SS4改型电力机车主电路分析运用.docx
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SS4改型电力机车主电路分析运用
学院名称:
铁道学院
年级：
09级
学号:
0930201242
论文编号:
呼和浩特职业学院毕业论文
目：
SS4改型电力机车主电路分析运用
专业：
电气化铁道技术学生姓名:
王志光
学号：
0930201233
完成时间：
2011.10.20
指导教师：
张耀武
摘要错误!
未定义书签。
引言3
4
1.1传动行式
5
1主电路的特点
1・2牵引电动机供电方式
1.3电制动方式5
1.4保护系统4
2主电路的构成4
2.1网测髙压电路4
2.2牵引供电电路4
2.3加馈电阻制动电路6
2.4保护电路8
结论9
摘要
随着我国电气化铁路及电力机车技术的迅速发展，电力机车在产品的结构、形式、质量方面都有了很大的的改进和提高，专业的对口，作为司乘人员，在铁路机务部门工作，必须熟悉和掌握电力机车控制电路的基本作用原理，和通过系统的分析与设计来提高自己的专业素质。
韶山4G型电力机车电气线路的设计与分析是选自机车运用的实际课题，涉及范围较广。
电力机车的控制线路是一个复朵的系统。
本课题要求学生在已学的机车线路基础上，整体分析SS4G型电力机车主电路，辅助电路和控制电路，并能了解电力机车的故障判断处理流程和方法。
尝试根据实际情况对控制电路进行设H-o使学生更好的理解电力机车的工作控制原理，培养学生运用所学的基础知识、专业知识，并利用其中的基本理论和技能来分析解决本专业内的相应问题，使学生建立正确的设讣思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成电气工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练
通过对此课题的学习和设计，使学生能更好的理解电力机车电气原理及故障处理方法，掌握电力机车实际运用中的基本专业技能。
培养学生运用所学的基础知识和专业知识的能力，提高学生利用所学基本理论和自身具备的技能来综合分析解决本专业相应问题的能力，使学生树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成电气工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练。
引言
韶山4改进型电力机车，代号SS4Go他在SS4、SS5和SS6型电力机车的基础上，乂吸收了8K机车先进技术设计的。
机车山各自独立的乂互相联系的两节车组成，每一节车均为一完整的系统。
它电路釆用三段不等分半控调压整流电路。
采用转向架独立供电方式，且每台转向架有相应独立的相控式主整流器，可提高粘着利用。
电制动釆用加馈制动，每台车四台牵引电机主极绕组审联，山一台励磁半桥式整流器供电。
机车设有防空转防滑装置。
每节车有两个BO-BO转向架，采用推挽式牵引方式，固定轴距较短，电机悬挂为抱轴式半悬挂，一系釆用螺旋圆弹簧，二系为橡胶叠层簧。
牵引力山牵引梁下部的斜杆直接传递到车体。
空气制动机采用DK-1型制动机。
机车功率持续6400kW,最大速度100km/h,车长2x15200mm,轴式2（BO-BO）,电流制为单相工频交流。
SS4G型电力机车的电气线路主要有如下五大部分组成，即主电路、辅助电路、有接点的控制电路、控制电路电源电路和电子控制电路。
SS4G型电力机车布置继承了韶山系列电力机车的传统优点，如双边走廊分室斜对称布置，设备屏柜化、成套化等，结构紧凑，接近容易，维修方便。
在器件上有新的应用，如司机室釆用双针电表有利多参数测量，新型遮阳帘，新型发光二极管式故障显示屏，主电路、辅助电路与控制电路分束隔开布线，采用新型冷压线簧接插件等。
1主电路的特点
1.1传动形式
釆用传统的交一一直传动形式，使用传统的串励式脉流牵引电动机，具有较成熟的经验，控制系统较简单。
1.2牵引电动机供电方式
釆用一台转向架两台牵引电机并联，山一台主整流器供电，即所谓“转向架独立供电方式”。
全车四个两轴转向架，具有四台独立的相控式主整流器，此方式具有三个优点：
一是具有较大的灵活性，当一台主整流器故障时，只需切除一台转向架两台电机，机车仍保留3/4牵引能力；二是同一节车前后两台转向架可进行电气式轴重补偿，即对前转向架（其轴重相对较轻）给以较小的电流,以充分粘着；三是实现以转向架为中心的电气系统单元化。
1.3电制动方式
机车采用加馈电阻制动，每节车四台牵引电机主极绕组串联，由一台励磁半控桥式整流器供电。
每台转向架上的两台牵引电机电枢与各自的制动电阻串联后,并联在一起，再与主整流器构成审联回路。
与常用电阻制动相比，加馈电阻制动具有三大优点：
一是可加宽调速范圉，将最大制动力延伸至Okm/h（为安全者想，机车的最大制动力延伸至1Okm/h）；二是能较方便地实现恒制动力控制;三是取消了常规的半电阻制动接触器，简化了控制电路。
1・4保护系统
采用双接地继电保护，每一台转向架电气回路单元各接一台主接地继电器，以利于查找接地故障。
并且接地继电器设置位置较其他机车不同，位于主变流装置上下两段桥的中点，使整流装置对地电位降低，改善硅元件工作条。
2主电路的构成
2.1网侧高压电路（25kV电路）
网侧高压电路的主要设备有受电弓1AP、空气断路器4QF、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、避雷器5F、主变压器8TM的高压（原迦绕组AX、PFC用电流互感器109TA,以及二节车之间的25kV母线用高压联接器2AP。
低压部分有自动开关102QA、网压表103PV、电度表105PJ、PFC用电压互感器1OOTV,以及接地电刷110E、120E、130E和140E。
这些电器设备所组成的电路主要用于检测机车网压和提供电度表用的电压信号。
与以往的机车相比，该电路具有如下特点：
1.在25kV网侧电路中，加设了新型金属氧化物避雷器5F,以取代以往的放电间隙，作过电压和雷击保护。
2.在受电弓与主断路器之间，设置有网侧电压互感器（25kV/100V）,便于司机在司机室内掌握受电弓的升降状况和网压的大小。
3.为提高机车的可壽性，实现机车的简统化、通用化设计，釆用了传统的受电弓、空气断路器和网侧高压电压互感器。
4.增设有PFC控制用电压、电流互感器。
2.2牵引供电电路
机车的牵引电路，即机车主电路的直流电路部分。
机车牵引供电电路，釆用转向架独立供电方式。
第一转向架的第一台牵引电机1H与第二台牵引电机2H并联，由主整流器70V供电；第二转向架的第三台牵引电机3M与第四台牵引电机并联，III主整流器80V供电。
两组供电电路完全相同且完全独立。
牵引电机支路的电流路径基本相同，现以第一牵引电机支路为例加以说明：
其电流路径为正极母线71-平波电抗器11L-线路接触器12KM-电流传感器111SC-电机电枢一位置转换开关的“牵一制”鼓107QPR1-位置转换开关的“前''一“后''鼓107QPV1-主极磁场绕组一107QPV1-牵引电机隔离开关19QS-107QPR1-负极母线72。
与主极绕组并联的有固定分路电阻14R、一级磁削电阻15R和接触器17KM、二级磁削电阻16R和接触器18KMo14R与主极绕组并联后，实现机车的固定磁削级，其磁削系数为0.96o通过接触器17KM的闭合，投入15R,实现机车的I级磁削级，其磁削系数为0.70o通过接触器18KM的闭合，投入16R,实现机车的II级磁削级，其磁削系数为0.54。
当17KM和18KM同时闭合时，15R和16R同时投入，实现机车的【II级磁削级，其磁削系数为0.45。
山于两轴转向架两台牵引电机为背向布置，其相对旋转方向应相反。
以第一转向架前进方向为例，从1M电机非整流子侧看去，电枢旋转方向应为顺时针方向；从2H电机非整流子侧看去应为逆时针旋向。
同样，第二转向架3M电机为顺时针方向，处1电机为逆时针方向。
山此，各牵引电机的电枢与主极绕组的相对接线方式是：
IM：
A11A12-D11D122M：
A21A22-D22D21
3M：
A31A32-D31D324M：
A41A42-D42D41
上述接线方式为机车向前方向时的状况。
当机车向后时，主极绕组通过'‘前''一“后”换向鼓反向接线。
牵引电机故障隔离开关19QS、29QS、39QS和490s均为单刀双投开关,有上、中、下三个位置。
上为运行位，中为牵引工况故障位，下为制动工况故障位。
当牵引电机之一故障时，将相应牵引电机故障隔离开关置中间位，其相应常开联锁接点打开相应线路接触器，该电机支路与供电电路完全隔离。
若误将隔离开关置向下位，则山于线路接触器已打开，虽然无电流，但导线14与16或24与26或34与36或44与46之一相连，故障电机在电位上并不能与主电路隔离，若为接地故障，则仍会引起接地继电器动作。
库用开关20QP和50QP为双刀双投开关。
在正常运行位时，其主刀与主电路隔离，其相应辅助接点接通受电弓升弓电磁阀，方可升弓；在库用位时，其主刀将库用插座30XS或40XS的库用电源分别与2M电机或3M电机的电枢正极引线22或32及总负极72或82连接，其辅助接点断开受电弓升弓电磁阀的电源线，使其在库用位时不能升弓。
只要20QP或50QP之一在库用位，即可在库内动车。
同时，通过相应的联锁接点可分别接通12KM和22KH或32KM和42KM,从而使或4M通电，以便于工厂或机务段出厂试验时试电机转向、出入库及旋轮。
空载试验转换开关10QP和60QP为参刀双投开关。
当机车处于正常运行位时，10QP和60QP将1位和4位电压传感器U2SV和142SV分别与1M和4M的电枢相连，其相应辅助接点接通12KM、22KM、32KM和42KM的电空阀；当机车处于空载试验位时，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,其相应辅助接点断开线路接触器12KM、22KM、32KM和42KM的电空阀电源线，使10QP或60QP置于试验位时电机与整流器脱开，确保空载试验时的安全性。
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，其作用除提供电子控制的电机电流与电压反馈信号外，还通过电子柜处理之后，作为司机台电流表与电圧表显示的信号检测。
直流电压传感器设置在电枢两端，它有两个优点：
一是在牵引与制动时，司机台均能看牵引电机电圧；二是两台并联的牵引电机之一空转时，电枢电压的反应较快。
另外，取消了传统的电机电流过流继电器，电机的过流信号由直流电流传感器经电子柜发出，而进行卸载或跳主断。
牵引电机过流保护整定值为1300A+5%。
2・3加馈电阻制动电路
SS4改型电力机车与其它机型的主要不同之处是采用了加馈电阻制动电路，主要优点是能够获得较好的制动特性，特别是低速制动特性。
加馈电阻制动乂称为“补足''电阻制动，它是在常规电阻制动的基础上而发展的一种能耗制动技术。
根据理论分析可知，机车轮周制动力为
B二C"Iz（N）
式中C——机车结构常数；
“一一电机主极磁通（Wb）;
Iz——电机电枢电流（A）。
在常规的电阻制动中，当电机主励磁最大恒定后，电枢电流Iz随着机车速度的减小而减小。
因此，机车轮周制动力也随着机车速度的变化而变化。
为了克服机车轮周制动力在机车低速区域减小的状况，加馈电阻制动从电网中吸收电能，并将该电能补足到，Iz中去，以此获得理想的轮周制动力。
机车处于加馈电阻制动时，经位置转换开关转换到制动位，牵引电机电枢与主极绕组脱离与制动电阻审联，且同一转向架的二台电机电枢支路并联之后，与主整流器审联构成回路。
此时，每节车四台电机的主极绕组审联连接，经励磁接触器、励磁整流器构成回路，由主变压器励磁绕组供电。
现以1M电机为例，叙述一下电路电流的路径：
1.当机车速度高于33km/h时，机车处于纯电阻制动状态。
其电流路径为71母线一11L平波电抗器-12KM线路接触器一111SC电流传感器一电机电枢f107QPR1位置转换开关“牵”一“制”鼓一13R制动电阻一73母线3fD4-D3-71母线。
2.当机车速度低于33km/h,机车处于加馈电阻制动状态。
当电源处于正半周时，其电流路径为a2-D3-71母线一11L平波电抗器一12KM线路接触器一111SC电流传感器一1H电机电枢一107QPR1位置转换开关“牵”一“制''鼓一13R制动电阻一73母线一T6-X2-a2；当电源处于负半周时，其电流路径为x2-T5-71母线一11L平波电抗器一12KM线路接触器一111SC电流传感器一1M电机电枢一107QPR1位置转换开关“牵''一“制''鼓一13R制动电阻一73母线->D4->a2->x2o
加馈电阻制动时，主变压器的励磁绕组a5-x5经励磁接触器91KM向励磁整流器99V供电，并与1M〜4M电机主极绕组串联，且励磁电流方向与牵引时相反，由下往上。
从励磁整流器的输出端开始，其电流路径为91母线一199SC电流传感器一90母线一107QPR1位置转换开关“牵”一“制''鼓一19QS-107QPV1->D12->DU-*1O7QPV1->14母线—107QPR2-29QS-107QPV2—D21-D22-107QPV2-24母线-108QPR4-49QS-108QPV4-D41-D42-108QPV4-44母线-108QPR3-39Qs-108QPV3-D32-D31-92KM励磁接触器-82母线。
负极母线82为主整流器80V与励磁整流器99V的公共点，由此形成两个独立的接地保护电路系统。
第一转向架牵引电机和2H电枢、制动电阻及主整流器70V,组成第一转向架主接地保护系统，山主接地继电器97KE担负保护功能；第二转向架牵引电机3H和4M电枢、制动电阻及主整流器80V、励磁整流器99V组成第二转向架主接地保护系统，由主接地继电器98KE担负保护功能。
制动工况时，当一台牵引电机或制动电阻故障后，应将相应隔离开关置向下故障位，则线路接触器打开，电枢回路被甩开，主极绕组无电流但有电位。
为了能在静止状况下检查加馈制动系统是否正常，机车在静止时，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）o机车在此加馈制动电流的作用下，将有向后动车的趋势，这一点应引起高度重视，以利机车安全。
2.4保护电路
SS4改型电力机车主电路保护包括：
短路、过流、过电压及主接地保护等四个方面。
现分述如下：
1.短路保护
当网侧出现短路时，通过网侧电流互感器7TA-原边过流继电器101KC,使主断路器4QF动作，实现保护。
其整定值为320Ao
当次边出现短路时，经次边电流互感器176TA、177TA、186TA及187TA-电子柜过流保护环节，使主断路器4QF动作，实现保护。
其整定值为3000A+5%。
在整流器的每一晶闸管上各串联一个快速熔断器，实现元件击穿短路保护之用。
2.过流保护
考虑到牵引工况和制动工况时，牵引电机的状况不同，牵引电机过流保护的整定值和保护方式设置也不同。
在牵引工况时，牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器111SC、121SC、131SC和141SC-电子柜一主断路器来实现的，其整定值为1300A+5%。
在制动工况时，牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器111SC、121SC、131SC和141SC-电子柜一励磁过流中间继电器559KA-励磁接触器91KM来实现的。
其整定值为1000A土5%。
此外，在制动工况时，还设有励磁绕组的过流保护，它是通过直流电流传感器199SC-电子柜一励磁过流中间继电器559KA-励磁接触器91KM来实现的。
其整定值为1150A±5%。
3.过电压保护
机车的过电压包括：
大气过电压、操作过电压、整流器换向过电压和调整过电压等。
大气过电压的保护主要采用两种方式：
一是在网侧设置新型金属氧化物避雷器5F；二是在各主变压器的各次边绕组上设置RC吸收器。
牵引绕组上的RC吸收器由71C与73R、72C与74R、81C与83R、82C与84R构成：
励磁绕组上的C吸收器山93C与94R构成;辅助绕组上的RC吸收器山255C与260R构成。
当机车主断路器4QF打开或接通主变压器空载电流时，机车将产生操作过电压，通过网侧避雷器5F和牵引绕组上的RC吸收器能够对此操作过电圧进行限制。
机车的主整流器70V和80V、励磁整流器99V的每一晶闸管及二极管上均并联有RC吸收器，以抑止整流器的换向过电压。
另外，牵引电机的电压由主整流器进行限压控制，其限制值为1020V±5%。
4.、接地保护
牵引工况下，每“转向架供电单元”设一套接地保护系统，除网侧电路外，主电路任一点接地时，接地继电器均动作，无“死区''。
接地继电器动作之后，通过其联锁使主断路器动作，实现保护。
制动工况下，具有两套独立回路，励磁回路属于第二回路。
为消除“死区”，回路各电势均为相加关系。
为此，励磁电流方向与牵引时相反，改为由下而上，故电枢电势方向亦相反，改为下正上负。
当制动工况发生接地故障时,
接地继电器动作，通过其联锁使主断路器动作，实现保护。
第一转向架供电单元的接地保护系统由接地继电器97KE、限流电阻193R、接地电阻195R、隔离开关95QS、电阻191R和电容197C组成；第二转向架供电单元的接地保护系统山接地继电器98KE.fR流电阻194R、接地电阻196R、隔离开关96QS、电阻192R和电容198C组成。
其中191R与197C、192R与198C是为了抑止97KE或98KE动作线圈两端因接地故障引起的尖峰过电压而设置的。
95QS和96QS的作用在于当接地故障不能排除，但仍需维持故障运行时，通过将其置故障位，使接地保护系统与主电路隔离，接地继电器不再动作而跳主断路器。
此时，195R或196R与主电路相连，接地电流经此流至“地”。
结论
本文主要写了SS4改型电力机车的电气线路的运用于分析。
SS4改型电力机车电气线路通常由三部分组成，即主线路、辅助线路和控制线路。
主电路是指将牵引电动机及苴相关的电气设备连接而成的线路，该线路具有电压髙、电流大的特点。
根据机车的运行情况，对机车电路提岀了各种要求，以满足机车安全运行的需要。
主线路的结构将直接影响机车运行性能的好坏、投资的多少、维修费用的髙低等重要经济指标。
主要对SS4改型机车主电路的结构方式，如整流调压方式、供电方式、磁场削弱方式、电气制动方式的讨论过渡到具体机车的主电路：
辅助线路的组成，辅助设备的设置等内容,电力机车辅助线路的工作原理、分析方法；机车控制线路的要求、电力机车的控制方法及其特点及其机车的控制电路的详细叙述。
参考文献
[1]韶山4型电力机车：
中国铁道出版社2006
[2]电力机车控制：
中国铁道出版社2003
[3]电力机车电机：
中国铁道出版社2003
电力机车电子技术：
中国铁道出版社2003
电力机车电器：
西南交通大学岀版社2008
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道路施工方案
1、工程概况
2、编制说明及编制依据
3、主要施工方法及技术措施
3.
1施工程序
3.
2施工准备
3.3定位放线
3.4土方开挖
3.5卵石路基施工
3.6天然砾基层施工
3.7高强聚酯土工格楞
3.
8水泥稳定砂砾基层施工
3.9路缘石施工
3.10玻璃纤维土工格栅施工
3.
11沥青面层施工
3.
12降水施工
4、
质量控制措施
5、雨季施工安排
6、
安全技术措施
1.工程概况
本项目建设的厂址位于新疆石河子市。
工程场地位于石河子高新技术开发区经七路西。
场地原为麦田，地势南高北低。
厂区道路连通各装置区域，并与经七路相连。
2.编制说明及编制依据
为保质按时顺利完成厂区道路，根据工程施工招标文件、设计施工图，以及现场实际场地，并结合我公司多年来的现场施工经验编制此方案。
规范及标准:
JTGF40-2004
GB50026-2007
JGJ59-1999；
《沥青路面施工技术质量规范》
《工程测量规范》
《建筑施工安全检查标准》
3.主要施工方法及技术措施
3.1施工程序
降水一一施工测量一一土方开挖一一路基（卵石）整平一一机械压
实一一天然砂砾基层一一机械压实一一高强聚酸土工格楞一一浆砌
卵石立缘石基础一一水泥砂浆勾縫一一天然砂砾基层一一机械压实
一一安装路缘石一一水泥稳定砂砾底基层一一玻璃纤维土工格楞
一一粗粒式沥青混凝土面层一屮粒式沥青混凝土面层
3.2施工准备
熟悉图纸及规范，做好技术交底工作。
按图纸范围确定施工范围,标出外框范围线，清出障碍物。
联系施工需用材料、机械的进场工作。
根据业主提供的平面控制坐标点与水准控制点进行引测。
根据施工图规定的道路工程坐标点，进行测量放样的业内复合计算。
3.3定位放线
根据现场实际情况，在道路两侧沿线间隔50m左右布置测量控制
桩，轴线定位（坐标）桩与高程测量控制桩合用。
控制点沿道路中心线两侧交错间隔布置，形成多个控制体系，同时控制桩做醒目标志，以防在施工过程屮被碰动。
土方施工后，测量人员应及时重新放线，路基处理后，应在路基上测定路面屮心线、边界线以及标高控制点。
其基本步骤为：
校验路基轴线控制桩；合格后，根据轴线控制桩详细放出路边线以及设置标高控制桩。
放线自检和业主监理验收后方可使用。
验线允许偏差根据规范规定。
3.4土方开挖
施工方法：
在施工测量放线确定基础位置，经检查复核无误后，作为施工控制的依据，并经过监理确认后，即可进行基础土石方的开挖。
主要施工机具：
挖掘机、装载机、尖、平头铁锹等。
3.4.1作业条件：
土方开挖前，应摸清地下管线等障碍物，以及地下水位等情况，并应将施工区域内的地下障碍物清除和处理完毕。
道路的定位控制线（桩），标准水平桩及基槽的灰线尺寸，必须经过共同检验合格，并办完预检手续。
考虑在机械无法作业的部位和修整边坡坡度采用人工进行施工。
熟悉图纸，做好技术交底。
索取地勘资料及气象资料。
夜间施工时，应合理安排工序，防止错挖或超挖。
施工场地应根据需
要安装照明设施，在危险地段应设置明显标志。
3.4.2挖土方流程：
确定开挖的顺序和坡度一沿灰线切岀槽边轮廓线一分层开挖一修整槽边f清底。
（1）基地坡度剖面图：
现场土质为粉质粘土'开挖深度不超过l・5m可不放坡，不加支撑，挖深度超过l・5m必须放坡，放坡坡度为l:
0.75o
（2）开挖基槽：
采用反铲挖土机开挖基槽从槽的端头，以倒退行驶的方法进行开挖,将土方甩到基槽两侧，应保证边坡的稳定。
场地以下耕织土层直接清理现场，剩余好土回填基槽使用。
（3）施工要求：
基坑（槽）开挖后，不得直接开挖至设计底标高，避免机械开挖扰动地基土层。
在挖到距槽底20cm以内时，测量放线人员应配合抄岀距槽底20cm水平线，并在槽壁上每隔3-5m钉水平标高小木桩或短钢筋，在挖至接近槽底标高时0.2rri时，用尺或事先量好的20cm标准尺杆，随时以小木桩校核槽底标高。
最后由两端轴线（屮心线）引桩拉通线，检查距槽边尺寸，确定槽宽标准，据此修整基槽，最后人工清除槽底土方。
土方开挖时应注意边坡稳定。
严禁切割坡脚，以防导致边坡失稳，当边坡坡度陡于五分之一，或在软土地段，不得在挖土上侧堆土。
必要时可适当放缓边坡或设置支撑。
施工时，应加强对边坡、支撑、土堤等的检
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