SS改型电力机车主电路

1、作者:日期:第三章 主电路一、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 PF

2、C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.电路如下图所示：«C«F3。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2AF另一节车的车顶母线主断路器4QF高压电流互感器7T心主变压器原边绕组A XPFC用电流互感器109T2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（I架）719TOV!71I112KM采用转向架独立供电：a1 b1-x1 , a2x2供电给整流器70V, 70V给并

3、联的 第1、2位牵引电机供电；a3-b3 x3，a4x4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： U a2x2 Ualxl 2Ua1b1 2U blxl 2Ua3b3 2U b3x3 695.4V不等分三段半控桥式整流电路工作顺序（I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01Ud变化，D1和D2续流.正半周：a2 （正）D471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D2D1 73号母线T6 x2（负）.负半周：x2 （正）T5 71号母线 平波电抗器牵引电机线路接触

4、器牵引电机牵引电机故障隔离开关72号母线D2 D1 73号母线D4 a2 （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a1b1段绕组.整流电压-Ud？ Ud变化.24正半周：a2 （正）D"71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T2 b1 （负）a1（正）D1 73号 母线T6x2 （负）.负半周：x2 （正）T5 71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

5、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 ？UdUd之间变化。正半周：a2 （正）D3 714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T4 x1 （负）a1 （正）D1 73号母线T6 x2 （负）。负半 周:x2 （正）T5 71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）T3 73号母线 D4 a2 （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

6、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:1W4 11?3h-1TST4以1M为例：正极母线71-平波电抗器11L-牵引电机线路接触器12KMK直 流电流传感器111SO1M电机电枢回路(A11 A12)- 107QPR“牵-制”鼓 107QPV1 “前一后"鼓1M电机励磁回路(D11 D12) 107QPV1 “前一后"鼓 107QPR1 “牵一制"鼓牵引电机故障隔离开关19QS负极母线72。个人收集整理 勿做商业用途因同一转向架

7、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 A12 D11 D122M : A21 A22 D22 D213M: A31 A32 D31 D324M: A41 A42 D42 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B =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I级磁削，（3 =0.7 ;当18KM动作闭 合后，

8、投入16R实现H级磁削，3 =0。54 ;当17KM和18KM都闭合时，15R 和16R并联投入，实现皿级磁削，3=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

9、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I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I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

10、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287Y V得电电路勿做商业用途牵引电机线路接触器得电电路6、空载试验10QF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

11、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I端 主整流器的负载，85R作为H端主整流器的负载（75R 76R 85R 86R阻值为 300Q,且为2串结构,则空载实验时主整流器的负载阻值为 600Q）。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

12、、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 :B C Iz（KN）C- 机车结构常数；- 电机主磁通 （Wb）；Iz- 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

13、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I z并保持恒定，以此获得理想的最大轮周制动力恒定值 .个人收集整理勿做商业用途SS4改型电力机车电制动时电枢与励磁回路电制动时，通过两位置转换开关的转换，“牵引”宀“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用。以1M为例：1、电枢回路:（1） 当V 33k

14、m/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）107QPR“牵一制”鼓13号线制动电阻13FH73号母线D4D3 -71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111S（ 1M电机电枢A11 （负）。（2）当V 33km/h时，机车处于加馈电阻制动状态，触发 T5和T6, 段大桥投入，a2x2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Iz。正半周:1M电机电枢A12（正）107QPR “牵一制”鼓13号线制动电阻13R 73号母线T6 x2 （负）a2 （正）D471号母线平波电抗器11L牵 引电机线路接触器12KM12号线直

15、流电流传感器 111S（ 1M电机电枢A11（负）。负半周：1M电机电枢A12（正）107QPR“牵一制”鼓13号线制动 电阻13273号母线D4 a2（负）x2（正）T5 71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111S（ 1M电机电枢 A11 （负）。2、励磁回路每节车的4台牵引电机的励磁绕组串联，由励磁整流器99V供电。99V的电源取自励磁绕组a5-X5 .额定网压时:Ua5x5 104.3V。因要保持电枢电流方向不变（确保直流电流传感器在电制动时仍能检测制动 电流的大小），则则励磁绕组电流方向与牵引时相反。正半周：a5 （正） 91KMD591 号母

16、线199S（ 90 号母线107QPR19QS 107QPVD12D1_1 107QPV14 号线母线107QPR 29QS> 107QPVD21D22 107QPV 24 号 母线108QPR 49Q" 108QPV D41 D4M108QPV 44 母线108QPR39QA108QPV9D3AD3" 108QPV&92KMK82 号母线T12 x5（负）。为能在静止状态下检查加馈电阻制动系统的正确性 ，机车静止时，系统仍能 给出50A的加馈制动电流（此时励磁电流达到最大值930A）,将有向后动车的趋 势，实验时机车必须上闸。（五）PFC电路每节车设置有4组

17、完全相同的PFC装置,并联在4个牵引绕组两端.该装置通过滤波电容和滤波电抗的串联谐振，降低机车的三次谐波含量，提 高机车的功率因数.由真空接触器（电磁式）、无触点晶闸管开关、滤波电容、滤波电抗和故障隔 离开关等电器组成。在PFC装置中设有故障隔离开关 119QS 129QS 159QS 169QS当PFC故障 或者不需使用而切除时将隔离开关打至“故”位。并通过其辅助联锁切断真空 接触器的电磁线圈得电电路，使真空接触器处于分断状态，从而使PFC电路与牵引绕组完全隔离。与此同时，隔离开关的主刀对电容器进行放电。为保证人身安全，司机取出钥匙后，通过控制PFC放电接触器116KMI 126KM 156

18、KM 166KM（中间继电器做接触器使用）闭合，在滤波电抗和滤波电容两端并 联一个800Q的电阻。实现快速放电。（六）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3000A士 5%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

19、121SG 131SG 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1300A士 5% （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，经电子柜过流保护环节最终使主断路器 4QF分闸。整定值为1000A 士 5%（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1150A士 5% （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