SS4改型电力机车主电路

更新时间:2023-08-21 17:56:01 阅读量: 高等教育 文档下载

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查阅资料,画出ss4机车主电路原理图,简述其基本特点,如:调压方式、整流方式、供电方式、制动方式等

一、SS4改型电力机车主电路的特点:

1. 传动方式为 交—直传动,串励脉流牵引电动机牵引;

2. 转向架供电为独立供电方式; 3. 不等分三段半控整流调压电路,有级磁场削弱; 4. 加馈电阻制动,最大制动力延伸至11.5 km/h; 5. 直流电流、电压测量传感器化; 6. 双接地继电保护; 7. 增设PFC功补装置。

二、主电路构成

(一)网侧高压电路(25KV电路)

主要设备:

1.高压部分有受电弓1AP、高压连接器2AP、空气断路器4QF、避雷器5F、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、主变压器8TM原边绕组。

2.低压部分有自动开关102QA、网压表103PV、PFC用电压互感器100TV、PFC用电流互感器109TA、电度表105PJ,以及接地回流电刷110E、120E、130E、140E。

3.电流回路:

X →PFC用电流互地回流电刷110E/120E/130/140E→车轴→轮对→钢轨→回流线→变电所

(二)整流调压电路(Ⅰ架)

采用转向架独立供电:a1-b1-x1,a2-x2供电给整流器70V,70V给并联的第1、2位牵引电机供电;a3-b3-x3,a4-x4供电给整流器80V,80V给并联的第3、4位牵引电机供电。 额定网压时:Ua2x2 Ua1x1 2Ua1b1 2Ub1x1 2Ua3b3 2Ub3x3 695.4V

不等分三段半控桥式整流电路工作顺序(Ⅰ架为例):

首先投入4臂桥,触发T5和T6,投入a2-x2段绕组,T5和T6顺序移相。整流输出电压0~1

2Ud变化,D1和D2续流。正半周:a2(正)→D3→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→D1→73号母线→T6→x2(负)。负半周:x2(正)→T5→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→D1→73号母线→D4→a2(负)。

当T5和T6满开放后,六臂桥投入,维持T5和T6满开放,触发T1和T2,在原有a2-x2段绕组的基础上再串联a1-b1段绕组。整流电压1

234Ud~Ud变化。正半周:a2(正)→D3

→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→T2→b1(负)→a1(正)→D1→73号母线→T6→x2(负)。负半周:x2(正)→T5→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→a1(负)→b1(正)→T1→73号母线→D4→a2(负)。

当T1和T2满开放后,维持T1、T2、T5、T6满开放,触发T3和T4,则b1-x1段绕组再串入电路,整流电压3

4Ud~Ud之间变化。正半周:a2(正)→D3→71号母线→平波电抗器→

牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→T4→x1(负)→a1(正)→D1→73号母线→T6→x2(负)。负半周:x2(正)→T5→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→a1(负)→x1(正)→T3→73号母线→D4→a2(负)。

电阻75R和76R的作用:①高压空载限流试验时,作整流器70V的负载(只有75R作负载,76R被空载实验转换开关10QP短接),②机车正常运行时,可吸收部分过电压。

(三)牵引供电电路

1.转向架独立供电:1M与2M并联工作,由整流器70V供电;3M与4M并联工作,由整流器80V供电。

2. 牵引电机支路电流路径:

以1M为例:正极母线71→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→直流电流传感器111SC→1M电机电枢回路(A11→A12)→107QPR1“牵-制”鼓→107QPV1 “前-后”鼓→1M电

机励磁回路(D11→D12)→107QPV1 “前-后”鼓→107QPR1 “牵-制”鼓→牵引电机故障隔离开关19QS→负极母线72 。

因同一转向架两牵引电机背向布置,则牵引电机相对旋向相反。因此各牵引电机电枢回路与励磁回路的相对接线方式为(前方向):

1M: A11 A12→D11 D12 2M: A21 A22→D22 D21

3M: A31 A32→D31 D32 4M: A41 A42→D42 D41

3. 磁场削弱

以1M为例:在牵引电机励磁绕组两端并联有固定分路电阻14R,固定磁场消弱系数β=0.96;可减小流过励磁绕组的交流分量,从而改善牵引电机的换向。一级磁削电阻15R和磁场削弱接触器17KM;二级磁削电阻16R和磁场削弱接触器18KM 。当17KM动作闭合后,投入15R,实现Ⅰ级磁削,β=0.7 ;当18KM动作闭合后,投入16R,实现Ⅱ级磁削,β=0.54 ;当17KM和18KM都闭合时,15R和16R并联投入,实现Ⅲ级磁削,β=0.45 。

4. 牵引电机的故障隔离

牵引电机故障隔离开关19QS、29QS、39QS、49QS为单刀双掷开关。上为“运行”位,下为“故障”位。当某台牵引电机故障时(非接地故障)时,可将该台牵引电机的故障隔离开关拉“故障”位,其相应的联锁触头将切断该电机的线路接触器的电空阀得电路径,使线路接触器的电空阀不能得电而处于打开状态,该电机支路与供电电路隔离,不投入工作。若为牵引电机接地故障,则拉至“中间”位,使牵引电机与主电路完全隔离,否则仍会引起主接地继电器跳闸,且运行中不得使用电阻制动。

5. 库内动车

库用转换开关20QP、50QP为双刀双掷开关,正常运行时,主刀与主电路隔离,其辅助接点将保护电空阀287YV的得电电路连通,当287YV得电时,打开升弓气路,方可升弓。机车在库内时,因无25KV的高压电源,但可将库内的110V直流电源引入牵引电机实现动车,以Ⅰ端为例:则将20QP转库用位,其主刀之一将库用插座30XS的正极接线端与2M的电枢正极引线22号线连接。20QP的另一主刀将Ⅰ端整流器的72号母线直接接车体。所以库内动车人员只需引入110V直流电源的正极即可实现动车(库内110V电源的负极与钢轨相连),机车的运行方向可通过人为转换两位置转换开关实现。此时20QP的联锁触头切断287YV得电电路,使287YV不能得电,则库内不能升起受电弓。

同时,20QP的联锁触头还接通牵引电机线线路接触器12KM、22KM的电空阀得电电路(给上司机钥匙、两位置转换开关转换到位时电路才能构通),使1M也可通电,便于机车出厂实验电机转向、出入库及旋轮。

保护电空阀287YV得电电路 牵引电机线路接触器得电电路

6、空载试验

10QP和60QP为三刀双掷开关,正常运行时,10QP和60QP将直流电压传感器112SV和142SV分别与1M和4M的电枢相连,其相应辅助接点接通牵引电机线路接触器的电空阀的得电路径。机车空载实验时,10QP和60QP将112SV和142SV分别与主整流器70V和80V的输出端相连,同时短接76R和86R,使75R作为Ⅰ端主整流器的负载,85R作为Ⅱ端主整流器的负载(75R,76R,85R,86R阻值为300Ω,且为2串结构,则空载实验时主整流器的负载阻值为600Ω)。其辅助接点断开牵引电机线路接触器的电空阀得电路径,使牵引电机不能接入主电路,实现主整流器的空载实验。

注:

1、每一台牵引电机设有一台直流电流传感器和一台直流电压传感器。作用有:①给电子控制柜电流与电压反馈信号,作为机车速度调节控制和过流保护的依据;②通过电子控制柜处理后,作为司机台电流表与电压表显示的信号检测。

2、直流电压传感器设置在电枢两端有优点:①牵引与制动时,司机台均能看到牵引电机电压;②两台并联的牵引电机之一空转时,电枢电压反应较快。

3、取消传统的电机电流过流继电器,电机过流信号由直流传感器检测经电子控制柜发出,而进行卸载或跳主断路器或断开接触器。

(四)加馈电阻制动电路

加馈电阻制动又称为“补足”电阻制动,是在常规电阻制动基础上发展的一种能耗制动,可实现机车“恒制动力”的控制。

机车的轮周制动力为: B C Iz (N)

C--机车结构常数;

--电机主磁通(Wb);

Iz--电机电枢(制动)电流(A)。

常规电阻制动中,当电机主励磁最大恒定后,制动电流将随机车速度的降低而减小,轮周制动力也随之而变化,为了克服在低速区时制动力的减小,加馈电阻制动是从电网吸收电能,通过相控主整流器向电机电枢补足Iz并保持恒定,以此获得理想的最大轮周制动力恒定值

电制动时,通过两位置转换开关的转换,“牵引”→“制动”。电枢回路与制动电电阻相串联(加馈时还与主整流器的一段大桥相连),每节车的4台牵引电机的励磁绕组串联后由励磁整流桥单独供电。此时牵引电机做他励发电机运行,发出的电消耗在制动电阻上,使电枢绕组通过电流在主磁场中受力而产生制动转矩,对机车和后部车辆产生制动作

1、电枢回路:

(1)当V 33km/h时,机车处于纯电阻制动状态,电流路径为:1M电机电枢A12(正)→107QPR1“牵-制”鼓→13号线→制动电阻13R→73号母线→D4→D3→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M电机电枢A11(负)。

(2)当V 33km/h时,机车处于加馈电阻制动状态,触发T5和T6,一段大桥投入,a2-x2绕组的交流电经整流输出后串入牵引电机电枢回路中,补足Iz。正半周:1M电机电枢A12(正)→107QPR1“牵-制”鼓→13号线→制动电阻13R→73号母线→T6→x2(负)→a2(正)→D3→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流

传感器111SC→1M电机电枢A11(负)。负半周:1M电机电枢A12(正)→107QPR1“牵-制”鼓→13号线→制动电阻13R→73号母线→D4→a2(负)→x2(正)→T5→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M电机电枢A11(负)。

(五)保护电路(控制原理在整备控制电路中详讲)

1、短路保护

网侧短路:通过高压电流互感器7TA(变比为200/5)与原边过流继电器101KC(动作值为8A)配合动作使主断路器4QF分闸。整定值为320A 。

次边短路:经交流电流互感器176TA、177TA、186TA、187TA检测电流→电子柜。经电子柜过流保护环节最终使主断路器4QF分闸。整定值3000A±5%。

在整流器的每一晶闸管上各串联一个快速熔断器,实现元件的击穿短路保护。

2、过流保护

牵引工况:由直流电流传感器111SC、121SC、131SC、141SC检测电流→电子柜,经电子柜过流保护环节最终使主断路器4QF分闸。整定值为1300A±5%(牵引电流最大值为1096A)。 制动工况:仍然由直流电流传感器111SC、121SC、131SC、141SC检测电流→电子柜→励磁过流中间继电器559KA得电动作→励磁接触器91KM断开。整定值为1000A±5%(制动电流最大值为775A)。

励磁过流:由直流电流传感器199SC检测电流→电子柜→励磁过流中间继电器559KA得电动作→励磁接触器91KM断开。整定值为1150A±5%(励磁电流最大值为930A)。

3、过电压保护

包括大气过电压、操作过电压、整流器换向过电压和调整过电压。

大气过电压保护:一是设置避雷器5F(残压42KV),二是主变压器各次边绕组设置有RC吸收器。牵引绕组由71C与73R,72C与74R,81C与83R,82C与84R进行保护;励磁绕组由93C与94R进行保护;辅助绕组由255C与260R进行保护。

当主断路器4QF分闸或合闸接通主变压器空载电流是时,机车将产生操作过电压,通过5F和RC吸收器能对操作过电压进行限制。

在主整流器70V和80V及励磁整流器99V的每一晶闸管及二极管上均并联有RC吸收器,进行整流器换向过电压吸收。

牵引电机的电压由主整流器进行限制。限制值为1020V±5% 。

4、接地保护

第一转向架供电单元由接地继电器97KE进行保护;第二转向架供电单元和励磁回路由98KE进行保护。动作后接通跳主断电路,使主断路器4QF分闸。

97KE和98KE为有源保护(线圈的一端接控制电源110V的正极),全区域保护,动作值为18V 。

193R、194R为限流电阻;191R与197C、192R与198C抑制97KE和98KE动作线圈两端因接地故障时引起的尖峰过电压。95QS和96QS的作用在于当确认一点接地时且故障不能急时排除又需维持运行,将其至“故”位,使接地继电器与主电路隔离,接地继电器不再动作而由主断路器保护(在此过程中司机必须加强走廊巡视)。195R和196R(7.5kΩ)与主电路相连,接地电流经此流至“地”。

97KE或98KE动作后,接通主断路器分闸电路,使主断路器4QF分闸,并且其联锁接点接通信号显示电路,在司机台上显示相应接地信号,当故障消除后,信号仍不能熄灭,只有通过主断路器“合”按扭时的恢复电路环节,使接地继电器上的恢复线圈短时得电,将指示杆吸入,继电器恢复正常状态,司机台上接地信号消失。

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/41ci.html

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