Схемы запуска и защиты преобразователя электропоезда ЭД4М
В.Е. ГОРЯЧЕВ,
машинист депо Апрелевка Московской дирекции моторвагонного подвижного состава
Двигатель преобразователя 1ПВ7 (якорные обмотки, обмотки возбуждения) получает питание (высокое напряжение 3000 В) по следующим цепям (см. рисунок).
Моторный вагон — токоприемник ПК -> фильтр ДрФ-С1 -> главный разъединитель ГР -> предохранители Прб, Пр7 -> междувагон- _ ное соединение LU1.
Головной, прицепной вагоны — междувагонное соединение Ш1 -> предохранитель Пр2 -> дифференциальное реле ДР (шунт первичной катушки ДР1.1) -> реле перегрузки преобразователя РПП -» контактор преобразователя КП -> резистор R4 -> якорные обмотки -> обмотки возбуждения двигателя преобразователя -> резистор R5 -> диод Д4 —> реле обратного тока РОТ -> стабилизирующий трансформатор ТрС (первичная высоковольтная обмотка ТрС) -> дифференциальное реле ДР (шунт вторичной катушки ДР1.2) -> междувагонное соединение Ш2.
Если секция соединена по системе «М+П+П» (с дополнительным прицепным вагоном), то цепь такова — междувагонное соединение Ш1 -> контактор дополнительного вагона КДВ -» междувагонное соединение Ш25 (средний прицепной вагон) -> междувагонное соединение Ш25 -» предохранитель Пр2 -> дифференциальное реле _ ДР (шунт первичной катушки ДР1.1) -> реле перегрузки преобразователя РПП -» контактор преобразователя КП -> резистор R4 -> якорные обмотки, обмотки возбуждения двигателя преобразователя —> резистор R5 -> диод Д4 -» реле обратного тока РОТ стабили-— зирующий трансформатор ТрС (первичная высоковольтная обмотка ТрС) —> дифференциальное реле ДР (шунт вторичной катушки ДР1.2) -> междувагонное соединение Ш26 (крайний прицепной вагон) -> междувагонное соединение Ш2б -> междувагонное соединение LU2 (средний прицепной вагон).
Моторный вагон — междувагонное соединение Ш2 -> заземляющее устройство ЗУ.
После включения тумблера ВУ (А21) питание подается на провод 22: провод 15 —> контакт тумблера ВУ (А21) —> автомат питания «Q54» (А21) -> провод 22. На моторном вагоне от провода 22 питание поступает на провод 17 по цепи: провод 22 -» автомат «Q19» -> провод __ 22П -> контакт РББ1 22П-17А -» контакт РББ2 17А-17 -> провод 17.
От провода 17 на головном вагоне запитывается катушка реле ПРУ, на прицепном (по системе «М+П+П» — на дополнительном прицепном) получают питание катушки реле ПРУ и РВП. — Катушка реле ПРУ (прицепного, головного вагона) получает питание по цепи: провод 17 -> катушка ПРУ -> провод 30.
При сцепе «М+П+П» от провода 15 (крайний прицепной вагон) подается питание на провод 151 (средний прицепной вагон), а от него получает питание катушка контактора КДВ: провод 15 (крайний прицепной вагон) -> провод 151 -> автомат «Q70» -> контакты Ш25, Ш2б -> провод 154 -> катушка КДВ -> провод 30 (средний прицепной вагон).
Включившись, контактор КДВ своим контактом (высокое напряжение 3000 В) подает питание на междувагонное соединение Ш25 (средний прицепной вагон). От провода 17 подается питание на ка- __ тушки реле ПРУ и реле РВП (средний вагон).
Катушка реле ПРУ получает питание по цепи: провод 17 -» катушка ПРУ -+ провод 30. Катушка реле РВП запитывается по цепи: провод 17 -> контакт КП 17-17АА (ПКП 17-17АА) -> резистор R110 —> — провод 17Б -> катушка РВП -+ провод 30. Реле РВП, включившись, своим контактом 17АА-171 подает питание на провод 171. От провода 171 поступает питание на катушку реле ПРУ (крайний прицепной вагон).
Реле ПРУ включается и своим контактом 15-20А подает питание на провод 20, через блокировку 15-20А — на светодиод «Управление» индикации 1 Б.904, а через контакт 20Г-20В поступает питание на катушку контактора КП.
Катушка контактора КП получает питание по цепи: провод 15 -» автомат «Q26» -> провод 15Ж -> контакт выключателя В1 «Включение преобразователя» -> контакт ПРУ 20Г-20В -» контакт ПКП 20В-20С -> катушка КП -> контакт РЗП-З 30АЭ-30ДЮ -> контакт Тр7 ЗОДЮ-ЗОАХ -> контакт переключателя S2 «ТРУ» 30АХ-30АФ -> контакт «Q1» «САР преобразователя» 30АФ-30АЯ -> сигнал «Контроль» на блок БУП-МК.
Катушка контактора КП через блок БУП-МК связана с проводом 30. Блок БУП-МК получает питание (сигнал «+110 В») по цепи: провод 15 -> автомат «Q26» -» провод 15Ж. Он обеспечивает пуск и защиту преобразователя. На блок БУП-МК подаются сигналы, определяющие состояние преобразователя: Е] «Реле тока» — наличие тока якоря; [3 «Фаза — Нейтраль» — напряжение фазы синхронного генератора; И «иЕХ» — напряжение на выпрямительном мосту Д21 — Д24; Е] «+55 В» — напряжение на трансформаторе ТрУ.
В зависимости от входных сигналов блок БУП-МК выдает сигналы: ф «Защита» — отключение преобразователя (реле РЗП-З); ф «Задержка» — шунтирование пускового резистора R5 (контактор ПКП); ф «Заряд» — перевод аккумуляторной батареи в режим заряда (контактор БК).
После включения контактора КП его контакт 202-203 (высокое напряжение 3000 В) подает питание на якорные обмотки, обмотки возбуждения двигателя преобразователя; блокировка 22К-22Л обесточивает цепь питания провода 14; контакт 17-17АА прерывает цепь питания катушки реле РВП на прицепном вагоне (по системе «М+П+П» — на дополнительном прицепном); блокировка 15Ж-20КА подает питание на обмотку возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 (начальное подмагничивание), а ЗОЦ-ЗОЦБ подготавливает цепь питания катушки контактора КГ.
Частота вращения якоря двигателя преобразователя начинает увеличиваться (запитывается катушка реле РОТ). Реле РОТ, включившись, своим контактом 15И-20Е подает сигнал «Реле тока» на блок БУП-МК. Через 3 с блок БУП-МК, в свою очередь, подает питание (сигнал «Задержка») на катушку контактора ПКП: сигнал «Задержка» блока БУП-МК -> катушка ПКП -» провод 30.
После включения контактора ПКП происходит следующее: О контакт 206-208 (высокое напряжение 3000 В) шунтирует пусковой резистор R5; О контакт 20В-20С обесточивает цепь питания катушки контактора КП (катушка контактора КП получает питание через контакт КГ 20В-20С);
О контакт 20В-20ВА подготавливает цепь питания катушки реле- повторителя ПДР1; О контакт 17-17АА подает питание на катушку реле РВП прицепного вагона (по системе «М+П+П» — дополнительного прицепного); О контакт 27А-27Б подготавливает цепь питания катушки контактора К (исключает одновременный запуск преобразователя и асинхронного двигателя винтового компрессора МК); О контакт 20КА-20К прерывает цепь питания обмотки возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 (начальное подмагничивание).
В период пуска двигателя преобразователя на вращающуюся обмотку возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 подается питание (начальное подмагничивание от аккумуляторной батареи) по цепи: провод 15 -> автомат «Q26» —> провод 15Ж -> контакт КП 15Ж-20КА -» контакт ПКП 20КА-20К -> контакт БК 20К-20КБ резистор R11 -> обмотка возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 -» провод 73Б -> контакт РЗП-З 73Б-73Е, 73Е-73М -> тиристор Тт1 -> провод ЗОЦ -> контакт КП ЗОЦ-ЗОЦБ -> контакт КГ ЗОЦБ-ЗО -> провод 30.
По мере разгона двигателя начинает возбуждаться синхронный генератор. На статорных обмотках (Cl, С2, СЗ) возрастает напряжение, т.е. подается питание на катушку контактора КГ — «плюс» 110 В от нейтрали синхронного генератора — по цепи: провод 84А -> автомат «Q3» -> катушка КГ -> контакт КП ЗОЦ-ЗОЦБ -> провод ЗОЦ -> выпрямительный мост Д8 — Д11.
После включения контактора КГ его контакты выполняют следующее: Е> 22Л-14 обесточивает цепь питания провода 14 (провод 14 обесточен контактом КП 22К-22Л); Е> 20В-20С подает питание на катушку контактора КП; Е> ЗОЦБ-ЗО прерывает цепь питания обмотки возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 (начальное подмагничивание от аккумуляторной батареи); Е> ббБ-бб, 67Б-67, 68Б-68 подают питание на резервную магистраль бб—67—68; Е> 20В-20ВМ подает питание на катушку контактора КГ1.
Включившись, контактор КГ1 своими контактами 661Б-661, 671Б- 671,681Б-681 подает питание на резервную магистраль 661—671 — 681. Когда напряжение на статорной обмотке (Cl, С2, СЗ) синхронного генератора достигает номинального значения (сигнал «11вх» на блок БУП-МК), блок БУП-МК подает питание (сигнал «Заряд») на катушку контактора БК по цепи: сигнал «Заряд» блока БУП-МК -> катушка БК -> провод 30.
Контактор БК включается и своими контактами выполняет следующее: О 20К-20КБ обесточивает цепь питания обмотки возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 (начальное подмагничивание); О 63Б-63А прерывает цепь питания индикатора «Преобразователь» (А21); О 15Д-15ФГ подает питание на аккумуляторную батарею от выпрямительного моста Д32 — Д37 через блок СЗН-МК (режим заряда); © 15-15ФГ обесточивает цепь питания потребителей от аккумуляторной батареи через блок СЗН-МК; 74Б-44 подает питание потребителям от трансформатора ТрУ (нейтраль); О 44БЕ-44 прерывает цепь питания потребителей от аккумуляторной батареи (средняя точка).
От провода 15Ф подается питание на светодиод «110 В», а от провода 44ВЛ — на светодиод «50 В» индикации 1 Б.904. Если к моменту включения контактора ПКП контактор КГ, контролирующий напряжение синхронного генератора (+110 В от нейтрали синхронного генератора), не успеет включиться, то контактор ПКП, включившись, своим контактом 20В-20С прерывает цепь питания катушки контактора КП (разбирается схема).
В случае снятия напряжения в контактной сети двигатель преобразователя переходит в «генераторный режим». При этом диод Д4 запирается, обесточивается цепь питания катушки реле РОТ. Реле РОТ, отключившись, своим контактом 15И-20Е снимает сигнал «Реле тока» на блок БУП-МК. Блок БУП-МК снимает сигнал «Задержка» (катушка контактора ПКП).
Диоды Д1 — ДЗ запираются, и в силовую цепь двигателя преобразователя вводится резистор R5 (высокое напряжение 3000 В).
Силовая схема подготовлена к пуску при восстановлении напряжения в контактной сети. На кратковременные, неопасные колебания напряжения система защиты преобразователя не реагирует. В случае протекания через двигатель преобразователя тока, превышающего его уставку, подается питание на катушку реле РПП.
После включения реле РПП своими контактами 15Ж-20Д подает питание на катушку реле РЗП-З и на светодиод «Защита» индикации 1 Б.904.
Реле РЗП-З включается и через свой контакт 20В-20Д встает на са- моподхват. Контакт 30АЭ-30ДЮ обесточивает цепь питания катушки
контактора КП, контакты 73Б-73Е, 73Е-73М прерывают цепь питания обмотки возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2.
В случае неполного короткого замыкания на «землю» в цепи двигателя преобразователя включается реле ДР1.
После включения реле ДР1 своим контактом 20ВА-20ВБ подает питание на катушку реле-повторителя ПДР1 и на светодиод «Дифференциальная защита» индикации 1 Б.904. После включения реле-повторитель ПДР1 встает на самоподхват через свой контакт 20В-20ВБ, контактом 20В-20Д подает питание на катушку реле РЗП-З и на светодиод «Защита» индикации 1 Б.904.
Чтобы повторно запустить преобразователь, необходимо на унифицированном пульте управления «УПУ» выключить и вновь включить тумблер ВУ (А21) или выключатель В1 «Включение преобразователя» в шкафу прицепного (по системе «М+П+П» — дополнительного) и головного вагонов. При этом обесточивается цепь питания катушки реле РЗП-З. Затем происходит следующее: О контакт реле РЗП-З 20В-20Д обесточивает цепь питания катушки реле РЗП-З (самоподхват); * О контакт 30АЭ-30ДЮ подготавливает цепь питания катушки контактора КП, а блокировки 73Б-73Е, 73Е-73М подготавливают цепь питания обмотки возбуждения И1 — И2 ротора синхронного генератора.
Блок БУП-МК подает питание (сигнал «Защита») на катушку реле РЗП-З при следующих неисправностях в цепях синхронного генератора: фазное напряжение синхронного генератора более 160 В, частота 50 Гц; нормальное фазное напряжение 127 В, но повышенная частота (более 75 Гц); г сигналы «11вх» на блок БУП-МК свыше 125 и менее 85 В продолжительностью более 1 с.
В цепь независимой обмотки возбуждения Н1 — Н2 двигателя преобразователя введен нагревательный элемент теплового реле Тр7. При перегреве от повышенного тока, т.е. снижении частоты вращения, оно включается. После этого его контакт 30ДЮ-30АХ обесточивает цепь питания катушки контактора КП.
Во время электрического торможения с независимым возбуждением нагрузка на синхронном генераторе возрастает. От провода 46 на прицепных (по системе «М+П+П» — на дополнительном прицепном) и головных вагонах подается питание на катушку реле РЗП-1. После включения реле РЗП-1 его контакт 84-84Б подает сигнал «Нейтраль» на блок БУП-МК (резистор R16), контакт 27-27А прерывает цепь питания катушки контактора К.
РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА И ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Для поддержания постоянного напряжения на статорных обмотках синхронного генератора (С1, С2, СЗ) блок БУП-МК обеспечивает импульсное регулирование тока в обмотке возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2. Чтобы повысить напряжение, блок БУП-МК подает сигнал «Управление» (провод 80В) на тиристор Тт1.
Последний открывается (создается большой контур).
Обмотка возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 получает питание по следующим цепям: > статорная обмотка синхронного генератора (С2) -> провод 82А -> автомат «Q1» «САР преобразователя» -> провод 82Х -> выпрямительный мост Д8 — Д11 (диод Д9 -> диод Д12) —> обмотка возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 -> провод 73Б -» контакт РЗП-З 73Б-73Е, 73Е-73М -+ тиристор Тт1 -> провод ЗОЦ -> выпрямительный мост Д8 — Д11 (диод ДЮ) -+ провод 81X —> автомат «Q1» «САР преобразователя» -> провод 81А -> статорная обмотка синхронного генератора (С1); > статорная обмотка синхронного генератора (СЗ) -> провод 83А -> автомат «Q1» «САР преобразователя» -> провод 83Х -> выпрямительный мост Д8 — Д11 (диод Д11 -> диод Д12) -> обмотка возбуждения ротора синхронного генератора И1 — И2 -> провод 73Б -> контакты РЗП-З 73Б-73Е, 73Е-73М -> тиристор Тт1 -> провод ЗОЦ -> ыпрямительный мост Д8 — Д11 (диод Д8) -> провод 82Х -> автомат «Q1» «САР преобразователя» -> провод 82А -> статорная обмотка синхронного генератора (С2).
При напряжении синхронного генератора свыше 220 В блок БУП-МК снимает сигнал «Управление» (провод 80В) на тиристор Тт1 (изменяет момент его включения). Тиристор Тт1 закрывается за счет работы неполнофазного выпрямительного моста Д8 — Д11 (создается малый контур).
Обмотка возбуждения И1 — И2 ротора синхронного генератора получает питание по цепи: провод 73Б -> диод Д5 -» обмотка возбуждения И1 — И2.
Для поддержания стабильной частоты вращения двигателя преобразователя (синхронного генератора) блок БУП-МК БРЧ обеспечивает импульсное регулирование тока в независимой обмотке возбуждения двигателя преобразователя Н1 — Н2. Блок БУП-МК БРЧ подает сигнал «Выход» (провод 87) на тиристор Тт2, который открывается (создается большой контур).
Независимая обмотка возбуждения Н1 — Н2 двигателя преобразователя получает питание по следующим цепям: ♦ статорная обмотка синхронного генератора (С2) -> провод 82А -> автомат «Q1» «САР преобразователя» -> провод 82Х -> выпрямительный мост Д8 — Д11 (диод Д9 -> диод Д12) -> независимая обмотка возбуждения двигателя преобразователя Н1 — Н2 -> контакт Тр7 -> тиристор Тт2 -> провод ЗОЦ -> выпрямительный мост Д8 — Д11 (диод Д10) -> провод 81X —> автомат «01» «САР преобразователя» -> провод 81А —> статорная обмотка синхронного генератора (С1);
♦ статорная обмотка синхронного генератора (СЗ) -> провод 83А -> автомат «Q1» «САР преобразователя» -> провод 83Х -> выпрямительный мост Д8— Д11 (диодД11 -> диод Д 12)—> независимая обмотка возбуждения двигателя преобразователя Н1 — Н2 —> контакт Тр7 -> тиристор Тт2 —> провод ЗОЦ -> выпрямительный мост Д8 — Д11 (диод Д8) -> провод 82Х -> автомат «Q1» «САР преобразователя» провод 82А -> статорная обмотка синхронного генератора (С2).
Чтобы повысить частоту вращения двигателя преобразователя (частота вращения якоря двигателя преобразователя менее 1000 об/мин), БУП-МК БРЧ снимает сигнал «Выход» (провод 87) на тиристор Тт2 (изменяет момент включения тиристора). Силовой полупроводниковый прибор закрывается за счет работы неполнофазного выпрямительного моста Д8 — Д11 (создается малый контур).
Независимая обмотка возбуждения двигателя преобразователя Н1 — Н2 получает питание через диод Д7. Если напряжение в ней становится выше 500 В, то блок БУП-МК БРЧ снимает сигнал «Выход» (провод 87) на тиристор Тт2.
Тиристор Тт2 закрывается, за счет работы неполнофазного выпрямительного моста Д8—Д11 (создается малый контур), пробиваются стабилитроны V11—V13, подается сигнал на тиристор ТтЗ. Защитная цепь (независимая обмотка возбуждения двигателя преобразователя Н1 — Н2): тиристор ТтЗ -> резистор R21 -> диод Д 7-» тиристор ТтЗ.
Цепи R12— СЮ, R15—С4 служат для снятия коммутационных перенапряжений с тиристоров Тт1, Тт2 и выпрямительного моста Д8—Д11. Трансформатор ТрС, образуя обратную связь, устраняет автоколебания, возможные в системе регулирования.
