3 Общие пояснения к электрической схеме
3.1 Электрическая схема агрегата условно разделена на следующие части:
— схема силовых цепей, состоит из первичной и вторичной тяговой обмотки трансформатора Т1 и цепей питания тяговых электродвигателей в соответствии с рисунками 4, 5 и 6;
— схема вспомогательных цепей, состоит из цепей питания вспомогательных машин, обогревателей и других устройств, питающихся от обмотки собственных нужд тягового трансформатора в соответствии с рисунками 6 и 7;
— схема цепей управления в соответствии с рисунками 8 — 23.
3.2 Схема обеспечивает возможность ручного управления агрегатом как в режиме тяги, так и в режиме реостатного торможения.
3.3 Перечень элементов схемы и их местонахождение на агрегате приведен в приложении А.
В приложении Б приведен перечень составных частей радиостанции.
В приложении В приведены уставки срабатывания аппаратов защиты и контроля.
В приложениях Г и Д приведены величины сопротивлений резисторов, нагревательных элементов и катушек аппаратов.
В приложении Е приведен перечень инструкций и правил МПС
4 Схема силовых цепей
Схема силовых цепей дана в соответствии с рисунками 4, 5 и 6.
4.1 Цепь первичной обмотки тягового трансформатора
Подключение агрегата к контактной сети осуществляется центральными токоприемниками ХА1 или ХА2, или боковыми токоприёмниками ХА3 — ХА6. Понижение напряжения с 10000 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 L3, L4, высоковольтные разъединителя QSI, QS2, главный выключатель QFI, трансформатор тока Т2, и к рельсовой цепи через трансформатор тока Т7 и корпус агрегата, в соответствии с рисунками 4 и 6.
Дроссели L3, L4 предназначены для снижения уровня радиопомех, создаваемых при работе агрегата, разъединители QSI, QS2 — для отключения трех передних или задних токоприемников, если один из них неисправен. Рукоятки разъединителей выведены внутрь высоковольтной камеры.
Главный выключатель QFI предназначен для оперативных и аварийных отключений тягового трансформатора Т1. После отключения первичная обмотка трансформатора подключается к корпусу агрегата ножом главного выключателя с целью снятия индуктивного заряда.
Трансформатор тока Т2 служит датчиком тока для главного выключателя QF1. При коротких замыканиях и токовых перегрузках главный выключатель отключается.
Для защиты от атмосферных и коммутационных напряжений в контактной сети предусмотрен ограничитель перенапряжений F1.
Трансформатор тока Т7 выполняет функцию датчика тока для счетчика активной энергии PJ 1.
Напряжение контактной сети измеряется вольтметром PV3, подключенным к обмотке собственных нужд.
Схемой предусмотрено четырехзонное плавное регулирование выпрямленного напряжения.
4.2 Цепи вторичных тяговых обмоток тягового трансформатора и тяговых электродвигателей в режиме тяги
Напряжение на тяговые электродвигатели подается от вторичных тяговых обмоток тягового трансформатора Т1 через выпрямительные установки U1.1, U2.1. Напряжения секций при холостом ходе трансформатора следующие: а1 — х1, а2-х2, а3-х3 и а4-х4 по 660 В, напряжение остальных секций — по 330 В
Для снижения потенциала относительно корпуса при атмосферных перенапряжениях и снижения уровня радиопомех выводы вторичных обмоток соединены с корпусом агрегата через конденсаторы С1 — С8.
Защита тяговых обмоток и выпрямительной установки от токов короткого замыкания осуществляется, согласно рисунку 6, с помощью токовых реле КА7 — КА12, при срабатывании которых от обмотки собственных нужд подается напряжение 390В на отключающую катушку главного выключателя QF1, который отключает тяговый трансформатор от контактной сети.
Защиту тяговых электродвигателей М1 — М4 от токов короткого замыкания осуществляют реле перегрузки КА1 — КА4.
Переключатели QP1, QP2 обеспечивают изменение направления тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей М1 — М4 и тем самым изменяют направление движения агрегата.
Переключатели QT1, QT2 предназначены для сбора схемы реостатного тормоза.
Для снижения пульсаций выпрямленного тока в цепи тяговых электродвигателей включены сглаживающие реакторы L1, L2.
Для уменьшения пульсаций тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей обмотки возбуждения шунтируются резисторами R5.1, R5.2, R6.1, R6.2.
Регулирование напряжения на зажимах тяговых электродвигателей осуще-
ствляется путем изменения угла открытия тиристоров выпрямительных установок U1.1,U2.1.
В случае необходимости любой тяговый электродвигатель М1 — М4 может быть отключен соответствующим отключателем двигателей QS13 — QS16. При этом блокируется включение соответствующего линейного контактора К1 — К4.
Питание тяговых электродвигателей от источника низкого напряжения (сеть депо) осуществляется через розетки X1 и разъединитель QS17.
Ток, протекающий через обмотки возбуждения в режиме реостатного
тopможения измеряется амперметрами РА3, РА4
Ток первого и третьего тягового электродвигателя измеряется амперметрами РА1, РА2, подключенными к измерительным шунтам RSI, RS2.
В цепи каждого якоря тягового электродвигателя включены датчики тока Т16. Т17, Т19, Т20, Т24 и Т25, соответственно, обеспечивающие совместно с блоком микропроцессорной системы управления движением А6 (МПСУ) контроль тока тяговых электродвигателей и обратную связь по току с системой управления выпрямительными установками.
Контроль замыкания на корпус высоковольтных шин В01 — В08, питающих тяговые электродвигатели, осуществляется, в соответствии с рисунками 6 и 8, с помощью реле земли KV9, которое имеет включающую и удерживающую катушки. К контролируемым шинам включающая катушка реле подключена через резисторы R9-R12. Напряжение 110 В на удерживающую катушку KV9-B, в соответствии с рисунком 8, подается от автоматического выключателя SF35 ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ через резистор R37. На включающую катушку напряжение подается от обмотки собственных нужд тягового трансформатора Т1 через понижающий трансформатор Т9.
При замыканиях на корпус реле KV9, включается и, в соответствии с рисунком 13, размыкает цепь питания катушки удерживающего электромагнита главного выключателя QFI. Выключатель отключается и своим вспомогательным контактом включает световую сигнализацию ГВ блока сигнализации А16в соответствии с рисунком 15. Также от срабатывания KV9 включается световая сигнализация РЗС (реле земли силовых цепей) блока А16.
4. Тяговый трансформатор
Тяговый трансформатор предназначен для понижения напряжения до уровня, необходимого для тяговых двигателей, вспомогательных нужд локомотива, а иногда и для электроснабжения пассажирского поезда.
Как показано в /5/, для грузового электровоза фондовая мощность трансформатора при мостовом выпрямителе с регулированием напряжения на вторичной стороне с учетом особенностей его нагружения
где — номинальная тяговая мощность;
— мощность вспомогательных машин.
С допущениями /5/
где — номинальная мощность тягового двигателя (см. задание) кВт;
N — количество тяговых двигателей, питающихся от трансформатора (см. рис.3.1) с учетом задания).
Можно принять /5/
На основании (4.2) и (4.3):
Найденная по (4.4) фондовая мощность и заданное напряжение в контактной сети кВ, служат исходными данными для расчета или выбора тягового трансформатора.
Если трансформатор не удалось подобрать из серийно выпускаемых, то необходимо рассчитать некоторые его входные и выходные параметры,
Приведенное эквивалентное сопротивление цепи выпрямленного тока в номинальном режиме /3/
где — индуктивное сопротивление обмоток трансформатора;
— активное сопротивление обмоток трансформатора, Ом;
— сопротивление сглаживающего реактора (например, = 0,0068 Ом). Номинальное индуктивное сопротивление трансформатора
где — напряжение короткого замыкания трансформатора;
— номинальное напряжение холостого хода вторичной обмотки трансформатора, В;
— количество тяговых двигателей, включенных параллельно и питающихся от одного выпрямительного моста (рис.3.1);
— номинальный ток, А, см. (2.1)
В первом приближении принимают
Подставляя (4.7) в (4.6) и (4.8), получим
Подставляя (4.9) и (4.10) в (4.5), получим
где — см. (4.6); — см. (4.5); — см. задание.
При этом расчетное значение полного напряжения на вторичной обмотке трансформатора в режиме холостого хода составит /3/
где — см. задание, В; — см. (2.1), А; — см. (4.11), Ом.
Расчетное число витков вторичной обмотки трансформатора
В/виток — среднее значение напряжения в расчете на один виток обмотки трансформатора. Расчетное число витков должно быть уточнено с учетом того обстоятельства, чтобы оно было целым числом и без остатка делилось на количество зон регулирования напряжения (см. задание).
Например, если в соответствии с (4.13) =64,3, а число зон регулирования равно 3, то принимаем =63 витка, т.к. 63:3=21. После этого проводят проверку по условию:
Коэффициент трансформации трансформатора составит:
где В – напряжение в контактной сети;
Число витков в первичной обмотке трансформатора:
Схема тягового трансформатора для компоновки рис.3.1 показана на рис.4.1. Результаты расчетов по формулам (4.12), (4.13) и (4.16) наносятся на рис.4.1.
Рис.4.1. Схема тягового трансформатора
Как уже было отмечено, тяговая обмотка трансформатора может быть разделена на секции, которые имеют неодинаковое количество витков. Это выполнено, например, на электровозе ВЛ80P, где три секции тяговой обмотки трансформатора позволяют получить четыре зоны регулирования напряжения. Решение о количестве секций тяговой обмотки трансформатора принимает студент с учетом числа зон регулирования (см. задание).
На электровозе ВЛ80Т установлен тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б (рис.4.2) с концентрически расположенными обмотками, предназначенный для преобразования напряжения контактной сети в напряжение цепей тяговых двигателей и собственных нужд электровоза.
Рис.4.2. Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б электровоза ВЛ80Т
Тяговый трансформатор ОДЦЭ5000/25Б предназначен для преобразования напряжения контактной сети в напряжении цепей тяговых двигателей, включенных через полупроводниковые преобразователи, и цепей собственных нужд электровоза.
Рис.4.3. Схема соединения обмоток трансформатора ОДЦЭ5000/25Б
Состоит из восьмигранного бака и выемкой активной части. Бак сварной конструкции по бокам имеет воздуховоды, выполняющие роль рёбер жёсткости. С торца бака установлен насос для циркуляции масла, а с противоположной стороны расширительный бак для запаса масла при изменении его объёма при изменении температуры. Расширитель оборудован масломерным стеклом и термометром для измерения масла. В нижней части бака установлено по три секции теплообменника с каждой стороны. Здесь же имеются фиксирующие болты для активной части, краны для отбора анализов и заправки бака маслом. Бак лапами через резиновые прокладки устанавливается на кованые конуса на раме кузова. Вверху бак закрыт крышкой с выводами вторичной обмотки и вводом первичной. На стойках крышки ставится ЭКГ, а под ним ПРА-48. К нижней части крышки крепится выемная часть.
Рис.4.4. Трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б без бака
Катушки выполнены медным прямоугольным проводом, изолированного бумагой и имеют расстояние между витками 6мм. Чтобы обмотки на стержнях не имели перемещений, сверху они прижимаются автоматическим устройством.
Рис.4.5. Автоматическое прессующее устройство
Выводы внутри трансформатора крепятся буковыми шлицами, а их соединение выводов с изолятором выполнено при помощи компенсатора, состоящего из набора медной фольги, это даёт возможность быстро сменить вышедший из строя изолятор. Выемная часть помещается в бак с маслом, которое выполняет не только роль теплоносителя, но и является изолятором. Пробивное напряжение масла 35 кВ на 1 мм. Температура вспышки 135°С, застывания 40°С. Масло не должно иметь механических примесей и следов воды. Цвет должен быть светло-соломенным. Максимальная температура нагрева масла 90°С. Горячее масло засасывается с верхней части бака насосом и по трубопроводу нагнетается в секции, которые принудительно охлаждаются. Холодное масло поступает в нижнюю часть бака под отбойный щит, поднимается к верхней части, смешивается с горячим и выравнивает температуру. Давление масла должно быть по манометру 1,2-1,5 атм. В трансформаторе применено специальное устройство, прессующее обмотки. Это устройство 4 (рис.4.4) создает усилия, передающиеся через металлическое кольцо 3 на яшмовую изоляцию 2 и обмотки 1 трансформатора. С течением времени происходит усадка изоляции обмоток трансформатора. Чтобы обеспечить механическую прочность обмоток даже при усадке изоляции, применяют автоматическое прессующее устройство (рис. 4.5).
На ярмовой балке 8 располагают два специальных винта 1. Между винтом и башмаком 3 находится стержень 2. Башмаки насажены на шпильку 6; на башмаки воздействует пружина 5, один конец которой заделан в неподвижный упор 4. По мере усадки изоляции обмоток под действием пружин 5 стержень 2 стремится принять вертикальное положение. Так как один конец его закреплен на балке 8 в специальном винте 1, то другой конец с башмаком будет скользить по металлическому кольцу 7 и, нажимая на него, прессовать обмотки трансформатора. Для работы прессующего устройства необходимо, чтобы пружины 5 находились в сжатом состоянии.
Это состояние первоначально создается стяжными гайками 9 и шайбами. После того как винтами 1 будет обеспечиваться удержание пружин 5 в сжатом состоянии, гайки и шайбы удаляют.
На крышке бака установлены два ввода 21 (см. рис.4.2) сетевой обмотки, четырнадцать вводов 20 тяговых обмоток и четыре ввода 19 обмотки собственных нужд.
Соединение вводов с отводами выполнено гибкими медными проводниками. Все вводы разборные и допускают замену изоляторов без подъема активной части.
Активная часть помещена в стальной восьмигранный бак с трансформаторным маслом ТКп (ГОСТ 982-80), которое обеспечивает необходимую изоляцию и охлаждение обмоток.
Соединение бака с крышкой разъемное фланцевое с уплотнением прокладкой 23 из масломорозостойкой резины. Стальные прутки 24 предохраняют резину от чрезмерного сжатия и создают опорную поверхность для крышки.
В нижней части бака установлены четыре шпильки 32 для крепления активной части. Отверстия в баке в местах установки упоров закрыты съемными стальными заглушками 31.
Две балки-камеры 5 приварены к стенкам бака. Они являются воздуховодами системы охлаждения и, кроме того, совместно с опорными балками 16 используются как элементы конструкции рамной подвески бака, а также увеличивают жесткость продольных граней бака. В опорные балки вварены четыре стакана 10, являющиеся опорами трансформатора на электровозе. На опорной балке находится бобышка 9 для заземления трансформатора. Уплотнение фартука 22 с полом кузова выполнено с помощью резины.
В нижней части бака расположен вентиль 6 для заливки и слива масла, а также кран 7 для отбора пробы масла. Охлаждение трансформатора принудительное масляно-воздушное с направленной циркуляцией масла. С помощью электронасоса 1 горячее масло прокачивается через охладитель 11, который состоит из шести секций, расположенных двумя группами на боковых граня бака. Охладитель обдувается воздухом из системы вентиляции электровоза. На крышке бака размещен расширитель 3, предназначенный для компенсации температурных колебаний уровня масла в баке, а также для уменьшения поверхности соприкосновения масла с воздухом. На расширителе имеются указатель уровня масла 8, пробка для доливки масла 1 пробка 18 для сообщения с атмосферой.
На более современных электровозах тяговый трансформатор имеет несколько иную конструкцию. В качестве примера возьмем тяговый трансформатор ОНДЦЭ 5700/25 У2 электровоза переменного тока ЭП1.
Однофазный масляный трансформатор ОНДЦЭ 5700/25 У2 предназначен:
— в режиме тяги — для преобразования напряжения контактной сети в напряжение питания цепей тяговых двигателей, цепей собственных нужд и отопления поезда;
— в режиме рекуперации — для преобразования напряжения тяговых двигателей, работающих в режиме генераторов в напряжение контактной сети, цепей собственных нужд и отопления поезда.
Рис.4.6. Трансформатор ОНЦДЭ-5700/25-У2 электровоза ЭП1
Трансформатор в соответствии с рис.4.6 состоит из следующих основных узлов: активной части (магнитопровод и обмотки) 1; вводов обмоток 2, бака трансформатора 3, крышки 4, системы охлаждения 5 и контрольно-измерительных приборов.
Принципиальная электрическая схема трансформатора приведена на рис.4.7.
Рис.4.7. Схема электрическая принципиальная трансформатора
Магнитопровод трансформатора — двухстержневой. Диаметр стержня — 330 мм. Пластины изготовлены из электротехнической стали толщиной 0,3 мм. Верхнее и нижнее ярма стянуты стальными балками корытного сечения.
На стержне «А» магнитопровода расположена тяговая обмотка ТО1, на стержне «Х» — обмотка ТО2. Каждая обмотка состоит из двух частей Топ и Тор. Расположение обмоток (от стержня в радиальном направлении): стержень «А»: ТОп (2-х1)-С0-ТОр (а1-2)-(0В-0СН); стержень «Х»: ТОп (4-х2)-С0-ТОр (а2-3)-ОТ.
Сетевая обмотка — непрерывная, состоящая из двух частей, расположенных на разных стержнях и соединенных между собой параллельно. На рейки, установленные в пазы прокладок обмотки Т0р стержня «А», намотаны обмотки ОСН и ОВ. Аналогично, на рейки, установленные в пазы прокладок обмотки ТОр стержня «Х», намотана обмотка ОТ.
Отводы выполнены медными шинами, закрепленными в деревянных планках и присоединены к вводам гибкими проводниками.
Верхняя ярмовая изоляция выполнена электрокартонными шайбами с приклеенными к ним в радиальном направлении прокладками из электрокартона.
Нижняя ярмовая изоляция выполнена из колец прессованного электрокартона и образует каналы для направленного движения масла.
При эксплуатации трансформатора происходит усадка изоляционных прокладок. Для обеспечения постоянного усилия осевой стяжки обмоток применено специальное устройство (см. рис.4.8), выполненное в виде наклонной штанги, один конец которой шарнирно укреплен в ярмовой балке, а другой связан с подвижным башмаком, расположенным на прессующем кольце, выполненном из стеклопластика.
Рис.4.8. Устройство для опрессовки обмоток трансформатора
В башмак упирается пружина, стремящаяся сместить его и привести штангу в вертикальное положение. Такая конструкция обеспечивает практически постоянное усилие стяжки обмоток. Активная часть в нижней части бака раскрепляется шестью винтами (см. рис.4.9). Стопорение и маслоплотность раскрепляющих винтов 2 обеспечивается контргайкой с приваренным к ней кожухом 1 и резиновым уплотнением 3 между гайкой и втулкой.
Рис.4.9. Продольное (а) и поперечное (б) раскрепление активной части в
баке трансформатора ОНЦДЭ-5700/25-У2
В качестве раскрепления в верхней части бака служат узлы соединения активной части с крышкой (см. рис.4.10), состоящие из специальных болтов 1, гаек 2 и пластин 3.
Рис.4.10. Соединение активной части трансформатора ОНЦДЭ-5700/25-У2 с
Перед установкой активной части 1 (см. рис.4.11) в бак 3 трансформатора на патрубки маслопровода 4 устанавливаются по три резиновые прокладки 2.
Рис.4.11. Установка прокладок трансформатора ОНЦДЭ-5700/25-У2
В нижней части бака размещен вентиль для слива и доливки масла. На балке дна бака, а также на самом дне расположены пробки для слива остатков масла. К крышке приварены: бобышка 5 для заземления крышки на бак с помощью болтов 4 (см. рис.4.10); гильзы для термометра и датчиков реле температуры, а также расширитель. Охлаждение трансформатора принудительное масляно-воздушное с направленной циркуляцией, осуществляемой электронасосом. На верхнем маслопроводе установлена пробка для выпуска воздуха из радиаторов.
В холодный период эксплуатации электровоза отверстие для выброса воздуха из охладителя в атмосферу может частично закрываться заслонкой. Доливка масла в трансформатор производится через пробку, расположенную на кршыке расширителя. На расширителе расположен воздухоосушитель и указатель уровня масла. Трансформатор снабжен контрольно-измерительными приборами: термометром — для контроля температуры окружающей среды и заливаемого малса,а также для контроля температуры верхних слоев масла при работе трансформатора; манометром — для контроля напора масла; датчиками реле температуры, предназначенными: 1-й — для сигнализации о достижении верхними слоями масла критической температуры 90˚С, 2-й — на включение электронасоса при температуре минус 15˚С и выше.
Трансформатор совместно с установленным на нем дополнительным оборудованием устанавливается в высоковольтной камере и крепится четырьмя шпильками М36.
Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25АМ-02
Тяговый (силовой) трансформатор ОДЦЭ-5000/25АМ-02 (рис. 43) предназначен для преобразования напряжения контактной сети 25 кВ до напряжений питания цепей тяговых двигателей и собственных нужд электровоза. Технические данные трансформатора следующие:
Номинальная мощность сетевой обмотки, кВ-А. 4 777
Номинальное напряжение сетевой обмотки, В. 25000
Номинальное напряжение тяговых обмоток, В:
Номинальный ток тяговых обмоток, А. 1 750
Часовой ток тяговых обмоток, А. 1 900
Номинальные напряжения обмоток возбуждения аб-а7; а7-х4, В. . . 180
Номинальный ток обмотки возбуждения, А. 720
Номинальное напряжение обмоток собственных нужд, В:
Номинальный ток обмотки собственных нужд, А. 520
То же при резервировании, А. I 400
Общие потери, кВт. • 84
Расход воздуха на охлаждение, м3/с-. 5,5
Масса, кг .’. 7 800
Трансформатор состоит из следующих основных узлов: двух-стержневого магнитопровода, обмотки, бака и системы охлаждения. Стержни магнитопровода имеют в поперечном сечении ступенчатую форму и изготовлены из листов холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Обмотки намотаны на цилиндры и закреплены с помощью картонных прокладок и реек. Осевая стяжка обмоток выполнена с помощью пружинного рычажного устройства (прижим).
Каждая тяговая обмотка (рис. 44) состоит из трех частей и расположена только на одном из стержней магнитопровода. Расположение обмоток концентрическое. Первыми у сердечника расположены двухходовые спиральные обмотки 2-х1 (4-х2). Спирали на каждом стержне соединены параллельно. Второй, средней, размещена непрерывная сетевая обмотка. В третьем, наружном концентре установлены катушки тяговых обмоток 2-1 (4-3) и 1-а1 (3-а2), обмотки возбуждения и собственных нужд.
Бак 4 (см. рис. 43) заполнен трансформаторным маслом. В нижней части бака установлены стальные заглушки 3, закрывающие отверстия в местах установки резьбовых упоров для крепления активной части. Для уплотнения фартука 5 с полом электровоза применена резина. Две балки-камеры 14 являются элементами рамной подвески бака. Они увеличивают жесткость бака, а также используются как воздуховоды системы охлаждения. Опорами трансформатора служат четыре кованых конических стакана И.
Система охлаждения состоит из восьми секций радиаторов 2 и электронасоса 1. Секции радиаторов обдуваются воздухом из системы вентиляции электровоза. Расширитель 10 предназначен для компенсации температурных колебаний уровня масла в баке. Часть расширителя над поверхностью масла заполнена воздухом, который сообщается с атмосферой через отверстие в пробке 8. Для доливки масла предназначено отверстие, закрытое пробкой 9. Слив и заполнение бака маслом производятся через вентиль 12.
Рис. 44. Схема обмоток трансформатора
Для взятия пробы масла предусмотрена пробка 13. На крышке бака установлены вводы: два 6 сетевой обмотки, восемь 7 тяговых обмоток, три 15 обмотки возбуждения и четыре 16 обмотки собственных нужд. Соединение вводов с отводами выполнено демпферами из гибких медных проводников. Все вводы разъемные и допускают замену изоляторов без подъема выемной части.
Электровоз ВЛ80Р
Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 Т и ЧС200
Рассмотрены устройство и работа основного электронного оборудования, применяемого в электродинамическом (реостатном) тормозе системы «Шкода». Применительно к электродинамическому тормозу электровозов ЧС2 Т и его модификации на скоростном электровозе ЧС200
Системы тормозов
Автоматические тормоза и тормозные системы
2.4 Устройство силовых цепей.
Подключение электровоза к контактному проводу обеспечивается токоприёмниками Х1, которые соединены с выводом А первичной обмотки силового трансформатора Т5 через помехоподавляющий дроссель L1, L2, разъединители QS1, QS2 главный выключатель QF1, фильтр Z1 и трансформатор тока Т6. Мощность силового трансформатора Т5 составляет 4345 КВ/А. Второй вывод Т5 соединяется с корпусом электровоза через трансформатор тока Т7. В случае необходимости, разъединителем QS1 можно отключить неисправный токоприёмник. Высоковольтные разъединители QS1, QS2 находятся в нормально включенном состоянии, рукоятки их расположены внутри ВВК электровоза. Силовые контакты с дугогашением ГВ QF1, шунтированы нелинейным сопротивлением R, для уменьшения коммутационных перенапряжений. В отключенном положении ГВ QF1, осуществляет дополнительное заземление на «Землю» обмотки силового трансформатора Т5, чем обеспечивается электробезопасность при входе в высоковольтную камеру.
1) Дроссель L1 и фильтр Z1 – для снижения уровня радиопомех, создаваемых при работе электровоза.
2) Главный выключатель QF1 – для оперативных и автоматических отключений тягового трансформатора Т5.
3) Трансформатор тока Т6 – служит датчиком тока для реле К2, являющегося составной частью ГВ QF1. При коротком замыкании и токовых перегрузках, ток в цепи катушки реле достигает величины, равной уставке реле, последнее включается и размыкает цепь катушки удерж. ГВ.
4) Трансформатор тока Т7 – выполняет функцию датчика тока для счётчиков активной энергии РЈ1.
5) Счётчик РJ1 – для учёта потребляемой энергии, J2 – рекуперируемой электроэнергии.
6) Ограничитель перенапряжения F1 – для защиты от атмосферных коммутационных перенапряжений в контактной сети.
7) Напряжение к/сети измеряется вольтметром РV1, установленным в кабине машиниста. Подключены к вторичной обмотке трансформатора Т12, через панель питания U21 подключены так же вентиль защиты ВЗ – У1 и счётчики электроэнергии РJ1.
8) Конденсаторы С1, С2 и резисторы R1, R2 установленные на панели питания U21 – для снижения уровня перенапряжения включенных параллельно вторичной обмотки трансформатора Т12.
9) Разъединители QS1, QS2 – для отключения повреждённого токоприёмника от высоковольтной цепи.
10) Реле максимального тока К2- для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания, которое входит в состав ГВ и отключает его, если ток в первичной обмотке тягового трансформатора достигнет 450А.
2.5 Работа силовых цепей
2.5.1 Цепи вторичных обмоток тягового трансформатора и тяговых двигателей в режиме тяги.
Тяговый трансформатор имеет четыре вторичные обмотки:
-обмотка а4-6-х4 – для питания тяговых двигателей в режиме рекуперативного торможения;
— обмотка а1-1-2-х1- для питания тяговых двигателей М1-2;
— обмотка а2-3-4-х2 – для питания тяговых двигателей М3-4;
Рисунок 5 — Схема силовых цепей.
— обмотка а3-5-х3 – для питания вспомогательных машин и устройств;
Напряжение на тяговые двигатели подаётся от вторичных тяговых обмоток трансформатора Т5 через ВИП U1 и U2. Напряжение секций а1-1, 1-2, а2-3, 3-4 вторичных тяговых обмоток при холостом ходе трансформатора составляет 315В, напряжение секции 2-х1, 4-х2 – 630В. Регулирование напряжения на тяговые двигатели осуществляется путём изменения угла открытия тиристоров ВИП. Схемой предусмотрено четырех зонное плавное регулирование выпрямленного напряжения. После полного открытия тиристоров плеч 1, 2, 7, 8 (конец IV зоны), дальнейшее увеличение скорости электровоза достигается ослаблением возбуждения на тяговые двигатели, путём шунтирования обмоток возбуждения резисторами R1 – R2 и индуктивными шунтами L11-L14. Предусмотрено три ступени ослабления возбуждения: первая ступень – 70 % включены контакторы К11-К12;
вторая ступень – 52 % включены контакторы К11-К12, К21-К22;
третья ступень – 43 % включены контактора К11-К12, К21-К22, К31-К32; Это значит, что 70%, 52%, 43% тока якоря проходит по обмоткам возбуждения.
В случае необходимости, любой тяговый двигатель может быть отключен одним из разъединителей QS11-QS12.
При этом отключается соответствующий ВБ-8 QF11 – QF12. Питание тяговых двигателей от источника (сети депо) осуществляется через розетки Х4 и разъединитель QS5. Напряжение на тяговых двигателях измеряется вольтметром PV2 и защищён конденсатором С26. Ток тяговых двигателей измеряется амперметрами РА1 установлен в кабине машиниста головной (хвостовой) секции и подключенными к измерительному шунту RS1. Прибор РА1 установлен в кабине 1, РА1 в кабине 2. В цепи якорей тяговых двигателей включены датчики тока Т1-Т2 блока А11, А12, обеспечивающие совместно с блоком управления А55 контроль тока тяговых двигателей и обратную связь по току с системой управления ВИП. В цепи якорей тяговых двигателей М2 и М4 включены датчики напряжения Т3 блока А11, А12, обеспечивающие контроль напряжения на тяговых двигателях системой МСУД в режиме рекуперативного торможения. Контроль замыкания на корпус цепей питания тяговых двигателей, осуществляется реле земли KV1. Реле имеет включающую и удерживающую катушки. К контролируемым цепям включающая катушка реле подключена через резисторы R5, R6 и разъединитель QS7. Напряжение 50V на удерживающую катушку подаётся (при «КЗ») от контроллера машиниста SМ1, от провода Э2 через резистор R94. На включающую катушку, напряжение подаётся от обмотки собственных нужд тягового трансформатора Т5 через понижающий трансформатор Т9.
1) Ограничители перенапряжения F2, F3 – для снижения уровня атмосферных и коммутационных перенапряжения в цепях тягового обмоток трансформатора.
2) Для снижения потенциала относительно корпуса при атмосферных пере напряжениях и снижения уровня радиопомех, тяговой обмотки соединены с корпусом электровоза через конденсаторы панелей С1, С2 и конденсаторы С11-С14.
3) Защита тяговых обмоток и ВИП от токов «КЗ» осуществляется с помощью реле КА1-КА6, при срабатывании которых от обмотки СН трансформатора подаётся напряжение на катушку отключающего электромагнита УА3 (ГВ) QF1. Ток срабатывания реле 6000А.
4) QS3-QS4 разъединители (ручной привод) – для отключения, повреждённого ВИП.
5) QF11-QF12 быстродействующие выключатели (на БСА А11, А12), для защиты тяговых двигателей от токов «КЗ».
6) Переключателями QР1 – обеспечивается изменение направление тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей для изменения направления движения электровоза.
7) Переключатели QT1 – для переключения электрической схемы электровоза из тягового режима в рекуперативный режим и наоборот.
8) Сглаживающие реакторы L2, L3, L4, L5 – для снижения пульсации выпрямленного тока в цепи тяговых двигателей.
9) Для уменьшения пульсации тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока возбуждения, обмотки возбуждения тяговых двигателей шунтированы резисторами R11-R12.
10) Индуктивные шунты L11-L14 – для снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых двигателей при колебаниях напряжения в к/сети или его восстановления после кратковременного снятия.
11). В цепи якорей тяговых двигателей включены датчики тока Т1-Т2 – обеспечивающие совместно со шкафом МСУД А55 контроль тока тяговых двигателей и обратную связь по току с системой управления ВИП
12) Разъединитель QS7 – для возможности отключения реле от замкнутой на корпус цепи (например, СР L5 или ВИП), с целью сохранения работоспособности электровоза. В этом случае обязательно должен быть отключен соответствующий разъединитель QS3-QS4.
13) При замыканиях на корпус реле КV1 включается, размыкает цепь питания катушки удерж. УА2 (ГВ) и включает индикатор «ГВ» на пульте машиниста.
14) Трансформаторы Т17, Т18 – обеспечивают работу системы, устанавливающую необходимую величину угла отпирания тиристоров ВИП в зависимости от формы напряжения в к/сети.
15) Трансформаторы Т19, Т20 – для синхронной работы аппаратуры управления с сетью.
16) Датчики тока Т21-Т22 – для измерения постоянного пульсирующего тока ТЭД и формирования сигнала для системы автоматического управления электровоза.
17) Датчик напряжения Т3 – в цепи тяговых двигателей М2 и М4 обеспечивает контроль напряжения на тяговых двигателях системой МСУД в режиме рекуперативного торможения.