Буферная защита тяговых электродвигателей от перегрузки и повышенного напряжения. Защиту обеспечивают реле перегрузки РТ35, РТ36 и реле повышенного напряжения PH 10. При срабатывании любого из них от провода Э404 образуются цепи на сигнальную лампу “РП” и катушку реле буферной защиты РП21 (см. рис. 1.9 на вкладке). Реле включается и своими контактами между проводами Э532 и 549 (см. рис. 1.13 на вкладке) разрывает цепь катушки контактора К61. Контактор выключается, что приводит к следующему:

• размыкается блокировка контактора К61 между проводами 548 и Э532. Восстановление цепи катушки контактора Кб 1 от провода Э533 после выключения реле РП21 становится невозможным;

• размыкаются главные контакты контактора К61 между проводами 523 и Э524. В цепь независимой обмотки генератора АМ-Г преобразовате-ля'всех секций вводится секция 15—16 резистора ЯЗІ.

Ток возбуждения тяговых электродвигателей уменьшается. Перегрузка или повышенное напряжение ликвидируется, реле РП21 выключается, сигнальная лампа “РП” гаснет, цепь катушки контактора Кб 1 восстанавливается, но контактор остается выключенным. Для его включения необходимо подключить цепь его катушки к проводу Э532, что можно сделать переводом тормозной рукоятки контроллера на вторую позицию. Такой порядок исключает резкие колебания тормозной силы и позволяет вновь плавно восстановить полное возбуждение тяговых электродвигателей.

Защита от токов короткого замыкания на П соединении тяговых электродвигателей. Защиту от токов короткого замыкания обеспечивают быстродействующие контакторы КБ45 и КБ46 типа БК-78Т. Они защищают цепь тяговых электродвигателей при напряжении до 4000 В, при начальной скорости нарастания тока короткого замыкания 350 А/с и его значении в отключающих катушках БК 35—50 А.

Рис. 8.10. Схема силовой цепи трехсекционного А+(А+Б) электровоза ВЛП при рекуперативном торможении на С соединении тяговых электродвигателей: а — головная секция А; б — средняя секция А; в — головная секция Б

При коротком замыкании, независимо от того, произошло ли оно во внешней цепи (контактная сеть, крышевое оборудование) или в цепях электровоза, ток рекуперации стремится достичь тока короткого замыкания, так как тяговые электродвигатели работают в генераторном режиме и их цепь замыкается через место короткого замыкания.

Допустим, произошло перекрытие на корпус стойки кулачкового элемента между проводами 008—125—009 режимного переключателя ПкС. Ток короткого замыкания будет протекать по следующим параллельным цепям (рис. 8.11, см. также рис. 1.22 на вкладке):

• зажим Я электродвигателя М1, провод 034, КЭ ПкР, провод 033, КЭ ПкД1, провод 032, катушка реле перегрузки РТ35, провод 031, контакты контактора К18, провод 028, контакты контакторов К16 и К13, провод 021, контакты контактора К10, провод 008, КЭ ПкС, корпус, рельсовая цепь, токосъемники Пк2—Пк5, провод 100, токовые обмотки счетчиков электроэнергии Wh2 и Whl или их шунты Шн4 и ШнЗ, соединенные проводом 127, провод 121, реле РДФ1, провод 121, КЭ 6 ПкГ, провод 072, уравнительный резистор R5, контакты БК КБ45, провод 071, КЭ 5 ПкГ, провод 048, КЭ ПкД1, провод 047 (из-за значительной скорости нарастания тока короткого замыкания в индуктивном шунте L3 наводится э.д.с. самоиндукции, поэтому ток короткого замыкания не идет по катушке 2—3 шунта), КЭ ПкТ, провод 063, отключающая катушка БК КБ45, провод 062, токоограничивающий резистор R9, провод 061, катушка 3—1 индуктивного шунта L3, провод 055, обмотка противовозбуждения НЗ-ННЗ генератора АМ-Г преобразователя, провод 056, КЭ ПкТ, провод 041, КЭ ПкР, провод 036, обмотка якоря тягового электродвигателя М2, провод 035, зажим ЯЯ тягового электродвигателя М1 ;

• зажим Я электродвигателя М3, провод 080, КЭ ПкР, провод 079, КЭ ПкД2, провод 078, катушка реле перегрузки РТ36, провод 087, катушка реле РТ38 ПРУ, провод 077, контакты контактора К19, провод 076, КЭ 2 и 3 ПкГ, провод 018, контакты контакторов К8 и К5, провод 011, контакты контактора К1, провод 009, КЭ ПкС, корпус, рельсовая цепь, далее до провода 121, как в описанной выше цепи, КЭ ПкС (на головной секции А и пластина П2), провод 119, уравнительный резистор R6, провод 118, контакты БК КБ46, провод 117, КЭ ПкС, провод 116, шунт Шн2 амперметра А2, провод 115, КЭ ПкД2, провод 096 (из-за наведения в индуктивном шунте L4 э.д.с. самоиндукции ток короткого замыкания не идет по катушке 2—3 шунта, КЭ ПкТ, провод 112, отключающая катушка БК КБ46, провод 111, токоограничивающий резистор R10, провод 110, катушка 3—1 индуктивного шунта L4, вводный провод 105 реле РТ37, обмотка противовозбуждения Н2-НН2 генератора АМ-Г преобразователя, провод 106, КЭ ПкТ, провод 084, КЭ ПкР, провод 082, обмотка якоря тягового электродвигателя М4, провод 081, зажим ЯЯ тягового электродвигателя М3.

Рис. 8.11. Схема защиты тяговых электродвигателей от токов к.з. на П соединении в режиме рекуперативного торможения на электровозе ВЛ11

Когда ток короткого замыкания в отключающих катушках БК КБ45 и КБ46 возрастает до 35—50 А, они срабатывают на отключение и их подвижные контакты фиксируются в отключенном положении защелками. После размыкания силовых контактов Б К ток короткого замыкания от резисторов Я5 и Л6 протекает по следующим цепям:

• по дуге между разомкнувшимися контактами КБ45 и КБ46 и далее на зажимы ЯЯ тяговых электродвигателей М1 и М3 по цепям, описанным выше;

• по разрядным резисторам Я7 и Я8 и далее на зажимы ЯЯ тяговых электродвигателей М1 и М3 по цепям, описанным выше.

Поскольку сопротивление между разомкнувшимися контактами БК и сопротивления резисторов И.7 и Я8 значительны, а э.д.с. вращения тяговых электродвигателей гораздо больше э.д.с. генератора АМ-Г преобразователя, ток короткого замыкания от резисторов Я5 и Я6 в основном протекает по следующим цепям:

• при срабатывании БК КБ45: резистор Я5, провод 073, КЭ ПкТ, провод 099, шунт Шн1 амперметра А1, провод 095, обмотка возбуждения тягового электродвигателя М4, провод 094, контакты контактора К23, провод 098, обмотка якоря генератора АМ-Г, провод 097, КЭ ПкТ, провод 044, обмотка возбуждения тягового электродвигателя М1, провод 042,

КЭ ПкТ, провод 071, КЭ 5 ПкГ, провод 048, КЭ ПкД], провод 047 и далее на зажим ЯЯ тягового электродвигателя М1;

• при срабатывании БК КБ46: резистор И.6, провод 118, КЭ ПкТ, провод 046, обмотка возбуждения тягового электродвигателя М2, провод 045, контакты контактора К24, провод 098, обмотка якоря генератора АМ-Г, провод 097, КЭ ПкТ, провод 093, обмотка возбуждения тягового электродвигателя М3, провод 092, КЭ ПкТ, провод 117, КЭ ПкС, провод 116, шунт Шн2 амперметра А2, провод 115, КЭ ПкД2, провод 096 и далее на зажим ЯЯ тягового электродвигателя М3.

Таким образом, при размыкании контактов БК КБ45 и КБ46 в цепь обмоток якорей тяговых электродвигателей вводятся их обмотки возбуждения, т.е. тяговые электродвигатели переводятся с независимого на последовательное возбуждение. По обмоткам возбуждения ток короткого замыкания протекает в направлении, противоположном току возбуждения. Происходит интенсивное размагничивание главных полюсов тяговых электродвигателей током короткого замыкания. Их э.д.с. и ток короткого замыкания, который они поддерживали, спадают до нуля. Кроме того, убывание магнитного потока главных полюсов сопровождается появлением э.д.с. самоиндукции в их обмотках, направленной встречно току короткого замыкания, а значит, уменьшающей его величину. Наличие в цепи тока короткого замыкания индуктивного шунта уменьшает скорость его нарастания.

Размагничивание главных полюсов тяговых электродвигателей током короткого замыкания, ограничение его величины и скорости нарастания обеспечивают быстродействие защиты, исключающее образование круговых огней на коллекторах тяговых электродвигателей.

Размыкание силовых контактов БК КБ45 и КБ46 сопровождается изменением положения их блокировок (см. рис. 1.9 на вкладке):

• замыкаются блокировки в цепи их включающих катушек. Катушки получат питание от провода Э402 при последующем восстановлении БВ нажатием кнопки “Возврат БВ”;

• замыкаются блокировки между проводами Э801 и Э812. Загорается сигнальная лампа “БК”, сигнализирующая о срабатывании БК;

• размыкаются блокировки между проводами 407, 409 и 409, 410 в цепи удерживающей катушки БВ. Последний отключает тяговые электродвигатели от контактной сети, исключая их работу в тяговом режиме при последовательном возбуждении.

Размыкание силовых контактов БВ также сопровождается изменением положения его блокировок:

• размыкается блокировка между проводами 320 и 417. Реле РП22 выключается сразу, а реле времени РВ7 — через 2—3 с;

• замыкается блокировка между проводами Э801, Э810 и блокировка в одной из секций между проводами Э801, Э803 (см. рис. 1.11). Загораются лампа “БВ” и одна из ламп “1БВ”, “2БВ”, “ЗБВ”, сигнализируя об отключении БВ на одной из секций;

• размыкается блокировка между проводами 575 и 576 (см. рис. 1.13 на вкладке). Контакторы К23 и К24 отключают обмотки возбуждения тяговых электродвигателей от зажимов якоря генератора АМ-Г преобразователя;

• размыкается блокировка между проводами 598 и 599. Выключаются линейные контакторы, разрывая якорную цепь тяговых электродвигателей. Выключается контактор К62, разрывая цепь независимых обмоток возбуждения генераторов АМ-Г преобразователей всех секций. Выключается реле РП19, разрывая цепь на корпус угловых реостатных контакторов. Последние выключаются и вводят в цепь тяговых электродвигателей пусковой резистор для улучшения дугогашения БВ и линейных контакторов.

Изменяют положение и блокировки линейного контактора К19 при его выключении:

• размыкается блокировка между проводами 550 и 551. Цепь катушки вентиля электроблокировочного клапана КЭБ разрывается, и он соединяет тормозные цилиндры электровоза с воздухораспределителем;

• замыкается блокировка между проводами 550 и Э553. От провода Э534, находящегося под напряжением с третьей позиции тормозной рукоятки контроллера машиниста, образуется цепь на катушку вентиля ют-пана замещения КЭП8. Тормозные цилиндры электровоза наполняются сжатым воздухом давлением 2—2,5 кгс/см², которое устанавливается редуктором № 348. Отпуск тормоза электровоза произойдет при разборе схемы рекуперации на второй позиции тормозной рукоятки контроллера машиниста.

Отличия защиты от токов короткого замыкания на СП и С соединениях. На СП соединении в каждой секции ток рекуперации протекает только через контакты КБ46, поэтому при коротком замыкании происходит размагничивание обмоток возбуждения только тяговых электродвигателей М3 и М2. Цепь обмоток возбуждения тяговых электродвигателей М1 и М4 просто разрывается контактами БК КБ45 (рис. 8.12).

На С соединении ток рекуперации протекает только через контакты КБ46 головной секции Б, поэтому при коротком замыкании происходит размагничивание обмоток возбуждения только тяговых электродвигателей М3 и М2 головной секции Б. Цепь обмоток возбуждения тяговых электродвигателей М1 и М4 этой секции и цепи обмоток возбуждения тяговых электродвигателей остальных секций просто разрываются контактами остальных БК (рис. 8.13).

Тем не менее, по сравнению с П соединением, эффективность защиты на этих соединениях не снижается, так как индуктивность цепи якорей на СП соединении больше в два раза, а на С соединении — в четыре или в шесть раз (в зависимости от количества секций). Во столько же раз при коротком замыкании будет меньше и межламельное напряжение на коллекторах тяговых электродвигателей.

Защита при снижении давления в тормозной магистрали. При зарядке тормозной магистрали электровоза сжатым воздухом, когда давле-

Рис. 8.12. Схема защиты тяговых электродвигателей от токов к.з. при их СП соединении в режиме рекуперативного торможения на электровозе ВЛ11

ние в ней повышается до 4,5—4,9 кгс/см², включаются пневматические выключатели ВУП2 всех секций. Их контакты между проводами 551 и 552 замыкаются, подготавливая цепь катушек электроблокировочных клапанов КЭБ (см. рис. 1.13 на вкладке). При сборе схемы рекуперативного торможения на третьей позиции тормозной рукоятки клапаны КЭБ срабатывают, отсоединяют тормозные цилиндры электровоза от воздухораспределителя и соединяют их с атмосферой. При пневматическом торможении поезда с разрядкой тормозной магистрали до давления сжатого воздуха в ней не ниже 2,7 кгс/см² наполнение тормозных цилиндров электровоза сжатым воздухом не происходит. Это исключает применение одновременно двух видов торможения электровоза, а значит, и юз колесных пар.

Если давление в тормозной магистрали по различным причинам становится ниже 2,7—2,9 кгс/см², пневматические выключатели управления ВУП2 выключаются и своими контактами между проводами 551 и 552 разрывают цепь катушек электроблокировочных клапанов КЭБ. КЭБ отсоединяют тормозные цилиндры электровоза от атмосферы и вновь соединяют их с воздухораспределителем. Пневматическое торможение электровоза восстанавливается. После наполнения тормозных цилиндров

Рис. 8.13. Схема защиты тяговых электродвигателей оттоков к.з. при их С соединении в режиме рекуперативного торможения на электровозе ВЛ11

электровоза сжатым воздухом до давления 1,3—1,5 кгс/см² пневматический выключатель управления ВУПЗ размыкает свои контакты между проводами 604 и 556, разрывая цепь катушки контактора К62. Независимые обмотки возбуждения генераторов АМ-Г преобразователей всех секций теряют питание. Ток рекуперации уменьшается, появляется моторный ток. При моторном токе 100 А выключается реле РТ37. Контакты реле РТ37 между проводами 602 и 559 размыкаются, и линейные контакторы выключаются. Разбор схемы рекуперативного торможения завершается при заторможенном электровозе.

Действие реле РП28 и РП26 в рекуперативном режиме аналогично их действию в тяговом режиме (см. п. 2.7), но разбор схемы произойдет только после наполнения тормозных цилиндров электровоза сжатым воздухом до давления 1,3—1,5 кгс/см², срабатывания пневматического выключателя управления ВУПЗ и выключения контактора К62, блокировка которого между проводами 599 и 602 закорачивает контакты реле РП20 и РП28.

Защита двигателя преобразователя. Защита двигателя от токов короткого замыкания, как и всех вспомогательных машин, осуществляется при помощи дифференциального реле РДФ2. Кроме этой защиты, двига-

тель имеет защиту от перегрузки и повышенной частоты вращения. Защиту от токов перегрузки обеспечивает реле перегрузки РТ34 типа РТ500, имеющее ток уставки (80±4) А. Контакты этого реле между проводами 405 и 414 включены в цепь удерживающей катушки дифференциального реле РДФ2 (см. рис. 1.9 на вкладке), поэтому после срабатывания реле РТ34 в схеме происходит то же самое, что и при срабатывании дифференциального реле РДФ2 в тяговом режиме (см. п.7.1). Дополнительно, после срабатывания реле РП22 выключается контактор К53, а на пульте машиниста загорается сигнальная лампа “П”, так как замыкается блокировка этого контактора между проводами Э713 и Э818.

Повышенная частота вращения двигателя преобразователя возможна из-за нарушения цепи независимой обмотки (обрыв в самой обмотке, сгоревший предохранитель и т. д.). В этом случае магнитный поток главных полюсов создается только обмоткой последовательного возбуждения, имеющей всего 95 витков. Двигатель будет работать в режиме глубокого ослабления возбуждения. При частоте вращения 1950 об/мин срабатывает реле оборотов Р012. Его контакты между проводами 716 и 717 размыкаются, и контактор К.53 выключается, отключая двигатель АМ-Г преобразователя от контактной сети.

Рекуперативное торможение на электровозах ВЛ11^М