Електрически локомотив VL60, ЗАЩИТА НА СИЛОВИ, СПОМАГАТЕЛНИ И УПРАВЛИТЕЛНИ ВЕРИГИ
17.1. ЗАЩИТА НА СИЛОВА ВЕРИГА
Защита от късо съединение. В случай на късо съединение (късо съединение) в захранващата верига е необходимо бързо да изключите трансформатора от страната на контактната мрежа. Това става от главния прекъсвач - главното защитно устройство.
Ако възникне късо съединение в силовата верига и токът в първичната намотка на тяговия трансформатор стане по-голям от тока на настройка, главният прекъсвач ще се отвори под въздействието на релето PMT. Защитата работи при късо съединение. не само във вторичната верига, но и в първичната намотка на трансформатора. Контролът на тока се извършва от първичната страна на тяговия трансформатор.
Токовият трансформатор се монтира между главния прекъсвач и тяговия трансформатор (виж фиг. 13.1). Релето RMT е свързано към вторичната намотка на токовия трансформатор. Токът в затворена верига (вторична намотка на токов трансформатор - реле) при нормални условия не надвишава тока на настройка на релето. Само в авариен режим той превишава зададения ток и релето се задейства, прекъсвайки веригата на задържащата намотка на главния прекъсвач, което изключва тяговия трансформатор от контактната мрежа. Защитата се активира в рамките на 0,04-0,06 s, което помага да се предотврати повреда на електрическото оборудване.
Бобината на релето за максимален ток е секционирана и ви позволява да регулирате настройката на защитата от 200 до 500 A.
След като главният превключвател е изключен, токът в намотката на релето RMT спира, котвата му изчезва, затваряйки контактите във веригата на задържащата намотка и по този начин подготвяйки главния превключвател за включване.
Тази защита обаче не работи при всички къси съединения, т.е. има така наречената мъртва зона. При късо съединение на първичната страна на тяговия трансформатор винаги работи, с късо съединение.от вторичната страна - в зависимост от етапа на регулиране, т.е. от броя на завъртанията на вторичната намотка, съединени накъсо.
Например, ако цялата вторична намотка е накъсо на 33-та позиция, токът в първичната намотка на трансформатора ще надвиши тока на настройка и защитата ще работи. Но ако затварянето на вторичната намотка се случи в първите позиции (1-ва, 5-та, 9-та), когато токът в първичната намотка е малък, тогава, въпреки големия ток във вторичната намотка, защитата няма да работи. Невъзможно е да се намали настройката на защитата, така че да работи при всички къси съединения, тъй като токът на настройка трябва да надвишава максимално консумирания от електрическия локомотив от контактната мрежа в режим на тяга. При 33-та позиция при ток на тяговия двигател 600 A се консумира от контактната мрежа ток над 300 A. Следователно настройката на защитата не може да бъде по-малка от 300 A. С резерв за възможни токови удари настройката е избрана 400 ± 20 A.
Земна защита. Силовата верига на електрическия локомотив от страната на вторичната намотка на трансформатора не е свързана към земята; изолирането му от земята се извършва при пълно работно напрежение. Нарушаването на изолацията в една точка от електрическата верига не води до аварийна работа, докато нарушаването й в две точки може да доведе до късо съединение през земята. За да се изключи това, е необходимо да се контролира изолацията, а при заземяване в една точка да се изключи инсталацията и да се вземат мерки за възстановяване на изолацията.
За контрол на изолацията се използва така наречената земна защита. Основното устройство на тази защита е заземяващото реле 88 (фиг. 17.1), което, когато някоя точка от захранващата верига е късо към корпуса, също се активира от контактите му, първо, прекъсва веригата на задържащата намотка GV, което води до нейното изключване, и второ, затваря веригата на червената сигнална лампа RZ (виж фиг. 16.4).
Работещбобината на заземяващото реле 88 от едната страна през токоизправителния мост 86, изглаждащия реактор 85, резисторите Р37 и Р38 е свързана в две точки към силовата верига, от другата страна е заземена към тялото на електрическия локомотив. Токоизправителният мост 86, заедно с понижаващия трансформатор 87, служи като източник на допълнително напрежение за управление на изолацията на силовата верига. Изглаждащият реактор 85 елиминира фалшивите задействания на земната защита от капацитивни токове и по време на краткотрайни токови удари.
Едно реле за заземяване контролира изолацията на две групи тягови двигатели, така че е свързано и към двете групи тягови двигатели. За да не се получи късо съединение на тези две точки на захранващата верига със защитна верига, се монтират допълнителни резистори P37 и P38. Когато която и да е точка от силовата верига е късо със земята, например точка 1, се образува верига, показана на фиг. 17.1 стрели.
Защитата ще работи при наличие на напрежение на трансформатора 87 и заземяване във всяка точка на веригата на вторичната намотка на трансформатора, самата намотка, превключвателя на етапите, токоизправителите, намотките на тяговите двигатели, изглаждащия реактор, индуктивните шунтове и др.
Защита на тяговите двигатели от претоварване и късо съединение. За защита от кръгови пожари, превишаване и неприемливо високи токове, във веригата на всеки двигател са монтирани релета за претоварване, които работят, ако токът на двигателя надвишава зададения ток от 800 ± ± 40 A.
Контактите на всички релета за претоварване RP1-RP6 (фиг. 17.2) са свързани последователно и са включени в захранващата верига на бобината на междинното реле 264. При нормална работа на двигателите тези контакти са затворени, бобината на междинното реле 264 е под напрежение. 264 контакта на релето са включени във веригата на задържащата бобина на главнатапревключвател. Ако в един от двигателите токът надвиши настройката на релето за претоварване, то ще заработи и ще прекъсне с контактите си захранването на намотката на реле 264. Контактите на реле 264 от своя страна ще отворят веригата на задържащата намотка на главния превключвател и той ще се изключи. Релето за претоварване също изпраща сигнал до контролния панел. Те са оборудвани със сигнални устройства, които ви позволяват да определите кой от тях е работил.
Rns. 17.2. Схема на защита срещу претоварване на тягови двигатели: а - силови вериги; b - управляващи вериги
Защита от пренапрежение. Във вериги с по-високо напрежение, както и в силови вериги, от контактната мрежа могат да проникнат атмосферни пренапрежения, причинени от мълниеносни разряди. За защита на оборудването от тези пренапрежения е осигурен вилитов отводител за високо напрежение или отводител 5 (вижте Фиг. 13.1).
В процеса на превключване на устройства, поради значителни индуктивности във веригата, в която се натрупва електромагнитна енергия, могат да възникнат значителни комутационни пренапрежения, няколко пъти по-високи от нормалните. Шунтирането на главните контакти на HW с нелинеен резистор, който абсорбира значителна част от електромагнитната енергия, освободена в момента на прекъсване на веригата от главните контакти на прекъсвача, значително намалява нивото на комутационни пренапрежения, които възникват в този случай.
Отводители Vilite 7 и 8 са монтирани от вторичната страна на тяговия трансформатор за защита от комутационни пренапрежения (виж фиг. 13.3). Освен това веригите RuS са свързани паралелно на вторичната намотка (кондензатори 49, 50, резистори P39, P40). Компютърните вериги поглъщат електромагнитна енергия, съхранявана в намотките на трансформатора. Капацитетите на веригите, заедно с индуктивността на силовата верига, образуват осцилаторна верига, в която затихвапроменлив ток. Част от енергията на пренапрежението, която са поели кондензаторите, след това се разсейва в резисторите по време на протичането на затихващия ток.
Токоизправителните инсталации, оборудвани с лавинни вентили, също могат да амортизират възникващите комутационни пренапрежения на определено ниво. При пренапрежения, надвишаващи напрежението на лавинообразното образуване на рамото на токоизправителния мост, действието на клапаните е подобно на действието на искров разряд.
Действията на превключващите устройства за защита от пренапрежение са свързани по такъв начин, че напрежението на лавинообразното образуване на рамото на токоизправителната инсталация е под нивото на напрежение, ограничено от веригата 1?C, а то от своя страна е под настройката на превключващите разрядници.
защита на генератора. В случай на прехвърляне през колектора на един от паралелно свързаните тягови двигатели, както и когато пантографът е изключен от контактната мрежа под товар, в силовата верига възниква генераторен режим. Тяговите двигатели, включени pargly, са, така да се каже, накъсо от веригата на двигателя, по която е настъпило прехвърлянето по колектора, и преминават в генераторен режим; тяхното възбуждане се поддържа поради наличието на вериги, шунтиращи възбуждащите намотки.
Генераторният ток може да бъде значителен и да причини сериозна повреда на двигателите. За да се избегне това, електрическите локомотиви VL60K са снабдени с генераторна защита - ZG полупроводникови диоди (фиг. 17.3) във веригата за отслабване на възбуждането на тяговия двигател.
Блокът за защита на генератора за един двигател се състои от четири диода тип V200 с обратно напрежение най-малко 400 V, свързани два последователно и два паралелно.
При липса на такава защита токът на генератора ще тече през веригата, показана на диаграмата на фиг. 17.3, и стрелки. На котвана двигателя, на който е имало прехвърляне по колектора, генераторният ток 1r се добавя към тока на късо съединение, съвпадащ с него по посока. Във веригата на двигатели, работещи в режим на генератор, токът 1g преминава през резисторите за отслабване на възбуждането 2P1, 2P2, ZR1, ZR2, тъй като намотките на възбуждане имат голямо индуктивно съпротивление, в резултат на което режимът на генератора се поддържа във веригата.
При наличие на генераторна защита, диодите не пропускат генераторния ток 1r през резисторите 2P1, 2P2, ZR1, ZR2, а в двигателите 11 и 1/1 той преминава през техните намотки на възбуждане, шунтирани от резистора 2P1, ZR1 постоянно отслабване на възбуждането. Тъй като тяхното съпротивление е значително, генераторният ток преминава главно през възбудителните намотки на двигателите 11 и 1/1 в посока, обратна на тази на тяговия режим. В резултат на това възбуждащият магнитен поток бързо намалява и времето на протичане на тока на генератора и самият ток значително намаляват. По този начин защитата локализира генераторния режим, когато един от тяговите двигатели се прехвърля по колектора.
Защита при нестационарни режими. При рязко повишаване на напрежението или неговото възстановяване след краткотрайно отстраняване, токът във веригата на двигателя, който се увеличава рязко, в случай на отслабване на възбуждането, ще има тенденция да преминава главно през резисторите, шунтиращи намотките на възбуждане. Значителната индуктивност на възбуждащите намотки предотвратява рязко увеличаване на тока в тях.
Rns. 17.3. Токов поток във веригата на тяговия двигател в генераторен режим при отсъствие (а) и наличие (б) на генераторна защита
Това може да причини допълнително отслабване на възбуждането на двигателите, увеличаване на натоварването на котвите, а в някои случаи и цялостен пожар на колектора. За да се избегне товаза по-равномерно разпределение на тока по време на нестабилни процеси между намотката на възбуждане и шунтовите резистори, в последната верига са включени индуктивни шунтове (например ISH1-IShZ на фиг. 17.3).
Бокс защита. За да спрете бокса под боксовите колела, е необходимо да подадете пясък и в някои случаи да превключите от отслабено възбуждане на двигателите към нормално или да нулирате няколко позиции на превключвателя на груповия етап. Важно е да спрете бокса, преди да стане интензивен. Поради това е предвидена специална защита срещу бокс. Във всяка група от три тягови двигателя между котвите и възбуждащите намотки се включват боксовите релета RB1-RB4 (фиг. 17.4, вижте фиг. 13.3).
Допълнителни резистори R51-R54 и контакти на релето за време 211 и 212 се въвеждат във веригата на боксовото реле RB1-RB4.
При липса на кутия на двойката колела, намотките на PE релето са изключени, тъй като са свързани към еквипотенциалните точки на веригата. Ако възникне бокс, токът във веригата на двигателя на боксовата ос ще намалее и ще се появи потенциална разлика в точките на свързване на боксовото реле, в резултат на което релето ще работи и ще затвори захранващата верига на междинното реле 269 с неговите контакти. подаването на пясък ще спре. Ако боксът не приключи до този момент, релетата ще работят отново и подаването на пясък ще се възобнови.
По този начин, по време на бокса, релетата RB1-RB4 периодично работят, осигурявайкиавтоматично подаване на пясък под колелата. При тяхното задействане светва бялата сигнална лампа RB на конзолата на водача.
Междинното реле 269 и релето за време 211, 212 съставляват импулсна двойка, която осигурява импулсно периодично подаване на пясък под колелата на електрически локомотив по време на бокс. Подаването на пясък може да се извърши и ръчно със съответния бутон. В този случай се задейства реле 205, което действа върху междинното реле 269. Реле 205, което замества боксовото реле и релето за време, има забавяне на времето за изключване от 1,2-2 s, след което подаването на пясък спира. След това се възбужда отново и процесът на подаване на пясък се повтаря. В тази система импулсната двойка се състои от релета 205 и 269.
На редица електрически локомотиви VL60K, в реда на модернизацията, вместо боксовото реле от типа RB-192 е използван боксов блок BB1 (BB2), който също е включен в еквипотенциалните точки на три тягови двигателя между котви и намотки на полето (фиг. 17.5).