Защита силовых цепей тягового привода.

Основными аварийными режимами тягового привода являются:

· срыв в работе регуляторов тока и напряжения из-за сбоев в системе управления или в условиях плохого токосъема энергии с контактного рельса;

· замыкание на корпус одной из точек силовой цепи из-за нарушения или пробоя изоляции;

· выход из строя транзистора силового инвертора.

Во всех случаях в силовых цепях привода могут возникать аварийные сверхтоки, приводящие к повреждению электрооборудования.

Задачей устройств защиты является быстродействующее выключение силовой цепи для ограничения развития аварийных сверхтоков на уровне, не приводящем к выходу из строя силовых полупроводниковых приборов тягового привода.

В качестве основного аппарата защиты в тяговом приводе используется выключатель быстродействующий QF1 типа ВБ-630 с уставкой максимальной токовой защиты - 1500 А.

ВБ отключает токи короткого замыкания в силовых цепях привода в режиме тяги и рекуперативного торможения.

Дополнительно в своем составе тяговый привод содержит устройства электронной защиты:

· защита от перегрузки по току в сети питания;

· защита от перенапряжений в контактной сети;

· защита от перегрузки инвертора по выходному току;

· защита от замыканий силовых цепей на землю;

· защита от перегрева инвертора и тормозного реостата.

Электронная защита предназначена для предотвращения развития аварийных токов и напряжений в силовой цепи привода в нештатных режимах работы на уровне, когда контролируемые параметры превосходят рабочие значения, но еще не достигли уставок аппаратной защиты.

При срабатывании любой из защит БУТП выключает силовой инвертор тягового привода, снимая импульсы управления транзисторами МСИ.

При перенапряжении в контактной сети первый уровень электронной защиты в любом режиме работы привода включает чоппер тормозного резистора, если рост напряжения не прекращается, то второй уровень электронной защиты принудительно выключает ВБ по цепи управления.

Дифференциальная защита работает только в режиме тяги и также сопровождается принудительным выключением ВБ.

Если срабатывание ВБ произойдет 3 раз в течение 5 минут, то тяговый привод считается неисправным. При этом блок управления запрещает дальнейшие включения привода. Его включение можно осуществить только снятием и повторной подачей питания 80 В на контейнер тягового инвертора.

Защита от перегрева инвертора включается, когда температура на радиаторе охлаждения модуля силового инвертора превысит 85ºC. Выключение этого вида защиты происходит при понижении температуры до 70ºC.

Защита от перегрева тормозного реостата включается при поступлении с блока питания вентилятора БПВ в БУТП сигнала о неисправности вентилятора охлаждения тормозного реостата. При этом блок управления запрещает режим электрического торможения тяговым приводом. Если срабатывание этого вида защит произойдет 12 раз в течение 5 минут, то тяговый привод считается неисправным. При этом блок управления запрещает дальнейшие включения привода. Его включение можно осуществить только снятием и повторной подачей питания 80 В на контейнер тягового инвертора.

При срабатывании любого вида электронной защиты информация об ее срабатывании запоминается. По истечении времени 4 сек, БУТП автоматически сбрасывает систему электронной защиты и переводит привод в текущий рабочий режим, в том числе включая ВБ.

Защита от боксования и юза.

Работа устройства защиты от буксования и юза разбивается на три этапа:

· своевременное выявление процесса буксования или юза;

· быстрое вмешательство в процесс регулирования с целью снижения задания силы тяги и частоты вращения колесной пары путем уменьшения токов двигателей без изменения режима работы привода.

· восстановление тяги (торможения) после прекращения буксования (юза) с более медленным темпом нарастания тока тягового двигателя до заданного значения.

Для быстрого выявления склонности колесной пары к буксованию нужно знать частоту вращения колесной пары и линейную скорость вагона. Тогда на основании сравнения частот вращения каждой колесной пары с линейной скоростью вагона можно определить моменты начала и окончания процессов буксования или юза. В БУТП линейная скорость вагона определяется с помощью математического моделирования. Исходной информацией для вычисления линейной скорости вагона являются сигналы частоты вращения роторов 4-х тяговых двигателей вагона.

При выходе скорости колесной пары за допустимые линейной скоростью пределы формируется сигнал защиты, который является командой на автоматическое снижение уставки задания тока привода. После прекращения буксования или юза система защиты с более медленным темпом восстанавливает заданное значение тяговой или тормозной уставки тока.