1.4 Апаратура електроживлення

Пристрої СЦБ належать до електроприймачів, у яких порушення електропостачання може спричинити: небезпеку для життя людей, збитки в економіці, перебої в русі поїздів, пошкодження обладнання. Тому електроживлення пристроїв СЦБ забезпечується електроенергією як мінімум від двох незалежних джерел живлення: основного і резервного.

Основне електроживлення пристроїв залізничної автоматики і телемеханіки здійснюється від високовольтної лінії ВЛ напругою 6 або 10 кВ, яку споруджують уздовж залізничної колії та залізничних станцій, а також від електричних мереж напругою 220 або 380 В. Для живлення пристроїв використовують випрямлячі, трансформатори, перетворювачі та акумулятори.

Випрямлячі слугують для випрямлення однофазного змінного струму в постійний (див.рис.нижче). У пристроях СЦБ вони призначені для роботи з акумуляторними батареями за буферною системою і безпосередньо для живлення релейних кіл постійним струмом.

Випрямляч складається зі знижувального трансформатора і випрямного стовпчика (або випрямного моста). Первинну обмотку трансформатора підключають до кола змінного струму 110 або 220 В частотою 50-75 Гц. Вторинну обмотку підключають до випрямного мосту. З виходу випрямляча отримують випрямлений постійний струм.

Трансформатори слугують для живлення змінним струмом різних кіл автоблокування та електричної централізації і поділяються на лінійні, колійні, сигнальні, релейні, ізолюючі та допоміжні (див.рис.нижче). Усі трансформатори, крім лінійних типу ОМ, мають природне охолодження і можуть встановлюватися на полиці або закріплюватися на стіні.

Лінійний трансформатор типу ОМ (однофазний масляний) встановлюється на виносній силовій опорі високовольтної трифазної лінії автоблокування і служить для перетворення високої напруги 6 або 10 кВ у низьку 230 або 115 В (див.рис.нижче). Потужність трансформатора може бути 0,63 і 1,25 кВ·А.

Колійні трансформатори типу ПОБС (колійний однофазний з броньовим сердечником сухий), ПТ і ПРТ слугують для живлення рейкових кіл змінного струму (див.рис.нижче). Трансформатори типу ПОБС призначені для роботи від мережі змінного струму 110 або 220 В частотою 50 Гц. Трансформатори ПТ і ПРТ працюють від змінного струму 110/220 В частотою 25 Гц. Вторинна обмотка колійних трансформаторів секціонована, що дає змогу отримати різні напруги. Трансформатори типу ПОБС широко застосовують у кодових рейкових колах на ділянках з автономною і електричною тягою постійного струму, їхні вторинні обмотки складаються з двох секціонованих обмоток. Встановлюючи перемички між виводами обмоток, можна отримати різні напруги. Наприклад, для ПОБС-2 - у межах 0,55-17,6 В, для ПОБС-3 - у межах 5,5-247 В. Трансформатори типів ПТ і ПРТ застосовуються в якості колійних і релейних трансформаторів у рейкових колах змінного струму 25 Гц на ділянках з електротягою змінного струму.

Сигнальні трансформатори типів СОБС і СТ призначені для живлення світлофорних ламп (див.рис.нижче). У трансформаторі СОБС до первинної обмотки підключається напруга 110 або 220 В, а на вторинній обмотці можна отримати напругу 20,18 і 38 В. Сигнальний трансформатор типу СТ призначений для центрального живлення світлофорних ламп; його первинна обмотка вмикається в коло 220 В послідовно з вогневим реле.

До релейних трансформаторів належать трансформатори типу РТ і РТЕ, які застосовуються у станційних рейкових колах змінного струму з безперервним живленням як підвищувальні трансформатори (див.рис.нижче).

Трансформатори типу ТС (трансформатор силовий) застосовують у пристроях електричної централізації (див.рис.нижче). Вони мають природнє повітряне охолодження і випускаються різної потужності. У пристроях СЦБ застосовуються трансформатори потужністю 25 кВ·А.

Для аварійного живлення кіл постійного струму використовуються кислотні акумулятори в скляних посудинах: при автоблокуванні - акумулятор типу АБН-80 (автоблокувальний з намазними пластинами). Напруга на акумуляторі 2,2 В; номінальна ємність 80 А·год. На станціях застосовують акумулятори типу С відповідної ємності. Нині набули поширення акумулятори закритого типу, а також герметизовані акумулятори.

Перетворювачі електромагнітні статичні ПЧ 50/25 призначені для перетворення змінного струму частотою 50 Гц у змінний струм частотою 25 Гц і використовуються для живлення рейкових кіл при електротязі змінного струму (див.рис.нижче). Перетворювачі виготовляють у вигляді двох блоків: в одному розміщуються магнітопровід з обмотками і діодами, в іншому - конденсатори. Дія перетворювача заснована на використанні явища збудження параметричних коливань у контурі з індуктивністю і ємністю. Первинна обмотка I підключається до мережі змінного струму 50 Гц. Вихідна обмотка II разом із конденсатором С утворює контур, налаштований на частоту 25 Гц, що охоплює одночасно обидва осердя і тому перебуває під дією їхніх магнітних потоків, які не наводять у ній ЕРС, оскільки спрямовані назустріч один одному. Послідовно з первинною обмоткою включають діод, що перетворює змінний струм частотою 50 Гц у пульсуючий.  Магнітний потік в осердях змінюватиметься 50 разів на 1 с. Точно так само змінюватиметься й індуктивність вихідної обмотки II. За умови налаштування вихідного контуру на частоту 25 Гц на виході перетворювача отримуємо змінний струм частотою 25 Гц.

Напівпровідникові перетворювачі дають змогу отримати з постійного струму низької напруги постійний струм вищої напруги (див.рис.нижче). Перетворювач ППШ-3 перетворює постійний струм напругою 12 В на постійний струм напругою 22, 55 або 77 В. Він допускає невеликий струм навантаження 77 мА і використовується для живлення контрольних і лінійних кіл.