SS4改型电力机车主电路

./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11.5km/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A—X→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〔Ⅰ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〔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0～变化,D1和D2续流。正半周：a2〔正→D3→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→D2→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→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a1-b1段绕组。整流电压～变化。正半周：a2〔正→D3→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→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→D2→a1〔负→b1〔正→T1→73号母线→D4→a2〔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→D3→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→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→D2→a1〔负→x1〔正→T3→73号母线→D4→a2〔负。电阻75R和76R的作用：①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,②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111SC→1M电机电枢回路〔A11→A12→107QPR1"牵-制"鼓→107QPV1"前-后"鼓→1M电机励磁回路〔D11→D12→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:A11A12→D11D122M:A21A22→D22D213M:A31A32→D31D324M:A41A42→D42D413.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β=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,β=0.7；当18KM动作闭合后,投入16R,实现Ⅱ级磁削,β=0.54；当17KM和18KM都闭合时,15R和16R并联投入,实现Ⅲ级磁削,β=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Ⅰ端主整流器的负载,85R作为Ⅱ端主整流器的负载〔75R,76R,85R,86R阻值为300Ω,且为2串结构,则空载实验时主整流器的负载阻值为600Ω。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：①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；②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：①牵引与制动时,司机台均能看到牵引电机电压；②两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13R→73号母线→D4→D3→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M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13R→73号母线→T6→x2〔负→a2〔正→D3→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M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13R→73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12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M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3000A±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、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1300A±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→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1000A±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±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1020V±5%。 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。95