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1、SS4改主电路分析笔记1.1 网侧电路网侧高压电路的主要设备有受电弓1AP、空气断路器4QF 、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、避雷器5F、主变压器8TM的高压（原边）绕组AX、PFC用电压互感器109TA，以及二车之间的25KV母线用高压联接器2AP。低压部分有自动开关102QA、网压表103PV、电度表105PJ、PFC用电压互感器100TV、以及接地碳刷110E140E。单相工频25kV交流电源从接触网导线经受电弓送入机车。高压电路电流经受电弓1PA、车顶母线、分两路：一路为本节车，经主断路器4QF、主变压器AX 绕组、车体、车体与转向架间软线、轴箱电刷、车轮、钢轨。另一路经
2、高压连接器到另一节的车顶母线。低压电路主要用于检测机车网压和提供电度表用的电压和电流信号。1.2 整流调压电路为实现转向架独立控制方式，每节车采用两套独立的整流调压电路，分别向应该的转向架供电，牵引绕组a1-b1-x1和a2-x2供给主整流器700V，组成前转向架供电单元；牵引绕组a-b3-x3和a4-x4供给主整流器800V，组成后转向架供电单元。图1-1以前转向架供电单元为例，三段不等分整流桥的工作顺序如下（设三段桥满开放式整流输出电压为Udo）：第一段：首先投入四臂桥，既触发VT5、VT6，投入a2-x2绕组。VT5、VT6、VD3、VD4顺序移相，VD1和VD2起续流作用。当电源正半周
3、时，电流经a2VD371号导线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电动机19QS牵引电机故障隔离开关72号导线VD2VD173号导线VT6x2；当电源负半周时，电流经x2VT571号导线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电动机19QS牵引电机故障隔离开关72号导线VD2VD173号导线VD4a2。此时整流电压在01/2Udo之间调节。当VT5和VT6满开放时进入第二段，维持VT5和VT6满开放，触发VT1和VT2，绕组a1-b1投入。当电源正半周时，电流经a2VD371号导线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电动机19QS牵
4、引电机故障隔离开关72号导线VT2b1a1VD1VT6x2；当电源负半周时，电流经x2VT571号导线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电动机19QS牵引电机故障隔离开关72号导线VD2a1b1VT1VD4a2。此时整流电压在1/2Udo3/4Udo之间调节。当VT1和VT2满开放后进入第三段，VT1、VT2、VT5和VT6维持满开放，并触发VT3和VT4，b2-x2绕组再投入。VT3和VT4顺序移相，整流电压在3/4Udo-Udo 之间调节。当电源正半周时，电流经a2VD371号导线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电动机19QS牵引电机故障隔
5、离开关72号导线VT4x1a1VD1VT6x2；当电源负半周时，电流经x2VT571号导线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电动机19QS牵引电机故障隔离开关72号导线VD2a1x1VT3VD4a2。由于牵引电动机的端电压UDN=1020V，故第三段乔不会满开放，只能维持在最大电压上。1.3 牵引电路机车牵引供电电路是第1转向架的第1台牵引电机1M与第2台牵引电机2M 并联，由主整流器700V供电；第2转向架的第3台牵引电机3M与第4台牵引电机4M并联，由主整流器800V供电。两组供电电路完全相同并完全独立。每一牵引电机支路的电流路径基本相同，现在已第一牵引电机支路为例
6、加以说明，其电流路径为正极母线71平波电抗器11L线路接触器12KM电流传感器111SC电机电枢绕组位置转换开关的“牵”-“制”鼓107QPR1位置转换开关的“前”-“后”鼓107QPV1主极绕组107QPA1牵引电机隔离开关19QS 107QPA1负极母线72。与主极绕组并联的有固定分路电阻14R，固定分路电阻削弱系数为0.96；一级磁削电阻15R和接触器17KM，一级磁削级削弱系数为0.70；二级磁削电阻16R 和接触器18KM，二级磁削级削弱系数为0.54；若一级削弱电阻与二级削弱电阻同时接入可以实现第三磁削级，削弱系数为0.45。牵引电机故障隔离开关19QS、29QS、39QS和49Q
7、S均为单刀双投开关，有上、中、下三个位置。上为运行位，中为牵引工况故障位，下为制动工况故障位。当牵引电机之一故障时将相应牵引电机故障隔离开关置中间位，线路接触器断开，该电机支路跟供电电路完全隔离。若将隔离开关置向下位，则由于线路接触器已打开，虽然无电流，但导线14与16或24与26或34与36或44与46之一相连，故障电机在电位上并不能与主电路隔离，若为接地故障，则仍会引起接地继电器动作。库用开关20QP、50QP为双刀双投开关。当在运行位时，其主刀与主电路隔离，相应辅助接点接通受电弓电磁阀，方可升弓；放在库用位时，其主刀将库用插座30XS或40XS的库用电源分别与2M电机或3M电机的电枢正极
8、引线22或32及总负极72或82连接，其辅助接点断开受电弓电磁阀的电源线，使其在库用位时不能升弓。只要20QP或50QP之一在库用位，即可在库内动车。同时相应得连锁接点可分别接通12KM和22KM或32KM和42KM，从而使1M或4M通电，以便于试验时试电机转向、出入库或旋轮。空载试验转换开关10QP和60QP为三刀双投开关。当机车处于正常运行位时，10QP和60QP将电压传感器112SV和114SV分别与1M和4M的电枢相连，电压传感器检测牵引电机的端电压；当机车处于空载试验位时，10QP和60QP将112SV 和114SV分别与112SV和114SV主整流器700V和800V的输出端相连，
9、同时短接76R和86R，使电机与整流器脱开，确保空载试验时的安全性，此时电压传感器检测整流装置的输出电压。每一台牵引电机设有一直流电流传感器和一直流电压传感器，其作用除提供电子控制的电机电流与电压反馈信号外，还通过电子柜处理之后，作为司机台电流表与电压表显示的信号检测。1.4 制动电路机车处于加馈电阻制动时，经位置转换开关到制动位，牵引电机电枢与主极绕组脱离，与制动电阻串联，并且同一转向架的两台电机电枢支路并联之后，与主整流器串联构成回路。此时，每节车4台电机的主极绕组串联连接，经励磁接触器与励磁整流器构成回路，由主变压器励磁绕组供电。现以1M电机为例，叙述一下电枢电流的路径。1. 当机车速度
10、高于33km/h时，机车处于纯电阻制动状态。其电流路径为71号母线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电机电枢107QPR1位置转换开关“牵”“制”鼓13R制动电阻72号母线VD2VD1VD4VD371母线。2当机车速度低于33km/h，机车处于加馈电阻制动状态。当电源处于正半周时，其电流路径为a2VD371号母线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M电机电枢107QPR1位置转换开关“牵”“制”鼓13R制动电阻72号母线VD2VD1VT6x2；当电源处于负半周时，当电流路径x2VT571号母线11L平波电抗器12KM线路接触器111SC电流传感器1M
11、电机电枢107QPR1位置转换开关“牵”“制”鼓13R 制动电阻72号母线VD2VD1VD4a2。加馈电阻制动时，主变压器的励磁绕组a5-x5经励磁接触器91KM向励磁整流器99V供电，并与1M4M电机主极绕组串联，并励磁电流方向与牵引时相反，由下往上。从励磁整流器的输出端开始，其电流经91母线199SC电流传感器90母线107QPR119QS107QPV1(1M）D12D11107QPV114母线107QPR229QS107QPV2(2M)D21D22107QPV224母线108QPR449QS108QPV4（4M）D41D42108QPV444母线108QPR339QS108QPV3（3M
12、）D32D3192KM82母线。负极母线82为主整流器800V与励磁整流器99V的公共点，由此形成两个独立的接地保护电路系统。第一转向架牵引电机1M与2M电枢、制动电阻及主整流器700V，主接地继电器97KE，组成第一转向架主接地保护系统；第二转向架牵引电机3M和4M电枢、制动电阻及主整流器800V、励磁整流器99V，主接地继电器98KE，组成第二转向架主接地保护系统。制动工况时，当一台牵引电机或制动电阻故障后，应将隔离开关置向下位，则线路接触器打开，电枢回路被甩开，主机绕组无电流但有电位。1.5 功率补偿电路SS4改型机车上有4组完全相同的PFC装置，该装置是通过滤波电容和滤波电抗的串联谐振
13、，降低机车3次谐波含量，提高机车的功率因数。它主要由真空接触器、无触点晶闸管开关、滤波电容、滤波电抗和故障开关等电器组成。电路中设置故障隔离开关，是在PFC电路出现接地故障时隔离用。1.6 保护电路SS4改电力机车主电路保护包括：短路、过流、过电压及主接地保护等四个方面。1.6.1 短路保护当网侧出现短路时，通过网侧电流互感器7TA原边过流继电器101KC，使主断路器4QF动作，实现保护。其整定值为320A。当次边出现短路时，经次边电流互感器176TA、177TA、186TA及187TA电子柜过流保护环节使主断路器4QF动作，实现保护。其整定值为3000A+5%。在整流器的每一晶闸管上各串联一
14、个快速熔断器，实现元件击穿短路保护之用。1.6.2 过流保护在牵引工况和制动工况时牵引电机的状况不同，牵引电机过流保护的整定值和保护方式设置也不同。在牵引工况时，牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器111SC、112SC、131SC和141SC电子柜主断路器来实现的，其整定值为1300A+5%。在制动工况时，牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器111SC、112SC、131SC和141SC电子柜励磁过流中间继电器559KA励磁接触器91KM来实现的。其整定值为1000A5%。在制动工况时，还没有励磁绕组的过流保护，它是通过直流电流传感器199SC电子柜励磁过流中间继电器559KA励磁接触器
15、91KM来实现的。其整定值为11505%。1.6.3 过电压保护机车的过电压包括：大气过电压、操作过电压、整流器换向过电压原边过流继电器和调整过电压等。大气过电压的保护主要采用两种方式：一是在网侧设置新型金属氧化物避雷器5F；二是在各主变压器的各次边绕组上设置RC吸收器。牵引绕组上的RC吸收器由71C与73R、72C与74R、81C与83R、82C与84R构成；励磁绕组上的RC吸收器由93C与94R构成；辅助绕组上的RC吸收器由255C与260R构成。当机车主断路器4QF打开或接通主变压器空载电流时，机车将产生操作过电压，通过网侧避雷器5F和牵引绕组上的RC吸收器能够对此操作过电压进行限制。机车的主整流器70V和80V、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，以抑制整流器的换向过电压。另外，牵引电机的电压由主整流器进行限压控制，其限压值为1020V5%。1.6.4 接地保护牵引工况下，每“转向架供电单元”设一套接地保护系统，除网侧电路外，主电路任一点接地时，接地继电器均动作，无“死区”。接地继电器动作之后，通过其连锁使主断路器动作，实现保护。制动工况下，
