Высоковольтные цепи и их защита.

Высоковольтные цепи и их защита.

Подключение электровоза к контактной сети осуществляется токоприемником ХА1 или ХА2. Понижение напряжения с 25000 В до величины, необходимой для питания тяговых электродвигателей, вспомогательных машин и устройств, осущест­вляется тяговым трансформатором Т1, первичная обмотка которого подключена к токоприемникам через дроссели помехоподавления L1, L2, высоковольтные разъе­динители QS1, QS2, главный выключатель QF1, фильтр Z1 и трансформатор тока Т2. К рельсовой цепи обмотка подключена через трансформатор тока Т3 и токосъемные устройства букс ХА3 - ХА5. Кроме того, первичная обмотка тягового трансформатора соединена через дроссель L3 с кузовом для исключения появления высокого потенциала в электрических цепях, подключенных к токосъемным устрой­ствам букс ХА3 – ХА5, при отсутствии цепи через последние.

Напряжение контактной сети измеряется вольтметрами РV1 и РV2, установ­ленными, соответственно, в кабинах 1 и 2 и подключенными к вторичной обмотке трансформатора Т10.

 

После подъема токоприемника и включения ГВ создается цепь: контактный провод→ токоприемник ХА1 (ХА2)→ дроссель помехоподавления L1 (L2)→ высоковольтный разъединитель QS1 (QS2) → разрывной и ножевой контакты главного выключателя QF1→ фильтр радиостанции Z1→ трансформатор тока Т2 (главный ввод)→ первичная обмотка А-Х тягового трансформатора Т1→ трансформатор Т3 питания электросчетчиков→ токосъемные устройства букс ХА3-ХА5→ колесные пары→ рельс. Во второй полупериод ток протекает в обратном направлении.

 

Защита тягового трансформатора от токов к.з. производится с помощью реле К2 (РМТ), которое срабатывает при токе в первичной обмотке 450+- 22,5 А и своим контактом разрывает цепь на удерживающую катушку ГВ (YA2). Срабатывание К2 определяют по МСУД и опытным путем.
Для защиты от атмосферных перенапряжений служит ОПН F1, который пробивается при напряжении 85 кВ и кратковременно замыкает высоковольтную цепь на корпус электровоза.
Разрывные контакты ГВ (QF1) защищены от подгара при помощи нелинейного резистора R.

 

Отопление поезда осуществляется от обмотки х5-а5 тягового трансформатора напряжением 3147 В, которое подается к розеткам х5, х7 или х6, х8 на внешней стороне кабины электровоза по цепи: от вывода а5 обмотки отопления→ вывод х5→ контактор отопления К2→ ножевой переключатель Q1 (подключает обмотку отопления к розеткам кабины №1 или 2) → штепсельный разъем х6 или х8→ цепи отопления поезда→ рельс→ колесные пары→ токосъемные устройства букс ХА3-ХА5→ трансформатор Т4 электросчетчика отопления поезда → реле перегрузки отопления КА8→ вывод а5 обмотки отопления.
От токовой перегрузки цепи отопления поезда защищены при помощи реле КА8 (установлено на тяговом трансформаторе), которое включается при токе 500+- 30А и своим контактом разрывает цепь на удерживающую катушку ГВ (YA2). Срабатывание КА8 определяют по МСУД и выпавшемублинкеру.
Для защиты цепей отопления от перенапряжений установлен разрядник F7 c пробивным напряжением 10 кВ.
Для защиты цепи электросчетчика от перегрузки служит ТРТ КК23 расположенное на блоке 4, которое разрывает цепь питания катушки контактора К2, при этом погаснет лампа «ОП» на сигнальном табло.

 

 

Вспомогательные цепи.

 

Вспомогательные цепи питаются от обмотки собственных нужд тягового трансформатора. Напряжение между выводами а3-5 = 225В, напряжение между выводами а3-х3 = 405В.
По способу питания все вспомогательные машины можно разделить на 2-е группы:
1. электродвигатели МВ1,МВ2,МВ3,МН могут питаться напряжением 50 Гц от выводов а3-х3 обмотки собственных нужд через контакторы КМ11,12,13,17, либо напряжением 16⅔ Гц от преобразователя частоты и числа фаз (ПЧФ) U5 через контакторы КМ7,8,9,10. Сам ПЧФ получает питание от выводов а3-5 обмотки собственных нужд. Фаза С2 является общей для обеих систем питания, переключение с одной системы на другую происходит автоматически в зависимости от токовой нагрузки ТЭД;
2. электродвигатели МВ4,МК1,МК2, могут получать питание только от выводов а3-х3 обмотки собственных нужд через контакторы КМ14,15,16.
Для запуска вспомогательных машин на высокую частоту используются пусковые конденсаторы С101-С105, которые при помощи контакторов КМ1,2,3 подключаются к фазам С2, С3. Этим увеличивается пусковой момент электродвигателя, который запускается первым.
Для контроля за появлением 3-х фазной системы служит реле контроля напряжения KV01 на панели А1. Оно включается при появлении напряжения 300+50В в третьей фазе и разомкнет б/к на лампу «РН». Необходимый пусковой момент вновь вновь запускаемых электродвигателей обеспечивается благодаря ранее запущенным машинам, выполняющих функции фазорасщепителя.
К потребителям однофазного тока относятся:

· трансформатор Т1 предназначенный для питания ШП А25 и зарядки АБ;

· трансформатор Т9 установлен на блоке №12 и предназначен для питания реле заземления KV1;

· трансформатор Т10 расположен с обратной стороны блока №4 и предназначен для питания вентиля защиты Y1, электросчетчиков PJ1, PJ2 и киловольтметров сети PV1, PV2;

· трансформатор Т19 находится под трапом у блока 12 и служит для питания:
обогрев санузла Е8-Е9 включается реле KV75, KV77;
обогрев ГВ Е включается тумблером S1 при температуре +5°С и ниже;

обогрев МК1, МК2 Е23, Е24 включается автоматом SF1, SF2;

· трансформатор Т25 установлен на блоке №12 и предназначен для питания:
нагревательные панели кабин Е41-Е62, Е71-Е92 включаются контакторами КМ21-КМ24;
обогрев кранов Y21-Y23 включается автоматом SF3;
обогрев стекол включается контакторами КМ31, КМ32;

· трансформатор Т26 установлен на полу у пневмопанели №10 и предназначен для питания печей кабин Е11-Е18 включаются реле KV31-KV34;

· Е1-Е4 калориферы обогрева кабин переключаются тумблерами S3(S4) на ручной режим или авторегулирование с помощью датчиков температуры SK1-SK2;

· Е21-Е22 электроплитка включается с помощью выключателей SA7(SA8);

· Е27 холодильник питается напряжением 12В от панели А15;

· Е31-Е34 кондиционеры включаются контакторами КМ27-КМ28;

· соленоид ГВ YA3;

· блоки питания ВИП, МСУД;

· розетки Х41,Х49,Х50 служат для питания осциллографа при наладочных работах. Х41 установлена на блоке №8, Х49(Х50) в кабинах, Х43 – вилка.

Трансформаторы Т19, Т25, Т26 могут быть отключены рубильником QS35 на блоке №12.

 

Отключение МН.

Неисправный МН отключается тумблером S17 на блоке №3, при этом отключится контактор КМ17 или КМ10 и отключит асинхронный двигатель МН от обмотки собственных нужд. Б/к КМ17 или КМ10 разорвет электрическую цепь реле времени КТ10, которое отключится и разорвет электрическую цепь реле KV15. Реле KV15 разорвет электрическую цепь контакторов КМ41, КМ42, которые отключат блоки управления ВИП и тиристоры ВИП закроются. Разбирается схема тяги, загорятся сигнальные лампы «ТД1», «ТД2», «ТД3», «ТД4», «ТД5», «ТД6», «Тр-р», «ВИП».
При разборе схемы рекуперации загорятся лампы «ТД1», «ТД2», «ТД3», «ТД4», «ТД5», «ТД6», «Тр-р», «ВУВ», «ВИП», «ТЦ1», «ТЦ2», «ТЦ3».

 

Цепи управления БВ.

Для включения и последующего управления быстродействующими выключателямиQF11—QF13 блоков силовых аппаратов А11 и А12 необходимо выполнить следующие условия:

• тормозные переключатели QT1 находятся в положении «Тяга»;

• ножевые разъединители QS3—QS6, QS11—QS13, QS21 блоков А11 и А12 установлены в рабочее положение;

• включен главный выключатель QF1.

После включения главного выключателя QF1, его б/к создают цепина удерживающие катушки БВ QF11уд—QF13уд блоков А11 и А12 по цепи: от провода Н09 (ШП А25)→предохранитель F37→провод Н077→далее по двум параллельным цепям:

• через б/к QS3, QS5 рубильников ВИП→б/к KV23 (замкнут если главная рукоятка КМ в «0»)→замкнутый б/к ГВ QF1→б/к разъединителей ТЭД QS11,12,13→удерживающие катушки БВ QF11уд-QF13уд панели А11→(-).

• через б/к QS4, QS6 рубильников ВИП→б/к KV23 (замкнут если главная рукоятка КМ в «0»)→замкнутый б/к ГВ QF1→б/к разъединителей ТЭД QS11,12,13→удерживающие катушки БВ QF11уд-QF13уд панели А12→(-).
Получив питание, удерживающие катушки намагничивают магнитопроводы БВ, подготавливая их к включению.

При включении кнопки на пульте машиниста «Возврат защиты» получают питание включающие катушки (электропневматические вентили) БВ QF11вкл-QF13вкл по цепи: от автомата SF13(SF14)→провод Н013(Н014)→кнопка «Главный выключатель» на пульте машиниста→провод Н191(Н192)→кнопка «Аварийное отключение ГВ»→б/к SA3(SA4) переключателя кабин→провод Н201→кнопка «Возврат защиты» на пульте машиниста→провод Н211→б/к KV21 (замкнут если главная рукоятка КМ в «0»)→провод Н212→собственные б/к БВ QF11-QF13 (замкнуты пока БВ выключены)→включающие катушки БВ QF11вкл-QF13вкл→(-). Включившиеся электропневматические вентили подают воздух вцилиндры БВ, подготавливая их к включению. После включения ГВ кнопку пульта машиниста «Возврат защиты» необходимо удерживать во включенном положении еще 2-3 секунды, чтобы все БВ перешли в состояние готовности к включению. После возврата кнопки в первоначальное положение (она с самовозвратом) обесточиваются электропневматические вентили QF11вкл-QF13вкл, и БВ включаются. При этом они выполнят:

• замыкают силовые контакты в электрической цепи ТЭД1-6;

• размыкают б/к в электрической цепи включающих катушек БВ, не допуская их повторного включения;

•размыкают б/к в электрической цепи сигнальных ламп ТД1-ТД6;

•замыкают б/к в электрической цепи реле KV15, реле времени КТ5 и контактора возбуждения К1, подготавливая схему цепей управления рекуперацией.

 

Для передвижения электровоза от деповского источника питания необходимо выполнить:

• включить разъединитель QS21 на одном из блоков А11 или А12;

• отключить рубильниками QS11-QS13 на блоке А11 или А12 два ТЭД, кроме ТЭД, в цепи которого находится амперметр, чтобы контролировать ток;

• вставить кабель деповского источника в розетку Х4 или Х20 электровоза;

• для включения БВ включить кнопки «Главный выключатель» и «Возврат защиты», токоприемник при этом не поднимают.

 

Подготовка к запуску вспомогательных машин.

Перед запуском вспомогательных машин необходимо включить автоматы в кабине SF25(SF26) «Вспомогательные машины», SF27(SF28) «Компрессоры», SF29(SF30) «Вентиляторы».
На блоке №3 включить тумблеры S11 «Вентилятор 1», S12 «Вентилятор 2», S13 «Вентилятор 3», S15 «Компрессор 1», S16 «Компрессор 2», S17 «Маслонасос». Тумблер S14 «Компрессор 1,2» должен быть опломбирован в отключенном состоянии.
Включить тумблер на пульте S65(S66) «ПЧФ» на нормальную или низкую частоту.
Включить кнопку «Вспомогательные машины» на пульте управления при этом получат питание пусковые контакторы КМ1, КМ2, КМ3 по цепи: от автомата SF25(SF26)→провод Н025(Н026) →кнопка «Вспомогательные машины»→провод Н240→б/к KV01 (замкнут пока не появилась трехфазная система) →диоды U44, U45, U46→катушки контакторов КМ1, КМ2, КМ3→(-). Контакторы включаются, замыкают силовые контакты для подключения пусковых конденсаторов, замыкают б/к в электрической цепи реле времени КТ6.
Катушка РВ КТ6 получает питание от кнопки «Вспомогательные машины»→провод Н240→б/к пусковых контакторов КМ1, КМ2, КМ3→диод U53→катушка реле КТ6→(-). КТ6 включится и выполнит:
• замыкает б/к в электрической цепи катушки контактора МВ4 КМ14;
•замыкает б/к в электрической цепи реле запуска компрессоров KV51,KV52;
• замыкает б/к в минусовой цепи катушек контакторов КМ11, КМ12, КМ13, разрешая запуск вспомогательных машин только после подключения пусковых конденсаторов.
Одновременно от кнопки «Вспомогательные машины» по проводу Н240 получают питание разгрузочные клапаны Y15, Y16 для облегченного запуска МК1, МК2.

 

Цепи управления компрессорами.

При включении кнопки «Компрессор» на пульте управления получают питание:

• реле KV51 по цепи: от автомата SF27(SF28)→провод Н027(Н028)→кнопка «Компрессор» на пульте машиниста→провод Н271→контакты реле давления SP9 →б/к КТ6 (замкнут если подключены пусковые конденсаторы)→б/к KV52, КТ7 (замкнуты пока эти реле выключены)→провод Н394→катушка реле KV51→(-). Реле KV51 включится и выполнит:
замкнет б/к в собственной цепи и встанет на самопитание в обход б/к КТ7;
замкнет б/к в электрической цепи реле КТ7;
замкнет б/к в электрической цепи контактора запуска МК1 КМ15;
разомкнет б/к в электрической цепи реле KV52, не допуская одновременной работы обоих МК.
•реле времени КТ7 по цепи: от кнопки «Компрессор» на пульте машиниста→провод Н271→б/к KV52 (замкнут пока реле выключено)→замкнутый б/к реле KV51→провод Н398→катушка реле КТ7→(-). Реле КТ7 включится и выполнит:
замкнет б/к в собственной цепи;
замкнет б/к в электрической цепи реле KV52 (этим подготавливается электрическая цепь запуска МК2);
размыкает б/к в электрической цепи реле KV51 (этим не допускается повторный запуск МК1), но реле KV51 останется на самопитании через собственный б/к.
• контактор КМ15 по цепи: от кнопки «Компрессор» на пульте машиниста→провод Н271→замкнутый б/к KV51→провод Н272→тумблер S15 на блоке №3 «Компрессор1»→контакты ТРТ КК15, КК16→провод Н276→катушка контактора КМ15→(-). Контактор КМ15 включится и выполнит:
замкнет силовые контакты и подключит двигатель МК1 к обмотке собственных нужд;
замкнет б/к в электрической цепи сигнальной лампы «РН»;
разомкнет б/к в электрической цепи сигнальной лампы «МК1»;
разомкнет б/к в электрической цепи разгрузочного клапана Y15, но он останется под питанием через б/к KV01 до окончания процесса запуска двигателя МК1.
После запуска асинхронного двигателя МК1 появляется 3-х фазная система. Когда напряжение между фазами С2 и С3 составит 300+50В, включится реле KV01 на панели А1. Оно выполнит:
разомкнет б/к в электрической цепи сигнальной лампы «РН» и она погаснет;
разомкнет б/к в электрической цепи пусковых контакторов КМ1,2,3 и разгрузочных клапанов Y15,Y16. При этом отключатся пусковые конденсаторы;
замкнет б/к в электрической цепи реле КТ6, оно будет получать через него питание после размыкания б/к КМ1,2,3.
В момент запуска МК1 давление масла в системе смазки отсутствует, поэтому получает питание сигнальная лампа «ДМ1» от провода Н273→замкнутые контакты датчика давления SP15→провод Н401→лампа «ДМ1»→(-). Когда давление масла достигнет 0,8 кгс/см², контакты датчика SP15 разомкнутся и лампа «ДМ1» погаснет.
При достижении давления воздуха в главных резервуарах электровоза 9+-0,2 кгс/см², разомкнутся контакты реле давления SP9 и порвут электрическую цепь на реле KV51. Реле KV51 выключится и произведет следующие переключения:
замкнет б/к в электрической цепи релеKV52, подготавливая его к включению;
размыкает б/к в электрической цепи реле КТ7, но оно останется на самопитании через собственный б/к;
размыкает б/к в электрической цепи контактора КМ15, который отключит двигатель МК1 от обмотки собственных нужд и своим б/к создаст электрическую цепь на разгрузочный клапан Y15.

После остановки асинхронного двигателя МК1 исчезнет 3-х фазная система (если не работает двигатель другой вспомогательной машины на высокой частоте вращения) и отключится реле KV01 на панели А1. Размыкающий б/к KV01 вновь создаст электрическую цепь на пусковые контакторы КМ1,2,3, которые подключат пусковые конденсаторы для обеспечения последующего запуска МК2.

При снижении давления воздуха в главных резервуарах электровоза до 7,5+-0,2 кгс/см² вновь замыкаются контакты реле давления SP9 и создают электрическую цепь на реле KV52 (цикл работы МК2) от кнопки «Компрессор» на пульте машиниста→провод Н271→контакты РДВ SP9→замкнутый б/к КТ6→б/к KV51 (замкнут т.к. реле отключено)→замкнутый б/к реле КТ7→провод Н396→катушка реле KV52→(-). Реле KV52 включится и выполнит:
замкнет б/к в собственной цепи;
разомкнет б/к в электрической цепи реле KV51 (не допуская одновременного запуска МК2 и МК1);
замкнет б/к в электрической цепи контактора КМ16 (при этом произойдет запуск МК2);
разомкнет б/к в электрической цепи реле КТ7.

 

Реле времени КТ7 отключится через 1,5 секунды и выполнит:
разомкнет б/к в электрической цепи реле KV52 (не допуская повторного запуска МК2), но оно останется на самопитании через собственный б/к;
замкнет б/к в электрической цепи реле KV51, подготавливая очередной запуск МК1;
размыкает б/к в собственной цепи.

 

Для принудительного запуска МК (независимо от давления воздуха в главных резервуарах электровоза) необходимо нажать и удерживать кнопку S23(S24) «Компрессор» на пульте управления, которая своими контактами шунтирует б/к реле давления SP9, позволяя собрать электрическую цепь на реле KV51(KV52) при выключенном РДВ. В электрическую цепь принудительного запуска МК включены б/к SA3(SA4), исключающие возможность сбора этой схемы из нерабочей кабины.

 

Для совместной работы МК1 и МК2 нужно включить тумблер S14 Компрессор 1,2» на блоке №3. В этом случае через б/к KV51 (или KV52) будут одновременно получать питание контакторы КМ15 и КМ16, обеспечивая синхронную работу обоих МК. Запрещается включать тумблер S14 при работающем компрессоре, если вентиляторы выключены или работают на низкой частоте.

 

Высоковольтные цепи и их защита.

Подключение электровоза к контактной сети осуществляется токоприемником ХА1 или ХА2. Понижение напряжения с 25000 В до величины, необходимой для питания тяговых электродвигателей, вспомогательных машин и устройств, осущест­вляется тяговым трансформатором Т1, первичная обмотка которого подключена к токоприемникам через дроссели помехоподавления L1, L2, высоковольтные разъе­динители QS1, QS2, главный выключатель QF1, фильтр Z1 и трансформатор тока Т2. К рельсовой цепи обмотка подключена через трансформатор тока Т3 и токосъемные устройства букс ХА3 - ХА5. Кроме того, первичная обмотка тягового трансформатора соединена через дроссель L3 с кузовом для исключения появления высокого потенциала в электрических цепях, подключенных к токосъемным устрой­ствам букс ХА3 – ХА5, при отсутствии цепи через последние.

Напряжение контактной сети измеряется вольтметрами РV1 и РV2, установ­ленными, соответственно, в кабинах 1 и 2 и подключенными к вторичной обмотке трансформатора Т10.

 

После подъема токоприемника и включения ГВ создается цепь: контактный провод→ токоприемник ХА1 (ХА2)→ дроссель помехоподавления L1 (L2)→ высоковольтный разъединитель QS1 (QS2) → разрывной и ножевой контакты главного выключателя QF1→ фильтр радиостанции Z1→ трансформатор тока Т2 (главный ввод)→ первичная обмотка А-Х тягового трансформатора Т1→ трансформатор Т3 питания электросчетчиков→ токосъемные устройства букс ХА3-ХА5→ колесные пары→ рельс. Во второй полупериод ток протекает в обратном направлении.

 

Защита тягового трансформатора от токов к.з. производится с помощью реле К2 (РМТ), которое срабатывает при токе в первичной обмотке 450+- 22,5 А и своим контактом разрывает цепь на удерживающую катушку ГВ (YA2). Срабатывание К2 определяют по МСУД и опытным путем.
Для защиты от атмосферных перенапряжений служит ОПН F1, который пробивается при напряжении 85 кВ и кратковременно замыкает высоковольтную цепь на корпус электровоза.
Разрывные контакты ГВ (QF1) защищены от подгара при помощи нелинейного резистора R.

 

Отопление поезда осуществляется от обмотки х5-а5 тягового трансформатора напряжением 3147 В, которое подается к розеткам х5, х7 или х6, х8 на внешней стороне кабины электровоза по цепи: от вывода а5 обмотки отопления→ вывод х5→ контактор отопления К2→ ножевой переключатель Q1 (подключает обмотку отопления к розеткам кабины №1 или 2) → штепсельный разъем х6 или х8→ цепи отопления поезда→ рельс→ колесные пары→ токосъемные устройства букс ХА3-ХА5→ трансформатор Т4 электросчетчика отопления поезда → реле перегрузки отопления КА8→ вывод а5 обмотки отопления.
От токовой перегрузки цепи отопления поезда защищены при помощи реле КА8 (установлено на тяговом трансформаторе), которое включается при токе 500+- 30А и своим контактом разрывает цепь на удерживающую катушку ГВ (YA2). Срабатывание КА8 определяют по МСУД и выпавшемублинкеру.
Для защиты цепей отопления от перенапряжений установлен разрядник F7 c пробивным напряжением 10 кВ.
Для защиты цепи электросчетчика от перегрузки служит ТРТ КК23 расположенное на блоке 4, которое разрывает цепь питания катушки контактора К2, при этом погаснет лампа «ОП» на сигнальном табло.