	4,7	56	4,9	3,8	32
12	1,9	4,6	4,8	55	5,2	3,9	33
13	1,8	4,8	5	54	5,1	4	34
14	2,1	4,7	5,2	53	5,1	4,1	35
15	2,2	4,6	5,4	52	5	4,2	36
16	2,3	4,5	5,6	51	4,7	4,3	37
17	2,4	4,3	5,5	50	4,5	4,4	38
18	2	4,2	5,3	49	4,7	4,5	39

19	1,9	4,1	5,1	50	4,8	4,6	40
20	1,8	4	4,9	53	4,9	4,5	41
21	2,4	3,9	4,7	49	4,5	4,4	40
22	2,3	3,8	5,4	56	4,3	4,3	42
23	2	4,7	5,6	55	5,2	4,2	41
24	2,1	4,6	5,5	54	5,1	3,6	40
25	2	4,5	5,4	53	5	4	39
26	2,4	4,4	5,3	52	4,9	3,9	38
27	2,3	4,3	5,2	51	4,8	4	37
28	2,2	4,2	5,1	50	4,7	4,7	36
29	2,1	4,1	5,1	49	4,8	4,5	35
30	2	4	4,9	48	5	3,8	34
31	1,9	3,9	4,8	47	4,4	3,9	33
32	1,8	3,8	4,7	46	4,3	4	32

Таблица 5

Метод холостого хода и короткого замыкания

Вариант (предпос ледняя цифра/п оследня я цифра)	Длина рельсово й цепи l, км	Холостой ход			Короткое замыкание
Вариант (предпос ледняя цифра/п оследня я цифра)	Длина рельсово й цепи l, км	Напряже- ние Uxx, В	Сила тока I _xx , А	Угол ф _xx , град	Напряже- ние Uкз, В	Сила тока I_кз, А	Угол фкз , град
1	2	3	4	5	6	7	8
33	1,7	1,1	0,5	5	0,5	0,98	54
34	1,6	1	0,52	6	0,4	0,98	53
35	1,5	0,9	0,55	7	0,3	0,97	52
36	1,4	0,8	0,57	8	0,2	0,97	51
37	1,3	1,2	0,6	6	0,6	0,96	59
38	1,2	1,1	0,62	11	0,5	0,96	53
39	1,1	1	0,65	10	0,4	0,95	55
40	1	0,9	0,65	9	0,3	0,95	58
41	2,2	0,8	0,62	8	0,2	0,96	55
42	2,1	1,2	0,6	7	0,6	1	54
43	2	1,1	0,57	6	0,5	1	53
44	1,9	1	0,55	5	0,4	0,99	52
45	1,8	0,9	0,52	4	0,3	0,99	58
46	1,7	0,8	0,5	7	0,2	0,98	55
47	1,6	1,2	0,47	5	0,6	0,98	54
48	1,5	1,1	0,45	6	0,5	0,97	57
49	1,4	1	0,45	7	0,4	0,97	56
50	1,3	0,9	0,47	8	0,3	0,96	58
51	1,2	0,8	0,55	5	0,2	0,96	55

52	1,1	1,2	0,52	8	0,6	0,95	53
53	1	1,1	0,55	7	0,5	0,95	52
54	2,2	1	0,57	6	0,4	1,1	51
55	2,1	0,9	0,6	5	0,3	1	50
56	2	0,8	0,62	6	0,2	1	56
57	1,9	1,2	0,65	8	0,6	0,99	54
58	1,8	1,1	0,65	5	0,5	0,99	50
59	1,7	1	0,62	6	0,4	0,98	52
60	1,6	0,9	0,6	7	0,3	0,98	55
61	1,5	0,8	0,57	8	0,2	0,97	58
62	1,4	1,2	0,55	9	0,6	0,97	52
63	1,3	1,1	0,52	8	0,5	0,96	51
64	1,2	1	0,45	7	0,2	0,96	58
65	1.1	0.9	0.47	6	0.3	0.95	53
66	1.2	4.3	1.9	5	3.1	5.6	52

Таблица 6

Метод, не требующий измерения аргументов

Вариант (предпос ледняя цифра/п оследня я цифра)	Длина рельсово й цепи l, км	Начало рельсовой цепи				Напряжени е в конце рельсовой цепи в режиме холостого хода U ₂ , В
		Холостой ход		Короткое замыкание
		Напряже- ние Uxx, В	Сила тока I _xx , А	Напряжен ие U_кз , В	Сила тока Iкз, А
1	2	3	4	5	6	7
67	1,8	4,7	2,4	3,6	2,4	3,7
68	1,6	4,6	2,5	3	3,5	4,1
69	1,7	4,7	2,6	4,5	3,9	3,7
70	1,7	4,8	2,7	4,4	3,6	3,8
71	1,8	4,9	2,8	4,2	3,5	3,8
72	1,8	5	2,9	4,2	3,9	4,3
73	1,9	5,1	3	3,6	2,5	4
74	1,9	5,2	3,1	3,7	2,6	4
75	2	5,3	3,2	3,6	2,7	4,1
76	2	5,4	3,3	3,7	2,9	4
77	2,1	5,5	3,4	3,6	2,9	4,2
78	2	4,5	3,5	3,5	3,7	3,7
79	2	4,6	3,4	3,8	3,5	3,6
80	1,9	4,7	3,3	3,3	3,8	3,9
81	1,9	4,8	3,2	3,7	3,7	3,8

82	1,8	4,9	3,1	3,6	3,3	4
83	1,8	5	3	3,7	3,2	4,2
84	1,7	5,1	2,9	3,8	3,1	4,1
85	1,7	5,2	2,8	3,9	3	4,3
86	1,6	5,3	2,7	3,5	2,8	4,2
87	1,6	5,4	2,6	3,4	2,7	4,5
88	2,1	5,5	2,5	3,9	2,4	3,8
89	1,8	4,5	2,6	3,8	2,6	3,5
90	1,7	4,6	2,7	3,6	3,1	3,9
91	1,9	4,7	2,8	3,7	3,2	4
92	2	4,8	2,9	3,5	3	4
93	1,9	4,9	3	3,2	2,4	3,8
94	1,8	5	3,1	3,3	3,3	4,3
95	1,7	5,1	3,2	3,4	3,4	4,2
96	1,6	5,2	3,3	3,5	3,5	4,5
97	1,7	5,3	3,4	3,6	3,6	4,6
98	1,8	5,4	3,5	3,7	3,4	4,2
99	1,9	5,5	3,2	3,8	3,3	4,3

Задача 3. Измерение параметров приборов рельсовых цепей

Изучить принцип работы и назначение дроссель-трансформатора.
Представить схему измерения параметров и схему замещения дроссель-
трансформатора в виде симметричного четырехполюсника. Рассчитать его
коэффициенты по данным трех измерений входного сопротивления и
соотношениям, характеризующим данный четырехполюсник. Результаты
измерений входного сопротивления дроссель-трансформатора приведены в
табл.7 Вариант задачи определяется предпоследней и последней цифрой
шифра студента.

Вариант (предпос ледняя цифра/п оследня я цифра)	Сопротивление холостого хода со стороны обмотки				Сопротивление короткого замыкания со стороны дополнительной обмотки
	Основной		Дополнительной
	Модуль 1 ^Z1xx 1, Ом	Аргумент 91xx , град	Модул ь 1 Z2xx 1, Ом	Аргумент 2xx , град	Модуль 1 ^Z1кз 1, Ом	Аргумент 91кз , град
1	2	3	4	5	6	7
00	0,04	85	0,05	90	0\|,6	80
01	0,041	86	0,049	90	0,59	80
02	0,042	87	0,048	90	0,58	85
03	0,043	88	0,047	90	0,57	80
04	0,044	89	0,046	89	0,56	80

05	0,045	90	0,045	89	0,55	82
06	0,046	89	0,044	89	0,55	81
07	0,047	88	0,043	88	0,56	84
08	0,048	87	0,042	88	0,56	81
09	0,049	86	0,041	88	0,57	83
10	0,05	85	0,04	87	0,58	82
11	0,049	85	0,04	87	0,56	85
12	0,048	86	0,04	87	0,57	82
13	0,047	86	0,04	86	0,59	82
14	0,046	87	0,04	86	0,59	82
15	0,045	87	0,041	86	0,58	83
16	0,044	88	0,042	85	0,55	83
17	0,043	88	0,042	85	0,55	83
18	0,042	89	0,042	85	0,54	83
19	0,041	89	0,043	84	0,56	83
20	0,04	90	0,044	84	0,55	84
21	0,042	90	0,044	84	0,6	84
22	0,044	85	0,044	85	0,6	84
23	0,046	87	0,044	86	0,6	84
24	0,048	89	0,045	87	0,59	84
25	0,05	90	0,046	88	0,59	84
26	0,048	88	0,045	89	0,58	85
27	0,046	86	0,046	90	0,58	85
28	0,044	84	0,047	88	0,58	85
29	0,042	85	0,048	87	0,57	85
30	0,04	89	0,049	85	0,57	85
31	0,041	87	0,049	86	0,56	81
32	0,043	86	0,048	86	0,56	80
33	0,045	86	0,047	87	0,56	84
34	0,047	84	0,047	89	0,55	83
35	0,049	83	0,045	88	0,54	85
36	0,047	89	0,042	87	0,55	82
37	0,045	90	0,042	86	0,54	81
38	0,043	90	0,043	85	0,54	84
39	0,041	88	0,043	87	0,56	80
40	0,041	85	0,042	84	0,58	85
41	0,042	84	0,041	86	0,59	83
42	0,042	84	0,045	88	0,57	82
43	0,043	86	0,045	89	0,56	83
44	0,043	89	0,045	87	0,59	83
45	0,044	87	0,045	86	0,06	82
46	0,044	84	0,042	85	0,58	81
47	0,046	85	0,041	86	0,55	84

48	0,046	86	0,04	87	0,55	85
49	0,047	88	0,04	88	0,6	85
50	0,047	85	0,043	87	0,6	85
51	0,046	90	0,045	85	0,59	85
52	0,046	89	0,042	89	0,58	84
53	0,044	87	0,045	90	0,57	81
54	0,044	89	0,043	90	0,56	82
55	0,043	89	0,04	88	0,55	83
56	0,043	88	0,04	87	0,6	83
57	0,042	86	0,041	86	0,55	82
58	0,042	87	0,042	85	0,55	83
59	0,041	86	0,042	86	0,58	85
60	0,041	87	0,041	87	0,06	80
61	0,043	86	0,044	89	0,59	84
62	0,045	85	0,045	88	0,56	81
63	0,047	86	0,045	86	0,57	82
64	0,049	85	0,044	84	0,59	85
65	0,047	86	0,044	87	0,58	83
66	0,045	84	0,04	85	0,56	84
67	0,043	85	0,041	86	0,54	80
68	0,041	84	0,042	87	0,54	81
69	0,04	85	0,045	88	0,55	85
70	0,042	84	0,045	89	0,54	85
71	0,044	85	0,045	87	0,55	85
72	0,046	85	0,045	86	0,56	85
73	0,048	86	0,041	86	0,56	85
74	0,05	87	0,042	85	0,56	84
75	0,048	87	0,043	87	0,57	84
76	0,046	88	0,043	88	0,57	84
77	0,044	88	0,042	90	0,58	84
78	0,042	88	0,042	89	0,58	84
79	0,04	87	0,045	88	0,58	84
80	0,041	89	0,047	87	0,59	83
81	0,042	90	0,047	86	0,59	83
82	0,043	90	0,048	85	0,6	83
83	0,044	89	0,049	84	0,6	83
84	0,045	88	0,049	85	0,6	83
85	0,046	86	0,048	84	0,55	82
86	0,047	85	0,047	85	0,56	82
87	0,048	84	0,046	85	0,54	82
88	0,049	87	0,045	85	0,55	82
89	0,05	89	0,046	86	0,55	82
90	0,049	86	0,045	84	0,58	81

91	0,048	84	0,044	86	0,59	81
92	0,047	84	0,047	87	0,59	81
93	0,046	85	0,044	87	0,57	81
94	0,045	88	0,044	87	0,56	81
95	0,044	90	0,043	88	0,58	83
96	0,043	90	0,042	85	0,57	80
97	0,042	89	0,043	88	0,56	85
98	0,041	83	0,042	89	0,56	80
99	0,045	90	0,045	90	0,59	81

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Задачи 1 и 2 связаны с измерением параметров рельсовых цепей. В
начале решения следует привести краткую классификацию параметров
рельсовых цепей, а также методов их измерения. Далее необходимо
приложить расчетную часть задачи. Последняя должна сопровождаться
необходимыми пояснениями. К расчетам должна прилагаться схема
рельсовой цепи, на которой показано подключение измерительных приборов
при реализации соответствующего метода. В заключительной части решения
задачи следует сравнить полученные расчетные значения параметров с
допустимыми, указать область применения рассматриваемого метода
измерения параметров рельсовой цепи, а также его основные достоинства и
недостатки.

Последовательность решения состоит в нахождении входного
сопротивления рельсовой цепи при известных нагрузках, последующем
вычислении на его основе вторичных параметров, а на основе вторичных
параметров – первичных.

При решении задачи 2 необходимо привести краткую характеристику
методов измерения аргумента входного сопротивления рельсовой цепи. Для
метода трех вольтметров необходимо описать сущность, привести
принципиальную схему, а также расчетные формулы. Для метода,
основанного на использовании фазометра необходимо описать особенности
применения фазометров с учетом специфических требований, имеющих
место при измерении рельсовых цепей.

Задача 3 заключается в нахождении коэффициентов эквивалентного
четырехполюсника для дроссель-трансформатора. В начале решения задачи
необходимо раскрыть принцип работы дроссель-трансформатора и его
назначение. В расчетной части привести вывод основных формул для
вычисления коэффициентов эквивалентного четырехполюсника с
необходимыми пояснениями. К расчетам должна прилагаться схема
симметричного четырехполюсника, а также схема измерения параметров
дроссель-трансформатора. В заключительной части необходимо произвести
проверку правильности расчетов.

При выполнении всех расчетов студент должен показать свои навыки
работы с комплексными числами и гиперболическими функциями, поэтому
решение должно содержать подробные преобразования и промежуточные
результаты расчетов.

Далее приведены основные расчетные соотношения с краткими
пояснениями, необходимые для решения соответствующих задач.

Задача 1. Измерение параметров рельсовых цепей постоянного тока

Особенностью измерений в рельсовых цепях постоянного тока является то,
что не требуется измерять угол сдвига фаз между токами и напряжениями.
Сопротивление рельсовой цепи постоянному току зависит от типа рельсов и
стыковых соединителей и обычно находится в интервале 0,1_0,8 Ом/км.

1. Метод холостого хода и короткого замыкания

- Вычислим входное сопротивление холостого хода:

R = ^Uxx., Ом.

- Вычислим входное сопротивление короткого замыкания:

R , Ом.

кз

- Определим вторичные параметры рельсовой цепи.

R_B - волновое сопротивление:

R , Ом.

в xx кз

у - коэффициент распространения:

Г =

arcth

Rкз

—, 1/км.

- Вычислим первичные параметры рельсовой цепи.
rp - удельное сопротивление рельсов:

r=R- у, Ом/км.
pв

г_б - удельное сопротивление балласта:

г_б = -в- Ом-км.

2. Метод, не требующий отключения путевого реле
- Определим вторичные параметры рельсовой цепи.

у - коэффициент распространения:

1 ₇и_н-/_н+и_к-/_{к (/}
У = -• arcch —^н—^н---к—к, 1/км

l UI IU

нк н к

R – волновое сопротивление:

Uн Uк ch?l

^н , м.

I_к ch²7l1

– Вычислим первичные параметры рельсовой цепи.
r – удельное сопротивление рельсов:
r_p R_в • / , Ом/км.

pв

r_б – удельное сопротивление балласта:

r ^в Ом км.

3. Метод двух коротких замыканий

– Вычислим значение входного сопротивления рельсовой цепи при коротком
замыкании на расстоянии l₁ от питающего конца:

Rкз ^кзl1 , Ом.

кз_l1

Iкз_l1

– Вычислим значение входного сопротивления рельсовой цепи при коротком
замыкании на расстоянии l 2 l от питающего конца:

R ^кзl2 , Ом.

^кзl2 ^,

Iкз_l2

– Определим вторичные параметры рельсовой цепи.
/ – коэффициент распространения:

/ = -’arcth
^l arcth

R_в – волновое сопротивление:

2R
кз_l1

R
кз_l2

^кзl2 , 1/км.

Rв

^кзl1 , Ом.
th γl

– Вычислим первичные параметры рельсовой цепи.

r_p – удельное сопротивление рельсов:

r_p R_в • / , Ом/км.

pв

r_б – удельное сопротивление балласта:

r ^в Ом км.

Задача 2. Измерение параметров рельсовых цепей переменного тока

Особенностью расчетов по сравнению с рельсовыми цепями
постоянного тока является необходимость учёта сдвига фаз между токами и
напряжениями при измерении входного сопротивления. Сопротивление

рельсовой цепи на практике при f = 25 Гц обычно составляет

0,5 • e^j52 Ом/км, при f = 50 Гц - 0,8 • e^j65 Ом/км, при f = 75 Гц - 1,07 • e^j68Ом/км.

1. Метод холостого хода и короткого замыкания

- Вычислим значения входного сопротивления рельсовой цепи для режимов
холостого хода Zxx и короткого замыкания Zкз по формулам:

Z ^{U хх} е ^{j хх} , Ом;
хх

хх

Z_K=^Uk3 -еjк , Ом.
кз

кз

- Вычислим вторичные параметры рельсовой цепи.

Zв - волновое сопротивление:

Z Z Z , Ом.

в хх кз

у - коэффициент распространения.

Так как коэффициент распространения у в рельсовых цепях
переменного тока является комплексным числом, то для его вычисления
требуется выполнить следующие действия.

- Вычислим соотношение:

th l

Z_кз

•

1 7

Z _хх

Результат следует представить в показательной форме:

thyl = Т • е jt

причем следует отдельно выписать модуль Т и аргумент t комплексного
числа, которые потребуется применить в других расчетных формулах.

- Вычислим значение километрического коэффициента затухания по
амплитуде а:

1 2 T cos t

а =--arcth------;—, 1/км.

2-1 1 + T²

- Вычислим значение километрического фазового коэффициента J3:

1 2 T sin t

р = • arctg ———₂—, рад/км.

- Получим коэффициент распространения в алгебраическом виде:

у = а + j ■ /3, 1/км.

- Представим коэффициент распространения в показательной форме:

у = \у\- е^j(Pг, 1/км.

- Вычислим первичные параметры рельсовой цепи, представив их в
показательной форме.

z_p - удельное сопротивление рельсов:

^zp⁼Z в'/ ⁼ |²р | ’^eJ arg zp, Ом/км.

z б - удельное сопротивление балласта:

z_б ^Zв z_б e^jargzб, Ом км.

2. Метод, не требующий измерения аргументов

- Определим модули входного сопротивления рельсовой цепи при холостом
ходе и коротком замыкании:

Zхх

Zкз

U хх

I _хх

U
кз

I_кз

, Ом;

, Ом.

- Вычислим модули вторичных параметров рельсовой цепи.

Z_в - модуль волнового сопротивления:

Zв

Z _хх

Z
кз

- модуль коэффициента распространения. Его вычислим через

значения отдельных составляющих:

а - километрический коэффициент затухания по амплитуде:

arcch

U х²х

U 2²

Z_кз

>, 1/км.

Z _хх

(3 - километрический фазовый коэффициент:

arccos

^U х²х

U 2²

Zкз

>, рад/км.

Z _хх

Тогда модуль коэффициента распространения есть:

^{2 2} , 1/км.

– Вычислим первичные параметры рельсовой цепи.

z _p – удельное сопротивление рельсов. Удельное сопротивление
рельсов следует вычислять на основе отдельных составляющих: модуля и
аргумента.

z_p

– модуль сопротивления рельсов:

z_p Z_в • \Y , Ом/км.
pв

ср_р – аргумент сопротивления рельсов:

(pр2arctg , град.

Следовательно, удельное сопротивление рельсов есть:

z_p

e^j■v ^p , Ом/км.

z_б – удельное сопротивление балласта. Сопротивление балласта при
данном методе рассматривают, как полностью активное, пренебрегая
относительно небольшой по величине реактивной составляющей, поэтому
находят только модуль сопротивления балласта.

Zв

_–

z_б

, Ом км.

3. Метод двух коротких замыканий

Вычислим входное сопротивление рельсовой цепи при коротком

замыкании на расстоянии l и 2 l :

Z_2l

^Ul е^j■v^l, Ом;

^U2l _еj■v^2l , Ом.

I_2l

– Определим вторичные параметры рельсовой цепи. Для этого вычислим:

th Yl

2 Zl Z2l

Z_2l

Так как величина th /I является комплексной, то для проведения
дальнейших расчетов её надо представить в показательной форме:

th /I = Т ■ е jt

Модуль Т и аргумент t комплексного числа применим в расчетных
формулах для вычисления километрического коэффициента затухания по
амплитуде а и километрического фазового коэффициента /3:

1 2 T cos t

а =--arcth-------—, 1/км;

2-l 1 + T²

1 2 T sint

р = —— • arctg------^—, рад/км.

2 l 1 T²

- Получим коэффициент распространения в алгебраическом виде:

у = а + j • /3, 1/км.

- Представим коэффициент распространения в показательной форме:

у = \у\- е^j(pг, 1/км.

- Вычислим волновое сопротивление Zв, используя в качестве исходных

данных ранее полученное значение th у l:

Z .= Zh-, Ом.

th l

- Вычислим первичные параметры рельсовой цепи, представив их в
показательной форме.

z_p - удельное сопротивление рельсов:

zp Zв zp e

j’arg zp, Ом/км.

z б - удельное сопротивление балласта:

zб ^Zв zб e^jargzб, Ом км.

Задача 3. Измерение параметров приборов рельсовых цепей

Наиболее общим методом определения коэффициентов

четырехполюсника является метод трёх нагрузок.

Для обратимого четырехполюсника, каковым является дроссель-
трансформатор, входные сопротивления холостого хода и короткого
замыкания выражаются через его параметры:

Z_1кз ^A12 , Ом;

A₂₂

^Z1хх

^A11 , Ом;

A₂₁

Z2кз

^A12 , Ом;

A₁₁

Z 2 х -22, Ом.

A₂₁

С целью решения обратной задачи достаточно произвести
измерения его входных сопротивлений при граничных значениях
нагрузок: холостом ходе и коротком замыкании. При этом достаточно
измерить три величины: Z 1 хх , Z₂хх , Z 1 кз . Тогда коэффициенты
эквивалентного четырехполюсника вычислим по формулам:

A₁₁

^Z1хх

;

Z2хх Z1хх Z1кз

A₁₂

7. • 7.

^Z1кз ^Z2хх _{; Ом;}

Z2хх Z

, -7,

1 хх 1кз

A₂₁

; 1/Ом;

Z2хх Z

, -7.

1 хх 1 кз

A₂₂

Z2хх

•

Z2хх Z1хх Z1кз

Если расчеты верны, то должно выполняться проверочное
условие:

A11 A22 A12 A21 1

Справочные сведения, полезные при выполнении задач:

Вспомогательные формулы для расчета гиперболических функций:

xx
ee

ch x e^x e ^x

сh x e^xe

sh x e^xe

Вспомогательные формулы для расчета обратных гиперболических функций:
arsh x ln x x²1

1
arcth x ln

x² 1 , x 1

1х

arccth x ln

1 x1

2 x1

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Д м и т р е н к о И. Е., А л е к с е е в В. М. Техническая диагностика и
автоконтроль работоспособности устройств железнодорожной
автоматики и телемеханики: Уч. пос. - М.: РГОТУПС, 2003. - 163 с.

Дополнительная

2. Д м и т р е н к о И. Е., С а п о ж н и к о в В. В., Д ь я к о в Д. В.
Измерение и диагностирование в системах железнодорожной
автоматики, телемеханики и связи. – М.: Транспорт, 1994.
3. А р к а т о в В. С., К р а в ц о в Ю. А., С т е п е н с к и й Б. М.
Рельсовые цепи. – М.: Транспорт, 1990.
4. Д м и т р е н к о И. Е., У с т и н с к и й А. А., Ц ы г а н к о в В. И.
Измерения в устройствах автоматики, телемеханики и связи на

железнодорожном транспорте. – М.: Транспорт, 1969.

Скачать методический материал

Комментарии (0)

Чтобы оставить комментарий, нужно войти в личный кабинет или зарегистрироваться.

19	1,9	4,1	5,1	50	4,8	4,6	40
20	1,8	4	4,9	53	4,9	4,5	41
21	2,4	3,9	4,7	49	4,5	4,4	40
22	2,3	3,8	5,4	56	4,3	4,3	42
23	2	4,7	5,6	55	5,2	4,2	41
24	2,1	4,6	5,5	54	5,1	3,6	40
25	2	4,5	5,4	53	5	4	39
26	2,4	4,4	5,3	52	4,9	3,9	38
27	2,3	4,3	5,2	51	4,8	4	37
28	2,2	4,2	5,1	50	4,7	4,7	36
29	2,1	4,1	5,1	49	4,8	4,5	35
30	2	4	4,9	48	5	3,8	34
31	1,9	3,9	4,8	47	4,4	3,9	33
32	1,8	3,8	4,7	46	4,3	4	32

82	1,8	4,9	3,1	3,6	3,3	4
83	1,8	5	3	3,7	3,2	4,2
84	1,7	5,1	2,9	3,8	3,1	4,1
85	1,7	5,2	2,8	3,9	3	4,3
86	1,6	5,3	2,7	3,5	2,8	4,2
87	1,6	5,4	2,6	3,4	2,7	4,5
88	2,1	5,5	2,5	3,9	2,4	3,8
89	1,8	4,5	2,6	3,8	2,6	3,5
90	1,7	4,6	2,7	3,6	3,1	3,9
91	1,9	4,7	2,8	3,7	3,2	4
92	2	4,8	2,9	3,5	3	4
93	1,9	4,9	3	3,2	2,4	3,8
94	1,8	5	3,1	3,3	3,3	4,3
95	1,7	5,1	3,2	3,4	3,4	4,2
96	1,6	5,2	3,3	3,5	3,5	4,5
97	1,7	5,3	3,4	3,6	3,6	4,6
98	1,8	5,4	3,5	3,7	3,4	4,2
99	1,9	5,5	3,2	3,8	3,3	4,3

19	1,9	4,1	5,1	50	4,8	4,6	40
20	1,8	4	4,9	53	4,9	4,5	41
21	2,4	3,9	4,7	49	4,5	4,4	40
22	2,3	3,8	5,4	56	4,3	4,3	42
23	2	4,7	5,6	55	5,2	4,2	41
24	2,1	4,6	5,5	54	5,1	3,6	40
25	2	4,5	5,4	53	5	4	39
26	2,4	4,4	5,3	52	4,9	3,9	38
27	2,3	4,3	5,2	51	4,8	4	37
28	2,2	4,2	5,1	50	4,7	4,7	36
29	2,1	4,1	5,1	49	4,8	4,5	35
30	2	4	4,9	48	5	3,8	34
31	1,9	3,9	4,8	47	4,4	3,9	33
32	1,8	3,8	4,7	46	4,3	4	32

82	1,8	4,9	3,1	3,6	3,3	4
83	1,8	5	3	3,7	3,2	4,2
84	1,7	5,1	2,9	3,8	3,1	4,1
85	1,7	5,2	2,8	3,9	3	4,3
86	1,6	5,3	2,7	3,5	2,8	4,2
87	1,6	5,4	2,6	3,4	2,7	4,5
88	2,1	5,5	2,5	3,9	2,4	3,8
89	1,8	4,5	2,6	3,8	2,6	3,5
90	1,7	4,6	2,7	3,6	3,1	3,9
91	1,9	4,7	2,8	3,7	3,2	4
92	2	4,8	2,9	3,5	3	4
93	1,9	4,9	3	3,2	2,4	3,8
94	1,8	5	3,1	3,3	3,3	4,3
95	1,7	5,1	3,2	3,4	3,4	4,2
96	1,6	5,2	3,3	3,5	3,5	4,5
97	1,7	5,3	3,4	3,6	3,6	4,6
98	1,8	5,4	3,5	3,7	3,4	4,2
99	1,9	5,5	3,2	3,8	3,3	4,3

Специзмерения в системах автоматики и телемеханики

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №1 С МЕТОДИЧЕСКИМИУКАЗАНИЯМИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Задача 1. Измерение параметров рельсовых цепей постоянного тока

Задача 2. Измерение параметров рельсовых цепей переменного тока

Задача 3. Измерение параметров приборов рельсовых цепей

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Задача 1. Измерение параметров рельсовых цепей постоянного тока

1. Метод холостого хода и короткого замыкания

3. Метод двух коротких замыканий

Задача 2. Измерение параметров рельсовых цепей переменного тока

1. Метод холостого хода и короткого замыкания

2. Метод, не требующий измерения аргументов

3. Метод двух коротких замыканий

Задача 3. Измерение параметров приборов рельсовых цепей

Справочные сведения, полезные при выполнении задач:

Комментарии (0)

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №1 С МЕТОДИЧЕСКИМИ
УКАЗАНИЯМИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

19	1,9	4,1	5,1	50	4,8	4,6	40
20	1,8	4	4,9	53	4,9	4,5	41
21	2,4	3,9	4,7	49	4,5	4,4	40
22	2,3	3,8	5,4	56	4,3	4,3	42
23	2	4,7	5,6	55	5,2	4,2	41
24	2,1	4,6	5,5	54	5,1	3,6	40
25	2	4,5	5,4	53	5	4	39
26	2,4	4,4	5,3	52	4,9	3,9	38
27	2,3	4,3	5,2	51	4,8	4	37
28	2,2	4,2	5,1	50	4,7	4,7	36
29	2,1	4,1	5,1	49	4,8	4,5	35
30	2	4	4,9	48	5	3,8	34
31	1,9	3,9	4,8	47	4,4	3,9	33
32	1,8	3,8	4,7	46	4,3	4	32

82	1,8	4,9	3,1	3,6	3,3	4
83	1,8	5	3	3,7	3,2	4,2
84	1,7	5,1	2,9	3,8	3,1	4,1
85	1,7	5,2	2,8	3,9	3	4,3
86	1,6	5,3	2,7	3,5	2,8	4,2
87	1,6	5,4	2,6	3,4	2,7	4,5
88	2,1	5,5	2,5	3,9	2,4	3,8
89	1,8	4,5	2,6	3,8	2,6	3,5
90	1,7	4,6	2,7	3,6	3,1	3,9
91	1,9	4,7	2,8	3,7	3,2	4
92	2	4,8	2,9	3,5	3	4
93	1,9	4,9	3	3,2	2,4	3,8
94	1,8	5	3,1	3,3	3,3	4,3
95	1,7	5,1	3,2	3,4	3,4	4,2
96	1,6	5,2	3,3	3,5	3,5	4,5
97	1,7	5,3	3,4	3,6	3,6	4,6
98	1,8	5,4	3,5	3,7	3,4	4,2
99	1,9	5,5	3,2	3,8	3,3	4,3