poster333

Электрическая схема электровоза ВЛ80С

СИЛОВЫЕ ЦЕПИ

Силовые схемы электровоза состоят из цепей напряжением 25 кВ, тяговых двигателей в тяговом режиме и режиме электрического реостатного торможения, всломогательных машин.

Цепи напряжением 25 кВ. Подключение электровоза к контактной сети обеспечивается токоприемником 1. Токоприемник соединен с выводом А первичной обмотки тягового трансформатора 3 через дроссель ДП высоковольтный разъединитель 2 главный выключатель 4, фильтр 10 и трансформатор тока ТТ. Второй вывод X первичной обмотки тягового трансформатора 3 соединяется с корпусом электровоза через трансформатор тока.

Высоковольтные разъединители 2 и 6 нормально находятся во включенном состоянии. Рукоятки их введены внутрь высоковольтной камеры электровоза. В случае необходимости разъединителем 2 можно отключить неисправный токоприемник, а разъединителем 6 — неисправную секцию.

Силовые контакты с дугогашением главного выключателя 4 шунтированы нелинейным резистором для уменьшения перенапряжений, возникающих при их размыкании. В отключенном положении главного выключателя 4 осуществляется дополнительное заземление обмотки тягового трансформатора 3, необходимое для обеспечения безопасности при входе в высоковольтную камеру.

Для резервирования работы токоприемника секции 3 и обеспечения поднятия только заднего токоприемника при работе трех секций по системе многих единиц (СМЕ) предусмотрено высоковольтное соединение между электровозом и секцией 3. Для этого на лобовой части каждой секции электровоза предусмотрен вь соковольтный вывод. Высоковольтный разъединитель установлен на каждой секции электровоза для обеспечения возможности отключения любой секции при работе трех секций по СМЕ.

Цепи тяговых двигателей в тяговом режиме работы. Тяговые двигатели электровоза питаются выпрямленным пульсирующим током Преобразование однофазного тока контактной сети в выпрямленный ток для питания тяговых двигателей осуществляется с помощью тягового трансформатора 3 и двух выпрямительных установок 61 и 62 Для снижения пульсаций в цепи выпрямленного тока установлены сглаживающие реакторы 55 56 Включение и отключение тяговых двигателей I — IV производятся соответствующими контакторами 51 54.

Переключатели 63 64 обеспечивают изменение направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей, чем изменяется направление движения электровоза Чтобы уменьшить пульсации тока возбуждения и, следовательно потока возбуждения, обмотки возбуждения тяговых двигателей шунтированы резисторами с постоянным сопротивлением (соответственно выводы 1Р0, 1РЗ; 2Р0; 2РЗ; ЗРО, ЗРЗ; 4Р0, 4РЗ резисторов ослабления возбуждения R21 R24).

Ослабление возбуждения тяговых двигателей осуществляется с помощью контакторов 65 — 76, резисторов R21 R24 и индуктивных шунтов ИШ1 — ИШ4. Индуктивные шунты включены в цепь ослабления возбуждения для снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых двигателей при колебаниях напряжения в контактной сети или его восстановлении после кратковременного снятия.

В случае необходимости любой из тяговых двигателей может быть отключен соответствующим разъединителем ОД1 — ОД4 Выпрямительные установки 61, 62 могут быть отключены соответственно разъединителями 81, 82.

Пуск и регулирование скорости электровоза в тяговом режиме. Пуски регулирование скорости электровоза осуществляют ступенчатым изменением выпрямленного напряжения, подводимого к тяговым двигателям. Наименьшее напряжение на тяговых двигателях будет при встречном включении нерегулируемых полуобмоток с регулируемыми обмотками трансформатора

Если в один полупериод в обмотках трансформатора возникает напряжение которое создает ток, направленный в нерегулируемой обмотке от х1 к а1, а в регулируемой — от 01 к 1 то при соединении вывода х1 с выводом 01 напряжения регулируемой и нерегулируемой полуобмоток будут направлены встречно. Результирующее напряжение, подводимое к тяговым двигателям, будет равно разности напряжений полуобмоток.

Таким образом, если напряжение холостого хода (х.х.) нерегулируемой обмотки равно 638 В, напряжение х. х. всех секций регулируемой обмотки 580 В, то их разность, равная 58 В, определяет наименьшее напряжение, подводимое к тяговым двигателям на позиции 1 вала главного контроллера.

Наибольшее напряжение к тяговым двигателям подводится при согласном включении нерегулируемой и регулируемой обмоток, т.е. тогда, когда вывод х1 нерегулируемой обмотки соединен с выводом 1 регулируемой. При этом напряжения обмоток направлены согласно и складываются (напряжение х.х. полуобмотки а1 —01, равное 1218 В, подводится к двигателям на позиции 33 главного контроллера).

Повышение напряжения на позициях 1 — 17 осуществляется последовательным выключением секций 1 — 2,2 — 3 3 — 4, 4 — 01 регулируемой обмотки 01 — 1, включенной встречно с обмоткой а1 — х1 и секций 5 —6 6 —7, 7 — 8, 8 — 02 регулируемой обмотки 02 — 5. включенной встречно с обмоткой а2 — х2

Повышать напряжение на позициях 18 — 33 можно, включая в том же порядке ранее выведенные секции. Главный контроллер при этом должен обеспечивать согласное включение обмоток трансформатора (замкнуты контакторнье элементы 9, 19, 29 и 39).

Переключение секций обмоток 1—01 и 5 — 02 выполняется главным контроллером ГП, который имеет 34 силовых контактора, из них 30 без дугогашения (контакторые элементы А Б В и Г).

Диаграмма замыкания контакторных элементов силовых контактов главного контроллера выполнена таким образом что переключение контакторных элементов 9 — 33, 35 — 37, 39 - 40 происходит без тока. Разрыв силовой цепи в момент переключения секций обмоток трансформатора осуществляется контакторными элементами с дугогашением А Б, В и Г.

Рассмотрим подробно процесс коммутации главного контроллера при переходе вала с позиции на позицию. В исходном положении вал главного контроллера находится на нулевой позиции. При этом замкнуты контакторные элементы 30, 32, 33 и А Б, В Г. Однако замкнутой цепи для прохождения тока тяговых двигателей нет.

При переходе с нулевой позиции на 1-ю вал главного контроллера проходит промежуточную позицию П1. В интервале позиций О — П1 сначала размыкается контакторный элемент А, затем замыкается элемент 11, далее снова замыкается контакторный элемент А и размыкается элемент 30.

В интервале между первой промежуточной и 1-й позициями сначала размыкается контакторный элемент Г, затем замыкаются контакторные элементы 15, 36 и 37, после чего вновь замыкается контакторный элемент Г. Таким образом, на 1-й позиции к тяговым двигателям подводится наименьшее напряжение, соответствующее разности напряжений встречно включенных полуобмоток вторичной обмотки трансформатора.

При переходе вала главного контроллера с 1-й позиции на 2-ю сначала размыкается контакторный элемент Б, затем замыкается элемент 22 и после этого вновь замыкается элемент Б. Когда вал контроллера переходит со 2-й позиции на 3-ю, сначала размыкается контакторный элемент В, затем замыкается элемент 26, после чего вновь замыкается элемент В.

Переход вала контроллера с 3-й позиции на 4-ю осуществляется размыканием контакторного элемента А, затем элемента 11 и замыканием элемента 12, после чего вновь замыкается элемент А. При переходе с 4-й на 5-ю позицию сначала размыкается контакторный элемент Г, потом элемент 15, а затем замыкается элемент 16, после чего вновь замыкается элемент Г Дальнейшее переключение секций обмоток трансформатора аналогично описанному выше.

Для ограничения переходного тока (в момент одновременного замыкания контакторных элементов начала и конца секции трансформатора например, элементов 11 и 22) установлен переходной реактор 25.

Полное включение обмоток 1 —01 и 5 — 02 происходит на 17-й позиции главного контроллера. В интервале между 17-й и 18-й позициями имеются четыре промежуточные позиции главного контроллера, на которых происходит согласное включение обмоток 1 — 01 с а1 — х1 и 5 — 02 с а2 — х2

В интервале между 17-й и второй переходной (П2) позициями сначала размыкается контакторный элемент Б, потом элемент 20, а затем замыкаются контакторные элементы 21 и 31; после этого вновь замыкается элемент Б. В интервале между позициями П2 — ПЗ сначала размыкается контакторный элемент В, затем элементы 10 40, 32, 33, после этого замыкаются контакторные элементы 25 и 35, а затем элемент В

В интервале между промежуточными позициями ПЗ — П4 сначала размыкается контакторный элемент А, затем размыкаются элементы 30, 36, 37 и замыкаются элементы 9, 11, 19, после чего вновь замыкается элемент А.

При переходе с позиции П4 на П5 сначала размыкается контакторный элемент Г, затем размыкается элемент 21 и замыкаются элементы 15, 29 39, после чего вновь замыкается контакторный элемент Г. В интервале между позициями П5 и 18 сначала размыкаются контакторный элемент Б, затем элементы 25, 31, после чего замыкается контакторный элемент 22 и вновь элемент Б.

С позиции 18 вала главный контроллер начинает переключать контакторные элементы в порядке рассмотренном ранее, что при согласном включении обмоток приводит к дальнейшему повышению напряжения на тяговых двигателях.

На позиции 33 обмотки 1 — 01 и 5 — 02 включаются полностью. Повышение скорости движения путем увеличения напряжения на тяговых двигателях прекращается и
дальнейшее повышение может быть достигнуто ослаблением возбуждения тяговых двигателей.

В цепях электровоза предусмотрены три ступени ослабления возбуждения. ОП1 — 70 %, ОП2 — 52 %, ОПЗ — 43 %. Это значит, что только 70, 52 и 43 % тока якоря проходит по обмотке возбуждения.

Порядок шунтирования секций резисторов следующий:

ОП1 — включаются контакторы 65, 66, 71, 72 и подключают соответственно резисторы 1Р1 — 1РЗ, 2Р1 — 2РЗ, ЗР1 — ЗРЗ, 4Р1 — 4РЗ;

ОП2 —дополнительно к контакторам 65, 66, 71, 72 подключаются контакторы 67, 68 73, 74 и шунтируют соответственно резисторы 1Р1 — 1Р2, 2Р1 — 2Р2, ЗР1 — ЗР2, 4Р1 — 4Р2;

ОПЗ — дополнительно к контакторам 65 — 68 71 —74 включаются контакторы 69, 70, 75, 76 и шунтируют соответственно резисторы 1Р1 — 1РЗ, 2Р1 — 2РЗ, ЗР1 — ЗРЗ, 4Р1 - 4РЗ.

Таким образом, для пуска и регулирования скорости электровоза имеются 33 ступени напряжения трансформатора и три ступени ослабления возбуждения. Ходовыми ступенями (позициями) служат 1, 5, 9, 13, 17, 21 29 и 33, на которых происходит симметричное включение обмоток трансформатора, а выводы переходного реактора А1 сХ1 и А с X подключены к одному выводу регулируемой обмотки трансформатора. Только на ходовых позициях допустима длительная езда, следовательно, и ослабление возбуждения.

На этих позициях переходной реактор и трансформатор будут иметь наименьший нагрев, так как по их цепям протекает только ток тяговых двигателей. На неходовых позициях по переходному реактору, контакторным элементам главного контроллера и обмотке трансформатора, кроме тока тяговых двигателей, будет протекать переменный циркулирующий ток.

Силовая схема электрического торможения. На электровозе применена схема электрического реостатного тормоза с индивидуальными тормозными резисторами и независимым возбуждением тяговых двигателей.

Перевод схемы электровоза из режима тяги в режим электрического торможения и наоборот производится машинистом при обесточенной силовой цепи. Переключение силовой цепи осуществляется переключателями 49 50, контакторами 46, 47.

При этом якори всех тяговых двигателей отключаются от своей обмотки возбуждения и подключаются соответственно на индивидуальный тормоз-резистор R11 — R14, имеющий две ступени: 1 — 3 и 3 — 2. Ступень 3 — 2 автоматически закорачивается контакторами 31 — 34 с целью расширения тормозной области в зоне низких скоростей.

Одновременно контакторами 46, 47 выпрямительные установки возбуждения 60 обеих секций подключаются к части секционированной вторичной обмотки тягового трансформатора 3 — выводы 7, 8 и 02 в 1-й секции электровоза. Выпрямительные установки 60 обеих секций электровоза образуют схему двухполупериодного выпрямления с нулевым выводом для питания выпрямленным напряжением обмоток возбуждения всех восьми тяговых двигателей, включенных последовательно.

Последовательное соединение восьми обмоток возбуждения обеспечивает равенство токов возбуждения всех тяговых двигателей, что способствует равномерному распределению нагрузок между ними в режиме торможения.

Так же, как и в режиме тяги, обмотки главных полюсов постоянно зашунтированы резисторами 1Р0 — 4Р0, которые в тормозном режиме обеспечивают снижение коммутационных перенапряжений, возникающих при разрыве цепи обмоток возбуждения контакторами 46, 47.

Кроме того, как и в режиме тяги, они снижают пульсацию тока возбуждения. Выпрямленное напряжение плавно регулируется тиристорами выпрямительных установок 60 с помощью системы автоматики, что позволяет менять ток в обмотках возбуждения тяговых двигателей.

Тяговые двигатели в тормозном режиме работают как генераторы постоянного тока с независимым возбуждением, преобразуя механическую энергию электровоза и состава в электрическую, которая выделяется в виде тепловой энергии на тормозных резисторах R11 — R14

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ

Вспомогательное оборудование электровоза получает напряжение от обмотки собственных нужд тягового трансформатора. Напряжение х.х. обмотки собственных нужд равно 232 В на выводах х — а5, 406 В на выводах х — а4 и 638 В на выводах х — аЗ при напряжении контактной сети 25 кВ.

Все вспомогательное оборудование разделено на потребителей Однофазного тока напряжением 380 и 220 В, питание которых осуществлено непосредственно от выводов обмоток х — а4; х — а5, и потребителей трехфазного тока.

К потребителям однофазного тока с номинальным напряжением 380 В относят: нагревательные элементы печей обогрева кабины машиниста 173— 177: калорифер обогрева лобовых стекол 196- обогреватели санузла 179, 180; трансформаторы напряжения 77, 112; вентиль защиты 104; трансформатор, регулируемый подмагничиванием шунтов (ТРПШ); вольтметр 97, контролирующий напряжение контактной сети; катушку отключающего электромагнита ГВ, которая получает питание через размыкающие контакты реле 236, резистор Р41 и размыкающие контакты дифференциальных реле 21, 22; асинхронный расщепитель фаз ФР; реле контроля земли 123; трансформатор 192, предназначенный для снижения питающего напряжения с 380 до 50 В для обогревателей картера главного компрессора, редуктора главного контроллера, спускных кранов главных резервуаров и электроплитки.

К потребителям однофазного тока с номинальным напряжением 220 В относят счетчик электроэнергии 103, обогреватель главного выключателя.

Потребителями трехфазного тока являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором МВ1, МВ2 — приводы вентиляторов охлаждения тяговых двигателей I — IV; МВЗ и МВ4 — приводы вентиляторов охлаждения выпрямительных установок 61, 62 охлаждения радиаторов тягового трансформатора и сглаживающих реакторов, а в режиме «Торможение» —охлаждения тормозных резисторов, привод масляного насоса МН системы охлаждения тягового трансформатора и привод компрессора МК.

Питание выпрямительных установок возбуждения 60, блоков измерения БИ и блоков автоматики БА осуществляется напряжением 380 В через предохранители 118 и 199 и контакты блокировочного переключателя БП, замыкающиеся только в положении «Торможение». Для обеспечения необходимой фазировки питания трехфазным напряжением схема включения установки 60 различна в 1-й и 2-й секциях электровоза.

В цепь двух печей включен резистор R18 а в цепь трех печей — резисторы R19 R20 с целью снижения питающего напряжения печей до допустимого значения при напряжении контактной сети 29 кВ. Панель питания вентиля защиты 407 обеспечивает питание вентиля защиты выпрямленным током с номинальным напряжением 50 В.

Питание электроплитки осуществляется от последовательно включенных обмоток трансформаторов 192 и ТРПШ
Запрещается включение электроплитки без включения распределительного щита.

Обогреватели санузла 179, 180 включаются через реле 136, печи обогрева 173 — 177 и нагреватели калорифера обогрева лобовых стекол — контакторами 134, 159, 195. Расщепитель фаз включается контактором 125. Запуск расщепителя фаз асинхронный и осуществляется при помощи резистора гб включаемого на время пуска контактором 119.

Обмотка собственных нужд трансформатора и генераторная фаза расщепителя фаз образуют трехфазную систему, от которой получают питание цепи вспомогательных машин. Вентиляторы МВ1 — МВ4, насос МН и компрессор МК включаются соответственно контакторами 127 — 130, 133 и 124. При включении вентиляторов МВ1 МВ4 и компрессора МК их контакторами также включаются дополнительные конденсаторы 165— 168 171 между линейной и генераторной фазами, облегчающие запуск и условия работы двигателей в результате улучшения симметрии трехфазной системы.

При выходе из строя расщепителя фаз он отключается а пуск вспомогательных машин начинается включением одного из двигателей вентиляторов МВ1 МВ2 Чтобы облегчить запуск двигателей вентиляторов в этом случае, с помощью электромагнитного контактора 161 к фазам С2 и СЗ подключается конденсатор 164. Для разряда конденсатора 164 после его подключения предусмотрен резистор г5.

Чтобы включить компрессор МК на отключенной секции, распломбируют и включают разъединители 126 в обеих секциях, обмотка собственных нужд тягового трансформатора отключается при помощи переключателя вспомогательных цепей 111 в отключенной секции установкой его в среднее положение.

В результате этих переключений пуск двигателя компрессора на отключенной секции будет возможен от расщепителя фаз и обмотки собственных нужд другой секции.

При работе двух электровозов или трех секций по СМЕ соединение цепей напряжением 380 В между электровозами и электровозом и секцией 3 не предусмотрено.

Если электровоз находится вдело, напряжение на вспомогательные цепи можно подать через розетки 108, 109 110 с помощью переключателя 111. В этом случае его переводят в нижнее положение. К розеткам подводится переменное напряжение 380 В от сети депо. Оно подается только на вспомогательные машины этой секции.

Разъединители секций 126 в рабочем режиме должны находиться в отключенном положении и быть запломбированы. При включенных разъединителях секций 126 недопустимо питание вспомогательных цепей от сети депо через подкузовные розетки 108, 109 110 В противном случае в результате обратной трансформации тягового трансформатора на его первичной обмотке появится напряжение 25 кВ.

В случае выхода из строя на длительное время одной из питающих тяговых подстанций напряжение контактной сети в зоне этой подстанции будет около 12 кВ при номинальном питающем напряжении соседних подстанций. Чтобы обеспечить нормальную работу вспомогательных машин, в обмотке собственных нужд тягового трансформатора предусмотрен дополнительный вывод аЗ, используемый только при снижении напряжения и подключаемый переключателем обмоток трансформатора 105.

Нормальное положение переключателя нижнее. В этом положении он подключает цепи вспомогательных машин к выводу а4, имеющему номинальное напряжение х х 406 В.

При подъезде к зоне с поврежденной подстанцией машинист по сетевому вольтметру следит за снижением напряжения в контактной сети. Если вольтметр показывает менее 19 кВ, машинист выключает вспомогательные машины, главный выключатель, опускает токоприемник и, разблокировав шторы высоковольтной камеры, переводит переключатель обмоток в верхнее положение.

После этого, заблокировав ВВК и собрав схему, можно продолжить движение. На вспомогательные машины будет подано напряжение примерно 480 В, которое по мере движения будет снижаться и при напряжении в контактном проводе 12 кВ составит около 300 В, что будет достаточным по условиям работы вспомогательных машин.

Показания сетевого вольтметра во время движения с питанием вспомогательных машин от вывода аЗ будет завышенным в 1,6 раза по сравнению с действительными. Поэтому обратное переключение переключателя обмоток в нормальное положение следует выполнять при напряжении 30 кВ (по сетевому вольтметру), что соответствует напряжению в Контактной сети 19 кВ.

На электровозе устанавливают переключатели вспомогательных цепей 111с тремя фиксированными положениями. Верхнее положение ножей переключателя вспомогательных цепей является рабочим. Среднее (фиксированное) положение ножей необходимо для осуществления режима резервирования расщепителей фаз.

В этом случае розетки 108 — 110 оказываются отключенными от остальных вспомогательных цепей и случайное прикосновение к ним не может вызвать поражение обслуживающего персонала электрическим током Ниж нее положение ножей переключателя 111 предназначено для осуществления режима питания вспомогательных машин от сети депо. Розетка 100 установлена для испытания АЛСН.

Н. М. ВАСЬКО,
ВЭлНИИ

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin