SS4改型电力机车辅助线路运用分析.docx
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SS4改型电力机车辅助线路运用分析
山东职业学院
毕业论文
题目：
SS４改型机车辅助线路运用分析
原所在系：
电气工程系
原专业班级:
应电0932班
转入后班级：
机车驾驶1班
学生姓名:
孔令希
指导教师：
袁立新
完成日期:
２0１2-4-12
ﻬ山东职业学院毕业论文评审表
指导教师：
论文成绩:
指导教师评语:
指导教师签名：
年 月 日
复审人:
论文复审成绩：
复审人评语：
复审人签名:
年 月日
山东职业学院毕业论文答辩情况记录
答辩 题 目
对学生回答问题的评语
正确
基本
正确
经提示
回答
不
正确
未
回答
答辩委员会（或小组）评语：
答辩成绩:
答辩负责人签名:
年 月 日
系毕业论文领导小组审核意见：
组长签名:
年 月 日
注：
毕业论文总成绩中，指导成绩占４０%，复审成绩占20%，答辩成绩占４0%
目 录
摘 要4
第一章辅助电路的介绍5
第二章劈相机5
2.1劈相机分相起动５
２.２通风机电动机电容分相起动ﻩ6
２．３劈相机起动系统的常见故障ﻩ6
第三章三相负载电路ﻩ7
３．1库内三相电源ﻩ7
3.2库内单相电源ﻩ7
４.1３80V单相负载电路ﻩ8
4．３ 保护电路8
4.3.１零压保护8
4．3.2接地保护ﻩ9
4.3.３辅机过载保护ﻩ9
4．３.４过电压保护10
4.３.5过电流保护ﻩ１0
结 论ﻩ１1
致谢ﻩ12
参考文献ﻩ13
摘 要
SS4G型电力机车辅助电路，都采用传统劈相机及电容分相起动通风机后备的双馈单——三相变流系统。
每节车只设一台劈相机,当该机因故障切除后，可用电容对第一台牵引见电动机直接分相起动。
然后该电机兼作“劈相机”，在网压22KV以上时，可逐一起动其它辅助机组，避免机破事故。
辅助电机的保护有两种方式,一部分采用三相自动开关，具有过载、短路复合脱扣保护功能,并可直接切除故障电路;另一部分机车采用了电子保护,具有单相、过载与短路保护功能,缺点是不能直接切除电路，而需借助于机车辅助机接触器切除或主断路器保护性断电。
文章对辅助电路的工作原理做了介绍,针对现场实际中发生的各种故障进行了归纳分析,重点分析了故障的形成因为和处理方法,可供现场维修工作参考。
ﻫ关键词辅助电路故障分析处理方法
ﻬ
第一章 辅助电路的介绍
SＳ4改型电力机车辅助电路采用传统的单――三相供电系统，辅机均采用三相异步电动机拖动。
电源来自主变压器的辅肋绕组a６-b6-x６，其中a6-x６的额定电压为399.８６V，ｂ6-ｘ６的额定电压为２26V。
单相交流电源从ａ6-ｘ６经库用转换刀开关235QＳ至导线2０1、20２给各辅机及窗加热、取暖设备供电。
机车在库内可通过辅助电路库用插座29４XS引入3 80Ｖ单相或三相电源，将235QＳ、投向库用位,辅助电路设备即可由库内电源供电。
第二章劈相机
２．１劈相机分相起动
ＳS4改型电力机车采用型号为YPX一2８０Ｍ一4、380V、５7kＷ的劈相机。
劈相机的运转与停止通过其相应的接触器２01KM控制。
劈相机是单相电动机与三相发电机的组合，起动时必须在第二电动相绕组与发电相绕组间接入起动电阻２63R进行分相起动,起动电阻的接通与开断由接触器21３KＭ来执行。
由劈相机起动继电器２8３AＫ监测起动过程并控制起动电阻回路的开断,２８3AK的工作电源（DC11０V）从导线５3１经５33ＫT常开联锁由导线281引入。
当按下劈相机按键开关后,接触器２１3ＫＭ闭合，起动电阻投入，210KM闭合,劈相机开始起动,这时劈相机起动继电器监测劈相机发电相电压（由导线２79、28０引入）来间接反映劈相机的转速：
当劈相机转速达到约０．9nH，也即283ＡK测得其发电相电压接近于比较电压（额定网压下，该电压值为２20V,由导线2０2、206引入）时，２8３AK动作,其常开联锁闭合，导线５６1、56８连通,则劈相机起动中间继电器５66KA得电,使２１3KM及劈相机起动延时时间继电器53３KＴ失电，213KM主触头打开，开断了起动电阻（２6３R）回路,劈相机起动完成。
同时，５33KT常开联锁开断了导线531与281通路，使2８3AK失去工作电源处于闭置状态。
劈相机起动电阻有三个抽头，即备有两组,当一组烧损可换另一组使用，此时只需把导线23２换接至另一抽头即可。
2.2通风机电动机电容分相起动
第一台牵引通风机电机3ＭＡ的电容分相起动电路是为劈相机发生故障而特设的电路。
在机车运行中，劈相机一旦发生故障，为保证其它辅机继续工作,即可切除劈相机，而以起动电容253C对风机电机3MA直接进行分相起动。
这时,要把劈相机故障转换开关242QS打向“0”位,即把28３ＡK监测劈相机发电相电压的引入线转接到3MＡ的第三相上,同时必须把闸刀开关２96QS倒向起动电容位（因起动电阻不能起动通风机）。
起动过程由起动继电器283AK控制,起动完成后２83ＡK常开联锁闭合，使21３KM线圈失电，其主触头打开切除起动电容。
在运用3ＭA替代劈相机作电容分相起动时,司机操纵与使用劈相机时相同,由于两节车的辅助电路未重联,因此可以一节车做劈相机电阻分相起动,另一节车（劈相机故障）做3M电容分相起动。
必须强调的是采用电容分相起动通风机电动机时,网压不得低于２2kV且必须是在劈相机故障状态下进行。
2.３劈相机起动系统的常见故障
劈相机起动电阻甩不开的故障处理,该故障的现象是:
起动电阻长期接入,劈相机“嗡嗡”声不息，劈相机起动中继电器566KＡ不吸合，213KM不打开。
原因：
劈相机起动继电器28３AＫ不动作或发生卡位故障导致其常开联锁不闭合。
临时处理办法:
2８3ＡK故障可人为按下起动继电器的凸出键而让其动作,常开联锁闭合使５６６KＡ吸合,切断213KM线圈电源,甩开起动电阻。
ﻬ
第三章 三相负载电路
当劈相机起动完毕后，辅助回路导线20１、2０2、203即可提供三相不对称电源，这时,各辅机可依次投入工作。
SS4改型电力机车三相负载有：
压缩机电动机２MA,牵引通风机电机3、４MA，制动风机电动机５、6ＭＡ二台,变压器风机电动机7MＡ,变压器油泵８MA一台。
各辅助电动机均通过其相对应的交流接触器203KＭ~２12KM进行分合控制。
为了改善劈相机供电系统的三相电源对称性，在３~5MA电动机的D 2、Ｄ3之间接入移相电容２47～252C，随电动机作负载投入而投入。
２35QS为库用转换刀开关，机车在电网下,235QＳ倒向“运行”位，则主变压器辅助绕组a6一ｘ6通过导线２０4、205经235QS与导线２0１、２02连接,从而给辅助电路提供３8０V单相电源。
若机车处在库内时，235QS须倒向“库用”位。
３．1库内三相电源
一般在机务段内不起劈相机，直接起动辅机时使用。
把库内三相电源接到库用插座294ＸS的2０7、208、209三点上,通过２3５Qs及导线2０3与２09之间的连接母线直接为辅助电路提供三相电源。
3.2库内单相电源
仅在制造厂或大修厂库内电源容量大时使用。
单相电源送至库用插座2９4ＸS的207、208两点上（为插座上部两点位置），经23５QS给辅助电路提供单相电源，此时须使用劈相机实现单一三相供电系统。
若只使用库内单相电源,也可拆开导线203与２0９之间的连接母线，这样做有两个目的：
一是从安全角度考虑,使库用插座上的第三点（209点）不带电；二是若电源线误接至接点208、２09上时,避免劈相机不能正常起动而受损。
第四章单相负载电路
4.138０V单相负载电路
由导线201、2０2供电，一路经自动开关2３２ＱA至导线２6４给窗加热玻璃2７３EＨ、274EＨ提供３８0V单相交流电源；另一路经自动开关23３ＱA至导线给壁炉及脚炉提供单相380V电源。
24３QS为窗加热开关,２45QS为取暖开关，共有三个位置：
中间“0”位为关断,“1”位为脚炉、壁炉同时开,“2”位为开通壁炉、关断脚炉。
自动开关２32QA、233ＱA分别作电路的过载保护用。
４.2 220V单相负载电路
该电路负载包括司机室空调及热饭电炉。
该2２０V电源取自导线202、206,一路经转换开关２40QS、空调稳压器2７８AS供空调机28０EV使用,自动开关230QA作该电路的过载保护;另一路经转换开关238QS至220V电源插座292XＳ,该插座亦可供热饭电炉使用，自动开关2２9QA作该电路的过载保护。
中间继电器284KＥ所起作用是：
机车在电网下时,连通导线206—b6而接通2２0V电路回路;机车在使用库内电源时，连通导线2０6－-200（地线）,使机车在库内亦可获得２20V电源。
4.３ 保护电路
４.３.1零压保护
零压保护是接触网供电的失压保护，由接在主变压器绕组a6-x6两端的零压变压器2８1TＣ、电阻261R、整流装置2９0Ｕ、电容256C及零压时间继电器28６ＫE组成。
当电网正常供电时，２86KＥ吸合；当电网失压时286KE失电动作，其常闭联锁闭合，经５63KA零压中间继电器将接通主断路器的分闸电路，并显示信号。
在稳压管两端并接有电容2５6C,其作用主要是在零压时间继电器2８6KE吸合过程中,在２８6KE常闭联锁打开的瞬间,利用电容的反突变特性，使加在2８6KE线圈上的电压有一衰减过程（使286KＥ吸合的电流不是突然变小,而是随时间衰减）。
所以并接电容2５6Ｃ的目的就是为了帮助零压时间继电器能可靠吸合,避免在此过程中出现“衔铁振荡”现象。
零压保护电路同时还起到保护阀287ＹＶ的交流保护作用，即保护阀287ＹＶ由二路送电：
一路从控制电路电源线531经主电路入库转换开关2０QＰ、50QＰ联锁，车顶门行程开关2９７QP联锁送至２87YV线圈；另一路由零压保护电路给287YV供电，由此构成保护阀的双电源送电状态。
即使出现控制电路切断而机车高压供电依然存在的情况,28７YＶ仍得电,门联锁锁闭，各室门打不开，达到确保人身安全的目的。
4.３．2接地保护
在变压器辅助绕组x6与地之间设有辅助电路接地保护电路。
这个系统由辅接地继电器２8５KE、整流元件9１U、限流电阻２6２R、电容257C、辅接地故障开关237QS组成。
辅接地保护属有源保护装置,支路经110Ｖ控制电源后接地。
当辅助电路某点接地时，辅接地保护系统形成回路，285KE动作吸合,其辅助联锁使主断路器分闸线圈得电跳闸，司机台辅接地信号显示。
此时285KE常闭联锁开断，回路串入电阻2６2R以免出现大电流而烧损接地继电器。
同时经由28５KE自身联锁和恢复中间继电器５62KＡ联锁接通“自锁＂回路，保持信号记忆。
故障解除后，借助主断路器合闸操作,5６２KＡ常闭联锁断开使285KE恢复。
在限流电阻２６２R两端并接电容２5７Ｃ的目的是为了使２85KＥ动作时能可靠吸合,以提高保护系统的可靠性。
237ＱS是辅接地保护故障隔离开关，若确定辅助电路有一点接地且不能排除时,可切断保护电路,使机车作故障运行,此时要求司机严密监视各辅机工作状态，以确保行车安全。
4.3.３辅机过载保护
SＳ4改机车辅机为自动开关过流保护。
自动开关具有两种保护功能，即瞬时电磁脱扣的短路保护功能和热脱扣动作的过载保护功能。
当发生短路故障时，自动开关在０.5s内开断；过载保护具有反时限特性，过载电流愈大，动作时间愈短,过载电流较小，则保护动作时间较长。
该保护的特点是:
分断能力较高,保护动作时,能自动切断故障电路,有效地保护串接在它后面的辅机的相应支路。
因自动开关的保护特性具有分散性,所以其保护特性的整定和校核非常关键。
需要注意的是：
自动开关在保护动作后，无法立即恢复,需过2～３mｉｎ热元件冷却复位后,才能重新合上动作钮扣。
辅机过载保护装置故障处理：
（１）电子式辅机保护装置动作且接触器粘焊
把故障辅机相应的故障开关打向隔离位，同时拆除相应接触器主触头非电源端的连线,并隔离相应需通风的牵引电机。
维持机车故障运行，回段入库故障处理完毕后恢复。
（2）自动开关动作且接触器粘焊
把故障辅机相应的故障开关打向隔离位，同时使自动开关保持分断位,并隔离相应需通风的牵引电机，维持机车故障运行，回段入库故障处理完毕后恢复。
4.３.4过电压保护
采用跨接在辅助绕组a6,x6两端间的Ｒ--C过电压保护电路，由电阻260R、电容255C组成，吸收过电压。
４.3.５过电流保护
辅助电路过电流保护采用电流继电器282KC。
在辅助绕组短路或其它原因造成辅助电路短路,其电流超过2800A时，28２KＣ吸合动作使机车主断路器分闸，并显示辅助过流信号。
结论
本文主要写了SＳ4改型电力机车的电气线路中辅助电路的运用与分析。
辅助电路可以形象地比喻为部队的后勤保障，它的作用是为了保证机车主线路设备及其相关的电气设备连接而成的线路、改善司乘人员工作条件而设置的。
辅助线路是指将辅助设备及其相关的电气设备连接而成的线路。
辅助线路能否正常工作，直接影响主线路能否正常工作,亦即影响机车的正常工作。
控制线路是由控制电源、主令电器及控制电气设备组成的电路。
控制主线路和辅助线路中各电器的动作，因而对控制线路也是提出了相应的要求，主要是保证行车的安全,便于操纵、运用、维修,尽量减少电气设备,以达到最佳的经济指标。
致 谢
历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完,在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。
尤其要强烈感谢我的论文指导老师——袁立新老师,他对我进行了无私的指导和帮助,不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。
在此向老师表示最衷心的感谢!
感谢这篇论文所涉及到的各位学者。
本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作;感谢我的同学和朋友,在我写论文的过程中给予我了很多帮助,还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。
由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正。
参考文献
[1] 《韶山4型电力机车》中国铁道出版社 20０6
[２] 《电力机车电机》中国铁道出版社 ２0０3
[3] 《电力机车电子技术》 中国铁道出版社2０03
［4] 《电力机车电器》 西南交通大学出版社20０8
[5] 《电力牵引控制系统》中国铁道出版社 2005
[6] 《电力电子技术》 高等教育出版社20０6
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