ss6b型电力机车总体线路分析及_高、低压试验规程计划毕业设计(编辑修改稿)

ss6b型电力机车总体线路分析及_高、低压试验规程计划毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

现电隔离，以利机车设备安全和乘务员人身安全；三是使司机台仪表接线插座化，便于保养和维修。 网压 25kV测量使用 25 000V／ 100V交流电压互感器，能直接测量接触网供电电压。 6，保护系统 采用双接地继电器保护，每一台转向架电气供电回路单元各接一台主接地继电器，以利于查找和处理接地故障。 7，为提高机车功率因数和改善通讯干扰，机车设有 PFC功率因数补偿装置。 主电路结构的分析 网侧高压电路 （如图 2— 1所示） 的主要设备有受电弓 1AP 和 2AP、空气断路 器 4QF、避雷器 5F、高压电压互感器 6TV、高压电流互感器 7TA、主变压器 8TM 的高压 (原边 )绕组 AX、电度表检测电流用的 9TA、 PFC 功率因数补偿用电流互感器 109TA。 湖南铁道职业技术学院毕业设计 7 低压部分有自动开关 102QA、网压表 103PV、 104PV 电度表 105PJ、 PFC 功率因数补偿用同 步变压器 100TV，以及接地回流装置 110E、 120E、 130E、 140E、 150E 和 160E。 这些电器设备所组成的电路主要用于检测机车网压和提供电度表用的电压信号及 PFC功率因数补偿用同步信号。 与传统的机车相比，该电路具有如下特点： 1．在 25kV 网侧电路中，加设了新型金属氧化物避雷器 5F，以取代传统的放电间隙，作过 电压和雷击保护； 2．在受电弓与主断路器之间，设置有网侧电压互感器 (25 kV／ 100V)，便于司机在司机室 内掌握受电弓的升降状况和网压的情况； 3．为提高机车的可靠性，实现机车的简统化、通用化设计，采用了传统的 TSG3 型受电弓、 TDZlA 型空气断路器和 TBYl 型网侧高压电压互感器； 4．增设有 PFC 控制用电压、电流互感器； 图 2— 1 网侧高压电路 湖南铁道职业技术学院毕业设计 8 5．接地回流系统采用主变压器高压绕组 X 端经电缆、接地回流装置到车轮、钢轨。 与车体、电气设备保护性接 地分开，提高了机车可靠性。 整流调压电路分为两个独立的单元，分别向相应的转向架供电。 图 2— 2为 SS6B 型电力机车一个转向架供电的不等分三段半控整流桥主电路图。 由牵引绕组 a1b1x1 和 a2x2 供电给主整流器 70v，组成前转向架供电单元；由牵引绕组 a3b3x3 和 a4x4 供电给主整流器 80v，组成后转向架供电单元。 不等分三段整流调压电路通过其整流调压电路顺序触发晶闸管 V9 和 V V3和 VV5 和 V6 则可得到最大输出电压为 1/2Ud、 3/4Ud、 Ud。 其中各段绕组电压为：Ua2x2=Ua1x1=2Ua1b1=2Ub1x1= 不等分三段整流桥的工作顺序如下所述： 首先投入四臂桥，即触发 V9 和 V10，投入 a2x2 绕组， V V10 顺序移相，整流电压由零逐渐升至 Ud／ 2(Ud 为总整流电压 )， V1 和 V2 续流。 在电压正半周时，电流路径为 a2 一 V7— 71 号导线一平波电抗器一电机一 72号导线一 V2V1— V10 一 x2 一 a2；当电压处于负半周时，电流路径为 x2 一 V9— 71 号导线一平波电抗器一电机一 72 号导线— V2 一 V1 一 V8— a2 一 x2。 当 V9 和 V10 满开放后，六臂桥投入。 第一步是维持 V9 和V10 满开放，触发 V3 和 V4，绕组 a1b1 投入。 电源处于正半周时，电流路径为 a2— V7— 71 号导线一平波电抗器一电机一 72 号导线 — V4— b1 一 a1一 V1— V10x2— a2；当电源处于负半周时，电流路径为 x2 一 V9— 71 号导线一平波电抗器一电机一 72 号导线一v2一 a1— b1— V3— V8— a2 一 x2。 此时， V V4 顺序移相，整流电压在 (1／ 23／ 4)Ud之间调节。 当 V3 和 V4满开放后， V V V9 和 V10 维持满开放，并触发 V5 和 V6， b1x1图 2— 2 转向架单元整流调压简化电路 湖南铁道职业技术学院毕业设计 9 绕组再投入 V5和 V6 顺序移相，整流电压在 (3／ 4— 1)Ud 之间调节。 当电源处于正半周时，电流路径为 a2 一 V7— 71号导线 — 平波电抗器 — 电机一 72 号导线一 V6一 x1 一 a1一 V1— V10 一 x2 一 a2；当电源处于负半周时，电流路径为 x2 一 V9— 71 号导线一平波电抗器 — 电机一 72 号导线 — V2— a1 一 x1一 V5 一 V8一 a2— x2。 在整流器的输出端还分别并联了电阻 75R 和 76R，其电阻的作用有两个：一是机车高压空载做限压试验时，作整流器的负载，起续流作用；二是正常运行时，能够吸收部分过电压。 路 机车的牵引电路，即机车主电路的直流电路部分 如图 2— 3所示。 机车牵引供电电路，采用转向架独立供电方式。 第一转向架的三台牵引电机 1M、 2M、3M并联，由主整流器 70v 供电；第二转向架的三台牵引电机 4M、 5M、 6M 并联，由主整流器 80v 供电。 两组供电电路完全相同且完全独立。 牵引电机支路的电流路径基本相同，现以第一牵引电机支路为例加以说明：其电流路径为正极母线 71 一平波电抗器 11L 一线路接触器 12KM 一电流传感器 111SC 一电机电枢一位置转换开关的“牵”一“制”鼓 107QPR1— 位置转换开关的“前”一“后” 鼓 107QPVl→主极磁场绕组→ 107QPV1→牵引电机隔离开关 19QS→ 107QPR1→负极母线 72。 与主极绕组并联的有固定分路电阻 14R、 I 级磁场削弱电阻 15R 和接触器 17KM、Ⅱ级磁场削弱电阻 16R 和接触器 18KM。 14R 与主极绕组并联后，实现机车的固定磁场削弱，其磁场削弱系数为 0． 96。 通过接触器 17KM 的闭合，投入 15R，实现机车的 I 级磁场削弱其磁场削弱系数为 0． 70。 通过接触器 18KM 的闭合，投入 16R，实现机车的Ⅱ级磁场削弱，其磁场削弱系数为 0． 55。 当 17KM 和 18KM 同时闭合时， 15R 和 16R 同时投入，实现机车的Ⅲ级磁场削弱，其磁场削弱系数为 0． 45。 为了改善机车运行时牵引电机的脉流换向性能，特设置分流电抗器 113L(123L、 133L、 143L、 153L、 163L)。 磁场削弱电阻电路与分流电抗器串联后，再与主极绕组并联。 由于三轴转向架第一台牵引电机与第二、第三台牵引电机布置方向一致，其相对旋转方向相同。 以第一转向架前进方向为例，从 1M、 2M、 3M 电机非换向器端看去，电枢旋转方向应为顺时针方向；第一转向架与第二转向架反向布置，因此第二转向架 4M、 5M、6M电机为反时针方向。 由此，各牵引电 机的电枢与主极绕组的相对接线方式是： 1M： A11A12—— D11D12 2M： A21A22—— D21D22 3M： A31A32—— D31D32 4M: A41A42—— D42D41 5M： A51A52—— D52D51 6M： A61A62—— D62D61 湖南铁道职业技术学院毕业设计 10 图 23 牵引供电电路原理图（ I 架） 湖南铁道职业技术学院毕业设计 11 上 述接线方式为机车向前方向时的状况。 当机车向后时，主极绕组通过“前”一“后”换向鼓反向接线。 牵引电机故障隔离开关 19QS、 29QS、 39QS、 49QS、 59QS 和 69QS 均为单刀双投开关，有上、下两个位置，上为运行位，下 为故障位。 当牵引电机之一故障时，将相应牵引电机故障隔离开关置故障位，其相应常开联锁接点打开相应线路接触器，该电机支路与供电电路隔离，不投入工作。 若为牵引电机接地故障，可以采取将刀开关置于中间位，使电机支路一头靠线路接触器打开，另一头靠隔离刀开关打开，使牵引电机与主电路完全隔离，否则仍会引起接地继电器动作。 库用开关 20QP 和 50QP 为双刀双投开关。 在正常运行位时，其主刀与主电路隔离，其相 应辅助 接点接通受电弓升弓电空阀，方可升弓；在库用位时，其主刀将库用插座 30XS或 40XS的库用 电源分别与 2M电机或 5M电机 的电枢正极引线 22或 52及总负极 72或 82连接，其辅助接点断开受电弓升弓电空阀的电源线，使其在库用位时不能升弓。 只要 20QP或 50QP 之一在库用位，即可在库内动车。 同时，通过相应的联锁接点可分别接通 12KM、22KM 和 32KM、 42KM 或 52KM 和 62KM，从而使 1M、 3M 或 4M、 6M 通电，以便于工厂出厂试验或机务段出库试电机转向、出人库及轮对旋轮。 空载试验转换开关 10QP 和 60QP,为三刀双投开关。 当机车处于正常运行时， 10QP和 60QP 将 1 位和 6 位电压传感器 112SV 和 162SV 分别与 1M 和 6M 的电枢 相连，其相应辅助接点接通 12KM、 22KM、 32KM、 42KM、 52KM 和 62KM 的电空阀；当机车处于空载试验位时， 10QP 和 60QP 将 112SV 和 162SV 分别与主整流器 70V 和 80V 的输出端相连，同时短接 76R 和 86R，其相应辅助接点断开线路接触器 12KM、 22KM、 32KM、 42KM、 52KM 和62KM 的电空阀电源线，使 10QP 或 60QP 置于试验位时电机与整流器脱开，确保空载试验时的安全性。 每一台牵引电机设有一台直流电流传感器和一台直流电压传感器，其作用除提供电子控制的电机电流与电压反馈信号外，还通 过电子柜，作为司机台电流表与电压表显示的信号的检测。 直流电压传感器设置在电枢两端，它有两个优点：一是在牵引与制动时，从司机台均能看牵引电机电压；二是三台并联的牵引电机之一空转时，电枢电压的反应较快。 另外，电机的过流信号由直流电流传感器经电子柜发出，进行卸载或跳主断。 牵引电机过流保护整定值为 1300A(1+5％ )。 湖南铁道职业技术学院毕业设计 12 图 2— 4 机车加馈制动工况时的电路图（ I 架） 湖南铁道职业技术学院毕业设计 13 SS6B 型电力机车采用了加馈电阻制动 电路，主要优点是能够获得较好的制动特性，特别是低速制动特性。 见 图 2— 4为机车 加馈制动工况时的电路图。 加馈电阻制动又称为“补足”电阻制动；它是在常规电阻制动的基础上发展的一种能耗制动技术。 根据理论分析可知，机车轮周制动力为 B=CФ Iz（ N） 式中 C——— 机车结构常数； Ф — 电机主极磁通， Wb Iz—— 电机电枢电流， A。 在常规的电阻制动中，当电机主励磁最大恒定后，电枢电流 (制动电流 )Iz 随着机车速度减小而减小。 因此，机车轮周制动力也随着机车速度的变化而变化；为了克服机车轮周制动力在机车低速区域减小的状况，加馈电阻制动是从电网中吸收电能，通过主相控整流器向电机电枢补足 Iz 并保 持恒定，以此机车在低速区域获得理想的轮周最大恒定制动力。 机车处于加馈电阻制动时，位置转换开关已转换到制动位，牵引电机电枢与主极绕组脱离并与制动电阻串联，且同一转向架的 3台电机电枢支路并联之后，与主整流器串联构成回路。 同时 ，每台车 6台电机的主极绕组串联连接，经励磁接触器、励磁整流器(99V)构成回路，由主变压器励磁绕组供电。 现以 1M 电机为例，叙述一下电路电流的路径： 33km／ h 时，机车处于纯电阻制动状态。 其电流路径为 71 母线→ 11L 平波电抗器→ 12KM 线路接触器→ 111SC 电流传感器 → 1M 电机电枢→ 107QPR1 位置转换开关“牵” “制”鼓→ 13R 制动电阻→ 73 母线→ V8→ V7→ 71 母线。 2．当机车速度低于 33km／ h 时，机车处于加馈电阻制动状态。 当电源处于正半周时，其电流路径为 a2→ V7→ 71母线→ 11L 平波电抗器→ 12KM 线路接触器→ 111SC 电流传感器一 1M 电机电枢一 107QPR1 位置转换开关“牵” “制”鼓一 13R 制动电阻→ 73 母线→ V10→ x2→ a2；当电源处于负半周时，其电流路径为 x2→ V9→ 71母线→ 11L 平波电抗器→ 12KM线路接触器→ 111SC电流传感器→ 1M电 机电枢→ 107QPR1位置转移开关“牵”一“制”鼓→ 13R 制动电阻→ 73 母线→ V8→ a2→ x2。 电阻制动时，主变压器的励磁绕组 a5 一 x5 经励磁接触器 91KM 向励磁整流器 99v供电，并与 16M 牵引电机主极绕组串联，且励磁电流方向与牵引时相反，由下往上。 湖南铁道职业技术学院毕业设计 14 从励磁整流 器的 输出端开始，其电流路径为 91 母线→ 199SC 电流传感器→ 90 母线→107QPRl 位置转换开 关 “牵” “制”鼓→ 19QS→ 107QPV1→ D12→ D11→ 107QPVl→ 14 母线→ 107QPR2→ 29QS→ 107QFV2→ D22→ D21→ 107QPV2→ 24 母线→ 107QPR3→ 39QS→107QFV3→ D32→ D31→ 107QPV3→ 34 母线→ 108QPR6→ 69QS→ 108QPV6→ D61→ D62→。