SS 8型电力机车控制电路原理分析及故障排除 - 图文

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课题名称：

（SS 8型电力机车控制电路原理分析及故障排除）

专 业 系 铁道牵引与动力学院 班 级 司乘 113 学生姓名 xxxxxxxx 指导老师 张 莹 完成日期 2013.12.12

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目 录

摘 要 ............................................................................................................................................................... 5 ABSTRACT .................................................................................................................................................... 6 第1章 概 述 ................................................................................................................................................. 8 第2章 主电路 ............................................................................................................................................. 12

2.1 主电路 ........................................................................................................................................... 12 2.2 主电路的结构特点 ....................................................................................................................... 13 2.3 网侧高压电路 ............................................................................................................................... 13

2.3.1 高压侧流程图 ................................................................................................................... 13 2.3.2 各相关器件作用 ............................................................................................................... 13 2.4 整流调压电路 ............................................................................................................................... 15 2.5 牵引电路 ....................................................................................................................................... 18

2.5.1 牵引电路流程图 ............................................................................................................... 18 2.5.2 机车的方向控制(以1M为例) ......................................................................................... 19 2.5.3 磁场削弱电路 ................................................................................................................... 20 2.6 制动电路 ....................................................................................................................................... 21

2.6.1 制动电路流程图 ............................................................................................................... 21 2.6.2 高速区(以Ⅰ架为例) ....................................................................................................... 21 2.7 测量电路 ....................................................................................................................................... 22

2.7.1 网侧电压测量 ................................................................................................................... 22 2.7.2 电机电枢电流的励磁电流测量 ....................................................................................... 22 2.7.3 电机电枢电压测量 ........................................................................................................... 23 2.7.4 网侧电力测量 ................................................................................................................... 23 2.7.5 机车速度测量 ................................................................................................................... 23

第3章 辅助电路 ......................................................................................................................................... 24

3.1 辅助电路 ....................................................................................................................................... 24 3.2 辅助电路作用及设备组成 ........................................................................................................... 24

3.2.1 作用 ................................................................................................................................... 25 3.2.2 设备 ................................................................................................................................... 25 3.3 单－三相供电系统 ....................................................................................................................... 25

3.3.1 电路工作原理 ................................................................................................................... 25 3.3.2 劈相机分相起动电路 ....................................................................................................... 26

3.3.2.1 起动流程图 ........................................................................................................... 27 3.3.2.2 1AK动作 ................................................................................................................ 27 3.3.3 通风机电动机电容分相起动 ........................................................................................... 27 3.4 三相负载电路 ............................................................................................................................... 28

3.4.1 辅助的起动 ....................................................................................................................... 28 3.4.2 库内电源的使用操作 ....................................................................................................... 28 3.5 单相负载电路 ............................................................................................................................... 29

3.5.1 380V单相负载 .................................................................................................................. 29

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3.5.2 220V单项负载电路 .......................................................................................................... 29 3.6 保护电路 ....................................................................................................................................... 30

3.6.1 过电压保护电路 ............................................................................................................... 30 3.6.2 过电流保护 ....................................................................................................................... 30 3.6.3 接地保护 ........................................................................................................................... 30 3.6.4 辅机过流保护 ................................................................................................................... 30 3.6.5 安全保护 ........................................................................................................................... 31

第4章 控制电路 ......................................................................................................................................... 32

4.1 控制电路电路图 ........................................................................................................................... 32 4.2 整备控制电路 ............................................................................................................................... 33

4.2.1 受电弓控制 ....................................................................................................................... 33 4.2.2 主断路器控制 ................................................................................................................... 34 4.2.3 劈相机控制 ....................................................................................................................... 35 4.2.4 压缩机控制 ....................................................................................................................... 37 4.2.5 通风机控制 ....................................................................................................................... 38 4.2.6 制动风机控制 ................................................................................................................... 38 4.2.7 机车通过相分段区的控制 ............................................................................................... 39 4.2.8 “向前”、“向后”控制 ................................................................................................... 40 4.2.9 制动控制 ........................................................................................................................... 40 4.3 调速控制电路 ............................................................................................................................... 41

4.3.1 调速控制电路 ................................................................................................................... 41 4.3.2 线路接触器控制 ............................................................................................................... 41 3.3.4 速度分级控制 ................................................................................................................... 43 4.3.4 调速控制 ........................................................................................................................... 44 4.4 信号控制电路 ............................................................................................................................... 45

4.4.1 主显示屏显示内容 ........................................................................................................... 45

4.4.1.1 主断 ....................................................................................................................... 45 4.4.1.2 欠压 ....................................................................................................................... 46 4.4.1.3 劈相机 ................................................................................................................... 46 4.4.1.4 零位 ....................................................................................................................... 46 4.4.1.5 预备 ....................................................................................................................... 46 4.4.1.6 原边过流 ............................................................................................................... 46 4.4.1.7 次边过流 ............................................................................................................... 46 4.4.1.8 牵引电机 ............................................................................................................... 46 4.4.1.9 励磁过流 ............................................................................................................... 47 4.4.1.10 辅助回路过流 ..................................................................................................... 47 4.4.1.11 主接地 ................................................................................................................. 47 4.4.1.12 辅接地 ................................................................................................................. 47 4.4.1.13 空转 ..................................................................................................................... 47 4.4.1.14 电制动 ................................................................................................................. 47 4.4.1.15 车列缓解 ............................................................................................................. 47 4.4.1.16 车列保压 ............................................................................................................. 48 4.4.1.17 车列制动 ............................................................................................................. 48 4.4.1.18 车列紧急 ............................................................................................................. 48

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4.4.2 辅显示屏显示内容 ................................................................................................................... 48

4.4.2.1 自动过分相 ........................................................................................................... 48 4.4.2.2 主接地1 ................................................................................................................ 48 4.4.2.3 主接地2 ................................................................................................................ 48 4.4.2.4 控制回路接地 ....................................................................................................... 49 4.4.2.5 列车供电 ............................................................................................................... 49 4.4.2.6 压缩机1 ................................................................................................................ 49 4.4.2.7 压缩机2 ................................................................................................................ 49 4.4.2.8 牵引风机1 ............................................................................................................ 49 4.4.2.9 牵引风机2 ............................................................................................................ 50 4.4.2.10 硅风机 ................................................................................................................. 50 4.4.2.11 油泵 ..................................................................................................................... 50 4.4.2.12 变压器风机 ......................................................................................................... 50 4.4.2.13 制动风机1 .......................................................................................................... 50 4.4.2.14 制动风机2 .......................................................................................................... 50 4.4.2.15 停车制动 ............................................................................................................. 50

4.5 保护控制电路 ............................................................................................................................... 51

4.5.1 过流保护 ........................................................................................................................... 51 4.5.2 接地保护 ........................................................................................................................... 52 4.5.3 欠电压保护 ....................................................................................................................... 52 4.5.4 紧急制动 ........................................................................................................................... 52 4.5.5 传动小齿轮弛缓保护 ....................................................................................................... 53 4.5.6 风速保护 ........................................................................................................................... 53 4.5.7 故障保护的恢复控制 ....................................................................................................... 53

第5章 机车故障处理 ................................................................................................................................. 54

5.1 两个受电弓均升不起 ................................................................................................................... 54 5.2 闭合劈相机不启动 ....................................................................................................................... 54 5.3 辅助电路接地，主断路器分断，并显示辅接地 ....................................................................... 55 5.4 提手柄牵引构成无压无流 ........................................................................................................... 56 5.5 主接地 ........................................................................................................................................... 56 5.6 劈相机启动正常，闭合压缩机、通风机按键开关，压缩机、通风机不起动 ....................... 56 5.7 次边过流 ....................................................................................................................................... 57 5.8 合通风机各辅机均不起 ............................................................................................................... 57 5.9 合通风机时，第一风机启动后其它风机不起 ........................................................................... 58 5.10第一二通风机启动后，硅风机不起 .......................................................................................... 58 总 结 ........................................................................................................................................................... 59 参考文献 ....................................................................................................................................................... 60

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摘 要

韶山8型电力机车（SS8）是中国铁路使用的电力机车车型之一，由株洲电力机车厂与株洲电力机车研究所共同研制。韶山8型电力机车是四轴准高速干线客运电力机车，是中国第八个五年计划（“八五”）重点科技攻关项目，原设计是用于广深准高速铁路的电力机车，后成为用于中国干线铁路牵引提速旅客列车的主型机车。机车最大运行速度为170公里/小时。

SS8电力机车主要技术特点：

韶山8型电力机车吸收了韶山5型电力机车的技术和经验，是工频交流晶闸管相控电力机车，机车持续功率3600千瓦，最高运用速度170公里/小时。机车主电路采用不等分三段半控桥式整流电路、晶闸管相控调压，转向架电机并联独立供电、牵引电机无级磁场削弱，可实现包括恒功区的全无级调速特性。机车动力制动为加馈电阻制动，制动功率2700千瓦。

机车轴式为Bo-Bo，装用两台双轴转向架。首两台样车转向架最初仍然沿用韶山5型机车的设计，采用电机空心轴、牵引电机全悬挂，其传动箱的大部分仍属簧下重量，加上轮径较大达1250毫米，这两个因素使机车的簧下重量稍大，但轴重较轻，因而仍然能满足在160公里/小时运行速度下的轮轨相互作用力指标。经改造后定型的韶山8型机车改为采用轮对空心轴六连杆弹性传动装置、单侧直齿六连杆万向节传动，簧下重量为3吨，机车牵引装置为推挽式低平牵引杆，机车总重88吨，轴重22吨。

机车装用四台ZD115型直流牵引电动机，额定功率为900千瓦，采用三支点弹性架承式悬挂、全叠片机座结构，一端悬挂在转向架的构架上，另一端固定在轮对的空心轴套上。机车采用模仿自进口8K、6K型机车的微机控制系统，并根据韶山4型0038号机车的使用经验进行改进，具有恒流起动及准恒速运行特性控制、空转（滑行）保护控制、逻辑控制单元、故障监测显示功能。机车装备DK-1型空气制动机，具有空电联合制动功能，由机车电空制动机对列车电空制动系统直接控制，以提高客运列车制动的快速反应。

机车主变压器设有列车供电绕组，可向旅客列车提供空调、采暖、照明等电源，列车无需挂发电车。机车外形经风洞模拟试验以减小风阻，采用后倾角为26.15度的头形。 关键词：韶山8型电力机车（SS8）、主电路、辅助电路、控制电路、机车故障处理

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ABSTRACT

Shaoshan 8 electric locomotive (SS8) is the China railway electric locomotive models use one, the jointly developed by Zhuzhou electric locomotive factory and Zhuzhou electric locomotive research. Shaoshan 8 electric locomotive is four axis quasi high speed line passenger electric locomotive, is China's eighth five year plan (\technological project, the original design for Guangzhou Shenzhen quasi high speed railway electric locomotive, as for the main locomotive traction Chinese railway passenger trains. Motorcycle maximum speed is 170 km / h.

The main technical characteristics:

Shaoshan 8 electric locomotive absorbed the Shaoshan 5 electric locomotive technology and experience, is the AC thyristor phase control electric locomotive, the locomotive continuous power of 3600 kW, maximum use of speed of 170 km / h. Locomotive circuit uses unequal three half controlled bridge rectifier circuit, thyristor phase control, bogie motor parallel independent power supply, traction motor stepless field weakening, can realize the stepless speed regulation characteristics including constant power region. Locomotive dynamic braking resistance brake and feed, braking power of 2700 kw.

Locomotive shaft type is Bo-Bo, equipped with two axis bogie. The initial design frame still use Shaoshan 5 locomotive first two sets of vehicle steering, the hollow shaft motor, motor complete hanging traction, most still belong to spring the drive box under the weight, and wheel diameter is up to 1250 mm, these two factors make the locomotive unsprung weight slightly larger, but the weight is light, it still can meet in the 160 km / h speed wheel rail interaction force index. After reconstruction, setting Shaoshan 8 locomotives replaced by hollow shaft wheel drive six link flexible device, unilateral straight tooth six connecting Cardan, unsprung weight of 3 tons, the locomotive traction device is a push-pull low traction rod, locomotive weight 88 tons, 22 tons axle load.

Locomotive fitted with four ZD115 DC traction motor, rated power is 900 kilowatts, the three pivot bearing elastic frame suspension, the laminated frame structure, one end of the hanging on the bogie frame, the other end is fixed on the hollow shaft wheel. Imitate imported from 8K, microcomputer control system for 6K locomotive locomotive adopts, and was improved according to the experience of using the Shaoshan 4 No. 0038 locomotive, with constant

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current and starting and running characteristics, quasi constant speed control idle (sliding) protection control, logic control unit, fault monitoring and display functions. The locomotive is equipped with DK-1 air brake, with electro pneumatic brake function, by the electro pneumatic brake for train electric pneumatic brake system of direct control, to improve the rapid reaction of passenger train braking.

Main transformer of locomotive with train power winding, may apply to the passenger train providing air conditioning, heating, lighting, power supply, train without hair hanging trolley. Locomotive shape by wind tunnel experiments in order to reduce air resistance, the dip angle is 26.15 degree head shape.

Keywords: shaoshan 8 type electric locomotive (SS8), main circuit, auxiliary circuit, control circuit, the locomotive fault handling

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第1章 概 述

电力机车一般是按照电力机车的供电电流制及所采用的牵引电动机型式来分类。直流与交流制供电的电气化铁道上使用的电力机车分别为直流电力机车和交流电力机车。

1.1 直流电力机车

牵引运行时，由电网获得直流电、使直流牵引电动机工作，驱动机车运行。该机车结构简单，控制方便，易于维修，运用也比较可靠，而且容易实现再生制动。其缺点是接触网电压不高(一般为1500－3000V)，送电距离受到限制、变电所数目多，接触网结构复杂、笨重。

1.2 交流电力机车

按接触网的供电频率不同分为单相低频制和单相工频制两种。

①单相低频电力机车的牵引电动机是单相整流子电机，机车直接从接触网获取单相低频(25Hz或162/3Hz)交流电使牵引电动机运转、机车牵引运行。这种供电系统的电压一般为11～15KV，有效地克服了直流制电力牵引的不足，而且单相整流子牵引电动机性能也适合铁路运输的要求。

缺点是供电频率与工业用电不同，因而需要建造专用的发电厂，或在工业电力系统与铁道供电系统之间设置复杂的变频设备。

②单相工频交流制自五十年代以来，发展很快。最初的单相工频交流制使用的是整流器式电力机车，它由接触网受入单相交流电，经机车内的整流器整流后，供给直流(脉流)牵引电动机进行工作，接触网供电电压一般为20～25KV。这种机车既采用了高压交流供电，又采用了性能良好的直流牵引电机，且供电系统与工业系统频率相同，故具有更大的优越性。

1.3 电力机车发展概况

我国电力机车的研制和生产从1958年开始，其发展可分为个阶段：

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1.3.1起步阶段（～70年代末）：在仿制国外机车的基 础上，生产出韶山型客货两用交直电力机车。

1.3.2发展阶段（70年代末至80年代末）：我国研制成功自己的相控电力机车，机车功率进一步提高，代表车型SS3、SS4型。其中，SS3型电力机车采用级间调压方式，SS4型电力机车则是我国自行研制的第一代全相控大功率电力机车。

1.3.3提高阶段（自80年代末开始～今）：在消化吸收引进机车技术的基础上，对已开发的机车进行了技术改造，并结合我国传统的牵引电机并联的主电路形式，相继开发SS5、SS8、SS6B、SS7等型号的电力机车。

1.4 电力机车的工作原理

电力机车运行时，受电弓升起，从接触网上取得25KV单相工频交流电，通过主断路器进入牵引变压器，将接触网的高压交流电变为低压交流电，然后经过硅整流装置将交流电整成直流电，再经平波电抗器滤波后，供给牵引电动机。

牵引电动机旋转带动车轴和车轮转动，由于轮轨间的粘着作用从而产生牵引力使列车前进。牵引电动机的转速不同，机车的运行速度就不同。电动机的转向改变，机车的运行方向也随之改变。牵引电动机还可做发电机运行，将列车运行的机械能变为电能，进行电阻制动。

1.5 电力机车的组成

电力机车是由机械部分、电气部分和空气管路三部分组成的。 机械部分包括车体、转向架、车体和转向架的连接装置和牵引缓冲装置。 电气部分包括机车上的各种电气设备及其连接导线。电气设备主要有受电弓、主断路器、牵引变压器、硅整流装置、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。为了保证机车的正常运行，机车上还有许多辅助电气设备和控制电器。

空气管路系统包括空气制动机管路系统、控制气路系统和辅助气路系统三部分，分别实现机车的空气制动、机车上各种设备的风动控制，并向各种风动器械供风。

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1.6 我国电力机车的发展

中国最早使用电力机车在1914年，是抚顺煤矿使用的1500V直流电力机车。1958年中国成功地生产出第一台电力机车，从采用引燃管整流器到硅整流器，机车性能不断改进和提高，到1968年制成韶山l型（SS1型）131号时已基本定型。截止到1989年停止生产，SS1型电力机车总共制造了926台，成为中国电气化铁路干线的首批主型机车。1966年SS2型机车制成，1978年研制成功的SS3型机车，不仅改善了牵引性能，还把机车的小时功率从4200kW提高到4800kW，截止到1997年底，共生产了987台，成为中国第二种主型电力机车。1985年又研制成功了SS4型8轴货运电力机车，它是国产电力机车中功率最大的一种（6400kW），已成为中国重载货运的主型机车。

以后又陆续研制成功了SS5、SS6和SS7型电力机车。1994年研制成功了时速为160 km的准高速四轴电力机车等。至此，中国干线电力机车已基本形成了4，6，8轴和3200kW、4800kW和6400kW功率系列。1999年5月26日，中国株洲电力机车厂生产出第一台时速超过200km的DDJ1型“子弹头”电力机车（大白鲨），标志着中国铁路电力牵引已跻身于国际高速列车的行列。

1.7 机车性能参数 表 1-1 机车性能参数 UIC轴式 轨距 轮径 轴重 通过最小曲线半径 机车长度 机车宽度 机车高度 整备重量 受流电压 传动方式 牵引电动机

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Bo-Bo' 1,435毫米 1200毫米（半磨耗） 22吨 125米 16,300毫米（车体长度） 17,516毫米（车钩中心线距） 3,100毫米 4,040毫米（受电弓座面至轨面） 88吨 交流25kV（50Hz） 交—直流电 ZD115 × 4

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最高速度 持续速度 牵引功率 牵引力 制动方式 制动功率 制动力 239.6 km/h（试验） 170 km/h（营运） 100 km/h 3,600千瓦 210 KN（最大） 126 KN（持续） 加馈电阻制动 2700 kW 130kN 列车制动 电空制动 1.8 SS 8型电力机车设备布置总图 图1-2 SS8型电力机车总体图

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第2章 主电路

2.1 主电路

图2-1 SS8型电力机车电气线路原理图（主电路）

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2.2 主电路的结构特点

SS8型电力机车的主电路特点如下

（1） 主传动——采用串励脉流电动机驱动，电动机的速度采用端电压无极调压和无极磁场削弱方式进行调速。

（2） 电压调节与磁场削弱——电压调节采用三段半控桥相控整流无极调压；磁场削弱采用晶闸管分路的无极调节。因而机车在整个调速区均是无极的。

（3）供电方式——电动机的供电按转向架独立供电，即一组整流器对同一转向架的两台并联电动机供电。当一组整流器故障时，可保持机车1/2的牵引力；当一台电机故障时，可保持机车牵引力的3/4。

（4）动力制动——采用加馈电阻制动，在低速区可以有较大的制动力。 （5）测量系统——电流，电压的测量采用传感器方式，可使高压与测量控制系统隔离。

（6）保护——主电路中设有电流的短路和过载保护，过电压，接地，小齿轮滞后等保护。

2.3 网侧高压电路

2.3.1 高压侧流程图

电网→受电弓(AP) →主断路器(QF) →主变高压绕组AX→车体→轴上接地碳刷→车轴→钢轨→变电所 2.3.2 各相关器件作用

①受电弓AP－受流；

②主断路器QF－机车电源总开关和总保护； ③主变压器的高压绕组AX－提供牵引制动电能；

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④避雷器F－抑制操作过电压及雷电过电压；

⑤电流互感器1TA－检测短路电流，用以驱电流继电器5KC动作； ⑥电流互感器2TA－检测机车正常运行时的工作电流； ⑦电度表Wh－记载耗电情况；

⑧接地电刷1E～4E－保证良好接地，防止电腐蚀轮轴； ⑨速度传感器SD1～SD4－提供速度信息。

图2-2 高压侧电路图

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2.4 整流调压电路

整流调压电路由两个独立的单元组成，分别向相应的转向架上两台并联的牵引电动机供电。

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图2-3 整流调压电路

以第一转向架为例 在正半周的某一时刻：

a2→V7→V2→V1→1#→平波电抗器1L→牵引电机电枢1M→牵引电机励磁绕组→3#→V12→V11→x2→牵引绕组→a2

在负半周的某一时刻：

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2.6 制动电路 2.6.1 制动电路流程图

图2-8 制动电路流程图

4台电机的励磁绕组串联后由整流器1V的第二段整流桥和励磁绕组a5－x5供电。 2.6.2 高速区(以Ⅰ架为例)

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在正半周的某一时刻：

x5→接触器6KM→二极管V7→电机隔离开关1QS→D21→ D11→电机隔离开关2QS→D12→D22→电机隔离开关4QS→ D24→D14→电机隔离开关3QS→D13→D23→接触器5KM→ 3#→二极管V12→晶闸管V11→a5→励磁绕组→x5

在负半周的某一时刻：

a5→晶闸管V10→电机隔离开关1QS→D21→D11→电机隔离开关2QS→D12→D22→电机隔离开关4QS→D24→D14→电机隔离开关3QS→D13→D23→接触器5KM→3#→二极管V9→二极管V8→接触器6KM→x5→励磁绕组→a5接触器

2.7 测量电路

SS8型电力机车主电路中需测量的参数有电网电压，电机电枢电压、直流电流、励磁电流、网侧牵引电力、机车速度等部分。这些参数有的供机车控制用，有的需在司机台上显示。

2.7.1 网侧电压测量

网侧电压用高压电压互感器1TV测量，互感器的变比为25KV/100V；指示用电压表为YS—1型0~160V，2.5级交流电压表。该表为双针表，一根针显示电网电压，实际刻度0~600V,直接接至辅助电路。电压表PV置于司机台上。

2.7.2 电机电枢电流的励磁电流测量

采用从LEM公司引进的电流传感器1SC~8SC作测量元件。型号TQG4A，1000A/200mA。1PA(1SC)－1M电枢电流

2PA(3SC)－3M电枢电流 3PA(2SC)－2M电枢电流 4PA(4SC)－4M电枢电流 5PA(5SC)－1M励磁电流 6PA(6SC)－2M励磁电流

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7PA(7SC)－3M励磁电流 8PA(8SC)－4M励磁电流 2.7.3 电机电枢电压测量

采用电压传感器1～4SV作测量元件。（型号为TQG3，1000V／80mA) 3PV(1SV)－1M电枢电压 4PV(2SV)－2M电枢电压 5PV(3SV)－3M电枢电压 2.7.4 网侧电力测量

采用交流电度表PJ作测量元件。(型号为DJ-6，额定电压为100V，额定电流为1A，过载电流为5A)

2.7.5 机车速度测量

采用速度传感器作为测量元件。(型号DF16型)

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第3章 辅助电路

3.1 辅助电路

图3-1 SS8型电力机车电气线路原理图（辅助电路）

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3.2 辅助电路作用及设备组成

3.2.1 作用

（1）实现高压室人身安全保护； （2）实现“零压”保护；

（3）将单项工频电“劈”成三相，给各辅机及设备提供单、三相电能； （4）控制各辅机的顺序启动。 （5）实现自身的接地保护 3.2.2 设备

（1）(YPX－280M－4型)劈相机MG一台 （2）(JD304A型)压缩机电动机1MA(2MA)二台 （3）(YFD－280S－4型)通风机电动机3MA(4MA)二台 （4）(TZTF5.6A型)制动风机电动机5MA(6MA)二台 （5）(TZTF4.5A型)硅风机电动机9MA(11MA)二台

（6）(QB－80／20型)变压器油泵10MA一台此外还有壁炉、脚炉、电热玻璃、热风机、热饭电炉等设备。

3.3 单－三相供电系统

3.3.1 电路工作原理

SS8型机车辅助电路采用单－三相供电系统，由劈相机将单相电源变为三相电源，辅机均采用三相异步电动机拖动。电源由主变压器的辅助绕组a6－b6－x6提供，其中a6－x6的额定电压为289V，a6－b6的额定电压为229V。单项交流电源从a6－x6经库用转换刀开关6QP至导线201、202，给各辅机及窗加热、取暖设备供电。机车在库内可通过辅助电路库用插座13XS引入380V单相或三相电源，并将6QP投向库用位，从而使

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进行保护动作，切断三相电源并送出故障显示信号。

自动开光的过流保护方式有两种：一是电磁脱扣；二是热脱扣。短路故障的保护是通过电磁脱扣的形式执行的。该方式动作及时，一旦发生短路故障，自动开关能在0.5S内进行保护动作，切断故障支路。辅机的过流保护是通过热脱扣的方式执行的。该方式保护动作的时间长短由本支路中故障电流的大小决定：故障电流越大则保护动作的时间越短；故障电流越小，则保护动作的时间越长。

自动开光脱扣动作后，需间隔一段时间（约2-3min）后，才能恢复接通。 3.6.5 安全保护

机车设有安全门锁装置。机车各室门、高压柜门均设置可安全锁，安全锁钥匙插在安全门锁装置箱上。YV为门锁保护阀，YV得电，安全锁钥匙无法取出；YV失电，安全锁钥匙才能取出，从而开启各室门。门锁保护阀线圈由两路供电：一路控制电路电源线454经主电路入库转换开光7QS、8QS连锁，车顶门行程开光7QP联锁送至YV线圈，使其得电；另一路从导线204、205引入交流电源经变压器4T、整流装置11U导线至217给线圈供电，由此构成保护阀的双电源送电状态。即使出现控制电路切断而机车高压供电依然存在的情况，YV线圈仍然得电，安全锁的钥匙仍取不出，各室门依然打不开，从而达到确保人身安全的目的。

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第4章 控制电路

4.1 控制电路电路图

图4-1 SS8型电力机车电气线路控制原理（控制电路一）

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4.2 整备控制电路

所谓整备控制电路是指机车动车前的各项预备操作，如升受电弓、合主断路器、启动劈相机、空气压缩机、通风机、以及完成机车向前向后、牵引货制动的操作。

4.2.1 受电弓控制

受电弓的升起是由压缩空气推动升弓气缸内的活塞来实现。所以要升起受 电弓，必须具有足够压力的压缩空气。压缩空气的开通与关闭受电磁阀控制，具体控制情况如下：

电源由21QA自动开关提供，导线453经主台按键开关的电联锁接点1SA（2SA），使导线454有电。一路8QS、7QS、7QP使保护阀YV得电动作，若此时，高压安全门联锁 钥匙箱内的全部钥匙已插入到位，换向手柄及司机钥匙已由钥匙箱取出，则通过钥匙箱内的气路联锁开通通向受电弓电磁阀的气路，为升弓作好准备；另一路分别经两个支路使受电弓电磁阀得电动作，支路之一经“前受电弓”按键开关1SK1（2SK2）及前受电弓隔离开关41QS，使导线579有电，前受电弓电磁阀9YV得电动作，压缩空气直通升弓气缸，使前受电弓升起；支路之二经“后受电弓”按键开关1SK2（2SK1）及后受电弓隔离开关42QS使导线578有电，后受电弓电磁阀10YV得电动作，压缩空气直通升弓气缸，使后受电弓升起。

受电弓的升起，要求有以下几个条件：

（1）库用转换开光7QS、8QS在运行位（库用位时，此开关联锁在断开位）； （2）关好车顶门（车顶门打开时，行程开关联锁7QP在断开位）；

（3）关好高压室门、变压器室门、高压柜门，并将全部钥匙插入钥匙箱内。

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图4-2 受电弓控制电路

4.2.2 主断路器控制

主断路器合闸控制与受电弓控制为同一供电支路，在按下“主断合”按键开关3SK1（3SK2）后，由导线454经3SK1（3SK2）、10KA、26QS、21KT、21KA，是导线463得电，因21KT主断合延时继电器一直得电，21KT常开点闭合，若此时主断路器的风缸的风压足够（大于450kpa），也就是4KF动作，则主断路器的合闸线圈QFN得电动作，主断路器的操作机构在压缩空气推力的作用下，合上主、辅触头，从而完成主断路器的合闸操作。其中26QS是主断路器的隔离开关，10KA是零位中间继电器，当全车所有司机控制器处于零位时，10KA得电动作，其常开点闭合。13KA是恢复中间继电器，合3SK1（3SK2）后，13KA线圈得电，使主断合延时继电器21KT失电，延时1s后断开主断路器合闸线圈QFN的电路，这是为防止合闸线圈QFN长时间得电烧损。另外13KA还担负着各种故障保

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护机构`的恢复作用，这在后面的保护控制中将作介绍。所以要使主断路器能顺利闭合，必须具备如下几个条件：

（1）全车所有司机控制器处于零位，即10KA （2）得电动作；

（3）主断路器本身处于正常开断状态（非中间位） （4）劈相机按键处于断开位，即21KA处于失电状态 （5）主断路器风缸压力大于450kpa

（6）主断路器分闸控制单独由22QA自动开关提供电源，当按下“主断路器分”按键开关4SK1（4SK2），经QF联锁使主断路器分闸线圈得电，主断路器动作分闸。出此以外，由于保护环节要求，也会是主断路器分断，这将在保护一节作详细介绍。

图4-3 主断路器合闸控制

4.2.3 劈相机控制

SS8型电力机车劈相机和各辅机的控制分正常操作和“过分段”区的自动控制两种，

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后一情况将单独介绍。

所有辅机的控制电源由自动开关23QA提供。

1.按下“劈相机”按键开关5SK1（5SK2），经导线542主断路QF联锁后分别经以下几个支路：支路一，经劈相机隔离开关15QS（处运行位），劈相机中间继电器21KA常闭点，经导线505使分相起动电阻接触器29KM、劈相机起动延时继电器13KT同时得电闭合，为劈相机热接触器15KM（410/E）闭合作好准备；支路二，经490导线，劈相机隔离开关15QS（处运行位），起动电阻转换开关5QP，29KM常开点此时得电闭合，经导线544使劈相机接触器15KM得电闭合，其常开联锁闭合使15KM自保持继续得电。劈相机的主回路构通，开始起动。若起动正常，则劈相机的起动继电器1AK动作，其常开点闭合；支路三，导线490经1AK，使导线501有点，劈相机起动中间继电器21KA得电动作，其常闭点打开，切断29KM、13KT的供电回路，切除劈相机起动电阻，使劈相机进入正常工作状态。同时21KA常开点闭合，使21KA继续得电自锁；支路四，导线490经21KA的常开点，经导线530、13KT的常闭点，使导线507有点，为他辅机正常工作作好准备。

2.若劈相机故障，则将15QS打到故障位，用通风机1代替劈相机。此时，通风机1通过分相电容起动后代替劈相机的功能，是其他辅机依旧能正常工作。具体控制过程如下：将15QS打到故障位，将5QP打到电容为。随后的操作过程与起动劈相机相似。即首先按下5SK1（5SK2）按键开关，导线542经主断路器常开点使导线490有电：支路一，导线490经15QS开关(处故障位），21KA常闭点使13KT、29KM得电，起动电容接入；支路二，导线490经15QS(处故障位），导线534经5QP、29KM常开点使导线525有电，并使通风机1的接触器18KM得电并自锁，通风机1开始起动，当发电相电压达到1AK的整定值时，1AK动作；支路三，导线490经15QS(处故障位）经21KA常闭点切除29KM、13KT的供电回路，切除通风机1的起动电容，使通风机1进入正常工作状态；支路四，导线490经13KT常闭点使导线507有电，为其他辅机的正常工作作好准备。

以上操作均是在接触下机车处于正常使用时的工况，即劈相机及其他辅机起动前，主断路器已处于闭合状态。

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图4-4 劈相机启动流程图

4.2.4 压缩机控制

按下“压缩机”按键开关7SK1（7SK2），导线507经7SK1（7SK2），547KP（压力调节器，风压低于700kpa时闭合，风压高于900kpa时断开），导线550有电。支路一，导线550经压缩机1隔离开关34QS，经导线551使压缩机1投入工作，同时起动继电器37KA得电动作。支路二，经导线550使压缩机起动继电器36KA得电动作。同时，16KM得电后，常闭点打开，使16KT常闭点，压缩机2隔离开关35QS，经导线552使压缩机2的接触器17KM得电动作，压缩机2投入动作。“强泵”操作时，按下“强泵”按键开关8SK1（8SK2），这时短接了压力调节器547的接点，使压缩机不受压力调节器的控制。这时，操作人员必须注意监听安全阀达到1000kpa整定动作的冒气声，以便及时停止强泵工作。若压缩机1故障，只要把压缩机1隔离开光打到故障位，压缩机2仍可正常投入工作。

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若总风缸或控制风缸中处于无压缩空气储存，则需利用升弓压缩机辅助压缩机向控制风缸压气，以供受电弓升弓和主断路器合闸之用。其电源由27QA自动开关提供，经43QS开关，向升弓压缩机15MD供电。

4.2.5 通风机控制

SS8型电力机车，取消了以往通风机的自动起动控制环节，因此，在调节时司机应根据情况，对通风机进行控制。

在未按下“通风机”按键开关前，应完成两方面准备；其一，劈相机起动完毕，其时21KA常开点闭合，13KT延时3s后闭合，使507导线有电；其二，导线507经16KM、36KA、17KM支路（在压缩机未投入时）使35KA得电，或导线507经16KT、17KT（在压缩机已经投入后）使35KA得电。

按下“通风机”按键开关6SK1（6SK2）。使导线508有电，再经35KA常开点，劈相机隔离开关15QS，使18KM得电，通风机1开始起动。同时，18KM的辅助常闭点打开，使14KT失电，延时3s后，14KT的常闭点闭合，通风机2开始起动。18KM、19KM的常开点闭合使通风机电源电路自锁，同时，19KM的常开点打开，使15KT失电，延时3s后，15KT常开点闭合，使导线531有电，经硅风机隔离开关29QS使硅风机接触器22KM得电动作，硅风机起动。22KM辅助联锁常闭点打开，使19KT失电，延时3s后，19KT的常闭点闭合，使导线535得电，再分别经油泵隔离开关30QS，变压器风机隔离开关31QS使油泵25KM、变压器风机23KM得电动作，使油泵和变压器风机启动。受25KM常闭点控制的20KT因25KM常闭点打开而失电，延时3s后，20KT的常闭点闭合，为制动风机起动作好了准备。至此，完成了通风机的控制。

4.2.6 制动风机控制

SS8型电力机车没有制动风机专用的按键开关，当机车进行电制动时，制动风机会自动投入。

在完成上述通风机的控制后，导线532有电，司机换向手柄打到制动位，牵制转换中间继电器12KA由406导线得电动作，通过导线532经12KA常开触点使导线568有电，

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通过制动风机1的隔离开关32QS，使制动风机1接触器20KM得电动作，制动风机1起动；同时，20KM辅助联锁常闭点打开，使18KT失电，延时3s后18KT常闭点闭合，通过隔离开光33QS使接触器21KM得电动作、制动风机2起动，直至正常工作。

4.2.7 机车通过相分段区的控制

SS8型电力机车通过相分区时，可由地面安装的应答器传输的信息，机车能自行完成一系列的自动操作，而无需司机干预。

当机车微机接受到信息后，由导线541发出指令通过隔离开关40QS，使导线509有电经过30KA常开点，使主断路器分闸线圈得电动作，主断路器断开。因主断路器断开，其QF常开点使劈相机及所有辅机的控制电源断开，同时也使30KA失电，所有辅机停止工作，在机车通过无电区后，进入下一供电区间，微机由变压器3T接到信息然后向控制电路发出指令。由导线511使自动合主断中间继电器34KA得电自锁。这时因劈相机按键开关未断开，主断路器合闸线圈由导线542得电而合闸。由高压互感器3T提供网压信号作为合闸提示只是方案的的一种。

过相分段后各辅机的起动

当机车过相分段时，由于主断路器的开断，其辅助触头QF切断了控制电源，因而控制各辅机电动机的接触器均处于开断状态。

如果主风缸有足够大的压力，这时由于风压继电器547KP的作用，过相分段后，压缩机不会投入工作，各辅机的起动过程如前所述。

但当主风缸风压低于750kpa时，风压继电器547KP的辅助触头处于闭合状态，会使压缩机投入工作，为防止压缩机电动机和牵引风机电动机同时起动，在电路中设置了继电器35KA。由于16KM、17KM的得电，使得继电器35KA失电，其常开接点切断了接触器18KM、19KM的电源，只有当压缩机起动完毕，继电器35KA得电后，其余辅机按前述的次序顺序起动。

在接点35KA上并联了接触器18KM、19KM的常开触点，其作用为风机正常工作时，为防止压缩机起动，使继电器35KA失电而产生的各辅机控制电源的失电。

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4.2.8 “向前”、“向后”控制

牵引控制有两种情况：一种是牵引向前，另一种是牵引向后。 牵引向前（以I段控制器为例）

当主司机控制器1AC的转换手柄达到“前”位时，导线402、404、407有电。其中，导线402供电给向前电磁阀，导线407控制牵引接触器7KM并向微机发牵引构成的指令。其控制环节是：由导线404经10KA（零位中间继电器零位时接通），使1YVF、2YVF两个电磁阀得电，负责前后转换的二位置开关转到“向前”位时；由导线404经28KA（制动命令中间继电器）、1YVF、2YVF、10KA、5KM（励磁接触器）、12KM，使1YVF、2YVF两个电磁阀得电，负责牵引制动转换的二位置开关转到“牵引”位。这样，就完成了牵引向前的转换控制。同时，导线407经28KA、27KA、6KM使导线448有电，7KM得电动作。

牵引向后（以I段控制器为例）

当主司机控制器1AC的转换手柄达到“后”位时，导线402、405、407有电。其中导线402、407的作用与牵引向前时相同；导线405的作用是用来控制二位置转换开关完成向后转换。其控制环节如下：由导线405经10KA，使使1YVR、2YVR两个电磁阀得电，二位置开关转到“向后”位。其中1YVR负责1号电器柜上二位置转换开关完成向后转换；2YVR负责2号电器柜上二位置转换开关完成向后转换。

4.2.9 制动控制

当司机控制器1AC的转换手柄达到“制动”位时，导线402、404、406有电。其中导线402、404的作用与牵引时相同；导线406用来控制二位置转换开关完成向后制动位转换及励磁接触器闭合。其控制环节如下：导线406有电→10KA→1YVB→2YVB有电，转“制动”位；导线40有电→12KA；导线406有电→544KP（制动缸压力若大于15kpa时，544KP常开点处于断开位）→1YNB→2YVB→7KM→26KA→5KM、6KM得电闭合，完成主电路由牵引向制动转换。

风速延时控制有电

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