SS4改型電力機(jī)車(chē)主電路

./查閱資料,畫(huà)出ss4機(jī)車(chē)主電路原理圖,簡(jiǎn)述其基本特點(diǎn),如：調(diào)壓方式、整流方式、供電方式、制動(dòng)方式等一、SS4改型電力機(jī)車(chē)主電路的特點(diǎn)： 1.傳動(dòng)方式為交—直傳動(dòng),串勵(lì)脈流牽引電動(dòng)機(jī)牽引； 2.轉(zhuǎn)向架供電為獨(dú)立供電方式； 3.不等分三段半控整流調(diào)壓電路,有級(jí)磁場(chǎng)削弱； 4.加饋電阻制動(dòng),最大制動(dòng)力延伸至11.5km/h； 5.直流電流、電壓測(cè)量傳感器化； 6.雙接地繼電保護(hù)； 7.增設(shè)PFC功補(bǔ)裝置。二、主電路構(gòu)成〔一網(wǎng)側(cè)高壓電路〔25KV電路 主要設(shè)備：1.高壓部分有受電弓1AP、高壓連接器2AP、空氣斷路器4QF、避雷器5F、高壓電壓互感器6TV、高壓電流互感器7TA、主變壓器8TM原邊繞組。2.低壓部分有自動(dòng)開(kāi)關(guān)102QA、網(wǎng)壓表103PV、PFC用電壓互感器100TV、PFC用電流互感器109TA、電度表105PJ,以及接地回流電刷110E、120E、130E、140E。：3.電流回路：接觸網(wǎng)上的25KV單相工頻交流電→受電弓1AP 高壓連接器2AP→另一節(jié)車(chē)的車(chē)頂母線(xiàn)主斷路器4QF→高壓電流互感器7TA→主變壓器原邊繞組A—X→PFC用電流互感器109TA→低壓電流互感器9TA→車(chē)體→轉(zhuǎn)向架構(gòu)架→接地回流電刷110E/120E/130/140E→車(chē)軸→輪對(duì)→鋼軌→回流線(xiàn)→變電所〔二整流調(diào)壓電路〔Ⅰ架采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立供電：a1-b1-x1,a2-x2供電給整流器70V,70V給并聯(lián)的第1、2位牽引電機(jī)供電；a3-b3-x3,a4-x4供電給整流器80V,80V給并聯(lián)的第3、4位牽引電機(jī)供電。額定網(wǎng)壓時(shí)：不等分三段半控橋式整流電路工作順序〔Ⅰ架為例：首先投入4臂橋,觸發(fā)T5和T6,投入a2-x2段繞組,T5和T6順序移相。整流輸出電壓0～變化,D1和D2續(xù)流。正半周：a2〔正→D3→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器→牽引電機(jī)→牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)→72號(hào)母線(xiàn)→D2→D1→73號(hào)母線(xiàn)→T6→x2〔負(fù)。負(fù)半周：x2〔正→T5→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器→牽引電機(jī)→牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)→72號(hào)母線(xiàn)→D2→D1→73號(hào)母線(xiàn)→D4→a2〔負(fù)。當(dāng)T5和T6滿(mǎn)開(kāi)放后,六臂橋投入,維持T5和T6滿(mǎn)開(kāi)放,觸發(fā)T1和T2,在原有a2-x2段繞組的基礎(chǔ)上再串聯(lián)a1-b1段繞組。整流電壓～變化。正半周：a2〔正→D3→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器→牽引電機(jī)→牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)→72號(hào)母線(xiàn)→T2→b1〔負(fù)→a1〔正→D1→73號(hào)母線(xiàn)→T6→x2〔負(fù)。負(fù)半周：x2〔正→T5→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器→牽引電機(jī)→牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)→72號(hào)母線(xiàn)→D2→a1〔負(fù)→b1〔正→T1→73號(hào)母線(xiàn)→D4→a2〔負(fù)。當(dāng)T1和T2滿(mǎn)開(kāi)放后,維持T1、T2、T5、T6滿(mǎn)開(kāi)放,觸發(fā)T3和T4,則b1-x1段繞組再串入電路,整流電壓～之間變化。正半周：a2〔正→D3→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器→牽引電機(jī)→牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)→72號(hào)母線(xiàn)→T4→x1〔負(fù)→a1〔正→D1→73號(hào)母線(xiàn)→T6→x2〔負(fù)。負(fù)半周：x2〔正→T5→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器→牽引電機(jī)→牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)→72號(hào)母線(xiàn)→D2→a1〔負(fù)→x1〔正→T3→73號(hào)母線(xiàn)→D4→a2〔負(fù)。電阻75R和76R的作用：①高壓空載限流試驗(yàn)時(shí),作整流器70V的負(fù)載〔只有75R作負(fù)載,76R被空載實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)10QP短接,②機(jī)車(chē)正常運(yùn)行時(shí),可吸收部分過(guò)電壓。〔三牽引供電電路1.轉(zhuǎn)向架獨(dú)立供電：1M與2M并聯(lián)工作,由整流器70V供電；3M與4M并聯(lián)工作,由整流器80V供電。2.牽引電機(jī)支路電流路徑：以1M為例：正極母線(xiàn)71→平波電抗器11L→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器12KM→直流電流傳感器111SC→1M電機(jī)電樞回路〔A11→A12→107QPR1"牽-制"鼓→107QPV1"前-后"鼓→1M電機(jī)勵(lì)磁回路〔D11→D12→107QPV1"前-后"鼓→107QPR1"牽-制"鼓→牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)19QS→負(fù)極母線(xiàn)72。因同一轉(zhuǎn)向架兩牽引電機(jī)背向布置,則牽引電機(jī)相對(duì)旋向相反。因此各牽引電機(jī)電樞回路與勵(lì)磁回路的相對(duì)接線(xiàn)方式為〔前方向：1M:A11A12→D11D122M:A21A22→D22D213M:A31A32→D31D324M:A41A42→D42D413.磁場(chǎng)削弱以1M為例：在牽引電機(jī)勵(lì)磁繞組兩端并聯(lián)有固定分路電阻14R,固定磁場(chǎng)消弱系數(shù)β=0.96；可減小流過(guò)勵(lì)磁繞組的交流分量,從而改善牽引電機(jī)的換向。一級(jí)磁削電阻15R和磁場(chǎng)削弱接觸器17KM；二級(jí)磁削電阻16R和磁場(chǎng)削弱接觸器18KM。當(dāng)17KM動(dòng)作閉合后,投入15R,實(shí)現(xiàn)Ⅰ級(jí)磁削,β=0.7；當(dāng)18KM動(dòng)作閉合后,投入16R,實(shí)現(xiàn)Ⅱ級(jí)磁削,β=0.54；當(dāng)17KM和18KM都閉合時(shí),15R和16R并聯(lián)投入,實(shí)現(xiàn)Ⅲ級(jí)磁削,β=0.45。4.牽引電機(jī)的故障隔離牽引電機(jī)故障隔離開(kāi)關(guān)19QS、29QS、39QS、49QS為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。上為"運(yùn)行"位,下為"故障"位。當(dāng)某臺(tái)牽引電機(jī)故障時(shí)〔非接地故障時(shí),可將該臺(tái)牽引電機(jī)的故障隔離開(kāi)關(guān)拉"故障"位,其相應(yīng)的聯(lián)鎖觸頭將切斷該電機(jī)的線(xiàn)路接觸器的電空閥得電路徑,使線(xiàn)路接觸器的電空閥不能得電而處于打開(kāi)狀態(tài),該電機(jī)支路與供電電路隔離,不投入工作。若為牽引電機(jī)接地故障,則拉至"中間"位,使?fàn)恳姍C(jī)與主電路完全隔離,否則仍會(huì)引起主接地繼電器跳閘,且運(yùn)行中不得使用電阻制動(dòng)。5.庫(kù)內(nèi)動(dòng)車(chē)庫(kù)用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)20QP、50QP為雙刀雙擲開(kāi)關(guān),正常運(yùn)行時(shí),主刀與主電路隔離,其輔助接點(diǎn)將保護(hù)電空閥287YV的得電電路連通,當(dāng)287YV得電時(shí),打開(kāi)升弓氣路,方可升弓。機(jī)車(chē)在庫(kù)內(nèi)時(shí),因無(wú)25KV的高壓電源,但可將庫(kù)內(nèi)的110V直流電源引入牽引電機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē),以Ⅰ端為例：則將20QP轉(zhuǎn)庫(kù)用位,其主刀之一將庫(kù)用插座30XS的正極接線(xiàn)端與2M的電樞正極引線(xiàn)22號(hào)線(xiàn)連接。20QP的另一主刀將Ⅰ端整流器的72號(hào)母線(xiàn)直接接車(chē)體。所以庫(kù)內(nèi)動(dòng)車(chē)人員只需引入110V直流電源的正極即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)〔庫(kù)內(nèi)110V電源的負(fù)極與鋼軌相連,機(jī)車(chē)的運(yùn)行方向可通過(guò)人為轉(zhuǎn)換兩位置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)20QP的聯(lián)鎖觸頭切斷287YV得電電路,使287YV不能得電,則庫(kù)內(nèi)不能升起受電弓。同時(shí),20QP的聯(lián)鎖觸頭還接通牽引電機(jī)線(xiàn)線(xiàn)路接觸器12KM、22KM的電空閥得電電路〔給上司機(jī)鑰匙、兩位置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到位時(shí)電路才能構(gòu)通,使1M也可通電,便于機(jī)車(chē)出廠實(shí)驗(yàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向、出入庫(kù)及旋輪。保護(hù)電空閥287YV得電電路牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器得電電路6、空載試驗(yàn)10QP和60QP為三刀雙擲開(kāi)關(guān),正常運(yùn)行時(shí),10QP和60QP將直流電壓傳感器112SV和142SV分別與1M和4M的電樞相連,其相應(yīng)輔助接點(diǎn)接通牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器的電空閥的得電路徑。機(jī)車(chē)空載實(shí)驗(yàn)時(shí),10QP和60QP將112SV和142SV分別與主整流器70V和80V的輸出端相連,同時(shí)短接76R和86R,使75R作為Ⅰ端主整流器的負(fù)載,85R作為Ⅱ端主整流器的負(fù)載〔75R,76R,85R,86R阻值為300Ω,且為2串結(jié)構(gòu),則空載實(shí)驗(yàn)時(shí)主整流器的負(fù)載阻值為600Ω。其輔助接點(diǎn)斷開(kāi)牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器的電空閥得電路徑,使?fàn)恳姍C(jī)不能接入主電路,實(shí)現(xiàn)主整流器的空載實(shí)驗(yàn)。注：1、每一臺(tái)牽引電機(jī)設(shè)有一臺(tái)直流電流傳感器和一臺(tái)直流電壓傳感器。作用有：①給電子控制柜電流與電壓反饋信號(hào),作為機(jī)車(chē)速度調(diào)節(jié)控制和過(guò)流保護(hù)的依據(jù)；②通過(guò)電子控制柜處理后,作為司機(jī)臺(tái)電流表與電壓表顯示的信號(hào)檢測(cè)。 2、直流電壓傳感器設(shè)置在電樞兩端有優(yōu)點(diǎn)：①牽引與制動(dòng)時(shí),司機(jī)臺(tái)均能看到牽引電機(jī)電壓；②兩臺(tái)并聯(lián)的牽引電機(jī)之一空轉(zhuǎn)時(shí),電樞電壓反應(yīng)較快。 3、取消傳統(tǒng)的電機(jī)電流過(guò)流繼電器,電機(jī)過(guò)流信號(hào)由直流傳感器檢測(cè)經(jīng)電子控制柜發(fā)出,而進(jìn)行卸載或跳主斷路器或斷開(kāi)接觸器?！菜募羽侂娮柚苿?dòng)電路加饋電阻制動(dòng)又稱(chēng)為"補(bǔ)足"電阻制動(dòng),是在常規(guī)電阻制動(dòng)基礎(chǔ)上發(fā)展的一種能耗制動(dòng),可實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)"恒制動(dòng)力"的控制。機(jī)車(chē)的輪周制動(dòng)力為：--機(jī)車(chē)結(jié)構(gòu)常數(shù)；--電機(jī)主磁通〔Wb；--電機(jī)電樞〔制動(dòng)電流〔A。常規(guī)電阻制動(dòng)中,當(dāng)電機(jī)主勵(lì)磁最大恒定后,制動(dòng)電流將隨機(jī)車(chē)速度的降低而減小,輪周制動(dòng)力也隨之而變化,為了克服在低速區(qū)時(shí)制動(dòng)力的減小,加饋電阻制動(dòng)是從電網(wǎng)吸收電能,通過(guò)相控主整流器向電機(jī)電樞補(bǔ)足并保持恒定,以此獲得理想的最大輪周制動(dòng)力恒定值。電制動(dòng)時(shí),通過(guò)兩位置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換,"牽引"→"制動(dòng)"。電樞回路與制動(dòng)電電阻相串聯(lián)〔加饋時(shí)還與主整流器的一段大橋相連,每節(jié)車(chē)的4臺(tái)牽引電機(jī)的勵(lì)磁繞組串聯(lián)后由勵(lì)磁整流橋單獨(dú)供電。此時(shí)牽引電機(jī)做他勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行,發(fā)出的電消耗在制動(dòng)電阻上,使電樞繞組通過(guò)電流在主磁場(chǎng)中受力而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,對(duì)機(jī)車(chē)和后部車(chē)輛產(chǎn)生制動(dòng)作1、電樞回路：〔1當(dāng)33km/h時(shí),機(jī)車(chē)處于純電阻制動(dòng)狀態(tài),電流路徑為：1M電機(jī)電樞A12〔正→107QPR1"牽-制"鼓→13號(hào)線(xiàn)→制動(dòng)電阻13R→73號(hào)母線(xiàn)→D4→D3→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器11L→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器12KM→12號(hào)線(xiàn)→直流電流傳感器111SC→1M電機(jī)電樞A11〔負(fù)。〔2當(dāng)33km/h時(shí),機(jī)車(chē)處于加饋電阻制動(dòng)狀態(tài),觸發(fā)T5和T6,一段大橋投入,a2-x2繞組的交流電經(jīng)整流輸出后串入牽引電機(jī)電樞回路中,補(bǔ)足。正半周：1M電機(jī)電樞A12〔正→107QPR1"牽-制"鼓→13號(hào)線(xiàn)→制動(dòng)電阻13R→73號(hào)母線(xiàn)→T6→x2〔負(fù)→a2〔正→D3→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器11L→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器12KM→12號(hào)線(xiàn)→直流電流傳感器111SC→1M電機(jī)電樞A11〔負(fù)。負(fù)半周：1M電機(jī)電樞A12〔正→107QPR1"牽-制"鼓→13號(hào)線(xiàn)→制動(dòng)電阻13R→73號(hào)母線(xiàn)→D4→a2〔負(fù)→x2〔正→T5→71號(hào)母線(xiàn)→平波電抗器11L→牽引電機(jī)線(xiàn)路接觸器12KM→12號(hào)線(xiàn)→直流電流傳感器111SC→1M電機(jī)電樞A11〔負(fù)。<五>保護(hù)電路〔控制原理在整備控制電路中詳講1、短路保護(hù)網(wǎng)側(cè)短路：通過(guò)高壓電流互感器7TA〔變比為200/5與原邊過(guò)流繼電器101KC〔動(dòng)作值為8A配合動(dòng)作使主斷路器4QF分閘。整定值為320A。次邊短路：經(jīng)交流電流互感器176TA、177TA、186TA、187TA檢測(cè)電流→電子柜。經(jīng)電子柜過(guò)流保護(hù)環(huán)節(jié)最終使主斷路器4QF分閘。整定值3000A±5%。 在整流器的每一晶閘管上各串聯(lián)一個(gè)快速熔斷器,實(shí)現(xiàn)元件的擊穿短路保護(hù)。 2、過(guò)流保護(hù)牽引工況：由直流電流傳感器111SC、121SC、131SC、141SC檢測(cè)電流→電子柜,經(jīng)電子柜過(guò)流保護(hù)環(huán)節(jié)最終使主斷路器4QF分閘。整定值為1300A±5%〔牽引電流最大值為1096A。制動(dòng)工況：仍然由直流電流傳感器111SC、121SC、131SC、141SC檢測(cè)電流→電子柜→勵(lì)磁過(guò)流中間繼電器559KA得電動(dòng)作→勵(lì)磁接觸器91KM斷開(kāi)。整定值為1000A±5%〔制動(dòng)電流最大值為775A。 勵(lì)磁過(guò)流：由直流電流傳感器199SC檢測(cè)電流→電子柜→勵(lì)磁過(guò)流中間繼電器559KA得電動(dòng)作→勵(lì)磁接觸器91KM斷開(kāi)。整定值為1150A±5%〔勵(lì)磁電流最大值為930A。3、過(guò)電壓保護(hù)包括大氣過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、整流器換向過(guò)電壓和調(diào)整過(guò)電壓。 大氣過(guò)電壓保護(hù)：一是設(shè)置避雷器5F〔殘壓42KV,二是主變壓器各次邊繞組設(shè)置有RC吸收器。牽引繞組由71C與73R,72C與74R,81C與83R,82C與84R進(jìn)行保護(hù)；勵(lì)磁繞組由93C與94R進(jìn)行保護(hù)；輔助繞組由255C與260R進(jìn)行保護(hù)。 當(dāng)主斷路器4QF分閘或合閘接通主變壓器空載電流是時(shí),機(jī)車(chē)將產(chǎn)生操作過(guò)電壓,通過(guò)5F和RC吸收器能對(duì)操作過(guò)電壓進(jìn)行限制。 在主整流器70V和80V及勵(lì)磁整流器99V的每一晶閘管及二極管上均并聯(lián)有RC吸收器,進(jìn)行整流器換向過(guò)電壓吸收。 牽引電機(jī)的電壓由主整流器進(jìn)行限制。限制值為1020V±5%。 4、接地保護(hù)第一轉(zhuǎn)向架供電單元由接地繼電器97KE進(jìn)行保護(hù)；第二轉(zhuǎn)向架供電單元和勵(lì)磁回路由98KE進(jìn)行保護(hù)。動(dòng)作后接通跳主斷電路,使主斷路器4QF分閘。 97KE和98KE為有源保護(hù)〔線(xiàn)圈的一端接控制電源110V的正極,全區(qū)域保護(hù),動(dòng)作值為18V。 193R、194R為限流電阻；191R與197C、192R與198C抑制97KE和98KE動(dòng)作線(xiàn)圈兩端因接地故障時(shí)引起的尖峰過(guò)電壓。95