Защита оборудования силовых и вспомогательных цепей.

Защита от коротких замыканий.

Для этого служит быстродействующий выключатель БВ1. При коротких замыканиях (к.з.), сопровождающихся перекрытием на корпус, когда установившееся значение тока ниже тока уставки БВ1, силовую цепь защищает дифференциальное реле К AI, отрегулированное на ток небаланса 100 А. При срабатывании оно своими контактами разрывает цепь удерживающей катушки БВ1.

Вспомогательные цепи защищены от токов к.з. и пробоя на "землю" быстродействующим автоматическим выключателем БВ2. В него встроено дифференциальное реле, отрегулированное на ток небаланса 50 А.

Защиту ТД от токов к. з. в режиме рекуперативного торможения выполняют быстродействующие контакторы (БК) QF3, QF4, QF5, имеющие размыкающий главный контакт. Отключающая катушка БК через ограничивающий резистор подсоединяется параллельно катушке индуктивного шунта L5, L6, L8. Контактор защищает цепь при напряжении на двигателях до 4000 В и начальной скорости нарастания тока до 350 А/мс. С появлением тока к. з. в цепи ТД резко повышается напряжение на реакторах. По отключающей катушке БК проходит большой ток. Его главный контакт в отключенном положении удерживается защелкой. После отключения БК его размыкающий вспомогательный контакт размыкает цепь удерживающей катушки БВ1, а замыкающий замыкает цепь электромагнита защелки (восстановления) БК.

Однако электромагнит не возбуждается, так как в его цепи управления, кроме вспомогательного контакта БК, находятся контакты контактора КМ73. В цепи катушки КМ73 расположены контакты главного барабана контроллера машиниста 89-90, замкнутые только на нулевой позиции главной рукоятки, 21-22 реверсивно-селективного барабана, замкнутые в нулевом положение реверсивно-селективной рукоятки.

После перевода реверсивно-селективной и тормозной рукояток контроллера на нулевые позиции и нажатия кнопки "Возврат БВ" контакторы КМ73 включаются во всех секциях. Напряжение 50 В подается на катушки электромагнита, которые возбуждаются, и контакторы БК восстанавливаются во всех секциях.

При отключении БК размыкается цепь питания обмоток возбуждения ТД от управляемых выпрямителей тиристорного преобразователя. Одновременно обмотки возбуждения вводятся в цепь обмоток якорей через блоки защиты управляемых выпрямителей Ш .2, и 1.3, ГЛ.4, отпирающиеся в момент срабатывания БК.

Это вызывает резкое изменение направления тока в обмотках возбуждения. В них появляется э.д.с. самоиндукции, имеющая согласное направление с прежним направлением тока и встречное по отношению к э. д. с. ТЭД. В результате начинается ускоренное размагничивание магнитной системы ТД. С уменьшением магнитного потока одновременно спадает до нуля э.д.с. вращения и ток короткого замыкания.

Чтобы ограничить скорость нарастания тока к.з., в цепь якорей ТД в рекуперации вводится дополнительная индуктивность - индуктивные шунты - с помощью тормозного переключателя.

Работа цепей рекуперативного торможения на последовательном соединении (рис.232) отличается от действия цепей на последовательно-параллельном (рис.233) и параллельном соединениях (рис.234). При отключении контакторов БК в случае к.з. в сети направление тока меняется только в обмотках возбуждения М5, Мб на последовательном соединении. На последовательно-параллельном и параллельном соединениях (при одновременном срабатывании БК) направление меняется в обмотках возбуждения всех двигателей.

Несмотря на то, что на последовательном соединении не все двигатели размагничиваются, эффективность схемы защиты не снижается по сравнению с параллельным соединением. Дело в том, что индуктивность цепи якорей увеличивается в 3 раза и, соответственно, во столько же раз

Рис. 232. Пути токов на С-соединении: 1р - ток рекуперации до к.з.; I . - ток при к.з. после отключения БК; I ,,, I ,., I ,. - токи к,з 4 в1-2 вЗ-4 аэ-6

возбуждения и э.д.с. вращения уменьшается ток возбуждения. Через реле моторного тока КА2, КА9, КАЮ или при защитных отключениях, отключениях вспомогательных контактов аппаратов КМ64, КМ71 и КМ72 через пневматический выключатель SP3 обеспечивается такое изменение тока возбуждения и якорей ТД, что ложное срабатывание БК исключается.

Противобоксовочная защита и защита от юза.

В случае возникновения боксования любой колесной пары и срабатывания соответствующего датчика боксования В1, В2 или ВЗ включаются песочницы соответствующей секции. В зависимости от направления движения ими могут быть Y6, Y8, Y10 или Y7, Y9, Yl 1. Контроль за возникновением и прекращением боксования осуществляется по сигнальным лампам "РБ" Н20. Одновременно в зависимости от группы соединения и режима работы ТД схемой предусмотрены несколько способов устранения боксования.

На С-соединении тяговых двигателей и полном возбуждении, при выключенном реле KV32 и срабатывании одного, двух или трех датчиков боксования работа цепей не изменяется. Если применено ослабление возбуждения ОВ1 и реле KV32 отключено, то срабатывание одного - трех датчиков боксования на секции приводит к отключению контакторов ослабления возбуждения двух, четырех или шести ТД и переводу их на полное возбуждение. После прекращения боксования ослабление ОВ1 восстанавливается.

На позициях ослабления возбуждения ОВ2-ОВ4 и с включенным реле KV32 срабатывание одного или двух датчиков боксования вызывает отключение контакторов ослабления возбуждения под контролем реле

Рис. 233. Пути токов на СП-соеднинении

Рис.234. Пути токов на П-соединении времени КТ10 и перевод всех ТД на полное возбуждение. После окончания боксования режим полного возбуждения сохраняется.

Если срабатывают сразу три датчика боксования, то мгновенно отключаются контакторы ослабления возбуждения, и все ТД переводятся на полное возбуждение. После прекращения боксования режим полного возбуждения сохраняется

На СП- и П-соединениях при ослаблении возбуждения ОВ1 и выключенном реле KV32 срабатывание одного, двух или трех датчиков боксования на секции приводит к отключению контакторов ослабления возбуждения двух, четырех или шести тяговых двигателей. Они переводятся на полное возбуждение. После окончания боксования режим ОВ1 восстанавливается.

Если применено ослабление возбуждения ОВ2-ОВ4, реле KV32 включено, то срабатывание одного или двух датчиков боксования вызывает отключение контакторов ослабления возбуждения. При срабатывании трех датчиков боксования цепи работают как описано выше.

Чтобы действовала защита от юза, необходимо уменьшить ток рекуперации в 3 раза по сравнению с текущим значением. При возникновении юза на элемент защиты от юза (ЭЗЮ) САУРТ поступает сигнал от датчика боксования. Затем скачкообразно уменьшается величина сопротивления в цепи базы соответствующего транзистора. После окончания юза величина данного резистора восстанавливается до начального значения за 3-4 с.

На С-, СП-соединениях ток рекуперации уменьшается во всех секциях при срабатывании любого датчика боксования. На П-соединении ток рекуперации при юзе снижается только в той параллельной ветви, в которой сработал датчик.

Защита от перегрузки.

При срабатывании реле перегрузки КА5, КА4 или КАЗ в режиме рекуперации отключается контактор КМ71. Его вспомогательные контакты в проводах 594-595 разрывают цепь реле KV25 и САУРТ в цепи питания системы управления инвертора СТП. Начинается тяговый режим.

Когда ток достигнет 100 А, отключится реле РМ, разомкнётся цепь питания катушек вентилей линейных контакторов, и силовые цепи электровоза разберутся. Чтобы восстановить рекуперацию, необходимо перевести на нулевое положение тормозную рукоятку.

В тяговом режиме ТД защищены реле перегрузки КАЗ, КА4, КА5. О их перегрузке сигнализирует сигнальная лампа "РП" (Н22) на пульте машиниста. Если ТД работали с ослабленным возбуждением, то срабатывание любого реле вызывает отключение контактора КМ71 (размыкается цепь проводов Э532-521), а он - отключение контакторов К25-К28 и резисторов ослабления возбуждения. Чтобы восстановить режим ослабления возбуждения, необходимо перевести на позицию ОВ1 тормозную рукоятку и вновь набрать следующие позиции ослабления возбуждения.

От перегрузок тиристорный преобразователь ПТС защищен быстродействующим выключателем QF2 (БВ2) и демпферным резистором R64. В случае срыва выключатель QF2 отключается и размыкает цепь питания от силовой части ПТС. Одновременно срабатывает СУПТС, который снимает импульсы с управляющих выводов тиристоров. Балластный резистор R64 (5,25 Ом) ограничивает токи к.з. до допустимых величин.

Кроме того, для повышения надежности защиты на преобразователе дополнительно предусмотрен короткозамыкатель, который при срывах рекуперации или к. з. в ПТС шунтирует тиристоры инвертора.

Защита от повышенного напряжения.

На электровозе предусмотрена система ограничения напряжения на ТЭД системой САУРТ. Если в процессе регулирования напряжение на них повышается до 4000 В, то датчик напряжения воздействует на ограничивающий орган САУРТ. Это приводит к уменьшению напряжения на двигателях и переводит систему в режим его поддержания в допустимых пределах.

Если напряжение в контактной сети превысит 4000 В при рекуперативном торможении, а система ограничения напряжения откажет, то ТЭД будет защищать реле повышенного напряжения KV2. Своими контактами оно воздействует на режим работы ТЭД аналогично работе реле перегрузки через контактор КМ71. Чтобы восстановить цепи, необходимо перевести тормозную рукоятку КМ на нулевую позицию.

Защита электрооборудования от повышения напряжения в тяговом режиме при ослабленном возбуждении осуществляется также через реле KV2. При его срабатывании размыкается контакт реле в цепи катушки контактора КМ71. После срабатывания контактора КМ71 отключаются контакторы ослабления возбуждения К25-К28. В результате ТЭД переходят на полное поле возбуждения. О напряжении в контактной сети свыше 4000 В, так же как при перегрузке ТЭД, сигнализирует лампа "РН" (Н22).

Система контроля обрыва тормозной магистрали.

При обрыве тормозной магистрали поезда система контроля информирует локомотивную бригаду, одновременно разбирается цепь тягового режима. Цепь управления получает питание от провода Э801 после включения кнопки S45 "Сигнализация".

При нарушении целостности тормозной магистрали поезда вследствие дополнительной разрядки тормозной магистрали контакты ДДП датчика SP8 замыкаются. От проводов Э801 получает питание катушка промежуточного реле KV26.

Включившись, оно встает на самоподхват через диод VI35 и замыкает цепь красной сигнальной лампы "ТМ" (HI7).

Одновременно реле KV26 размыкающими контактами в проводах 596-598 размыкает цепь питания катушек вентилей линейных контакторов ТЭД.

Положение, при котором горит лампа "ТМ" и разобрана силовая цепь электровоза, сохраняется до начала торможения, когда при наполнении тормозных цилиндров срабатывает датчик SP8 и своими контактами ДТЦ размыкает цепь питания катушки реле KV26.

Отключение реле КУ26 приводит к погасанию сигнальной лампы "ТМ" и восстановлению цепи катушек линейных контакторов. Движение поезд возможно только после перевода главной рукоятки контроллера машиниста в нулевую позицию и полного отпуска тормозов.

При служебном и экстренном торможениях контакты ДДР кратковременно замыкаются, и включается реле Ю/26, замыкая через свои контакт цепь сигнальной лампы "ТМ". Через некоторое время, когда давление в тормозных цилиндрах возрастает, контакт ДТП, разбирает цепь катушки реле Ю/26, и лампа Н17 гаснет. При каждом торможении кратковременное загорание, а затем погасание красной сигнальной лампы "ТМ" свидетельствует о исправной схеме контроля обрыва тормозной магистрали.

Диод VI34 в проводах Э748-708 служит для снижения уровня перенапряжения и улучшения условий коммутации контактов датчика 8Р8. Диод VI35 (провода 737-895) исключает ложное включение ламп "ТМ" при кратковременном включении контактов ДДР во время отпуска тормозов.

В режиме рекуперативного торможения система сигнализации обрыва тормозной магистрали поезда не приводит к отключению линейных контакторов и к разбору схемы торможения.

Защита от перенапряжений и радиопомех.

Защита от атмосферных коммутационных перенапряжений осуществляется биполярным разрядником Р1.

Он установлен вместе с регистратором числа срабатываний на крыше секции и подключен к силовой цепи после реактора помехоподавления.

Чтобы снизить уровень помех в канале поездной радиосвязи, возникающих при работе локомотивного электрооборудования, на электровозе установлено специальное устройство, которое состоит из контура индуктивности и емкости. В качестве индуктивности применены реакторы Ы, Ь4, которые включены в силовую цепь между токоприемником и быстродействующим выключателем. В качестве емкости применены конденсаторы С1 иС2.