电力机车简单介绍

调研报告侯庆丰电力机车是指由电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供给运行中的电力机车，所以是一种非自带能源的机车。电力机车被广泛应用于铁路运输、城市地铁以及轻轨运输上，用它作为运输系统的动力装置，因此它是运输系统的核心。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提咼铁路的运输能力和通过能力。本报告主要分析电力机车的整体结构和各部分组成。关键词：电力机车；电气化铁路；牵引车列；运输AbstractElectriclocomotiveisalocomotivewheeldrivenbyamotor.Electriclocomotivebecausetheelectricenergyrequiredbyelectrifiedcontactnetorthethirdrailsupplyoperationofthepowersupplysystemofrailwayelectriclocomotive,soisanonenergycomeswiththelocomotive.Electriclocomotiveiswidelyusedinrailwaytransportation,urbansubwayandlightrailtransitonanduseitasatransportationsystemofthepowerplant,soitisthecoreofthetransportationsystem.Hasthehighpower,strongoverloadcapacity,hightraction,speed,servicingoperationtimeisshort,lessmaintenance,lowoperationcost,easytorealizemultimachinetractionelectriclocomotive,theregenerativebrakingandenergysavingetc..Theuseofelectriclocomotivetractionvehiclescanincreasetrainspeedandloadcapacity,soastogreatlyimprovetherailwaytransportcapacityandtheability.Thisreportmainlyanalyzestheoverallstructureoftheelectriclocomotiveandthecompositionofthevariousparts.Keywords：Electriclocomotive;electrifiedrailway;tractiontrainTOC\o"1-5"\h\z摘要 2Abstract 3目录 4第1章绪论 6\o"CurrentDocument"1.1电力机车简介 6\o"CurrentDocument"1.2电力机车的历史沿革 6\o"CurrentDocument"1.3电力机车的优缺点 7\o"CurrentDocument"1.3.1电力机车的优点 7\o"CurrentDocument"1.3.2电力机车的缺点 7\o"CurrentDocument"1.4电力机车的构造 7\o"CurrentDocument"1.4.1电力机车机械部分概述 7\o"CurrentDocument"1.4.2电力机车电气部分概述 8\o"CurrentDocument"143电力机车空气管路系统概述 8\o"CurrentDocument"第2章 电力机车机械部分介绍 9\o"CurrentDocument"2.1电力机车车体的结构、特点和作用 9\o"CurrentDocument"2.1.1电力机车车体的结构 9\o"CurrentDocument"2.1.2电力机车车体的特点 9\o"CurrentDocument"2.1.3电力机车车体的作用 9\o"CurrentDocument"2.2电力机车转向架的结构、特点和作用 10\o"CurrentDocument"2.2.1电力机车转向架的结构 10\o"CurrentDocument"2.2.2电力机车转向架的特点 10\o"CurrentDocument"2.2.3电力机车转向架的作用 10\o"CurrentDocument"2.3电力机车的车体与转向架的链接装置 10\o"CurrentDocument"2.4电力机车牵引缓冲装置 10\o"CurrentDocument"第3章 电力机车电器部分介绍 12\o"CurrentDocument"3.1电力机车主电路 12\o"CurrentDocument"3.1.1网侧电路 123.1.2网侧保护电路 12\o"CurrentDocument"3.2电力机车辅助电路 13\o"CurrentDocument"3.2.1电源电路 13\o"CurrentDocument"3.2.1负载电路 14\o"CurrentDocument"3.2.3保护电路 14\o"CurrentDocument"3.3电力机车控制电路 15\o"CurrentDocument"3.3.1电力机车控制电路的要求 15\o"CurrentDocument"3.4电力机车保护电路 15\o"CurrentDocument"3.4.1过电压保护 16\o"CurrentDocument"3.4.2零电压保护 16\o"CurrentDocument"3.4.3其他保护 16\o"CurrentDocument"第4章 电力机车空气管路系统 18\o"CurrentDocument"4.1风源系统 18\o"CurrentDocument"4.1.1风源系统的的构成 18\o"CurrentDocument"4.2控制气路系统 18\o"CurrentDocument"4.3辅助管路系统 18结论 19\o"CurrentDocument"参考文献 201.1电力机车简介电力机车是指从外界撷取电力作为能源驱动的铁路机车，电源包括架空电缆、第三轨、电池等。同样使用牵引电动机的电传动柴油机车、燃气机车等不属于电力机车。电力机车起动加速快，爬坡能力强，工作不受严寒的影响，运行时没有煤烟，所以在运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度陡的山区线路上更能发挥优越性。此外，电力旅客列车，可为客车空气调节和电热取暖提供便利条件。电力机车由于电气化铁路基本建设投资大，所以应用不如内燃机广泛。电力机车没有空气污染，且善于保养，牵引列车速度可达几百千米，所以高速列车都是电力机车牵引的。电力机车另一个优点就是能够在短时间内完成启动和制动，这个性能比蒸汽机车和内燃机车要优秀很多。所以在世界范围内，正大力发展电气化铁路。在绿色环保的今天，电力机车的发展更加受到重视。电力机车的牵引力和爬坡能力比内燃机车和蒸汽机车要大得多，在载重过大或坡度较大的情况下无需采用多机牵引。电力机车最大的优点就是无限行程，只要车辆不驶离电气化段，就不会“饿倒”（故障除外）。无需像内燃机车和蒸汽机车那样经常补充燃料。由于我国的电气化铁路不是很多（指普通铁路），所以会选择把原本无电气化的铁路经电气化改造。电气化改造后的铁路速度将从100-120km/h提高到160-200km/h，这样不仅能缩短列车的运输时间，还能达到5000t以上的货运列车运输。如今，走向“高铁时代”的中国，正大力发展电气化铁路1.2电力机车的历史沿革1835年荷兰的斯特拉廷和贝克尔两人就试着制以电池供电的二轴小型铁路车辆。1842年苏格兰人R.戴维森首先造出一台用40组电池供电的重5吨的标准轨距电力机车。由于电动机很原始，机车只能勉强工作。1879年德国人W.von西门子驾驶一辆他设计的小型电力机车，拖着乘坐18人的三辆车，在柏林夏季展览会上表演。机车电源由外部150伏直流发电机供应，通过两轨道中间绝缘的第三轨向机车输电。这是电力机车首次成功的实验。电力机车用于营业是从地下铁道开始的。1890年英国伦敦首先用电力机车在5.6公里长的一段地下铁道上牵引车辆。干线电力机车在1895年应用于美国的巴尔的摩铁路隧道区段，采用675伏直流电，自重97吨，功率1070千瓦。19世纪末，德国对交流电力机车进行了试验,1903年德国三相交流电力机车创造了每小时210.2公里的高速纪录。中国于1914年在抚顺煤矿使用1500伏直流电力机车。干线铁路电力机车采用单相交流25000伏50赫电流制。1958年制成第一台以引燃管整流的“韶山”型电力机车。1968年改用硅整流器成功，称"韶山1”型，持续功率为3780千瓦。来干线电力机车向大功率、高速、耐用方面发展，客运电力机车速度已从每小时160公里增加到200公里，并向250公里迈进。各国制造的电力机车电压制较复杂，不便于国际间铁路联运过轨。来国际上已定出几种电力机车用标准电压。直流电压为600伏、750伏、1500伏和3000伏。单相交流电压6250伏、工频50或60赫，电压15000伏、工频赫，电压25000伏、工频50或60赫等几种。1.3电力机车的优缺点1.3.1电力机车的优点使用电力机车的其中一个好处，在于能减少污染，包括蒸气机车、柴油机车运行时产生的废气。供电气化铁路使用的发电厂在使用化石燃料时，均会控制废气排放，除此之外也可使用低污染的风力或水力发电。在噪音方面，电力机车在行走时可比柴油机车静得多，同样更可进一步缩减行车时间。在性能上，由于不需像柴油机车般自携很重的内燃机引擎以及燃油，从而减轻自重，因此在加减速、高速均比柴油机车优胜。1.3.2电力机车的缺点电力机车的缺点在于其本身没有动力源，电能来自外部的电缆，如遇自然灾害、战争等不可抗力状况引发断电就无法运行，甚至可能引发事故。故而电力机车虽有许多优点，仍然无法全面取代传统的柴油（内燃）机车。混合动力是一种折中方案，即在电力机车上额外配备有应急柴油发电机，以应付突发的断电状况。与动力分散式的电联车相比，加减速性能略逊于电联车，因此较不适用于须短距离停站的通勤或区间用车。1.4电力机车的构造电力机车由：机械部分，电气部分和空气管路系统三部分组成1.4.1电力机车机械部分概述包括走行部和车体。走行部是承受车辆自重和载重在钢轨上行走的部件，由2轴或3轴转向架以及安装在其上的弹簧悬挂装置、基础制动装置、轮对和轴箱、齿轮传动装置和牵引电动机悬挂装置组成。车体用来安放各种设备，同时也是乘务人员的工作场所，由底架、司机室、台架、侧墙和车顶等部分组成。司机室设在车体的两端，有走廊相通。司机室内安装控制设备，如司机控制器、制动阀、按钮开关、监测仪表和信号灯等。两司机室之间用来安装机车的全部主要设备，有时划分成小室，分别安装辅助机组、开关设备、换流装置以及牵引变压器等。部分电气设备如受电弓、主断路器和避雷器等则安装在车顶上。车钩缓冲装置安装在车体底架的两端牵引梁上。车体和设备的重量通过车体支承装置传递到转向架上，车体支承装置并起传递牵引力与制动力的作用。142电力机车电气部分概述机车上的各种电气设备及其连接导线。包括主电路、辅助电路、控制电路以及它们的保护系统。主电路：电力机车的最重要组成部分。它决定机车的基本性能，由牵引电动机以及与之相连接的电气设备和导线共同组成。在主电路中流过全部的牵引负载电流，其电压为牵引电动机的工作电压，或者接触网的网压，所以主电路是电力机车上的高电压大电流的动力回路。它将接触网上的电能转变成列车牵引所需的牵引动力。辅助电路：供电给电力机车上的各种辅助电机的电气回路。辅助电机驱动多种辅助机械设备，如冷却牵引电动机和制动电阻用的通风机，供给各种气动器械所需压缩空气的压缩机等。辅助电机可以是直流的，也可以是异步的。控制电路：由司机控制器和控制电器的传动线圈和联锁触头等组成的低压小功率电路。控制电路的作用是使机车主电路和辅助电路中的各种电器按照一定的程序动作。这样，电力机车即可按照司机的意图运行。保护系统：保证上述各种电路的设施。1.4.3电力机车空气管路系统概述按用途可分为：供给机车和车辆制动所需压缩空气的空气制动气路系统。供给机车电气设备所需压缩空气的控制气路系统。供给机车撒砂装置、风嗽叭和刮雨器等辅助装置所需压缩空气的辅助气路系统。空气管理系统是风压的通道，为机车受电弓上升，机车制动，机车散热提源。第2章电力机车机械部分介绍电力机车机械部分的结构主要由车体、转向架、车体与转向架的连接装置和牵引缓冲装置组成。本章主要介绍韶山4G型电力机车机械部分的特点。2.1电力机车车体的结构、特点和作用2.1.1电力机车车体的结构车体由底架，侧墙，车顶，顶盖和司机室等有关部件组成。底架由侧粱、枕梁、牵引梁、变压器梁、辅助纵梁、隔墙梁组成。底架是车体的基础，主要用来安设车体内各种设备，承受并传递纵向、垂向、横向力。侧墙装设于车体两侧，是一种框架式承载结构，为保证通风和照明，在侧墙上还布置有通风百叶窗和照明玻璃窗。另外在其前端还装设有司机室门。车顶和车顶盖：车体顶部焊有车顶，其上开有4个方孔，装设可拆卸车顶盖，以便检修机车时，拆装车内设备。车顶盖共4个，分别设在变压器室，机械室，1、2端咼压室上方。台架：焊装于车体底架上，其上安装各种电气设备，其下空间安装冷却风道、空气管路及布线。司机室：每节车前端设有一司机室，是乘务员工作的场所。排障器：位于牵引梁下面，用来排除线路上的障碍物。2.1.2电力机车车体的特点每节车前部为司机室，前端凸出，以充分利用空间，增加美感；司机室前窗玻璃为薄膜式电热玻璃；两侧活动窗采用成型拉窗，美观，密封好；司机室后墙两边各设一走廊门，与车体两侧纵走廊相通，车体后端设有横走廊，后端墙中间设有过道门，是两节车相同。车体内设备布置，采用双边走廊，分室斜对称布置，设备屏柜化，成套化，结够紧凑，维修方便。每节车车顶有受电弓，主断路器各一台，两节车车顶高压部分，用高压连接器相连。在每节车车体顶部焊有1、2端高压室，变压器室，机械室4个可拆卸的顶盖，便于检修时拆装车内设备。2.1.3电力机车车体的作用用来安设各种电气设备和辅助机组，保护车内设备不受雨、雪、风、沙侵袭。作为乘务员操纵、维修保养机车的场所。接受转向架传来的牵引力、制动力，并传给设在车体两端的牵引缓冲装置。将各种设备的重量经支承装置传给转向架及轨道。在机车运行中除承受上述纵向力、垂向力外，还承受走行部传来的冲击、振动及各种横向力。2.2电力机车转向架的结构、特点和作用2.2.1电力机车转向架的结构转向架时机车的走形部分，它是电力接车机械部分最重要的部分。由构架，轮对，轴箱，轴箱悬挂装置，齿轮传动装置，牵引电动机，基础制动装置组成。2.2.2电力机车转向架的特点一系悬挂采用轴箱螺旋钢弹簧与弹性定位的独立悬挂结构，并配置垂向油压减振器。二系悬挂采用全旁承橡胶堆加横向油压减振器和摩擦减振器的简单悬挂结构。传递牵引力的方式为斜拉杆低位牵引方式。轴箱轴承均采用能承受轴向和径向力的圆柱滚子轴承。构架受力状态和结构合理，工艺性好。2.2.3电力机车转向架的作用转向架是电力机车的主要组成部分之一。它用来传递各种载荷；并利用轮轨间的黏着保证牵引力的产生；同时实现机车在直线和曲线的平稳运行，减小对轨道的横向作用力，保证机车曲线运行的安全可靠；并尽可能缓和线路不平顺对机车的冲击，确保机车运行的平稳性，减少运行中的动作用力及其危害。它对机车牵引性能、动力学性能、安全性能起着决定性的作用。2.3电力机车的车体与转向架的链接装置车体与转向架连接装置也称二系弹簧悬挂，设置在车体与转向架之间。二系悬挂装置布置在构架左右侧梁顶面，采用多层橡胶和多块钢板粘结硫化而成的橡胶堆。每台转向架4个，橡胶堆具有较大的垂向刚度和一定的横向剪切刚度，变形时，内部产生摩擦，能吸收机械能，尤其是吸收高频振动能量，机车通过曲线时，利用橡胶堆的横向剪切刚度起复原作用。2.4电力机车牵引缓冲装置牵引装置即指车钩，它是机车与列车的连接装牵引装置即指车钩，它是机车与列车的连接装置，为了缓冲连挂和运行中的冲击，还设置有缓冲置，为了缓冲连挂和运行中的冲击，还设置有缓冲器。第3章电力机车电器部分介绍机车上的各种电气设备及其连接导线。包括主电路、辅助电路、控制电路以及它们的保护系统。主电路：电力机车的最重要组成部分。它决定机车的基本性能，由牵引电动机以及与之相连接的电气设备和导线共同组成。在主电路中流过全部的牵引负载电流，其电压为牵引电动机的工作电压，或者接触网的网压，所以主电路是电力机车上的高电压大电流的动力回路。它将接触网上的电能转变成列车牵引所需的牵引动力。辅助电路：供电给电力机车上的各种辅助电机的电气回路。辅助电机驱动多种辅助机械设备，如冷却牵引电动机和制动电阻用的通风机，供给各种气动器械所需压缩空气的压缩机等。辅助电机可以是直流的，也可以是异步的。控制电路：由司机控制器和控制电器的传动线圈和联锁触头等组成的低压小功率电路。控制电路的作用是使机车主电路和辅助电路中的各种电器按照一定的程序动作。这样，电力机车即可按照司机的意图运行。保护系统：保证上述各种电路的设施。3.1电力机车主电路电力机车主电路主要由网侧高压电路、整流调压电路、整流调压电路、牵引电路等组成。本节主要介绍HXD1的主电路部分。3.1.1网侧电路机车通过受电弓E01从接触网受流，经真空断路器Q01、原边电流互感器T02，然后通过25kV高压电缆与主变压器T03的A端子相连，经变压器原边绕组UE及回流电流互感器T04后通过并联的四个接地装置E02〜E05和轮对回流至钢轨。机车正常运行，只升一台受电弓，闭合一台主断路器，通过高压隔离开关及高压连接器X01将AC25kV电源重联到另一台车。高压电压互感器T01安装在主断路器前面，一旦受电弓升起，即可通过高压电压互感器判断接触网是否有电。高压电压互感器变比为25000V/150V,其输出（两路电压信号）分别作为网压检测、保护以及电源侧四象限变流器控制。即一路送主变流器，一路送能耗表。同时两路电压信号均通过重联电缆输出到另一节车。安装于车顶主断路器旁的高压接地开关Q02采用两点接地。避雷器F01安装在主断路器之后，除可有效地防止雷击过电压之外，也能有效的抑制主断路器断开主电路所引起的操作过电压。3.1.2网侧保护电路网侧过流、短路保护。当流经高压电流互感器的电流超过整定值时，主断路器将进行分断保护。网侧过压保护。避雷器起抑制操作过电压及运行时的雷击过电压作用。网压监测保护。通过高压电压互感器的检测，在网压V15kV或＞32kV的情况下，主断路器将进行分断，保护主电路相关设备的正常工作。原边接地保护。检测原边电流和回流电流的差值，当大于整定值时，判定为原边接地，主断路器进行分断保护。主变压器次边和主变流器短路保护。如果变压器二次线圈或主变流器发生短路，则在检测到短路的瞬间断开主断路器。由于变压器的高短路阻抗，从而限制了短路电流。3.2电力机车辅助电路电力机车的辅助电路主要由电源电路、负载电路、保护电路组成。电源电路由主变压器辅助绕组提供单相380V和220V交流电源，在由劈相机劈成三项交流电源供给辅助机组。负载电路包括三相负载电路和单相负载电路。其中三相负载主要有空气压缩机电动机、通风机电动机。油泵电动机，通过三相交流接触器控制其工作。单相负载主要有一些加热、取热元件，由转换开关控制其工作。保护电路主要是在辅助电路发生过流、接地、过电压、欠电压和单机过载故障时，使相应电器动作，从而达到及时保护的电路。本节主要介绍韶山4改型电力机车的辅助电路。3.2.1电源电路劈相机的运转与停止通过接触器201KM控制。劈相机起动时在第二电动相绕组与发电相绕组间接入起动电阻263R进行分相起动，起动电阻的接通与开断由接触器213KM来执行。劈相机起动继电器283AK监测起动过程并控制起动电阻回路的开断，其工作电源（DC110V）从导线531经533KT常开联锁由导线281引入。当按下劈相机按键开关后，接触器213KM闭合，起动电阻投入，201KM闭合，劈相机开始起动，这时劈相机起动继电器监测劈相机发电相电压（由导线279、280引入，间接反映劈相机的转速），当劈相机转速达到约0.9nh,也即283AK测得其发电相电压接近于比较电压（额定网压下，该电压值为220V，由导线202、206引入）时，283AK动作，其常开联锁闭合，导线561、568连通，则劈相机起动中间继电器566KA得电，使213KM及劈相机起动延时时间继电器533KT失电，213KM主触头打开，开断了起动电阻回路，劈相机起动完成。同时，533KT常开联锁开断了导线531与281通路，使283AK失去工作电源处于闭置状态。劈相机起动电阻有三个抽头，即备有两组，当一组烧损可换另一组使用，此时只需把导线232换接至另一抽头即可。321负载电路当劈相机起动完毕后，辅助回路导线201、202、203即可提供三相不对称电源，这时，各辅机可依次投入工作。SS4G型电力机车三相负载有：压缩机电动机2MA一台，牵引通风机电机3、4MA二台，制动风机电动机5、6MA二台，变压器风机电动机7MA—台，变压器油泵8MA一台。各辅助电动机均通过其相应的交流接触器进行分合控制。为了改善劈相机供电系统的三相电源对称性，在3〜5MA电动机的D2、D3之间接入移相电容247〜252C，随电动机作负载投入而投入。3.2.3保护电路SS4G型电力机车辅助电路设置有以下几种保护：过电压保护、辅过流保护、辅接地保护、辅机过载保护及零压保护等。过电压保护。采用跨接在辅助绕组a6-x6两端间的R-C过电压保护电路，由电阻260R、电容255C组成，吸收过电压。辅过流保护在辅助绕组短路或其它原因造成辅助电路短路，其电流超过2800A时，进行辅助电路过电流保护，电流继电器282KC吸合动作使机车主断路器分闸，并显示辅助过流信号。辅接地保护在变压器辅助绕组的x6端与地之间设有辅助电路接地保护电路，如下图所示。辅接地保护属有源保护装置，支路经110V控制电源后接地。当辅助电路某点接地时，辅接地保护系统形成回路，285KE动作吸合，其辅助联锁使主断路器分闸线圈得电跳闸，司机台辅接地信号显示。辅机过载保护SS4G型电力机车的辅机保护采用了两种保护形式：一种是电子式辅机过流保护装置;另一种为自动开关过流保护。电子式辅机过流保护装置的特点是：保护装置设有一次保护跳接触器，二次保护跳主断路器的执行功能，因此在辅机发生故障过流时，能可靠动作，具备阻止辅机故障扩大的能力。其不足之处在于本身只是控制装置而非执行器械，保护功能则需接触器或主断路器来完成，因此当辅机发生短路或单相堵转故障时，接触器将开断故障电流，而这种大电流的开断可能使接触器主触头烧损，甚至造成触头烧焊，极易影响接触器的寿命。此外，该装置还存在人为隔离的因素亦使辅机保护的可靠性打了折扣。自动开关保护具有两种保护功能，即瞬时电磁脱扣的短路保护功能和热脱扣动作的过载保护功能。该保护的特点是：分断能力较高，当回路发生过载、短路等故障时，能自动切断故障电路，有效地保护串接在它后面的辅机，过载保护具有反时限特性。不足之处在于自动开关是系列产品，其保护特性与辅机特性的匹配问题给选型增加了难度，且其保护特性具有分散性，因此其保护特性的整定和校核是关键。3.3电力机车控制电路控制电路是由司机控制器，低压电器，主电路与辅助电路中的各电器电磁线圈及各电器的联锁等组成的电路.由于主电路和辅助电路中各电器的动作均要由控制电路控制，因而对控制电路也提出了相应的要求，目的是保证行车的安全，便于操纵，运用，维修，尽量减少电器设备，以达到最佳的经济指标电力机车控制电路是机车三大电路中最为复杂的电路,属于低压直流小功率电路.它由司机控制器，低压电器，主电路与辅助电路中的各电器电磁线圈及各电器的联锁联锁等组成.控制电路可以控制主电路和辅助电路中各电器的动作，并通过司机控制台上各按键开关和司机控制器手柄位置操纵，使机车按照司机的意图运行。3.3.1电力机车控制电路的要求由于主电路和辅助电路中各电器动作要求均由控制电路控制,因此控制电路应满足下列要求能改变机车的运行状态，如运行方向的改变，牵引与制动的转换。能对牵引力，制动力，速度进行调节。有控制各辅助机组起动，运行的电路，有控制其它辅助设备的电路。有保证主电路，辅助电路工作的控制电路，如避免重合闸，避免由于误操作所引起的不良影响等。能保证各电器按一定的次序动作，动作结果与司机发出的指令一致，在动作过程中对于没有灭弧装置的电器则不应产生电弧。设有照明电路和信号电路。设有故障电路，在机车发生某一故障又不能及时处理时，组成故障电路或切除故障部分，使机车维持运行。当机车重联运行时，若一台机车故障，要求不影响另一台机车运行。在保护电器动作引起主断路器跳闸后,应有零位联锁，即要重新合闸,机车各电器须处于起动前状态，各按键开关须先关闭。总之,控制系统要保证行车的安全，利于操纵，运用，维修，尽量节省电气设备，以达到最佳的经济指标。正因为控制电路是机车电路最复杂的部分，就机车运行中出现的故障而言，控制电路中故障也较多.因此，熟练的掌握控制电路原理，就能在平时对机车进行全面保养，在发生故障时能迅速准确地进行分析与处理,对确保行车安全是非常重要的。3.4电力机车保护电路为了保证机车可靠运行，在机车的线路中必须设置一系列的保护，使机车线路在发生故障时能迅速切断相应电路，避免机车电气设备遭到损坏或防止故障进一步扩大。当机车故障不能及时排除时，使机车能够方便的组成故障线路，在故障情况下维持运行。根据机车故障现象的不同性质，线路中的保护一般分为过流保护（包括短路和过载保护）、接地保护、过电压保护、欠电压保护及其他一些特殊保护。机车的保护方式则根据故障对机车线路、电气设备及对列车运行的影响大小不同有：切断机车总电源。切断故障线路的电源。仅给司乘人员以某种信号引起注意。在故障发生后自动予以调整。3.4.1过电压保护过电压是指对电气设备绝缘有危险的电压升高，它是由系统的电磁能量发生瞬间突变所引起的，对机车的电气设备会造成绝缘击穿、电机环火等严重损害。机车的过电压主要有大气过电压和操作过电压两种。大气过电压即外部过电压是由外部直击雷或雷电感应突然加在机车上引起的。操作过电压即内部过电压，是由于线路本身的变化产生的，如切断感性线路、整流装置换向或故障等引起机车内部电磁能量的震荡、聚集和释放。由于这两种过电压产生时，电压增长速度过快，以冲击波形式出现，因此一般不采用带传动件的电器进行保护。3.4.2零电压保护零电压和欠电压的产生原因是由于接触网的电压突然失电或者过低。当接触网电压消失时，机车因无电要停止运行，但如果电压又突然恢复，会造成电气和机械上很大的冲击，这是不允许的。如果接触网电压过低，机车就不能以正常功率运行，辅助机组也不能正常工作，另外再生制动时网压过低很容易使逆变失控,因而必须进行保护。在电力机车上，一般在变压器的辅助绕组上装设（零）欠压继电器或电子装置,当电压低于某一数值时，或者失压时间超过2s时，通过欠（零）压继