铁路信号基础设备课程设计
班级电1302-1
学号 20132742
姓名 zy
题目：ZPW-2000A轨道电路及发送器仿真设计
一、设计目的
本课题制作的主要目的是掌握ZPW2000A的工作原理，深入了解发送器、接收器的工作原理和冗余设计方式，掌握发送器工作过程。

二、设计要求
1、熟悉绘图软件CAD；
2、绘制工作原理图；
3、利用仿真软件实现发送器调频功能，产生18种低频种载频的高精度、高稳定的移频信号；
4、撰写课程设计报告。

三、设计说明
1、系统原理
PW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。

电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。

调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段信号的电气绝缘。

同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。

ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。

主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。

主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。

调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路
轨道继电器执行条件通过（XG、XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。

本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。

该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。

2、系统结构组成
1、一品自动闭塞柜
型号：ZPW▪G200A/T。

规格：900mm×400mm×2350mm。

机柜主要用于放置发送器、接收器、衰耗器等器材，由零层端子和器材层组成。

机柜内器材按纵向排列，每列安装的器材被分为两个闭塞分区所占用。

2、发送器
型号：ZPW▪F
规格：200mm×100mm×383mm。

（1）用于产生高精度、高稳定的18中低频信号调制的8种移频信号。

（2）输出足够功率的移频信号。

（3）所产生移频信号的电平可以满足不同轨道电路的使用。

3、接收器
型号：ZPW▪J
规格：220mm×100mm×123mm。

用于对主轨道电路移频信号的解调，并配合与送电端相连接调谐区短小轨道电路的检查条件，动作轨道继电器。

另外，还实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路执行条件，送至相邻轨道电路接收器。

接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统，保证接收系统的高可靠运用.
接收器双机并联运用原理接收器由本接收“主机”及另一接收“主机”两部分构成。

4、衰耗器
型号：ZPW▪S
规格：188mm×68mm×178mm。

用作对主轨道电路及调谐区小轨道电路的调整（含正、反方向）；给出发送器、接收器用电源电压，发送器功出电压和轨道继电器（含GJ、XGJ）电压测试条件；给出发送器、接收器的故障报警、轨道状态及正反向运行指示灯等。

5、防雷模拟网络组匣
型号：ZPW▪XML/T
规格：820mm×419mm×178mm。

6、防雷模拟网络盘
型号：ZPW▪ML
规格：820mm×76mm×178mm。

用作对通过传输电缆引入至室内雷电冲击的防护（横向、纵向）。

通过0.5、0.5、1、2、2、2×2km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向。

电路原理介绍横向压敏电阻采用V20-C/1 280V 20KA（OBO）或275V 20KA（DEHNguard），用于对室外通过传输电缆引入的雷电冲击信号的防护。

低转移系数防雷变压器用于对雷电冲击信号的纵向防护，特别在目前钢轨线路旁没有设置贯通地线的条件下，该防雷变压器对雷电防护有显著作用。

7、防雷匹配变压器
型号：ZPW▪BPL
规格：355mm×270mm×86mm。

8、协调单元
型号：ZPW▪ T，对应1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600 Hz四种频率设计四种类型。

规格：335mm×270mm×86mm。

9、空芯线圈
型号：ZPW▪XK，对应使用位置，在两个调谐单元中间放置时设计一种类型；靠近机械绝缘节放置时，按照1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600 Hz四种频率设计四种，所以空芯线圈共五种类型。

规格：355mm×270mm×86mm。

逐段平衡两钢轨的牵引电流回流，实现上下行线路间的等位连接，改善电气绝缘节的Q 值，保证工作稳定性。

电路原理简要说明该线圈用19×1.53mm电磁线绕制，其截面积为
35mm，电感约为33μH，直流电阻4.5mΩ。

中间点引出现作等电位连接。

空心线圈设置在29m 长调谐区的两个调谐单元中间，由于它对50Hz牵引电流呈现很小的交流阻抗（约10mΩ），即可起到平衡牵引电流的作用。

设I1、I2有100A不平衡电流，可近似将空心线圈视为短路，则有I3=I4=（I1+I2）/2=450A。

由于空心线圈对牵引电流的平衡作用，减少了工频谐波干扰对轨道电路的影响。

对于上、下行线路间的两个空心线圈中心线可等电位连接，一方面平衡线路间牵引电流，一方面保证维修人员安全。

10、补偿电容
型号：CBG1
规格：55μF、50μF、46μF、40μF四种。

（1）、保证轨道电路传输距离；
（2）、保证接收端信号有效信干比；
（3）、实现了对断轨状态的检查；
（4）、保证了钢轨同侧两端接地条件下，轨道电路分路及断轨检查性能
11、空芯线圈防雷单元
型号：ZPW▪ULG、ZPW▪ULG1
规格：355mm×75mm×76mm、355mm×60mm×76mm两种，ZPW▪ULG用于电气化区段，ZPW▪ULG1用于非电气化区段。

3、发送器工作原理图如下：
四、设计心得
在此次的课程设计学习中，巩固了课上所学的知识，对所学的ZPW-2000A移频轨道电路有了更深入的认识，掌握了ZPW-2000A的工作原理；通过查阅大量的资料，也学到了很多相关的知识，同时实习中需要用CAD制图，使我对CAD有了更多的熟练度，以前总认为CAD 的操作和作用仅仅局限于书本上所教授的内容，但是这次亲身体验了之后，才发现CAD在实际的操作上有很多很多书本上学不到的细节问题和小技巧，在实际的操作过程中，同学们不断遇到新的问题，进而不断解决新的问题，大家一起讨讨论，共同进步。

这次的课程设计使我收获很多，它不仅让我了解如何模拟ZPW-2000A移频轨道电路的工作原理，让我在这个过程中学到了很多过去学不到的东西以及课本上所不能详尽讲述给你的东西，同时也让我深刻地认识到我对知识的理解程度以及掌握程度还是极其有限的，要想真正的弄懂某件事物的原理或流程还需我们付出更多的课下时间来学习其他相关的知识。

在本次ZPW-2000A 课程设计中我不仅检验了自己所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。

在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。

学会了合作，学会了理解，也学会了做人与处世。

经过了这次的课程设计，我才发现我们在无形中浪费了学校的很多资源，第九实验楼有很多实验室会给学生们开放，平时我们根本不会去实验室做实验，增强自己的动手能力，在以后的日子里我会在没有课的时候去实验室做自己喜欢的实验，增强自己的动手能力，为将来的毕业设计提前做好准备，同时也为以后的工作积累经验。

最后，我要感谢同组的同学以及在实验过程中帮助我的同学，他们在我遇到困难的时候，全力的给予我帮助，同时也要感谢高老师在百忙之中通过电话为我们解决实验中所遇到的困难。