SS4改型电力机车主电路.doc

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：接触网上的25KV单相工频交流电受电弓1AP 高压连接器2AP另一节车的车顶母线 主断路器4QF高压电流互感器7TA主变压器原边绕组AX PFC用电流互感器109TA低压电流互感器9TA车体转向架构架接地回流电刷110E/120E/130/140E车轴轮对钢轨回流线变电所（二）整流调压电路（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：不等分三段半控桥式整流电路工作顺序（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变化，D1和D2续流。正半周：a2（正）D371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D2D173号母线T6x2（负）。负半周：x2（正）T571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D2D173号母线D4a2（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。整流电压变化。正半周：a2（正）D371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T2b1（负）a1（正）D173号母线T6x2（负）。负半周：x2（正）T571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D2a1（负）b1（正）T173号母线D4a2（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，整流电压之间变化。正半周：a2（正）D371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T4x1（负）a1（正）D173号母线T6x2（负）。负半周：x2（正）T571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D2a1（负）x1（正）T373号母线D4a2（负）。电阻75R和76R的作用：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），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111SC1M电机电枢回路（A11A12）107QPR1“牵-制”鼓107QPV1 “前-后”鼓1M电机励磁回路（D11D12）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 A12D11 D12 2M: A21 A22D22 D213M: A31 A32D31 D32 4M: A41 A42D42 D413. 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=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，实现级磁削，=0.7 ；当18KM动作闭合后，投入16R，实现级磁削，=0.54 ；当17KM和18KM都闭合时，15R和16R并联投入，实现级磁削，=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作为端主整流器的负载，85R作为端主整流器的负载（75R，76R,85R,86R阻值为300,且为2串结构，则空载实验时主整流器的负载阻值为600）。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：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；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：牵引与制动时，司机台均能看到牵引电机电压；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： -机车结构常数； -电机主磁通（Wb）； -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13R73号母线D4D371号母线平波电抗器11L牵引电机线路接触器12KM12号线直流电流传感器111SC1M电机电枢A11（负）。（2）当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。正半周：1M电机电枢A12（正）107QPR1“牵-制”鼓13号线制动电阻13R73号母线T6x2（负）a2（正）D371号母线平波电抗器11L牵引电机线路接触器12KM12号线直流电流传感器111SC1M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13R73号母线D4a2（负）x2（正）T571号母线平波电抗器11L牵引电机线路接触器12KM12号线直流电流传感器111SC1M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3000A5%。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1300A5%（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1000A5%（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1150A5%（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1020V5% 。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（7.5k）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。