第五章 交直電力機車輔助電路

1、第五章第五章 交直電力機車輔助電路交直電力機車輔助電路 5.1 5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路 5.2 5.2 輔助電路的負載電路輔助電路的負載電路 5.3 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路 5.4 5.4 列車供電系統(tǒng)列車供電系統(tǒng) 5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路 電力機車輔助電路，電力機車輔助電路，包括輔助設(shè)備及相關(guān)電氣設(shè)備包括輔助設(shè)備及相關(guān)電氣設(shè)備。作用作用：保證主電路正常工作。：保證主電路正常工作。組成組成：電源電路、負載電路、保護電路等。：電源電路、負載電路、保護電路等。關(guān)于輔助電路電源關(guān)于輔助電路電源：三相交流電源三相交流電源：獲取獲取：由分相設(shè)備

2、：由分相設(shè)備“單單- -三三”相變換相變換而得。方法：而得。方法：旋轉(zhuǎn)式劈相機旋轉(zhuǎn)式劈相機、電容器分相電容器分相、電子靜止逆變器電子靜止逆變器等，將變壓器副邊輔助繞組等，將變壓器副邊輔助繞組單相單相三相。三相。 “ “交交- -直直”機車機車普遍普遍用用旋轉(zhuǎn)式異步劈相機旋轉(zhuǎn)式異步劈相機（電子靜止逆變（電子靜止逆變器見器見“交交- -直直- -交交”或或“交交- -交交”變換原理（參見第七、八章內(nèi)變換原理（參見第七、八章內(nèi)容），而容），而8G8G車用電容分相車用電容分相）5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路用途用途：異步電機驅(qū)動：異步電機驅(qū)動風機風機（冷卻（冷卻L Ld d、主變壓器散熱

3、器、整流、牽、主變壓器散熱器、整流、牽引電機、制動電阻等）、引電機、制動電阻等）、油泵油泵（主變壓器）、（主變壓器）、壓縮機壓縮機（空氣（空氣制動、受電弓、其他氣動機）等。制動、受電弓、其他氣動機）等。單相交流電源單相交流電源：獲取獲取：單相交流電源由變壓器副邊輔助繞組提供。：單相交流電源由變壓器副邊輔助繞組提供。用途用途：加熱器、空調(diào)等（：加熱器、空調(diào)等（380V或或220V）。）。一、異步劈相機工作原理一、異步劈相機工作原理1 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 有定子繞組、鼠籠轉(zhuǎn)子（有定子繞組、鼠籠轉(zhuǎn)子（同普通三相異步電機同普通三相異步電機）。）。 定子繞組：三繞組接成定子繞組：三繞組接成Y Y型，或兩繞組

4、接成型，或兩繞組接成T T型。型。 5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路兩繞組兩繞組T T型型：主、輔兩繞組，主繞組接變壓器副邊輔助繞組兩端：主、輔兩繞組，主繞組接變壓器副邊輔助繞組兩端（對外兩端子），輔繞組則接其中點（對外一端子）。起動（對外兩端子），輔繞組則接其中點（對外一端子）。起動后輔繞組電勢超前單相電源電勢后輔繞組電勢超前單相電源電勢9090，則主、輔繞組的三端得，則主、輔繞組的三端得三相電壓。僅三相電壓。僅6K6K車用車用。三繞組三繞組Y Y型型：。abc.n負載0結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖5-15-1所示，所示，oaoa、obob、ococ繞組空間上彼此繞組空間上彼此120120角

5、角，接成，接成Y Y型，而型，而cbcb接變壓器接變壓器副邊輔助繞組兩端，副邊輔助繞組兩端，a a、b b、c c三端輸出。三端輸出。 國產(chǎn)國產(chǎn)SSSS機車機車采用。采用。 圖圖5-1 5-1 劈相機原理線路圖劈相機原理線路圖 應用應用：5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路2 2、原理、原理（1 1）單相異步電動機）單相異步電動機 cbcb通單相交流電，則通單相交流電，則ococ、obob中產(chǎn)生一大小隨時間作正弦中產(chǎn)生一大小隨時間作正弦變化、空間位置不動的變化、空間位置不動的脈動磁場脈動磁場。若使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，則劈相機。若使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，則劈相機作一臺單相異步電動機運行。作一臺單相異步電動機運

6、行。（2 2）三相發(fā)電機）三相發(fā)電機 脈動磁場脈動磁場同幅、反向的同幅、反向的二旋轉(zhuǎn)磁場二旋轉(zhuǎn)磁場，同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向為，同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向為正正序序，反轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向為，反轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向為負序負序。正序旋轉(zhuǎn)磁場正序旋轉(zhuǎn)磁場: :（速度（速度n n1 1）對轉(zhuǎn)子（速度）對轉(zhuǎn)子（速度n n）的相對轉(zhuǎn)差率）的相對轉(zhuǎn)差率s s1 1為為 同普通三相異步電動機同普通三相異步電動機，值，值很小很小（約為（約為0.020.020.030.03）。）。負序旋轉(zhuǎn)磁場負序旋轉(zhuǎn)磁場: :對轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)差率對轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)差率s s2 2為為111nnns122ss5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子幾乎幾乎2n2n速度速度切割負

7、序磁場切割負序磁場感應感應約約2f2f（網(wǎng)頻）的（網(wǎng)頻）的e e和和i i，此此i i產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生的磁場抵消負序磁場抵消負序磁場氣隙氣隙只存在只存在正序旋轉(zhuǎn)磁場正序旋轉(zhuǎn)磁場切切割定子繞組割定子繞組oaoa、obob、ococ感應感應電勢電勢E Eoaoa、E Eobob、E Eococ三相電勢三相電勢。則。則是一臺是一臺三相發(fā)電機三相發(fā)電機，可供給三相負載。，可供給三相負載。（3 3）三端電壓不對稱）三端電壓不對稱 異步劈相機是異步劈相機是單相異步電動機單相異步電動機和和三相發(fā)電機三相發(fā)電機的組合體，的組合體，既可既可軸軸上接上接機械負載機械負載，又可，又可a a、b b、c c三端接電負載

8、三端接電負載。繞組名繞組名：cobcob與轉(zhuǎn)子起單相電動機作用，與轉(zhuǎn)子起單相電動機作用，oaoa、obob、ococ和轉(zhuǎn)子起三和轉(zhuǎn)子起三相發(fā)電機作用，故相發(fā)電機作用，故ococ、obob叫叫電動相繞組電動相繞組，oaoa叫叫發(fā)電相繞組發(fā)電相繞組。電流名電流名：無電負載：無電負載，僅，僅cobcob中有電流（與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生力矩），中有電流（與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生力矩），叫叫電動機電流電動機電流；有電負載有電負載，繞組，繞組oaoa、obob、ococ新加新加一組電流（一組電流（與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生反力矩），叫與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生反力矩），叫發(fā)電機電流發(fā)電機電流?？梢姡??？梢?，oaoa僅有發(fā)僅有發(fā)電機電流，而電機電流

9、，而obob、ococ同時有兩種電流。同時有兩種電流。 5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路不對稱電勢不對稱電勢：三繞組對稱三繞組對稱（匝數(shù)相等、空間差（匝數(shù)相等、空間差120120），），空載空載時時a a、b b、c c三端電壓三端電壓對稱對稱，電負載電負載后則后則不對稱不對稱。 原因原因：obob、ococ中有電動機電流中有電動機電流，即使三相負載電流對稱，各，即使三相負載電流對稱，各相電流亦不對稱，有不對稱壓降。感性負載，發(fā)電機電流引相電流亦不對稱，有不對稱壓降。感性負載，發(fā)電機電流引起的壓降使繞組的端電壓小于感應電勢，而電動機電流使端起的壓降使繞組的端電壓小于感應電勢，而電動

10、機電流使端壓大于感應電勢，則劈相機三端電壓不對稱。此外，壓大于感應電勢，則劈相機三端電壓不對稱。此外，剩余負剩余負序磁場序磁場在繞組中感應負序電勢，加劇電壓的在繞組中感應負序電勢，加劇電壓的不對稱不對稱。（4 4）改善電壓對稱的措施）改善電壓對稱的措施不對稱繞組不對稱繞組：三相：三相匝數(shù)匝數(shù)不等、不等、角度角度不對稱。不對稱?？蛰d不對稱空載不對稱，負載負載后對稱后對稱。注意注意：此法：此法簡單簡單，但，但只能帶單一負載只能帶單一負載，負載變就不對稱，不適，負載變就不對稱，不適于電力機車（因電力機車的輔助電機負載變化于電力機車（因電力機車的輔助電機負載變化) )。 5.1 輔助電路的電源電路輔助

11、電路的電源電路對稱繞組并聯(lián)電容對稱繞組并聯(lián)電容，如圖，如圖5-25-2（a a）所示。設(shè)負載）所示。設(shè)負載I IA A滯后滯后U Ua a（ 角角），），未并未并電容電容C C時，流經(jīng)時，流經(jīng)oaoa的的I IA A=I=IA A；并并C C后，流經(jīng)后，流經(jīng)C C的電流的電流I ICKCK超前超前U Uabab電壓電壓9090，則流經(jīng)，則流經(jīng)oaoa的的I IA A為為I IA A與與I ICKCK的矢量和的矢量和, ,由圖（由圖（b b）知）知I IA AI IA A，即并，即并C C后流過后流過oaoa的的I IA A壓降壓降端壓端壓，劈相機劈相機端壓不對稱性端壓不對稱性。（。（電力機車普

12、遍采用電力機車普遍采用） 。abc.。IA.U.abIA.CKI.U.cU.aU.bU.abIA.IA.CKI.圖圖5-2 5-2 劈相機并電容接線圖及矢量圖劈相機并電容接線圖及矢量圖 (a)(a)(b)(b)5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路二、劈相機并聯(lián)電容的確定二、劈相機并聯(lián)電容的確定 劈相機負載隨輔助機械工作的不同而變，則劈相機負載隨輔助機械工作的不同而變，則分相電容值也分相電容值也隨負載而變隨負載而變。 設(shè)設(shè)a a、b b間并電容間并電容C C，如圖，如圖5-35-3所示。電壓電流參考方向中所示。電壓電流參考方向中，電源和電容電流方向與前述相反，目的便于繪制矢量圖。，電源和

13、電容電流方向與前述相反，目的便于繪制矢量圖。I IH H為負載電流為負載電流，I ICKCK為分相電容電流為分相電容電流。1 1、電壓對稱條件、電壓對稱條件。abc.。CKI.U.baCE.aI.aE.bE.cHI.Io.分析可得，劈相機端壓對稱的條件分析可得，劈相機端壓對稱的條件 （5-15-1）式中，式中，I I0 0為劈相機空載電流。為劈相機空載電流。031IjIa圖圖5-3 5-3 并聯(lián)電容原理圖并聯(lián)電容原理圖 5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路注意注意：負載變負載變，只要，只要保證保證滿足滿足上式上式，則，則劈相機端壓對稱劈相機端壓對稱。 由圖，電容電流為由圖，電容電流為

14、（5-25-2） 據(jù)電壓、電流參考方向和滿足上式，可繪出據(jù)電壓、電流參考方向和滿足上式，可繪出矢量圖矢量圖。因。因繞組純感性，繞組純感性，I I0 0滯后滯后U Ubcbc電壓電壓9090；感性負載，；感性負載，I IH H取滯后功率因取滯后功率因數(shù)。則矢量圖如圖示?？梢姡瑪?shù)。則矢量圖如圖示?？梢?，I ICKCK超前超前U Ubaba電壓電壓9090，從而保證接，從而保證接入適當電容后電壓對稱。入適當電容后電壓對稱。2 2、并聯(lián)電容值、并聯(lián)電容值HHaCKIIjIII031.UcU.aU.bCKI.U.baIo.HI.U.bcIo.j31圖圖5-4 5-4 并聯(lián)電容時電壓矢量圖并聯(lián)電容時電壓矢

15、量圖 由由I I0 0和和I IH H可求得可求得I ICKCK，再由，再由I ICKCK和電和電源源f f求得并聯(lián)電容值為求得并聯(lián)電容值為 （5-35-3）式中，式中，U U為電源電壓（即為電源電壓（即U Ubcbc）。）。fUICCK25.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路注意注意：SSSS機車機車采用采用并電容并電容改善對稱性，其電容分別改善對稱性，其電容分別接在各負載接在各負載電機上電機上，當投入使用時其電容跟著一起接入，保證，當投入使用時其電容跟著一起接入，保證負載變電負載變電容也變?nèi)菀沧儯闺妷簩ΨQ。此外，并聯(lián)電容還能改善劈相機的功，使電壓對稱。此外，并聯(lián)電容還能改善劈相機的

16、功率因數(shù)率因數(shù)。三、劈相機的起動三、劈相機的起動 單相異步電動機起動原理。單相異步電動機起動原理。 單相單相脈動磁場脈動磁場正、負旋轉(zhuǎn)磁場正、負旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子正、反轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子正、反轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子靜止。靜止。輔助電機起動、分相起動。分相有輔助電機起動、分相起動。分相有電阻電阻、電容、電容分相起動分相起動（多（多采用前者）。采用前者）。1 1、電阻起動過程、電阻起動過程 電阻分相起動如圖電阻分相起動如圖5-55-5所示。所示。R RQ Q為起動電阻，為起動電阻，J J為接觸器。為接觸器。5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路 可視定子兩相繞組，可視定子兩相繞組，cobcob和和coacoa。cob

17、cob由單相電源供電，由單相電源供電，coacoa串串R RQ Q后由后由單相電源供電。單相電源供電。起動時起動時，cobcob純感性純感性，I IQbQb滯后滯后U Ucbcb電壓電壓9090；coacoa接接R RQ Q，I IQaQa滯后滯后U Ucbcb一一角（角（9090）。）。I IQaQa與與I IQbQb有相位差有相位差，兩繞，兩繞。ac.。.JRQo.bbIQ.IQ.a圖圖5-5 5-5 分相電阻起動原理圖分相電阻起動原理圖 組空間上有角度差，形成組空間上有角度差，形成橢圓旋轉(zhuǎn)磁場橢圓旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩使電，產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩使電機轉(zhuǎn)動。機轉(zhuǎn)動。 電樞轉(zhuǎn)動后，定子三相繞組感應三

18、相電勢。劈相機電樞轉(zhuǎn)動后，定子三相繞組感應三相電勢。劈相機起動起動后后，J J斷開，斷開，切除切除R RQ Q。 SSSS機車采用電阻分相起動機車采用電阻分相起動。 選擇最佳選擇最佳R RQ Q，以獲最大起動轉(zhuǎn)矩。，以獲最大起動轉(zhuǎn)矩。 2 2、起動電阻的確定、起動電阻的確定5.1 輔助電路的電源電路輔助電路的電源電路方法方法：列起動電路電壓方程式，對電勢正、負序分解；據(jù)等效：列起動電路電壓方程式，對電勢正、負序分解；據(jù)等效電路對電流正、負序分解；求解合成力矩，再求出最佳電路對電流正、負序分解；求解合成力矩，再求出最佳R RQ Q值值。（求解過程復雜，工程中一般用對稱分析法。）。（求解過程復雜，

19、工程中一般用對稱分析法。） 分析有最大起動轉(zhuǎn)矩的分析有最大起動轉(zhuǎn)矩的R RQ Q為為 （5-45-4） 式中，式中，X XK K、R RK K為劈相機每相繞組的短路電抗、短路電阻（設(shè)計為劈相機每相繞組的短路電抗、短路電阻（設(shè)計數(shù)據(jù)或試驗數(shù)據(jù)）。數(shù)據(jù)或試驗數(shù)據(jù)）。 起動結(jié)束起動結(jié)束，自動，自動切除切除R RQ Q，再再逐個逐個起動起動三相輔助三相輔助電動機電動機。注意注意：異步劈相機是關(guān)鍵設(shè)備，也是薄弱環(huán)節(jié)，為提高可靠性：異步劈相機是關(guān)鍵設(shè)備，也是薄弱環(huán)節(jié)，為提高可靠性，設(shè)置，設(shè)置兩臺劈相機兩臺劈相機（一臺備用一臺備用），），或或設(shè)置一臺劈相機再由一設(shè)置一臺劈相機再由一臺通風機兼做劈相機用。一臺

20、出現(xiàn)故障，另一臺（或通風機臺通風機兼做劈相機用。一臺出現(xiàn)故障，另一臺（或通風機）仍能保證輔助電路正常工作。）仍能保證輔助電路正常工作。 )(23KKQRXR5.2 輔助電路的負載電路輔助電路的負載電路 主要是主要是三相負載三相負載，如空氣縮機、通風機、油泵等，直接，如空氣縮機、通風機、油泵等，直接影響主電路影響主電路是否正常是否正常工作工作。單相單相有取暖、通風、電熱玻璃、有取暖、通風、電熱玻璃、熱飯電爐、空調(diào)等，熱飯電爐、空調(diào)等，不影響機車性能。不影響機車性能。1 1、輔助電路負載、輔助電路負載（1 1）壓縮機組）壓縮機組組成組成：空氣壓縮機及驅(qū)動的電動機。：空氣壓縮機及驅(qū)動的電動機。作用作

21、用：壓縮空氣（風源），提供機車上所有風動電器（如受電：壓縮空氣（風源），提供機車上所有風動電器（如受電弓、主斷路器、兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)、電空接觸器、各種閥等）弓、主斷路器、兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)、電空接觸器、各種閥等）的操縱控制，是空氣制動之源。的操縱控制，是空氣制動之源。注意注意：機車設(shè)有：機車設(shè)有兩臺空氣壓縮機兩臺空氣壓縮機，有一定儲備，以保證可靠性，有一定儲備，以保證可靠性。（2 2）通風機組）通風機組組成組成：通風機及驅(qū)動的電動機。（俗稱鼓風機）：通風機及驅(qū)動的電動機。（俗稱鼓風機）5.2 輔助電路的負載電路輔助電路的負載電路作用作用：對牽引電機、整流硅機組、牽引變壓器散熱器、平波電：對牽引電機、

22、整流硅機組、牽引變壓器散熱器、平波電抗器、制動電阻及其他設(shè)備進行冷卻?？蛊?、制動電阻及其他設(shè)備進行冷卻。（3 3）循環(huán)油泵）循環(huán)油泵組成組成：油泵及電動機。：油泵及電動機。作用作用：強迫循環(huán)牽引變壓器的冷卻油，以使內(nèi)部冷卻。：強迫循環(huán)牽引變壓器的冷卻油，以使內(nèi)部冷卻。 2 2、輔助機組的起動、輔助機組的起動 一般不需要調(diào)速一般不需要調(diào)速 直接起動直接起動，起動時間短，起動時間短起動方式起動方式：輔助機組：輔助機組分別起動分別起動 原因原因：直接起動電流大，若所有輔助機同時起動，電流過大：直接起動電流大，若所有輔助機同時起動，電流過大，網(wǎng)壓降低大，嚴重時會導致輔助機起動失敗，則分別起動，網(wǎng)壓降低

23、大，嚴重時會導致輔助機起動失敗，則分別起動不至于使網(wǎng)壓過分降低。不至于使網(wǎng)壓過分降低。 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路 以典型的以典型的SSSS4 4改、改、SSSS8 8機車輔助電路為例簡介。機車輔助電路為例簡介。一、一、SSSS4 4改型電力機車輔助電路改型電力機車輔助電路 “ “單單- -三三”相相異步劈相機供電異步劈相機供電，三相，三相異步電動機負載異步電動機負載。電源電源：變壓器副邊變壓器副邊輔助繞組輔助繞組a a6 6-b-b6 6-x-x6 6（中抽式中抽式），其中），其中a a6 6-x-x6 6額壓額壓為為400V400V，而，而b b6 6-x-x6 6額壓為額壓

24、為226V226V。 設(shè)有設(shè)有庫用插座庫用插座，在庫內(nèi)可用，在庫內(nèi)可用380V380V的單、三相庫內(nèi)電源供的單、三相庫內(nèi)電源供電。電。1 1、單、單- -三相供電系統(tǒng)三相供電系統(tǒng) 異步劈相機異步劈相機電阻分相起動電阻分相起動，電壓繼電器監(jiān)測電壓繼電器監(jiān)測起動過程及起動過程及控制切除起動電阻?？刂魄谐饎与娮琛Ｗ⒁庾⒁猓号鄼C參數(shù)有調(diào)整，以克服：劈相機參數(shù)有調(diào)整，以克服SSSS1 1、SSSS3 3劈相機起動電流較大劈相機起動電流較大、分相起動后切除起動電阻的自起動性能較差等缺點。、分相起動后切除起動電阻的自起動性能較差等缺點。.。VMGD1D2D3D4201KM225226227215QA20

25、1202203282KC242QS2792803MAD33MAD412400533KT531561568206283AK213KM231263R232233253C264R296QS288PV.2815.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路圖圖5-6 SS45-6 SS4改型劈相機分相起動改型劈相機分相起動 接觸器接觸器201KM201KM控制控制劈相機的運轉(zhuǎn)與停止。劈相機的運轉(zhuǎn)與停止。接觸器接觸器213KM213KM將起動電將起動電阻阻263R263R接入第二電動接入第二電動相相D D2 2與發(fā)電相與發(fā)電相D D3 3之間。之間。電壓電壓繼電器繼電器283AK283AK監(jiān)測監(jiān)測起動過程并控制

26、起動起動過程并控制起動電阻的開斷，其工作電阻的開斷，其工作電源（直流電源（直流110V110V）從）從導線導線531531經(jīng)經(jīng)533KT533KT常開常開聯(lián)鎖由導線聯(lián)鎖由導線281281引入。引入。 （1 1）劈相機分相起動）劈相機分相起動電路說明電路說明5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路劈相機起動過程劈相機起動過程 按下按下主駕駛臺上主駕駛臺上劈相機按鍵劈相機按鍵213KM213KM閉合（接入閉合（接入263R263R） 201KM201KM閉合（接入電源）閉合（接入電源）劈相機開始劈相機開始起動起動； 283AK 283AK監(jiān)測監(jiān)測發(fā)電相電壓（由導線發(fā)電相電壓（由導線279279、2

27、80280引入）間接反映引入）間接反映劈相機轉(zhuǎn)速，當劈相機轉(zhuǎn)速，當達約達約0.90.9倍額定轉(zhuǎn)速倍額定轉(zhuǎn)速時（即時（即283AK283AK測得發(fā)電相測得發(fā)電相電壓接近比較電壓（額定網(wǎng)壓下約為電壓接近比較電壓（額定網(wǎng)壓下約為220V220V，由導線，由導線202202、206206引入），引入），283AK283AK動作動作213KM213KM失電失電斷開斷開263R263R，起動完成起動完成； 起動后，起動后，283AK283AK失去工作電源處于閉置狀態(tài)。失去工作電源處于閉置狀態(tài)。注意注意：設(shè)有：設(shè)有備用起動電阻備用起動電阻，一組燒壞可換另一組，若，一組燒壞可換另一組，若兩組均燒兩組均燒損損則

28、通過閘刀開關(guān)則通過閘刀開關(guān)296QS296QS倒向倒向233233改用電容分相起動改用電容分相起動。 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路（2 2）通風電動機電容分相起動）通風電動機電容分相起動劈相機故障備用電路劈相機故障備用電路: :第一牽引通風電動機、電容分相起動。第一牽引通風電動機、電容分相起動。 劈相機出故障劈相機出故障切除劈相機，以切除劈相機，以253C253C對第一牽引通風電對第一牽引通風電動機進行分相起動。這時，劈相機故障轉(zhuǎn)換開關(guān)動機進行分相起動。這時，劈相機故障轉(zhuǎn)換開關(guān)242QS242QS打向打向“1”1”位，即把位，即把283AK283AK接入到第一通風電動機的第三相上（

29、從接入到第一通風電動機的第三相上（從導線導線3MAD33MAD3、3MAD43MAD4引入），同時閘刀開關(guān)引入），同時閘刀開關(guān)296QS296QS倒向倒向233233位接位接入起動電容。入起動電容。起動過程起動過程：仍由：仍由283AK283AK控制，起動完后控制，起動完后283AK283AK動作使動作使213KM213KM失電斷失電斷開起動電容。此后它既是一臺通風電機，又是一臺劈相機。開起動電容。此后它既是一臺通風電機，又是一臺劈相機。網(wǎng)壓網(wǎng)壓19kV19kV以上以上，該電動機，該電動機能分相起動能分相起動；網(wǎng)壓；網(wǎng)壓22kV22kV以上以上，該，該機機能起動能起動所有其他所有其他輔助機組輔

30、助機組。注意注意：機車兩節(jié)車的輔助電路不重聯(lián)機車兩節(jié)車的輔助電路不重聯(lián)，則一節(jié)車用劈相機電阻，則一節(jié)車用劈相機電阻分相起動，另一節(jié)車（其劈相機故障時）用第一牽引通風機分相起動，另一節(jié)車（其劈相機故障時）用第一牽引通風機電動機電容分相起動。電動機電容分相起動。 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路2 2、三相負載電路、三相負載電路 劈相機起動后劈相機起動后，輔助電路導線，輔助電路導線201201、202202、203203提供提供三相不三相不完全對稱電源完全對稱電源，各，各輔助機組輔助機組依次依次間隔間隔陸續(xù)陸續(xù)投入投入工作。工作。（1 1）三相負載）三相負載（一節(jié)車）（一節(jié)車） 壓縮壓縮電

31、動機電動機1 1臺臺，牽引風機牽引風機電動機電動機2 2臺臺，制動風機制動風機電動機電動機2 2臺臺，變壓器風機變壓器風機電動機電動機1 1臺臺，變壓器，變壓器油泵油泵1 1臺臺。 各輔助電動機由各自的交流接觸器進行通斷控制。為改各輔助電動機由各自的交流接觸器進行通斷控制。為改善對稱性，在兩臺牽引風機電動機及第一臺制動風機電動機善對稱性，在兩臺牽引風機電動機及第一臺制動風機電動機的二、三相間接入的二、三相間接入移相電容移相電容，隨其投入隨其投入使用而一并投入。使用而一并投入。（2 2）接觸器）接觸器 采用采用3TB3TB系列系列三相交流繼電器，其中變壓器風機、油泵電三相交流繼電器，其中變壓器風

32、機、油泵電動機的接觸器額定工作電流動機的接觸器額定工作電流75A75A，而其余額定工作電流均，而其余額定工作電流均170A170A。3TB3TB系列系列純直流控制純直流控制，結(jié)構(gòu)簡單，機械壽命長，可靠性高。，結(jié)構(gòu)簡單，機械壽命長，可靠性高。5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路（3 3）庫用插座）庫用插座294XS294XS和庫用轉(zhuǎn)換開和庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)235QS235QS（如圖（如圖5-75-7所示所示) )機車線路上運行機車線路上運行，235QS235QS倒向倒向“運行運行”位，變壓器副邊輔助繞組位，變壓器副邊輔助繞組a a6 6-x-x6 6通過導線通過導線204204、205205經(jīng)經(jīng)

33、235QS235QS與導與導線線201201、202202連接，提供連接，提供單相單相380V380V劈相機劈相機。機車在庫內(nèi)機車在庫內(nèi)，235QS235QS倒向倒向“庫用庫用”位位：。 。201202203204205a6x6210255C260R207208209235QS。294XS圖圖5-7 SS45-7 SS4改型庫用插座開關(guān)改型庫用插座開關(guān) 輸入單相輸入單相380V380V。由庫用。由庫用插座插座294XS294XS的的207207、208208輸入，經(jīng)輸入，經(jīng)235QS235QS及導線及導線201201、202202供電給供電給劈相機劈相機。209209不帶電，若誤從不帶電，若誤

34、從208208、209209輸入，也可避免劈相機的不正常起動及造成的損壞。輸入，也可避免劈相機的不正常起動及造成的損壞。在制造廠和大修廠時使用在制造廠和大修廠時使用。5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路輸入三相輸入三相380V380V。由。由294XS294XS的的207207、208208、209209輸入輸入，經(jīng)，經(jīng)235QS235QS及導及導線線209209與與203203連接母線直接為輔助電路供電。連接母線直接為輔助電路供電。段內(nèi)時使用段內(nèi)時使用。3 3、單相負載電路、單相負載電路（1 1）380V380V單相負載電路單相負載電路 一路給一路給窗加熱玻璃窗加熱玻璃，另一路給，另一路

35、給壁爐壁爐、腳爐腳爐供電。有自動供電。有自動開關(guān)作電路過載保護。開關(guān)作電路過載保護。（2 2）220V220V單相負載電路單相負載電路 司機的空調(diào)、熱飯電爐。有自動開關(guān)作電路過載保護。司機的空調(diào)、熱飯電爐。有自動開關(guān)作電路過載保護。4 4、保護電路、保護電路（1 1）零壓保護）零壓保護 是接觸是接觸網(wǎng)網(wǎng)供電的供電的失壓失壓保護，電路如圖保護，電路如圖5-85-8所示。所示。組成組成：零壓變壓器：零壓變壓器281TC281TC、整流、整流290U290U、電容、電容256C256C及零壓時間繼電及零壓時間繼電器器286KT286KT。 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路.。. . . .2

36、04205210255C260Ra6x611236QS237QS220262R257C285KE221291U222285KE223562KA400285KE464281TC211213261R214212215290U286KT256C217224286KT287YV284KE218219531235QS20QP50QP297QP00圖圖5-8 SS45-8 SS4改型輔助電路保護改型輔助電路保護 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路原理原理：電網(wǎng)：電網(wǎng)正常供電正常供電，導線，導線204204、205205的的380V380V交流電壓交流電壓281TC261R290U281TC261R2

37、90U零壓時間繼電器零壓時間繼電器286KT286KT吸合；吸合；電網(wǎng)失電網(wǎng)失壓壓，286KT286KT失電動作，其常閉聯(lián)鎖閉合，經(jīng)失電動作，其常閉聯(lián)鎖閉合，經(jīng)零壓中間繼電器零壓中間繼電器將將接通主斷路器分閘電路接通主斷路器分閘電路，并顯示零壓信號。，并顯示零壓信號。改進型零壓保護裝置改進型零壓保護裝置：保證：保證網(wǎng)失電網(wǎng)失電2 2秒秒內(nèi)內(nèi)斷開主斷路器斷開主斷路器，以避免，以避免牽引變電所故障重合閘（間隔牽引變電所故障重合閘（間隔2 2秒）引起主、輔電路的沖擊。秒）引起主、輔電路的沖擊。網(wǎng)壓消失網(wǎng)壓消失，a a6 6-x-x6 6端壓隨時間衰減到零，兩穩(wěn)壓管（穩(wěn)壓端壓隨時間衰減到零，兩穩(wěn)壓管（

38、穩(wěn)壓50V50V）串，使串，使286KT286KT在網(wǎng)失壓在網(wǎng)失壓2 2秒內(nèi)動作，以達保護的準確性。穩(wěn)壓秒內(nèi)動作，以達保護的準確性。穩(wěn)壓管并電容管并電容256C256C，電壓不躍變，使，電壓不躍變，使286KT286KT線圈上電壓有一衰減過線圈上電壓有一衰減過程（即吸合電流隨時間衰減），使程（即吸合電流隨時間衰減），使286KT286KT的常閉觸頭可靠吸合的常閉觸頭可靠吸合，無抖動。，無抖動。另另：零壓保護電路還起門聯(lián)鎖保護閘：零壓保護電路還起門聯(lián)鎖保護閘287YV287YV的交流保護作用。的交流保護作用。 287YV287YV兩路供電，即使出現(xiàn)控制電路切斷而機車高壓供電依然兩路供電，即使出現(xiàn)

39、控制電路切斷而機車高壓供電依然存在的情況，存在的情況，287YV287YV仍得電，門聯(lián)鎖鎖閉，各室門打不開，達仍得電，門聯(lián)鎖鎖閉，各室門打不開，達5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路 到到確保人身安全確保人身安全的目的。的目的。（2 2）接地保護）接地保護 繞組的繞組的x x6 6與地間接輔助電路接地保護電路，如圖與地間接輔助電路接地保護電路，如圖5-85-8示。示。組成組成：輔接地繼電器：輔接地繼電器285KE285KE、整流、整流291U291U、限流、限流262R262R、電容、電容257C257C、故障隔離開關(guān)故障隔離開關(guān)237QS237QS等。支路由等。支路由導線導線464464

40、經(jīng)經(jīng)110V110V控制電源控制電源接地接地，屬，屬有源保護有源保護裝置。裝置。工作原理工作原理： 當輔助電路當輔助電路某點接地某點接地，接地保護系統(tǒng)，接地保護系統(tǒng)形成回路形成回路，285KE285KE動動作作吸合，主斷路器分閘線圈得電吸合，主斷路器分閘線圈得電跳閘跳閘，駕駛臺輔接地信號顯，駕駛臺輔接地信號顯示。此時示。此時285KE285KE常閉觸頭斷開，串入常閉觸頭斷開，串入262R262R限流，避免大電流燒限流，避免大電流燒損接地繼電器；同時接通損接地繼電器；同時接通“自鎖自鎖”回路，保持信號記憶?；芈罚３中盘栍洃?。 故障解除后故障解除后，借助主斷路器合閘操作使，借助主斷路器合閘操作使

41、285KE285KE恢復，保持恢復，保持信號消失。信號消失。262R262R兩端接電容兩端接電容257C257C，是為了使，是為了使285KE285KE動作時可靠動作時可靠吸合，以提高保護系統(tǒng)的可靠性。吸合，以提高保護系統(tǒng)的可靠性。 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路另另：輔接地保護故障隔離開關(guān)：輔接地保護故障隔離開關(guān)237QS237QS，在輔助電路一點接地且不，在輔助電路一點接地且不能排除時，切除保護電路，使機車作故障運行。能排除時，切除保護電路，使機車作故障運行。 （3 3）過壓保護）過壓保護 同主電路過壓保護，即在同主電路過壓保護，即在a a6 6-x-x6 6兩端并兩端并RCRC

42、（圖中（圖中255C255C、260R260R），吸收過電壓。），吸收過電壓。（4 4）過流保護）過流保護 過流繼電器保護，如圖過流繼電器保護，如圖5-65-6中的中的282KC282KC。當輔助電路短路。當輔助電路短路超過超過2 800A2 800A時，過流繼電器時，過流繼電器282KC282KC吸合動作使主斷路器分閘，吸合動作使主斷路器分閘，并顯示輔過流信號。并顯示輔過流信號。 此外還有輔機過載保護此外還有輔機過載保護（詳見（詳見SSSS8 8型機車的輔機過載保護）型機車的輔機過載保護）。 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路二、二、SSSS8 8型機車輔助電路型機車輔助電路 “ “單

43、單- -三三”相供電，三相異步電機。輔助繞組相供電，三相異步電機。輔助繞組a a6 6-b-b6 6-x-x6 6（中（中抽式），抽式），a a6 6-x-x6 6額壓額壓389V389V，b b6 6-x-x6 6額壓額壓229V229V。庫用插座可引入。庫用插座可引入380V380V的單相或三相電源，同的單相或三相電源，同SSSS4 4機車。機車。1 1、單、單- -三相供電系統(tǒng)三相供電系統(tǒng) 劈相機，除劈相機，除無備用起動電阻外無備用起動電阻外，同同SSSS4 4改改機車。機車。2 2、三相負載電路、三相負載電路 劈相機起動后，各輔助機組依次間隔一定時間投入工作。劈相機起動后，各輔助機組依

44、次間隔一定時間投入工作。三相負載三相負載：壓縮電機：壓縮電機2 2臺（臺（SSSS4 4改改1 1臺），牽引風機電機臺），牽引風機電機2 2臺，制動臺，制動風機電機風機電機2 2臺，變壓器風機電機臺，變壓器風機電機1 1臺，變壓器油泵臺，變壓器油泵1 1臺，整流硅臺，整流硅風機電動機風機電動機3 3臺（臺（SSSS4 4改沒專設(shè)）。改沒專設(shè)）。 同同SSSS4 4改，兩臺牽引風機電機及第一制動風機電機的二、改，兩臺牽引風機電機及第一制動風機電機的二、5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路 三相間接入移相電容，隨其投入。交流繼電器用三相間接入移相電容，隨其投入。交流繼電器用3TB3TB系列三相

45、系列三相交流繼電器。交流繼電器。 庫用插座和庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)，與庫用插座和庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)，與SSSS4 4改機車相同。改機車相同。3 3、單相負載電路、單相負載電路 a a6 6-x-x6 6提供提供380V380V、b b6 6-x-x6 6提供提供220V220V均與均與SSSS4 4改相同。改相同。4 4、保護電路、保護電路 過電壓、過電流、接地及安全保護。過電壓、過電流、接地及安全保護。（1 1）接地保護）接地保護 x x6 6與地間接輔助電路接地保護電路，同與地間接輔助電路接地保護電路，同SSSS4 4改。改。（2 2）過壓、過流保護）過壓、過流保護 過壓、過流保護同過壓、過流保護同SSS

46、S4 4改。改。 5.3 典型機車輔助電路典型機車輔助電路（3 3）欠壓保護）欠壓保護 微機控制微機控制進行欠壓保護，整定值為進行欠壓保護，整定值為網(wǎng)壓網(wǎng)壓19kV19kV延時延時1010秒跳秒跳主斷路器，而主斷路器，而17.5kV17.5kV時立即跳時立即跳主斷路器。主斷路器。（4 4）輔機過載保護）輔機過載保護 11 11臺三相異步電機（臺三相異步電機（SSSS4 4改改7 7臺）均接三相臺）均接三相自動開關(guān)自動開關(guān)。自動開關(guān)自動開關(guān)，以熱脫扣和電磁脫扣方式進行保護。，以熱脫扣和電磁脫扣方式進行保護。短路保護短路保護：是：是電磁脫扣電磁脫扣方式，保護動作方式，保護動作及時及時，可在，可在0

47、.50.5秒秒內(nèi)動作內(nèi)動作，切斷故障支路。，切斷故障支路。過流保護過流保護：是：是熱脫扣熱脫扣方式，有方式，有反時限特性反時限特性：故障電流大，動作：故障電流大，動作時間短；反之相反。時間短；反之相反。注注：自動開關(guān)脫扣動作后，需間隔：自動開關(guān)脫扣動作后，需間隔2 23 3分鐘分鐘后才能后才能恢復恢復接通。接通。 5.4 列車供電系統(tǒng)列車供電系統(tǒng) 長期來，普客車用軸驅(qū)式發(fā)電機供電，軟臥空調(diào)車用柴長期來，普客車用軸驅(qū)式發(fā)電機供電，軟臥空調(diào)車用柴油機發(fā)電或軸驅(qū)式發(fā)電（效率低、停車時不能發(fā)電）。油機發(fā)電或軸驅(qū)式發(fā)電（效率低、停車時不能發(fā)電）。2020世世紀紀8080年代起開始研制用柴油機發(fā)電車集中供

48、電（三相年代起開始研制用柴油機發(fā)電車集中供電（三相380V380V），依我國能源政策，自，依我國能源政策，自19981998年開始研究電氣化區(qū)段由機車向年開始研究電氣化區(qū)段由機車向旅客列車供電技術(shù)，已在旅客列車供電技術(shù)，已在SSSS8 8及其他電力機車車上應用。及其他電力機車車上應用。一、機車的列車供電電源一、機車的列車供電電源 SS SS8 8的列車供電系統(tǒng)，的列車供電系統(tǒng)，機車集中整流機車集中整流、客車分散逆變客車分散逆變。機。機車牽引變壓器的兩套繞組對應車牽引變壓器的兩套繞組對應兩套兩套整流裝置，向列車供給兩整流裝置，向列車供給兩路路DC600VDC600V電源，各車據(jù)需要來變換、取用。

49、電源，各車據(jù)需要來變換、取用。 機車的列車供電電路有主電路和控制電路兩部分。機車的列車供電電路有主電路和控制電路兩部分。1 1、列車電源主電路、列車電源主電路電路電路：圖：圖5-95-9所示（一套電路），副邊輔助繞組所示（一套電路），副邊輔助繞組a a7 7-x-x7 7（交流（交流870V870V），供電接觸器），供電接觸器30KM30KM，半控橋，半控橋3V3V（額定平均電壓（額定平均電壓600V600V，額定，額定5.4 列車供電系統(tǒng)列車供電系統(tǒng) 電流電流670A670A），），LCLC濾波（濾波（5L5L、29C29C組成），供電插座組成），供電插座15XS15XS、17XS17XS輸

50、出。（另一套組成一樣）輸出。（另一套組成一樣）作用作用：將繞組的交流整流濾波成：將繞組的交流整流濾波成600V600V的直流的直流向列車供電。向列車供電。 a7x7870V67R31C6RV11KC7TA30KM3015T3V3139SC9QP3075L5SV29C71R30915XS17XS11QP31573R7KE69R33CGB。. . . . . . .圖圖5-9 5-9 列車電源主電路原理圖（一路）列車電源主電路原理圖（一路） 5.4 列車供電系統(tǒng)列車供電系統(tǒng)2 2、主電路的檢測與保護、主電路的檢測與保護（1 1）過壓保護）過壓保護 阻容吸收電路（阻容吸收電路（67R67R、31C31C組成）和壓敏電阻組成）和壓敏電阻6RV6RV來實現(xiàn)。來實現(xiàn)。（2 2）接地保護）接地保護組成組成：接地故障隔離開關(guān)：接地故障隔離開關(guān)11QP11QP、限流電阻、限流電阻73R73R、電阻、電阻69R69R、接地、接地繼電器繼電器7KE7KE、浪涌吸收電容、浪涌吸收電容33C33C等。（傳統(tǒng)等。（傳統(tǒng)有源保護有源保護，以消除，以消除保護死區(qū)，提高保護可靠性）保護死區(qū)，提高保護可靠性）原理原理：供電主電路及客車：供電主電路及客車600V600V干線有接地故障時，干線有接地故障時