電力機(jī)車電氣線路結(jié)構(gòu)分析 SS4G型電力機(jī)車主電路保護(hù)電路結(jié)構(gòu)

短路保護(hù)任務(wù)一SS4G型機(jī)車主電路有短路保護(hù)、過載保護(hù)、過壓保護(hù)及主電路接地保護(hù)等四個方面。機(jī)車主要保護(hù)器件為主斷路器4QF，其分?jǐn)嗟墓收铣麟娐返亩搪?、牽引電機(jī)過載或環(huán)火、主電路接地之外，還有輔助電路過載、短路、輔電路接地、接觸網(wǎng)停電或離弓超過2s的欠壓保護(hù)等。短路保護(hù)器件為網(wǎng)側(cè)主斷路器4QF。短路故障和過載的性質(zhì)相似，僅僅是短路故障電流的數(shù)值較大，上升的梯度較大，因此要求故障發(fā)生后至保護(hù)器件4QF動作開斷的時間(保護(hù)動作時間)盡可能短，使被保護(hù)的對象(電器或電氣設(shè)備)本身能承受這個期間的短路電流的沖擊而不致?lián)p壞。短路保護(hù)當(dāng)流經(jīng)高壓電流a互感器7TA(200A/5A)的電流超過整定值320(1±5%)A時，過流繼電器101KC(整定值5A，允差士5%)動作，主斷路器4QF分?jǐn)?。同時故障顯示屏的原邊過流燈顯示如圖1。這種故障往往是車內(nèi)25kV高壓電路的對地短路，包括主變壓器高壓繞組的擊穿，導(dǎo)電桿的對地短路等。但車頂設(shè)備對地短路則不起作用，需由牽引變電所的油開關(guān)跳閘來進(jìn)行保護(hù)。短路保護(hù)1、網(wǎng)側(cè)短路保護(hù)短路保護(hù)有下面幾種：①牽引繞組短路；②整流元件擊穿形成的內(nèi)短路；③整流器母線間的短路。當(dāng)產(chǎn)生上述短路時，牽引繞組引線上的電流互感器176TA、177TA、186TA、187TA檢測出次邊電流并送人電子控制柜，電子控制柜短路保護(hù)環(huán)節(jié)判斷發(fā)生過流后控制使主斷路器4QF分?jǐn)?，同時故障顯示屏的原邊過流燈顯示。次邊過流保護(hù)的動作整定值為3000(1±5%)A，如圖2。在整流器的每一橋臂的晶閘管(或二極管)上都串聯(lián)了快速熔斷器，實(shí)現(xiàn)對整流元件擊穿保護(hù)。2、整流器側(cè)短路保護(hù)短路保護(hù)圖1、原邊過流保護(hù)圖2、次邊過流檢測過載保護(hù)任務(wù)二過載保護(hù)機(jī)車在牽引運(yùn)行和制動運(yùn)行狀態(tài)下，牽引電動機(jī)的工作方式是不同的，因此牽引電動機(jī)的過載保護(hù)動作值和保護(hù)方式也不相同。01牽引工況電機(jī)的過載和環(huán)火保護(hù)02制動工況的過載保護(hù)03功率因數(shù)補(bǔ)償裝置的過流保護(hù)1、牽引工況電機(jī)的過載和環(huán)火保護(hù)

當(dāng)電機(jī)環(huán)火和過載時，由直流傳感器111SC、121SC、131SC、141SC檢測每臺牽引電動機(jī)的電流，送入電子控制柜過載保護(hù)組件，當(dāng)電子控制柜判斷有任意一臺或一臺以上電機(jī)發(fā)生過流時，送出信號使主斷路器4QF分?jǐn)唷Ｆ鋭幼髡ㄖ禐?300(1土5%)A，如圖3所示。2、制動工況的過載保護(hù)

制動工況下電路如圖4,牽引電動機(jī)的電樞電路過載及環(huán)火時，由直流傳感器111SC、121SC、131SC、141SC檢測電流，送入電子控制柜過載保護(hù)組件，當(dāng)電子控制柜判斷電樞回路發(fā)生過流時，則發(fā)出指令使勵磁接觸器91KM線圈失電斷開,從而切斷整個勵磁回路。其動作整定值為1000（1士5%）A。

制動工況下勵磁回路的電流由199SC檢測并將電流信號送人電子控制柜過載保護(hù)組件。當(dāng)判斷勵磁電路過載時，電子控制柜發(fā)出指令，使勵磁接觸器91KM線圈失電斷開，從而切斷整個勵磁回路。其動作整定值為1150（1士5%）A，制動工況下勵磁回路如圖4所示。過載保護(hù)圖4、制動工況勵磁過流保護(hù)圖3、111SC檢測電機(jī)電樞電流SS4G型機(jī)車為了提高機(jī)車的功率因數(shù)，減少諧波干擾，在機(jī)車主電路中設(shè)置了四組完全相同的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。功率因數(shù)補(bǔ)償裝置的電流是由118TA、128TA、158TA、168TA檢測然后送到電子控制柜的過載保護(hù)組件，當(dāng)電子控制柜判斷功率因數(shù)補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過流后，就會發(fā)出指令使114KM、124KM、154KM、164KM失電斷開，四組功率因數(shù)補(bǔ)償裝置全部切除。短路保護(hù)3、功率因數(shù)補(bǔ)償裝置的過流保護(hù)過電壓保護(hù)任務(wù)三機(jī)車的過電壓包括大氣過電壓、操作過電壓、整流器換向過電壓和調(diào)整過電壓。1、大氣過電壓及操作過電壓保護(hù)（圖5所示）

過電壓形成于雷擊過電壓或操作過電壓，主要保護(hù)形式有以下幾種。

避雷器5F

避雷器5F接于主斷路器的隔離開關(guān)與主閥之間，為金屬氧化物避雷器。主要用于防止主斷路器分?jǐn)嗪秃祥l過程的操作過電壓，也用于機(jī)車運(yùn)行中的雷擊過電壓。標(biāo)準(zhǔn)沖擊波電壓為105kV。

阻容保護(hù)

在變壓器二次側(cè)各繞組側(cè)設(shè)有RC網(wǎng)絡(luò)吸收裝置。牽引繞組aiblXl，a2x2,a3b3X3,34x4上分別并聯(lián)有71C、73R,72C、74尺，81C、83R,82C、84R；勵磁繞組上的過電壓保護(hù)環(huán)節(jié)是由93C、94R構(gòu)成。電容為交流電容器（1500V、6/xF）,電阻由兩只5f2電阻并聯(lián)而成，阻值為2.5J1，見圖5。

壓敏電阻

牽引繞組側(cè)還并聯(lián)有壓敏電阻138RV、139RV、148RV、149RV，用以抑制牽引繞組側(cè)的過電壓。阻容保護(hù)和壓敏電阻可將過電壓限制到牽引繞組峰值電壓的2倍以下。2、牽引電機(jī)的過電壓保護(hù)牽引電機(jī)電壓由主整流器限壓環(huán)節(jié)進(jìn)行限制，通過控制三段不等分橋的觸發(fā)脈沖，使整流電壓輸出不超過1020(1±5%)V。過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)圖5、大氣過電壓保護(hù)圖6、RC與壓敏電阻過電壓保護(hù)整流裝置換向過電壓保護(hù)任務(wù)四主整流裝置的每一晶管和二極管元件上均并聯(lián)RC阻容保護(hù)，用于限制整流元件換向過程中產(chǎn)生的過電壓，以保護(hù)元件本身。如圖7所示，a2X2牽引繞組過電壓采用壓敏電阻138RV和71C、73R對其過電壓進(jìn)行保護(hù)的。整流裝置換向過電壓保護(hù)圖7、大氣過電壓保護(hù)接地保護(hù)任務(wù)五牽引工況時，主電路接地保護(hù)原理如圖8所示。接地保護(hù)按“轉(zhuǎn)向架供電單元”設(shè)置，97KE對第一轉(zhuǎn)向架的主電路進(jìn)行接地保護(hù)，98KE對第二轉(zhuǎn)向架的主電路進(jìn)行接地保護(hù)。所以除網(wǎng)側(cè)電路外，主電路中任一點(diǎn)接地，接地繼電器均能動作。由于SS4G型機(jī)車采用的是有源接地保護(hù)裝置，故無接地保護(hù)“死區(qū)”。制動工況時，主電路接地保護(hù)原理如圖9所示。接地保護(hù)裝置也是分區(qū)設(shè)置，不同的是97KE只保護(hù)第一轉(zhuǎn)向架的電樞回路，98KE保護(hù)除保護(hù)第二轉(zhuǎn)向架的電機(jī)電樞電路外，還保護(hù)4臺電機(jī)的勵磁電路。主電路接地故障時，通過97KE、98KE的聯(lián)鎖觸點(diǎn)使主斷路器4QF開斷。接地保護(hù)圖8、牽引時主電路接地保護(hù)原理接地保護(hù)圖9、制動時主電路保護(hù)原理I端(U端)接地保護(hù)裝置由開關(guān)95QS(96QS),電阻19LR(192R)、193R(194R)、195R(196R),電容197C(1980及接地繼電器97KE(98KE)和110V電源組成。接地繼電器吸引線圈(20°C時為120Q)流過0.15A左右的電流就能動作，相當(dāng)于電壓為18V。因此電阻1931R(194R)為限流電阻；電阻19LR(192R)為線圈的放電電阻，以防止斷續(xù)接地時產(chǎn)生的過電壓；電容1