Электрические схемы электропоезда ЭД9М
Электропоезда переменного тока ЭД9М работают на многих дорогах нашей страны. В депо Горький-Московский Горьковской дороги накоплен большой опыт их эксплуатации, который обобщен в виде учебного пособия. По нашей просьбе заместитель начальника технического отдела Нижегородской дирекции по обслуживанию пассажиров в пригородном сообщении А.В. КРЫЛОВ подготовил серию статей с описанием электрических схем головных, моторных и прицепных вагонов электропоезда. Предлагаем их вниманию наших читателей.
ВКЛЮЧЕНИЕ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
На каждой секции электропоезда установлены щелочные аккумуляторные батареи (АБ) номинальным напряжением 112,5 В, состоящие из 90 элементов типа НК-55 или ЛК-55. Все АБ поезда соединены параллельно поездным проводом 56. На головных вагонах в их цепи установлен предохранитель ПрЗб который защищает АБ от токов короткого замыкания Для приведения электропоезда в рабочее состояние необходимо включить аккумуляторные батареи на головных и прицепных вагонах выключателем батареи ВБ При этом «минус» АБ соединяется с проводом 30 через предохранитель Пр15, контакт выключателя батареи и измерительный шунт амперметра. «Плюс» АБ соединяется с проводом 15 через контакт выключателя батареи, предохранитель Пр14, размыкающий контакт БК. Кроме того, от провода 15К через предохранитель ПрЗЗ получает питание провод 22 (секционное питание защиты).
От второй трети АБ через предохранитель Пр39 размыкающий контакт БК, контакт ВБ получает питание провод 78Г — основное питание устройств безопасности КЛУБ-У. Устройства безопасно сти получают «минус» по проводу 30. Напряжение питания меж ду проводами 78Г («плюс») и 30 («минус») составляет 75 В
От первой трети АБ через предохранитель Пр31, размыкающий контакт БК получает питание провод 78РС — питание устройств оповещения и радиостанции. Напряжение питания между проводами 15 («плюс») и 78РС («минус») составляет 75 В Диод Д1 служит для сглаживания провалов напряжения в цепях постоянного тока при переключениях батарейного контактора БК.
Недостатком схемы является отсутствие диодных развязок между батареями соседних секций. При коротком замыкании отдельных банок батареи одной секции поезда (что не редкость при эксплуатации) по проводу 56 будет протекать уравнительный ток, который вызовет разряд остальных аккумуляторных батарей с более высоким уровнем напряжения заряда
УПРАВЛЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ КОМПРЕССОРОМ
Для нагнетания воздуха после длительных отстоев применяют вспомогательные компрессоры. Их двигатели получают питание от АБ. Управление двигателем производится автоматически под контролем регулятора давления РД АК-11Б как из кабины управления, так и из моторного вагона. Каждый компрессор имеет свой регулятор давления
Управление из кабины. Для включения вспомогательного компрессора необходимо нажать выключатель В2 «Вспомогательный компрессор» на панели управления. При этом от провода 15 через предохранитель Пр22 контакт выключателя В2 получает питание поездной провод 13
На моторных вагонах включается реле РВК вспомогательного компрессора: от поездного провода 13 получает питание его катушка. «Минус» катушки РВК соединен с проводом 30 От провода 15 через предохранитель Пр8 провод 15К контакт РВК 15К—15КА, контакт 15КА—15И ПВК, установленный в положение «Из головного вагона», контакт выключателя В1 замкнутый контакт реле РД давления получает питание двигатель вспомогательного компрессора П-31М. При достижении давления, равного настройке регулятора РД (4,5 4 8 кгс/см2), двигатель
вспомогательного компрессора отключается. При давлении ниже уставки включения ДР (3.. 3,5 кгс/см2) регулятор давления включается, и процесс повторяется.
Управление из вагона При необходимости включить вспомогательный компрессор из шкафа управления моторного вагона следует установить переключатель вспомогательного комп рессора ПВК в положение «Из моторного вагона» При этом контакт ПВК 15И—15К зашунтирует контакт РВК, и компрессор будет работать под контролем регулятора давления РД. При неисправности двигателя ДВК компрессор можно отключить выключателем В1 Для защиты цепей вспомогательного компрессора от коротких замыканий служит предохранитель Пр8
УПРАВЛЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКАМИ
Управление токоприемниками может осуществляться как из головного так и моторного вагона. Блок с аппаратурой управления расположен в шкафу № 2 моторного вагона
Подъем токоприемников из кабины управления. Для этого на пульте управления в кабине машиниста надо нажать импульсную кнопку «Токоприемник поднят». При этом от провода 15 через предохранитель Пр25, кнопку Кн1 «Токоприемник поднят» получит питание поездной провод 25. На моторном вагоне от провода 25 через контакт кнопки Кн4 «Токоприемник поднят», контакт ПВВ1 25А—25Б получает «плюс» катушка вентиля клапана токоприемника КЛП-П «минус» соединяется с проводом 30.
Катушка реле ПВВ1 получает питание от провода 15 через предохранитель ПрЗ диодД1, контакт 15ВЦ—15ВД заземлителя трансформатора ЗТ резистор R12, катушку ПВВ1, контакт 15ВИ— 15ВУ автомата минимального давления АМД замкнутый контакт 15ВУ—15ВН реле РОП, контакт выключателя «Отключение ВВ», контакт реле заземления 15ВБ—30АВ РЗ. Минусовая цепь соединяется с проводом 30 через блок БТЗ
Катушка реле ПВВ1 получает питание и токоприемник может быть поднят, если на данном моторном вагоне не отключен выключатель «От ключение ВВ» и его контакт 15ВН—15ВБ замкнут
- не сработало реле заземления РЗ силовои цепи и замкнут его размыкающий контакт 15ВБ—30АВ
- главный трансформатор не заземлен ножами заземлителя ЗТ и его блок-контакт 15ВЦ— 15ВД замкнут;
- не подан сигнал на опускание токоприемника, катушка реле РОП получает питание и его контакт 15ВУ—15ВН замкнут;
- давление в резервуаре высоковольтного выключателя достаточно для включения при этом замкнут контакт 15ВИ—15ВУ
Подъем токоприемника на моторном вагоне Для этого необходимо в шкафу № 2 моторного вагона нажать кнопку Кн4 «Токоприемник поднят». При этом размыкаются контакты Кн4 25— 25А, исключая подъем всех токоприемников. Замыкается контакт 15В—25А, и катушка вентиля клапана токоприемника КЛП-П получает питание по цепи провод 15, предохранитель ПрЗ, провод 15В замкнувшийся контакт 15В—25А кнопки Кн4, контакт 25А—25Б реле ПВВ1, катушка КЛП-П, провод 30
Опускание токоприемников осуществляется с помощью реле РОП (шкаф № 2) которое управляет вентилем клапана токоприемника КЛП-0 Если нет сигнала на опускание токоприемников, реле РОП получает питание через провод 15, предохранитель ПрЗ, диод Д1. контакт ЗТ 15ВЦ—15ВД, резистор R16, провод 26А, катушку РОП, провод 30.
Опускание токоприемников из кабины управления. Для этого нажимают кнопку Кн10 «Токоприемник опущен При этом поездной провод 26 соединяется с проводом 30 через контакт Кн 10.
На моторном вагоне «минус» от провода 26 соединяется с проводом 26А через диод Д2. Катушка реле РОП оказывается обесточенной, так как оба ее конца имеют одинаковый потенциал («минус»). Якорь реле РОП отпадает, и его контакт 15—15ВП подает питание на вентиль клапана опускания токоприемника КЛП-О. Одновременно контакт 15ВУ—15ВН разрывает цепь питания катушки ВВ-У. Чтобы опустить токоприемники из моторного вагона, в шкафу N° 2 надо нажать кнопку Кн2 «Токоприемник опущен». Далее цепь протекания тока подобна описанной.
Опускание токоприемника данного вагона и отключение ВВ могут произойти и автоматически при размыкании блокировок подвагонных ящиков или блокировки лестницы. При открытом положении одного из подвагонных ящиков или блокировки лестницы реле РББ теряет питание и своей блокировкой РББ соединяет провода 26 и 30.
УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУШНЫМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ
Им можно управлять как из кабины управления, так и отдельным выключателем в шкафу № 2 моторного вагона.
Управление из кабины. Необходимо нажать кнопку Кн2 на пульте в кабине управления. От провода 15 через предохранитель Пр25, контакт Кн2 получает питание поездной провод 7. Предохранитель Пр25 служит для защиты от коротких замыканий прово да 7 и цепей управления воздушным выключателем.
На моторных вагонах от провода 15 через предохранитель ПрЗ, диод развязки Д1, блокировку 15ВЦ — 15ВД заземлителя трансформатора ЗТ, добавочный резистор R12 получает питание промежуточное реле воздушного выключателя ПВВ1.
«Минус» катушки ПВВ1 соединяется с проводом 30 через следующие блокировки:
- датчик минимального давления ДМД (не допускает включение воздушного выключателя, если в его резервуаре недостаточно воздуха для гашения дуги);
- контакт РОП 15ВУ—15ВИ (обеспечивает отключение ВВ при аварийном опускании токоприемника);
- контакт кнопки «Отключение воздушного выключателя» В1; о контакт реле заземления РЗ 15ВБ—30АВ (разъем ЗОАВ—30 блока токовой защиты БТЗ).
Если не сработало реле отключения воздушного выключателя РОВ, то через контакт ПВВ1 15ВД-15ВЕ получает питание удер живающая катушка воздушного выключателя У-ВВ. «Минус» катушки соединен с проводом 15ВИ и далее с проводом 30 через указанные блокировки.
От провода 7 через контакт КнЗ «Включение ВВ», добавочный резистор R67 получает питание реле возврата защиты РВЗ. Кроме того, через размыкающую блокировку промежуточного реле воздушного выключателя ПВВ2 7Ш—7Ю, блокировку промежуточного реле воздушного выключателя ПВВ1 7Ю—7Я поступает питание на включающий вентиль воздушного выключателя В-ВВ. «Минус катушки В-ВВ соединен с проводом 30 через блокировки главного и тормозного контроллеров, которые замкнуты только на первой позиции и не позволяют подать питание на включающий вентиль В-ВВ, если собрана схема тяги или торможения.
Воздушный выключатель включается и низковольтной блокировкой ВВ 7LU—7Р подает питание на катушку промежуточного реле воздушного выключателя ПВВ2 «Минус» катушки ПВВ2 соединен с проводом 30. После включения ПВВ2 встает на самоподхват собственной блокировкой ПВВ2 7LLI—7Р и, размыкая размыкающий контакт ПВВ2 7LLI—7Ю, обесточивает вентиль В-ВВ.
Реле РВЗ контактом 30—22Г соединяет катушку контактора защиты КЗ с «минусом». После включения воздушного выключателя низковольтная блокировка ВВ 30—22Г шунтирует контакт РВЗ 30—22Г, обеспечивая питание контактора защиты КЗ.
Главный контакт КЗ 22Р—22/1 подает питание на блок токовой защиты БТЗ, включая его в работу. Одновременно он подготавливает цепь питания отключающей катушки высоковольтного выключателя ВВ-О. При возникновении токов перегрузки или короткого замыкания в силовой цепи через трансформаторы тока Т2 и Т4, провода 73А, 74А, 90В и 91В поступает сигнал в БТЗ. Блок БТЗ подает питание на отключающую катушку высоковольтного выключателя ВВ-0 по проводу 22П через добавочные резисторы R14 и R15. Магнитный поток удерживающей катушки ВВ ослабевает (ВВ-0 включена встречно), и его будет недостаточно, чтобы удержать аппарат включенным. Произойдет размыкание цепи первичной обмотки главного трансформатора.
Для выключения высоковольтного выключателя штатным образом на пульте в кабине управления установлена кнопка Кн9 «Выключение ВВ». При нажатии на нее поездной провод 19 соединяется с «минусом» цепей управления. На моторном вагоне произойдет отключение ПВВ1, поскольку ток будет протекать по пути наименьшего сопротивления через резистор R13, диод развязки ДЗ, провсщ 19. Как следствие, обесточивается катушка ВВ-У, и воздушный выключатель выключается.
Управление из моторного вагона. При нажатии на кнопку КнЗ «Включение ВВ» высоковольтный выключатель включается только на данном вагоне. На других вагонах ВВ не включаются, поскольку контакт КнЗ 7—7Ш размыкается.
Для отключения высоковольтного выключателя установлен выключатель В1, который обесточивает катушку ПВВ1. При выходе из строя главного трансформатора или высоковольтного выключателя пакетник В1 устанавливают в положение «Отключено».
От провода 56 через резистор R25 происходит подпитка удерживающей катушки ВВ-У при возникновении перебоев питания провода 15, вызванных переключениями в низковольтных цепях.
ЗАПУСК ФАЗОРАСЩЕПИТЕЛЯ
После включения высоковольтного выключателя от вторичнои обмотки главного трансформатора по цепи: провод 62Ф, автомат защиты АВ, провсщ 62С, предохранитель Пр20, провод 62К получает питание блок U1 управления расщепителем фаз. С выдержкой 1 — 2 с блок U1 подает питание на катушку реле включения контактора фазорасщепителя ПКР по цепи: провод 15, контакт ПСП, провод 15НА, контакты тепловых реле Тр9, ТрЮ, провод 15Д, блок U1, провод 15Г, катушка ПКР. После включения ПКР получает питание катушка контактора расщепителя фаз КР: провод 15Д, контакт ПКР 15Д—15ГА. Контактор КР главным контактом подает питание на обмотки С1 и СЗ фазорасщепителя. От обмотки главного трансформатора 01 — Х2 через автомат АВ, провод 62Ш, тиристоры Тт1 и Тт2, провод 62Я, тепловое реле Тр9, главный контакт КР получают питание двигательные фазы расщепителя.
Через тепловое реле ТрЮ, тиристоры ТтЗ, Тт4, пусковой резистор R26 получает питание генераторная фаза, выполняющая роль пусковой обмотки. Управляющие электроды тиристоров ТтЗ и Тт4 пусковой обмотки получают питание от блока U1 через размыкающую блокировку промежуточное реле напряжения фазорасщепителя ПНФ и ограничивающий резистор R29. После включения соответствующего тиристора его управляющая цепь обесточивается.
Во время пуска фазорасщепителя, когда напряжение на гене раторной фазе достигает 105... 115В относительно средней точки, в блоке U1 срабатывает реле. Оно подает питание на катушку ПНФ. Реле ПНФ размыкающим контактом 62Ц—62Е снимает питание с управляющих электродов тиристоров ТтЗ и Тт4. При этом пусковая цепь фазорасщепителя обесточивается, и обмотка начинает работать в генераторном режиме.
Одновременно реле ПНФ становится на самоподхват через контакт ПНФ 15Г—15НВ. От провода 15НА через блокировку ПНФ 15НА—28 получает питание секционный провод 28. Кроме того, через контакт КР 28—28В получает питание катушка контактора стабилизации КС. «Минус» катушки КС соединен с проводом 30. Главным контактом 62Я—62 КС подает питание на провод 62, а размыкающим контактом 63—63Ц снимает питание на входе блока U1. Контакт КС 15РА—15РБ подает сигнал контроля пуска фазо расщепителя в блок Ш.
Трансформатор тока Т8 контролирует ток, потребляемый от фазорасщепителя. При продолжительном повышении тока, потребляемого расщепителем (более 3 с), а также в случае превышения уставки стабилизированного напряжения блок U1 размыкает цепь питания катушек ПКР и ПНФ. Затем отключаются КР, КС, расщепитель фаз и все низковольтные потребители переменного тока.
Переключатель ПСП позволяет:
- отключить фазорасщепитель при систематическом срабатывании защиты;
- исключить срабатывание защиты от повышения напряжения в режиме резервного питания без стабилизации переменного напряжения:
- не допустить работу стабилизатора переменного напряжения без расщепителя фаз, обесточив блок управления стабилизатором БУС.
ПИТАНИЕ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ И ЗАРЯД АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
После пуска фазорасщепителя головных вагонов на первичной обмотке разделительного трансформатора ТрР (обеспечивает гальваническую развязку) появляется напряжение 220 В, 50 Гц. Предохранитель ПрЮ защищает ее от коротких замыканий или токовых перегрузок. Вторичная обмотка состоит из трех секций: 71Д —71 А, 71 Б — 71Ди71Т — 71 Б, соединенных последовательно. После появления напряжения на вторичнои обмотке ТрР блок стабилизатора постоянного напряжения включает контактор трансформатора КТ.
Диоды ВК1 — ВК4, подключенные ко вторичной обмотке ТрР. образуют несимметричный двухполупериодный выпрямитель. Стабилизация выходного напряжения выпрямителя обеспечивается тиристором Тт2, который через главный контакт контактора КТ 71 Г—71В подключает «плюс» выпрямителя к выводу 71Г транс форматора ТрР. Цепи управления тиристоров подсоединены к блоку стабилизации.
Цепи R26—С5, R27—СЮ и R28—С11, установленные параллельно обмотке ТрР, защищают диоды и тиристоры моста от перенапряжений. Дроссель ДР сглаживает пульсации тока в цепи нагрузок.
Аккумуляторные батареи на всех вагонах заряжаются одновременно от двух стабилизаторов напряжения, расположенных в головных вагонах. В каждом прицепном (головном) вагоне установлен контактор батареи БК, который переключает АБ на заряд или нагрузку, когда расщепители фаз выключены.
Заряд АБ осуществляется через тиристор Тт1, подсоединяющий «плюс» АБ через предохранитель Пр45 к выводу 71А ТрР, и через диод ВК5 к проводу 15
На головных вагонах контакторы БК переключают отводы АБ в цепях питания радиостанции (провода 22 и 78 PC, 75 В) и потребителей постоянного напряжения 50 В (ЭПТ и АЛС, провода 78Г и 30).
При срабатывании защиты от повышенного напряжения блок стабилизатора отключает цепь питания катушки КТ. Тиристор Тт2 отсоединяется от трансформатора ТрР, и среднее значение на выходе выпрямителя понижается. Оба стабилизатора на поезде включены параллельно.
Для контроля за работой выпрямительно-стабилизирую-щих установок предусмотрены три положения переключателя вольтметра:
«Стабилизатор» — измеряется выходное напряжение стабилизатора данного вагона;
Сеть» — измеряется напряжение между проводами 15 и 30 сети 110 В;
«Батарея» — измеряется напряжение между проводами 30 и 56 на батареях всего поезда.
На прицепном вагоне установлен вольтметр, который контролирует напряжение АБ или магистрали 110 В в зависимости от состояния БК. Амперметр позволяет контролировать ток заряда или разряда, протекающий через АБ. Контакторы БК всего поезда управляются от стабилизаторов головных вагонов по общему поездному проводу 20.
От АБ каждой секции через предохранитель ПрЗЗ получает питание секционный провод 22 «Защита
УПРАВЛЕНИЕ КОМПРЕССОРАМИ
Компрессоры установлены на головных и прицепных вагонах и приводятся в движение асинхронными двигателями. Двигателями компрессоров ДК управляют автоматически под контролем регуляторов давления АК, предназначенных для под держания давления в напорной магистрали электропоезда в пределах 6... 8 кгс/см2.
По окончании запуска фазорасщепителя включается реле ПНФ. Его контакты 27—27Б на головном и 27Б—27В на прицепных вагонах размыкают цепь питания реле РВК. Размыкающий контакт последнего замыкается с выдержкой 5 с.
От проводов 15 на головных и 281 на прицепных вагонах через размыкающие контакты тепловых реле ТР8 и ТР7 получает питание реле ПРК. Включившись, реле своим контактом 27А—27Г подготавливает цепь включения ДК.
На головном вагоне от провода 15 через предохранитель Пр12, замкнутый контакт АК получает питание поездной ровод 27. На головных и прицепных вагонах от провода 27 через замкнутый контакт реле РВК, замкнувшийся контакт реле ПРК 27А—27Г получает питание реле КВК. Включившись, оно своими контактами 63Д—63Е и 62Д—62Е подсоединяет двигатель компрессора к трехфазной магистрали расщепителя фаз.
Таким образом, двигатель компрессора может быть включен только через 5 с после окончательного пуска расщепителя фаз. Выдержка времени необходима, чтобы предупредить одновременное включение всех вспомогательных двигателей, что могло бы привести во время пуска к возникновению недопустимо большого тока и срабатыванию защиты в цепях расщепителя фаз.
При перегрузках в цепях двигателя компрессора ДК срабатывает тепловое реле ТР7 или ТР8. В этом случае цепь питания катушки промежуточного реле ПРК прерывается контактами 281—15СЛ ТР8 (прицепные вагоны) и 15Х—15СЛ (головные вагонах), 15—СЛ—15СМТР7.
Во всех случаях отключения контактора КМК его размыкающий контакт 15М—15Л на прицепных и 15—X—15Л на головных вагонах включает вентиль разгрузочного клапана компрессора ВМК. Последний соединяет цилиндры компрессора с атмосферой, исключая противодавление во время последующего пуска компрессора.
Насос трансформатора. При нагреве трансформаторного масла до температуры 30 °С замыкается контакт термодатчика ТРТ. При условии, что работает расщепитель фаз и включено реле напряжения РНТ (контакт РНТ 15ВГ—15ВЛ замкнут) по проводу 15В через вышеперечисленные контакты напряжение +110 В поступит на катушку контактора насоса трансформатора КНТ. «Минус» катушки КНТ соединен с проводом 30.
Контактор КНТ замкнет контакты КНТ 62П—62Н и 63П—63Н в цепи асинхронного двигателя насоса ДНТ. Двигатель подключится к трехфазной системе. При нагреве масла трансформатора до температуры 85 °С контакт датчика температуры ТРТ 15В—15БИ включит реле БТМ, которое размыкающим контактом 15ИА—15ИБ прервет цепь питания реле РПЗ. При этом силовая схема тяги и ЭДТ не будет собираться из-за отключения контакта РПЗ 2ГБ— 2ГВ, и главный трансформатор окажется отключен от тяговой нагрузки, что даст возможность маслу остыть.
