Дополнительное электрическое оборудование

В электропоезда ЭД4М (как и в ЭД2Т) допускается вцеплять дополнительный прицепной вагон. В составе образуется трехвагонная секция: моторный вагон и два соединенных с ним последовательно прицепных (средний и крайний). Дополнительное высоковольтное межвагонное соединение позволяет подавать высокое напряжение на крайний вагон со среднего прицепного.

На его розетки Ш25, Ш26 напряжение подается автоматически контактором КДВ при сочленении межвагонного соединения. Когда соединение заблокировано, низковольтные блокировки Ш25, Ш26 в проводах 152... 154 замыкаются (рис. 15). По проводу 15 соседнего вагона, переходящего на рейке зажимов в провод Ш, через автомат Q70 напряжение поступает на катушку КДВ. Кроме того, включаясь на среднем вагоне, контактор КДВ обратной блокировкой 311 —30 разъединяет провода 30 и 31 и подключает блокировки безопасности крайнего вагона к минусовой цепи реле РББ1. Цепь данного реле объединяется с минусовым проводом 30 на крайнем вагоне, где КДВ отключен.

Для включения реле ПРУ на провод 17 крайнего прицепного вагона питание поступает с задержкой. Пуск преобразователя на нем должен быть разнесен по времени с пуском преобразователя среднего вагона. Это необходимо для того, чтобы избежать перегорания высоковольтных предохранителей моторного вагона от двойного пусково­го тока преобразователей прицепных вагонов.

Питание на провод 171, переходящий в провод 17, подается после включения ПКП и реле времени пуска РВП. Включение РВП задерживается благодаря R-С-цепочке R110, С14... СПб. Поэтому на среднем вагоне реле ПРУ и контактор КП включаются одновременно с остальными всеми вагонами поезда, на крайнем — несколько позже. Блокировка КП 17 — 17АА позволяет удерживать включенным реле ПРУ соседнего вагона при несобравшейся схеме.

Возможность вцепления в состав дополнительного вагона потребовала установить на прицепных вагонах контакторы резервирования КР. При нормальной работе преоб­разователей данные аппараты выключены. КР среднего вагона трехвагонной секции разъединяет магистраль переменного тока 66... 68, исключая параллельную работу двух генераторов на общую нагрузку.

Напомним, что при отказе электрического тормоза на моторном и прицепном вагонах автоматически срабатывают тормоза ЭПТ. В случае трехвагонной секции торможение ЭПТ срабатывает на трех вагонах, так как низковольтные внутрисекционные цепи постоянного тока связаны через штепсельные соединения Ш24... Ш27 прицепных вагонов (секционный провод 50 каждого вагона подключен к общей цепи).

Система резервирования.

Применяемая электрическая схема предусматривает резервирование как цепей постоянного, так и переменного тока. Источники постоянного напряжения 110 В каждого вагона (аккумуляторные батареи и выпрямительные мосты Д32 — 37) запараллелены между собой поездными проводами 16 и 30. Поэтому при выходе из строя источника тока любого вагона на него автоматически будет подано напряжение 110 В от соседних секций. При этом необходимо проверить целость предохранителей Пр13 (ЭД2Т) или автоматических выключателей Q13 (ЭД4М), через которые источники подключаются к поездному проводу 16.

Для резервирования цепей переменного тока 220 В используется трехфазная резервная магистраль (провода 66 — 68), которая проложена вдоль электропоезда (см. рисунок). На каждом вагоне, кроме головных, она разделяется на участки контакторами резер­вирования КР, которые в нормальных условиях отключены. Эти участки находятся под напряжением своего генератора и запитывают наиболее важные потребители: освещение и печное отопление вагонов, отопление кабины машиниста, питание блоков защиты и блоков реле ускорения, т.е. обеспечивает тяговый режим вагонов и т.д. Резервируемая магистраль 66 — 68 на моторных вагонах защищена предохранителями (автоматическими выключателями) 41 — 43, на прицепных вагонах — 66 — 68. Для удобства рассмотрения обозначим секции римскими цифрами: головную (вагоны 09,10) —I, секцию 07,08—II, секцию 05,06 — III, секцию 03, 04 —IV, вторую головную секцию (01, 02)—V. Провода резервной магистрали 66 — 68, переходя на секцию, например, с I на II, со II на III и т.д. меняют свои номера соответственно на 70 — 72, затем, после предохранителей, номера проводов восстанавливаются.

Если генератор работает нормально, участок резервной магистрали (между соседними контакторами КР) подсоединен к так называемой основной трехфазной магистрали генератора 81 —83. Данная магистраль —секционная, она автоматически подключается к резервной линии 66 — 68 через трехполюсный контактор генератора (КГ) и предохранители 41 —43. От основной трехфазной магистрали питаются асинхронные двигатели главных компрессоров и обмотки возбуждения тяговых двигателей в режиме электрического торможения.

При неработающем генераторе одного из вагонов автоматически включаются аппараты КР, и переменное напряжение будет подано на обесточенные провода 66 — 68 данной секции от соседнего генератора. При этом отключенный контактор не позволит запитать магистраль 81 — 83 и неподвижный генератор.

Для управления системой резервирования используются провода 14, 22, 32, 39, 85, 86 и 141. Основным служит провод 14, по нему поступает питание на катушки контакторов КР моторных вагонов. Он является секционным, однако передается между вагонами 06 — 08 через место разворота или через «крест», т.е. с секции II на секцию III. Кроме того, между вагонами 10 и 07, 05 и 04, 03 и 02, 03 и дополнительным вагоном (Д) провод 14 соединяется с проводом 141, от которого непосредственно запитываются катушки контакторов КР прицепных вагонов.

Провод 14 при нормальной работе генератора обесточен и оказывается под напряжением при отказе одного из преобразователей. Схема пуска преобразователя на неисправном вагоне разбирается, отключаются контакторы КП и КГ, и через их обратные блокировки от плюсового провода 22К запитывается провод 14. В цепи катушек контакторов КР моторных вагонов имеются блок-контакты реле блокировки резервирования РБР. В нормальном режиме работы электропоезда данные устройства включены и своими блокировками 14— 14А подготавливают цепь включения кон­такторов КР (в противном случае реле РБР препятствуют этому).

Реле РБР не допускают перегрузок в системе резервирования: например, к одному преобразователю не могут подключаться сразу две «больные» секции (только одна), не будет также передаваться резервирование с головных секций I, V на секции II, IV и т.д. Напряжение поступает к реле РБР по проводам 32 и 39, которые при переходе с секции I на секцию II, с секции III на секцию IV, с секции IV на секцию V перекрещиваются: провод 32 соединяется с проводом 39, а провод 39 — с проводом 32. Между секциями II и III (в месте «креста» между вагонами 06 и 08) провода 32, 39 не объединены.

Реле РБР запитываются от провода 39 соседнего моторного вагона через обратную блокировку отключенного контактора КР по цепи: плюсовой провод 22П, обратная блокировка КР 22П — 39, провод 39, провод 32, катушка РБР, минусовой провод 30. Так, в нормальных условиях отключенный контактор КР на вагоне 08 своей блокировкой 22П — 39 замыкает цепь с реле РБР вагона 10, а контактор КР вагона 10 запитывает реле РБР на вагоне 08.

Условно схему резервирования можно разделить на две части — левую и правую. В левую часть (до места разворота или до «креста») входят секции I и II, в правую часть (от «креста») — секции III, IV и V. Кроме того, в правую часть может быть вцеплен дополнительный вагон, поэтому управление резервированием здесь сложнее.

На рейках зажимов головных вагонов 01 и 09 поставлены постоянные перемычки 32 — 85. На моторных вагонах 06 и 08 провод 85 соединен с плюсовым проводом 86. На прицепных вагонах провода 85, 86 отсутствуют. Данные провода необходимы для принудительного включения реле РБР, если состав поезда состоит из четырех вагонов (двух головных секций I и V) или, если поезд сформирован так, что от «креста» до конца состава имеется только одна секция.

Рассмотрим работу схемы резервирования на конкретных примерах. Так, при отказе преобразователя на вагоне 09 отключаются контакторы КП и КГ. Автоматически запитывается провод 14, по которому затем поступает напряжение к контактору КР на вагоне 10 и по проводу 141 — на вагоне 07. На обесточенную резервную магистраль 66 — 68 головного вагона 9 автоматически подается переменное напряжение 220 В от соседней секции П. Включившийся контактор КР вагона 10 обесточит провод 39 и реле РБР вагона 08. Поэтому, если затем выйдет из строя преобразователь на вагоне 05, контактор КР вагона 08 уже не включится и резервироваться секция III не будет, т.е. две неисправные секции не смогут подключиться к одному генератору.

При отказе преобразователя на вагоне 07 от головной секции I не будет резервироваться секция II, так как провод 14 не переходит на вагон 10, и его контактор КР, а также КР вагона 07 не включатся. В этом случае секция II будет резервироваться секцией III, поскольку включатся контакторы КР на вагонах 08 и 06.

В случае перегорания высоковольтного предохранителя на моторном или прицепном вагоне схема пуска преобразователя может не разобраться, контактор КП останется включенным, провод 14 —обесточенным. Соответствующий контактор КР не включит­ся, т.е. резервирования не будет.

Чтобы аварийная схема надежно сработала, на неисправном вагоне необходимо выключить переключатель В1. Кроме того, при выходе из строя преобразователя головного вагона следует пересоединить вилку разъема Ш19 в резервный разъем Ш18: отключить первичные обмотки трансформатора управления ТрУ от обесточенных проводов 81 — 83 и присоединить их к резервным проводам 66 — 68, которые запитываются напряжением 220 В от исправного генератора соседней секции.

Трансформатор ТрУ и выпрямительный мост Д32 — Д37 начнут нормально работать, на проводах 74Б — 30 появится напряжение 50 В, необходимое для работы АЛСН, радиостанции, радиовещания и электропневматических тормозов. Контактор батареи БК включится и переведет батарею в режим заряда, на пульте машиниста погаснет сигнальная лампа «Преобразователь». Разъем Ш19 желательно переключать при отключенной кнопке управления ВУ, на промежуточных секциях подобное переключение не рекомендуется. В электропоездах серии ЭД предусмотрено вцепление дополнительного прицепного вагона Д, поэтому в составе поезда может образоваться одна трехвагонная секция. Чтобы избежать сбоев в работе схемы резервирования и перегрузок во вспомогательных или тяговых цепях, при добавлении дополнительного вагона существуют некоторые ограничения: допустимо вцеплять только один, вагон, его нельзя располагать между моторными вагонами и в головные секции; число вагонов в поезде должно быть 7, 9 или 11.

Дополнительный вагон обычно устанавливают в секцию IV между вагонами 03 и 04. Появление еще одного вагона вносит в работу схемы резервирования некоторые трудности, поэтому рассмотрим подробнее ее действие на примере трехвагонной секции IV (в правой части схемы резервирования).

Если головная секция примыкает к трехвагонной секции, а на вагоне 01 остановился преобразователь, то на вагонах 02 и 03 должны автоматически включиться контакторы КР. Головную секцию будет резервировать вагон 03. Контакторы КР включаются по следующей цепи: провод 22К головного вагона 01, обратные блокировки КП и КГ, провод 14 вагона 01, межвагонное соединение, провод 14 вагона 02, блокировка РБР, катушка КР вагона 02. Провод 14 поступает также на межвагонное соединение, катушку КР, соединяется с проводом 141 вагона 03.

При одновременном отказе преобразователей вагонов 01, 03 включатся контакторы КР на вагонах 02, 03 и дополнительном. В этом случае вагон Д будет резервировать вагоны 03 и 01.

Если сначала откажет преобразователь дополнительного вагона Д, и секцию IV начнет резервировать секция III (генератором вагона 05), а затем остановится преобразователь на головной секции V (вагон 1), то резервирования головной секции не произойдет. Дело в том, что включившийся ранее контактор КР вагона 04 обесточит реле РБР вагона 2. В такой ситуации для резервирования головной секции на вагоне 04 следует отключить контактор КР, подложив изоляцию под блокировку реле РБР.

При неисправности вагона 03 его будет резервировать дополнительный вагон Д по цепи: плюсовой провод 22К, блокировки контакторов КП и КГ, провод 14 вагона 03, межвагонное соединение, провод 141 дополнительного вагона, катушка контактора КР, минусовой провод 30. При неисправности вагонов Д и 03 резервная магистраль трехвагонной секции подключится к секции III через контакторы КР дополнительного вагона и вагонов 04 и 05.

Чтобы включить контакторы КР в случае перегорания высоковольтного предохранителя на вагоне 04, необходимо выключить выключатель В1 на дополнительном вагоне. Если головная секция примыкает к трехвагонной секции и ее преобразователь не резервируется, значит, не включились контакторы КР на вагонах 02, 03 или Д. В этом случае необходимо проверить цепи включения КР на вагонах 03 и Д (провода 141): разъемы межвагонных соединений на вагонах 02 и 03, блокировки контакторов КП и КГ на вагонах 01 и 03. Для временной работы с резервированием надо отключить В1 на вагоне 03.

Не следует переключать вилку разъема Ш19 в положение «резерв» для питания трансформатора управления ТрУ и резервирования цепей 110 и 50 В на вагонах 03 и Д (т.е. на трехвагонной секции IV), чтобы не перегружать магистраль 66 — 68 резервного питания цепей 220 В.

Еще раз напомним, если секция III уже резервирует секцию IV, и контактор КР на вагоне 04 включился, то своей блокировкой КР 22П — 30 он обесточивает провода 39 и 32 на вагоне 02. Реле РБР данного вагона отключится, поэтому резервирования головной секции V не произойдет: контакторы КР на вагонах 02 и 03 не смогут включиться (выход из положения описан выше).

Таким образом, логика резервирования следующая: секция II резервирует секцию I; секции II и III резервируют друг друга; секция III резервирует секцию IV; секция IV резервирует секцию V; одновременное резервирование двух секций одной блокирует реле РБР.

В заключение заметим, что при надлежащем уходе за электрической аппаратурой схема резервирования работает надежно, несмотря на кажущуюся сложность.

Управление отоплением.

Система отопления одинакова на всех вагонах: пассажирские помещения обогреваются калориферами ЭК1, ЭК2, включаемыми контактором КО1, и печами ЭП1, включаемы­ми контактором КОЗ. Калориферы — мощные нагреватель ные устройства. Они должны постоянно обдуваться вентиляторами. На головных вагонах система дополнена отоплением кабины.

Чтобы включить отопление, нажимают кнопку «Отопление и вентиляция» в кабине и через автомат Q53 запитывают поездной провод 36. По нему на каждом вагоне через блокировку реле напряжения (контакты повторителя ПРИ 36 — 36А, рис. 9,6) включается промежуточное реле отопления ПРО. Своими блокировками 20БК — 20БФ оно подготавливает цепи питания КО1 и КОЗ, а блокировкой 20Б — 20БИ подает питание на контактор вентиляторов КВ1 и реле контроля вентиляторов РКВ.

Промежуточный режим контролируют ртутные термоконтакты ТК-1 (14 °С), ТК-2 (16 °С), управляющие работой печей, и ТК-3 (12 °С), ТК-4 (16 °С), управляющие калориферами. Они обеспечивают периодическое включение-выключение КОЗ и КО1.

На двигатели вентиляторов подается переменное напряжение 220 В. Блокировка реле напряжения РНВ в цепи контактора вентилятора контролирует исправность трехфазной магистрали переменного тока. Это — защита от обрыва фаз и других неисправностей: реле обесточится, например, при срабатывании автомата (Q34, и отключит контактор.

Тепловые реле ТР1... ТР4 контролируют перегрев фаз. Реле контроля РКВ должно быть включено, оно отключается при срабатывании дифференциальной защиты (блоки­ровкой повторителя ПРД1 20БН — 20БУ) или при отключении КВ1, т.е. при остановке вентиляторов. В цепь РКВ введены ВУД Т31... Т38 — легкоплавкие вставки, расположенные вблизи калориферов. При перегреве калориферов вставки быстро расплавляются, и РКВ отключается.

Таким образом, при опасном повышении температуры калориферов отключенное реле РКВ блокировками 20БФ — 20БЕ обесточивает контактор КО1. В случае замыкания на «землю» в цепях калориферов или печей срабатывает реле РД1, замыкая свой контакт 20Б — 20СД. Его повторитель ПРД1 срабатывает и встает на самоподхват. Одновре­менно блокировкой 20СГ — 20БЛ включается промежуточное реле ПТР2,

автоблокировкой 20БГ — 20БХ обесточивается контактор отопления КОЗ. Реле РКВ также обесточивается и блокировками 20БФ — 20БЕ отключает КО1 (аналогично его отключению при перегреве калориферов).

Предположим, что в пассажирском помещении нулевая или минусовая температура. Требуется включить все отопительные средства (контакторы КО1, КОЗ должны быть включены, а промежуточные реле ПТР1, ПТР2 — выключены). Температура повышается, и когда она достигнет 12 °С, замкнется ртутный контакт ТК-3, подготавливая цепь самоподхвата ПТР1. При дальнейшем возрастании температуры до 16 °С замыкается термоконтакт ТК-4 20БЛ — ЗОЭ, включается и встает на самоподхват ПТР1, выключая контактор КО1.

Вагон продолжает отапливаться печами, калориферы отключены, температура начинает снижаться. Размыкаются контакты ТК-4 (16 °С), но ПТР1 удерживается по цепи самоподхвата до тех пор, пока температура в потолочном канале не упадет ниже 12 °С. Тогда отключится ТК-3, обесточивая реле ПТР1, которое своей блокировкой 20БЕ — 20ДИ вновь включит контактор КО1.

Такие циклы будут периодически повторяться. Промежуточным реле ПТР2 аналогично управляют ртутные контакты ТК-1 и ТК-2. Оно, в свою очередь, управляет работой контактора КОЗ (печами).

Катушки контакторов и реле (кроме КВ1 и ПРД1) в данной схеме зашунтированы диодамиили диодами и резисторами, чтобы уменьшить влияние индуктивности. Автомат ()39 защищает схему от токов к.з. Кнопкой В22 «Отопление» можно отключить отопление вагона при каких-либо неисправностях.

Работа отопления кабины подобна описанной. Контакторы отопления КО2 (см. рис. 10) и интенсивного обогрева кабины КО4 запитываются через автомат Р56 и кнопку «Отопление кабины». Одновременно требуется включить кнопкой «Вентиляция кабины» вентилятор МВК и его контактор КВК.

Если машинист выключит кнопку «Вентиляция», оставив нажатыми кнопки «Отопление», через параллельно включенную блокировку промежуточного реле ПТРК будет сохраняться питание на катушке контактора КВК. Вентилятор какое-то время будет обдувать калориферы и, когда температура станет менее 20 °С, отключится.

Для сигнализации об опасном повышении температуры в помещениях с электрооборудованием предусмотрены ртутные термоконтакты шкафов ТКШ1... ТКШЗ и чердаков ТКЧ1... ТКЧЗ. Они включают промежуточные реле термосиг­нализации ПТРС. Контактом ПТРС 15Г —90 подается питание на провод 90 для опускания токоприемника на аварийной секции, контактом ПТРС 38 — 30 — напряжение на лампу «Пожароопасно».

На рис. 16 приведена схема управления калориферами. Аппаратами ЭК1... ЭК12 управляют контакторы КМ1... КМ4: КМ1, КМ2 подключают один, два или три калорифера в шкафах 1 и 2, контакторы КМЗ, КМ4 — в шкафах 3 и 4. Работой контакторов управляют 10 электронных регуляторов температуры А1... А10. Температуру контролируют 10 датчиков, два из которых установлены в салоне, и по два — в каждом шкафу с калориферами. Температура срабатывания датчиков в салоне — 11 и 16 °С, в шкафах— 18 и 35 °С.

Электронные регуляторы питаются напряжением 50 В от средней точки батареи через автомат ()31 по проводам 44ВБ, 30. При температуре, соответствующей уставке, регу­ляторы срабатывают и включают промежуточные реле К1... К10, которые своими блокировками переключают контакторы КМ1... КМ4.

Питание подается по проводу 20 через автомат Р39, контакты кнопки «Отопление», блокировки ПРО и РКВ, а также через блокировки реле К11... К14. Аварийные датчики, установленные в каждом шкафу, и реле К11... К14 обесточивают цепи контакторов при температуре в шкафах свыше 70 °С. Они защищают калориферы от неисправностей, например, при остановке вентиляторов. Датчики сравнивают температуру в салоне с температурой в шкафах и в зависимости от срабатывания электронных регуляторов А1... А10 и реле К1... К10 автоматически подключают калориферы. Так, при температуре в салоне менее 11 °С в каждом шкафу работают по три калорифера, включены все контакторы КМ1... КМ4 (КМ1, КМЗ — через блокировки К4, Кб и К1; КМ2, КМ4 — через К8, Кб и К2).

Нетрудно проследить, что в диапазоне температур 11... 16 °С контакторы КМ1, КМЗ отключаются, КМ2, КМ4 остаются включенными: в каждом шкафу работает по два калорифера. При температуре от 16 до 18 °С КМ2, КМ4 выключаются, а КМ1, КМЗ включаются: в шкафах работает по одному калориферу. При температуре в салоне более 18 °С все блокировки в цепях контакторов КМ1... КМ4 разомкнуты, и все контакторы отключены.

На всех вагонах реле напряжения контролирует включение промежуточного реле ПРО.

В цепях мотор-вентиляторов, контакторов КВ1 и реле контроля РКВ изменений нет. Для защиты калориферов сохранены термозащитные легкоплавкие вставки ВУД, из схемы убраны промежуточные реле ПТР, делители напряжения, контакторы КО1, КОЗ и др.