Действие буферной защиты тяговых электродвигателей от перегрузки и повышенного напряжения

Защита осуществляется при помощи реле перегрузки РТ35, РТ36 и реле повышенного напряжения РН10. При срабатывании любого из них от провода Э404 образуются цепи на сигнальную лампу “РП” и катушку реле буферной защиты РП21. Реле включается и своими контактами в проводах Э532-549 разрывает цепь катушки контактора К61. Контактор выключается. Это приводит к следующему:

· размыкается блокировка контактора К61 в проводах 548-Э532. Восстановление цепи катушки контактора К61, после выключения реле РП21 от провода Э533 становится невозможным;

· размыкаются главные контакты контактора К61 в проводах 523-Э524. В цепь независимой обмотки генератора АМ-Г преобразователя всех секций вводится секция 15-16 резистора R31.

Ток возбуждения тяговых электродвигателей уменьшается. Перегрузка или повышенное напряжение ликвидируются, реле РП21 выключается, сигнальная лампа “РП” погасает, цепь катушки контактора К61 восстанавливается, но контактор остается выключенным. Для его включения необходимо подключить цепь его катушки к проводу Э532, что можно сделать переводом тормозной рукоятки контроллера на позицию 2. Такая зависимость исключает резкие колебания тормозной силы и позволяет вновь плавно восстановить полное возбуждение тяговых электродвигателей.

9.6. Действие защиты от токов КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
на параллельном соединении тяговых электродвигателей

Защита от токов короткого замыкания осуществляется быстродействующими контакторами 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 величине в отключающих катушках БК 35-50 А.

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

Допустим, произошло перекрытие на “корпус“ стойки кулачкового элемента в проводах 008-125-009 режимного переключателя ПкС (рис. 9.8). Ток короткого замыкания будет протекать по следующим параллельным цепям:

· 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;

· зажим “Я” электродвигателя М3, провод 080, КЭ ПкР, провод 079, КЭ ПкД2, провод 078, катушка реле РТ36 ПРУ, провод 087, катушка реле перегрузки РТ38, 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;

рельсовая цепь, токосъемники Пк2-Пк5, провод 100, токовые обмотки счетчиков электроэнергии Wh2 и Wh1 или их шунты ШН4 и ШН3, соединенные проводом 127, провод 121, реле РДФ1, провод 121;

· 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 величины тока короткого замыкания в индуктивном шунте L3 наводится э.д.с. самоиндукции, поэтому ток короткого замыкания протекает по цепи: 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 Н3-НН3 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;

· провод 121, 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 протекает далее по цепи: КЭ ПкТ, провод 112, отключающая катушка БК КБ46, провод 111, токоограничивающий резистор R10, провод 110, катушка 3-1 индуктивного шунта L4, вводной 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.

При возрастании тока короткого замыкания в отключающих катушках БК КБ45 и КБ46 до величины 35-50 А, они срабатывают на отключение, и их подвижные контакты фиксируются в отключенном положении защелками. После размыкания силовых контактов БК ток короткого замыкания от резисторов R5 и R6 протекает по следующим цепям:

· по дуге между размыкающимися контактами КБ45 и КБ46 и далее на зажимы “ЯЯ“ тяговых электродвигателей М1 и М3 по цепи, описанной выше;

· по разрядным резисторам R7 и R8 и далее на зажимы “ЯЯ“ тяговых электродвигателей М1 и М3 по цепи, описанной выше.

Поскольку сопротивление дуги между контактами БК и резисторов R7 и R8 значительны, а э.д.с. вращения тяговых электродвигателей гораздо больше э.д.с. вращения генератора АМ-Г преобразователя, ток короткого замыкания от резисторов R5 и R6 в основном протекает по цепям:

· при срабатывании БК КБ45: резистор R5, провод 73, 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 ПкД1, провод 047 и далее на зажим “ЯЯ“ тягового электродвигателя М1;

· при срабатывании БК КБ46: резистор R6, 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 протекает ток короткого замыкания в направлении противоположном току возбуждения. Происходит интенсивное размагничивание главных полюсов тяговых электродвигателей током короткого замыкания. Их э.д.с. вращения 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 протекания тока короткого замыкания индуктивного шунта уменьшает скорость его нарастания.

Все это, то есть: размагничивание главных полюсов тяговых электродвигателей током короткого замыкания, ограничение его величины и скорости нарастания - обеспечивает быстродействие защиты, исключающее образование круговых огней на коллекторах тяговых электродвигателей.

Размыкание силовых контактов БК КБ45 и КБ46 сопровождается изменением положения их блокировок:

· замыкаются блокировки в цепи их включающих катушек, которые получают питание от провода Э402 при последующем восстановлении БВ нажатием кнопки “Возврат БВ”;

· замыкаются блокировки в проводах Э801-Э812, загорается сигнальная лампа “БК”, сигнализирующая о срабатывании БК;

· размыкаются блокировки в проводах 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:

· замыкается блокировка в проводах Э801-Э810 и одна из блокировок в проводах Э801-Э803. Загорается лампа “БВ“ и одна из ламп “1БВ“, “2БВ“ или “3БВ“, сигнализируя об отключении БВ на одной из секций;

· размыкается блокировка в проводах 320-417. Реле РП22 сразу, а реле времени РВ7 через 2-3 секунды, выключаются;

· размыкается блокировка в проводах 575-576. Контакторы К23 и К24 отключают обмотки возбуждения тяговых электродвигателей от зажимов якоря генератора АМ-Г преобразователя;

· размыкается блокировка в проводах 598-599. Выключаются линейные контакторы и разрывают якорную цепь тяговых электродвигателей. Выключается контактор К62 и разрывает цепь независимых обмоток возбуждения генераторов АМ-Г преобразователей всех секций.

Выключается реле РП19. Угловые реостатные контакторы 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 в проводах 550-551. Цепь катушки вентиля электроблокировочного клапана КЭБ разрывается, и он соединяет тормозные цилиндры электровоза с воздухораспределителем.

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