SS4改型电力机车主电路.doc

第三章 主电路一、SS4改型电力机车主电路的特点： 1. 传动方式为 交—直传动，串励脉流牵引电动机牵引； 2. 转向架供电为独立供电方式； 3. 不等分三段半控整流调压电路，有级磁场削弱； 4. 加馈电阻制动，最大制动力延伸至11.5 km/h； 5. 直流电流、电压测量传感器化； 6. 双接地继电保护； 7. 增设PFC功补装置二、主电路构成（一）网侧高压电路（25KV电路） 主要设备：1.高压部分有受电弓1AP、高压连接器2AP、空气断路器4QF、避雷器5F、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、主变压器8TM原边绕组 2.低压部分有自动开关102QA、网压表103PV、PFC用电压互感器100TV、PFC用电流互感器109TA、电度表105PJ，以及接地回流电刷110E、120E、130E、140E 电路如下图所示： 3.电流回路： 接触网上的25KV单相工频交流电→受电弓1AP 高压连接器2AP→另一节车的车顶母线 主断路器4QF→高压电流互感器7TA→主变压器原边绕组A—X →PFC用电流互感器109TA→低压电流互感器9TA→车体→转向架构架→接地回流电刷110E/120E/130/140E→车轴→轮对→钢轨→回流线→变电所（二）整流调压电路（Ⅰ架） 采用转向架独立供电：a1-b1-x1，a2-x2供电给整流器70V，70V给并联的第1、2位牵引电机供电；a3-b3-x3，a4-x4供电给整流器80V，80V给并联的第3、4位牵引电机供电。

额定网压时：不等分三段半控桥式整流电路工作顺序（Ⅰ架为例）：首先投入4臂桥，触发T5和T6，投入a2-x2段绕组,T5和T6顺序移相整流输出电压0～变化，D1和D2续流正半周：a2（正）→D3→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→D1→73号母线→T6→x2（负）负半周：x2（正）→T5→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→D1→73号母线→D4→a2（负）当T5和T6满开放后，六臂桥投入，维持T5和T6满开放，触发T1和T2，在原有a2-x2段绕组的基础上再串联a1-b1段绕组整流电压～变化正半周：a2（正）→D3→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→T2→b1（负）→a1（正）→D1→73号母线→T6→x2（负）负半周：x2（正）→T5→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→a1（负）→b1（正）→T1→73号母线→D4→a2（负）当T1和T2满开放后，维持T1、T2、T5、T6满开放，触发T3和T4,则b1-x1段绕组再串入电路，整流电压～之间变化。

正半周：a2（正）→D3→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→T4→x1（负）→a1（正）→D1→73号母线→T6→x2（负）负半周：x2（正）→T5→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→a1（负）→x1（正）→T3→73号母线→D4→a2（负）电阻75R和76R的作用：①高压空载限流试验时，作整流器70V的负载（只有75R作负载，76R被空载实验转换开关10QP短接），②机车正常运行时，可吸收部分过电压三）牵引供电电路1.转向架独立供电：1M与2M并联工作，由整流器70V供电；3M与4M并联工作，由整流器80V供电2. 牵引电机支路电流路径：以1M为例：正极母线71→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→直流电流传感器111SC→1M电机电枢回路（A11→A12）→107QPR1“牵-制”鼓→107QPV1 “前-后”鼓→1M电机励磁回路（D11→D12）→107QPV1 “前-后”鼓→107QPR1 “牵-制”鼓→牵引电机故障隔离开关19QS→负极母线72 因同一转向架两牵引电机背向布置，则牵引电机相对旋向相反。

因此各牵引电机电枢回路与励磁回路的相对接线方式为（前方向）：1M: A11 A12→D11 D12 2M: A21 A22→D22 D213M: A31 A32→D31 D32 4M: A41 A42→D42 D413. 磁场削弱以1M为例：在牵引电机励磁绕组两端并联有固定分路电阻14R，固定磁场消弱系数β=0.96；可减小流过励磁绕组的交流分量，从而改善牵引电机的换向一级磁削电阻15R和磁场削弱接触器17KM；二级磁削电阻16R和磁场削弱接触器18KM 当17KM动作闭合后，投入15R，实现Ⅰ级磁削，β=0.7 ；当18KM动作闭合后，投入16R，实现Ⅱ级磁削，β=0.54 ；当17KM和18KM都闭合时，15R和16R并联投入，实现Ⅲ级磁削，β=0.45 4. 牵引电机的故障隔离牵引电机故障隔离开关19QS、29QS、39QS、49QS为单刀双掷开关上为“运行”位，下为“故障”位当某台牵引电机故障时（非接地故障）时，可将该台牵引电机的故障隔离开关拉“故障”位，其相应的联锁触头将切断该电机的线路接触器的电空阀得电路径，使线路接触器的电空阀不能得电而处于打开状态，该电机支路与供电电路隔离，不投入工作。

若为牵引电机接地故障，则拉至“中间”位，使牵引电机与主电路完全隔离，否则仍会引起主接地继电器跳闸，且运行中不得使用电阻制动5. 库内动车库用转换开关20QP、50QP为双刀双掷开关，正常运行时，主刀与主电路隔离，其辅助接点将保护电空阀287YV的得电电路连通，当287YV得电时，打开升弓气路，方可升弓机车在库内时，因无25KV的高压电源，但可将库内的110V直流电源引入牵引电机实现动车，以Ⅰ端为例：则将20QP转库用位，其主刀之一将库用插座30XS的正极接线端与2M的电枢正极引线22号线连接20QP的另一主刀将Ⅰ端整流器的72号母线直接接车体所以库内动车人员只需引入110V直流电源的正极即可实现动车（库内110V电源的负极与钢轨相连），机车的运行方向可通过人为转换两位置转换开关实现此时20QP的联锁触头切断287YV得电电路，使287YV不能得电，则库内不能升起受电弓同时，20QP的联锁触头还接通牵引电机线线路接触器12KM、22KM的电空阀得电电路（给上司机钥匙、两位置转换开关转换到位时电路才能构通），使1M也可通电，便于机车出厂实验电机转向、出入库及旋轮保护电空阀287YV得电电路 牵引电机线路接触器得电电路6、空载试验 10QP和60QP为三刀双掷开关，正常运行时，10QP和60QP将直流电压传感器112SV和142SV分别与1M和4M的电枢相连，其相应辅助接点接通牵引电机线路接触器的电空阀的得电路径。

机车空载实验时，10QP和60QP将112SV和142SV分别与主整流器70V和80V的输出端相连，同时短接76R和86R，使75R作为Ⅰ端主整流器的负载，85R作为Ⅱ端主整流器的负载（75R，76R,85R,86R阻值为300Ω,且为2串结构，则空载实验时主整流器的负载阻值为600Ω）其辅助接点断开牵引电机线路接触器的电空阀得电路径，使牵引电机不能接入主电路，实现主整流器的空载实验 注：1、每一台牵引电机设有一台直流电流传感器和一台直流电压传感器作用有：①给电子控制柜电流与电压反馈信号，作为机车速度调节控制和过流保护的依据；②通过电子控制柜处理后，作为司机台电流表与电压表显示的信号检测 2、直流电压传感器设置在电枢两端有优点：①牵引与制动时，司机台均能看到牵引电机电压；②两台并联的牵引电机之一空转时，电枢电压反应较快 3、取消传统的电机电流过流继电器，电机过流信号由直流传感器检测经电子控制柜发出，而进行卸载或跳主断路器或断开接触器四）加馈电阻制动电路 加馈电阻制动又称为“补足”电阻制动，是在常规电阻制动基础上发展的一种能耗制动，可实现机车“恒制动力”的控制机车的轮周制动力为： --机车结构常数； --电机主磁通（Wb）； --电机电枢（制动）电流（A）。

常规电阻制动中，当电机主励磁最大恒定后，制动电流将随机车速度的降低而减小，轮周制动力也随之而变化，为了克服在低速区时制动力的减小，加馈电阻制动是从电网吸收电能，通过相控主整流器向电机电枢补足并保持恒定，以此获得理想的最大轮周制动力恒定值SS4改型电力机车电制动时电枢与励磁回路 电制动时，通过两位置转换开关的转换，“牵引”→“制动”电枢回路与制动电电阻相串联（加馈时还与主整流器的一段大桥相连），每节车的4台牵引电机的励磁绕组串联后由励磁整流桥单独供电此时牵引电机做他励发电机运行，发出的电消耗在制动电阻上，使电枢绕组通过电流在主磁场中受力而产生制动转矩，对机车和后部车辆产生制动作用以1M为例：1、电枢回路：（1）当33km/h时，机车处于纯电阻制动状态，电流路径为：1M电机电枢A12（正）→107QPR1“牵-制”鼓→13号线→制动电阻13R→73号母线→D4→D3→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M电机电枢A11（负）2）当33km/h时，机车处于加馈电阻制动状态，触发T5和T6，一段大桥投入，a2-x2绕组的交流电经整流输出后串入牵引电机电枢回路中，补足。

正半周：1M电机电枢A12（正）→107QPR1“牵-制”鼓→13号线→制动电阻13R→73号母线→T6→x2（负）→a2（正）→D3→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M电机电枢A11（负）负半周：1M电机电枢A12（正）→107QPR1“牵-制”鼓→13号线→制动电阻13R→73号母线→D4→a2（负）→x2（正）→T5→71号母线→平波电抗器11L→牵引电机线路接触器12KM→12号线→直流电流传感器111SC→1M电机电枢A11（负）2、励磁回路每节车的4台牵引电机的励磁绕组串联，由励磁整流器99V供电99V的电源取自励磁绕组a5-x5 额定网压时：因要保持电枢电流方向不变（确保直流电流传感器在电制动时仍能检测制动电流的大小），则则励磁绕组电流方向与牵引时相反正半周：a5（正）→91KM→D5→91号母线→199SC→90号母线→107QPR1→19QS→107QPV1→D12→D11→107QPV1→14号线母线→107QPR2→29QS→107QPV2→D21→D22→107QPV2→24号母线→108QPR4→49QS→108QPV4→D41→D42→108QPV4→44母线→108QPR3→39QS→108QPV3→D32→D31→108QPV3→92KM→82号母线→T12→x5（负）。

为能在静止状态下检查加馈电阻制动系统的正确性，机车静止时，系统仍能给出50A的加馈制动电流（此时励磁电流达到最大值930A），将有向后动车的趋势，实验时机车必须上闸五）PFC电路 每节车设置有4组完全相同的PFC装置，并联在4个牵引绕组两端 该装置通过滤波电容和滤波电抗的串联谐振，降低机车的三次谐波含量，提高机车的功率因数 由真空接触器（电磁式）、无触点晶闸管开关、滤波电容、滤波电抗和故障隔离开关等电器组成 在PFC装置中设有故障隔离。