[07-2004] Электрические схемы электровоза ВЛ40П

[poster334]

Электрические схемы электровоза ВЛ40П

В четвертом номере журнала за этот год была опубликована статья А. Е. ПЫРОВА и А. М. ХОТИМСКОГО, в которой рассказывалось об особенностях конструкции электровозов ВЛ40П (индекс «П» означает «грузопассажирский»). Напомним, что эти локомотивы выпускают на Новосибирском электровозоремонтном заводе в соответствии с программой обновления подвижного состава. Они представляют собой модернизированные четырехосные секции электровозов ВЛ80Т(С), которые оборудуют двумя новыми кабинами машиниста, вторым токоприемником, и где произведена полная перекомпоновка оборудования в машинном помещении локомотива. Поскольку секции остаются в инвентарном парке депо, за ними сохраняются прежние обозначения серии и номера.

Сегодня редакция предлагает вниманию читателей статью с описанием особенностей электрических схем новых электровозов.

К высоковольтным цепям электровоза относятся цепи тяговых двигателей и вспомогательных машин. К цепям управления или низковольтным цепям относятся цепи, получающие питание напряжением 50 В от РЩ или аккумуляторной батареи. Перечислим основные особенности силовых цепей (рис. 1).

Выводы тяговых обмоток трансформатора подключены ко входам силового блока (БС) производства ОАО «Электровыпрямитель». Каждый тяговый двигатель (ТД) питается от своего выхода БС (11 — 14), управляемого независимо от других выходов. Причем любой из выводов трансформато-
ра может быть подсоединен к любому выходу тиристорами БС. Напряжение на ТД регулируется поочередно, оно сохраняется на ТД тележки в течение двух позиций.

На начальных позициях выводы регулируемой обмотки подсоединены переключателем 31 к средней точке трансформатора. Напряжения на выводах регулируемой обмотки составляют 145, 290, 435 и 580 В. Пусковые позиции (1—7) реализуются на выводах с напряжением 145 В.

Для плавного пуска на позициях 1 — 4 угол открытия тиристоров составляет примерно 120 эл. град. На позиции 1 подключаются двигатели первой тележки так, что питание на каждый ТД подается только в один полупериод. На позиции 2 аналогичным образом подключаются двигатели второй тележки.

На позиции 3 питание поступает на двигатели первой тележки в течение всего периода. На позиции 4 двигатели второй тележки также получают питание в оба полупериода. На позициях 5 — 7 угол отпирания тиристоров становится минимальным и остается таким на всех последующих позициях.

Позиции 8 —11 набираются следующим образом. На позиции 8 двигатели первой тележки получают питание в первый полупериод от выводов с напряжением 145 В, а во второй — от выводов 290 В. На позиции 9 аналогичным образом подается питание на двигатели второй тележки. На позиции 10 двигатели первой тележки получают питание в течение периода от выводов 290 В. На позиции 11 в оба полупериода к ним подсоединяются двигатели второй тележки, тем самым завершается переход на питание от вывода 290 В. Аналогично переходят на питание от других выводов регулируемых обмоток трансформатора.

После того как напряжение на регулируемых обмотках повысится до 580 В, двигатели начинают получать питание по аналогичному алгоритму от нерегулируемой обмотки трансформатора. Регулируемая обмотка включается последовательно с ней, и напряжения на выводах увеличиваются на 638 В. Таким образом исключается встречное включение обмоток и уменьшаются потери в трансформаторе.

Все позиции являются ходовыми. На позициях, где напряжение питания каждого ТД в оба полупериода одинаковое, имеется возможность трехступенчатого регулирования скорости движения ослаблением возбуждения ТД (введением шунтов) с помощью контакторов 65 — 76.

Схемой предусмотрены режимы нормальной и усиленной тяги, которые используются в зависимости от профиля пути и массы поезда. Переход в режим усиленной тяги происходит за счет сложения токов якорей в обмотках возбуждения при замыкании контактов У и размыкании контактов Н переключателями 49 и 50. В режиме усиленной тяги используется регулируемая обмотка трансформатора с подключением к средней точке.

Все блокировочные контакты и контакты силовых аппаратов на схеме показаны в исходном положении: опущен токоприемник, выключен главный выключатель, разобраны тяговые цепи, реверсоры установлены для движения вперед кабиной 1, подготовлен режим нормальной тяги.

ЦЕПИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН

Вспомогательное оборудование получает питание от обмотки собственных нужд тягового трансформатора (рис. 2).

Все вспомогательное оборудование разделено на потребителей однофазного тока и трехфазного тока.

К потребителям однофазного тока относятся блоки питания 380/24 В ШПЧ1 и ШПЧ2, силовой блок, калориферы обогрева кабины мощностью 1.6 кВт каждый, обогоев картеров компрессоров, кондиционеры кабин машиниста, электроплитка и остальные вспомогательные элементы показанные на схеме.

Потребители трехфазного тока получают питание от шкафов преобразователей частоты ШПЧ1 и ШПЧ2, разработанных в ОАО «Электровыпрямитель». Каждый ШПЧ содержит выпрямительный блок (БВ) и три блока транзисторных инверторов (БТИ). Внешний реактор образует вместе с емкостями БТИ фильтр. Каждый БТИ обеспечивает на трехфазном выходе мощность до 50 кВт и питает один двигатель типа АЭ92-4.

Мотор-вентиляторы 1 и 2 охлаждают тяговые двигатели и реакторы тележек, мотор-вентилятор 3 обеспечивает охлаждение обоих шкафов ШПЧ, силового блока и трансформатора. Рубильником 22 мотор-вентилятор 3 может быть переключен на питание от резервного БТИ (холодный резерв).

Маслонасос автоматически подключается контактором 200 к питанию при нагреве масла в трансформаторе до температуры 50 °С и отключается при охлаждении его до температуры 20 °С.

Преобразователи частоты обеспечивают стабильность трехфазного напряжения при изменении напряжения контактной сети в широких пределах, плавный пуск двигателей без перегрузки по току, возможность снижения частоты вращения вентиляторов в зимних условиях с уменьшением потребления электроэнергии.

Кроме того, ШПЧ выполняют все необходимые защитные функции без установки дополнительной аппаратуры. Внешнее питание высоковольтных цепей подается на электровоз через рубильник 111. Это позволяет включать все вспомогательные машины и проверять работу силового блока (при ограничении нагрузки).

Управляют вспомогательными машинами по системе многих единиц аппаратурой ЭСУТ-УК. В кабинах печи электрически соединены в две группы. При этом первая группа может управляться как непосредственно тумблером «Печи кабины — 1 группа», так и по системе многих единиц. Вторая группа печей управляется только тумблером «Печи кабины — 2 группа».

ЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ СИЛОВЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

От атмосферных и коммутационных перенапряжений данные цепи защищены разрядником 5 типа ОПН-25УХЛ1. От коротких замыканий силовые цепи защищены воздушным выключателем 4, который отключается от промежуточного реле РМТ при токах (250 ± 25) А в первичной обмотке тягового трансформатора. От замыканий на «землю» их предохраняет реле заземления 88, действующее на отключение ГВ. Дроссель 78 предотвращает возможные ложные срабатывания реле заземления от емкостных токов в силовой цепи.

Каждый тиристор силового блока защищен плавкой вставкой. Тяговые двигатели защищены от перегрузок реле РП1 — РП4, отключающими ГВ при токах (1500 ± 50) А, от боксования — реле боксования 43 и 44, которые, срабатывая, обеспечивают периодическую подачу песка под колесные пары.

Вспомогательные цепи защищены токовым реле 113, действующим на отключение ГВ. Асинхронные двигатели защищены встроенной защитой ШПЧ, отключающей выходное напряжение БТИ. Она дополнена плавкими вставками на входе каждого БТИ и БВ. Остальные потребители переменного тока защищены автоматическими выключателями. При замыкании вспомогательных цепей на «землю» срабатывает реле 123 или 125, вследствие чего включается сигнализация РКЗ.

Канд. техн. наук А.Е. ПЫРОВ, г. Москва А.М. ХОТИМСКИЙ,
г. Новосибирск

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin