Вспомогательные цепи

Вспомогательные пневматические цепи обеспечивают сжатым воздухом действие звуковых сигналов, главного выключателя, устройств управления токоприемниками и блокировками, нагружающих устройств, электропневматических контактов.

Звуковыми сигналами на электровозе являются тифон и свисток РВН (см. рис. 239). Тифон имеет электропневматический и пневматический приводы, свисток - только электропневматический привод. Электропневматическим приводом одновременно включаются тифоны на обеих секциях электровоза, а пневматическим- только тифон той секции, из которой ведется управление электровозом. Свисток включается электропневматическим приводом только на той секции, из которой ведется управление. При выходе из строя какого-либо клапана сигналов - КЭП2 или КЭПЗ -отключение его производят соответствующим разобщительным краном КН24 или КН25.

В главный (воздушный) выключатель сжатый воздух поступает из питательной магистрали очищенный от масла, влаги, механических примесей в центробежном маслоотделителе МОЗ, фильтре с металлокерамической вставкой М04 и стоящем непосредственно на входе в резервуар главного выключателя контакторном фильтре Ф7. Разобщительный кран КН32, установленный в цепи главного выключателя, постоянно открыт (его пломбируют в этом положении). Кран перекрывают только при выходе из строя главного выключателя. Перед перекрытием крана выключатель должен быть отключен. Для спуска конденсата из резервуара РС6 главного выключателя, фильтра М04, маслоотделителя МОЗ имеются спускные краны КН18, КН41, КН42.

Сжатый воздух, питающий аппаратуру цепей управления и токоприемника, через разобщительный кран КН19, маслоотделитель МОЗ попадает в редуктор КР2, понижающий давление до 0,5 МПа (5,0 кгс/см2). Далее воздух пониженного давления заполняет цепи токоприемника, электропневматических контакторов и цепь блокирования задвижных щитов высоковольтной камеры.

Токоприемник может быть поднят только в случае полного закрытия всех задвижных штор высоковольтной камеры. Сжатый воздух через вентиль защиты ВЗ поступает в пневматические блокировки 7751 и ПБ2, которые запирают задвижные шторы, затем проходит через электропневматический клапан КЭП6 и попадает в цилиндр токоприемника 77(77.

Если задвижные шторы и двери высоковольтных камер обеих секций электровоза открыты, то пневматические блокировки ПБ1 и ПБ2 перекрывают доступ воздуха к клапанам токоприемника КЭП6 и подъем токоприемника невозможен. Контроль за блокированием высоковольтной камеры 2-й секции осуществляет пневматический выключатель управления БУШ, который в пневматической цепи стоит после блокировок ПБ1 и ПБ2. Поэтому если высоковольтная камера не заблокирована, доступ воздуха к БУШ закрыт пневматическими блокировками и он своими контактами прерывает электрическую цепь питания клапанов токоприемников обеих секций. В этом случае подъем токоприемника невозможен.

В случае если при опускании токоприемника он по какой-либо причине не опустится, то при включенном главном выключателе вентиль защиты ВЗ будет под напряжением и не выпустит воздухиз пневматических блокировок: вход в ВВК будет невозможен. При выходе из строя клапана токоприемника КЭП6 или самого токоприемника их отключение производят краном КН34.

Для очистки окон от дождевых брызг и снега на лобовых окнах кабины установлены пневматические стеклоочистители СОЛ1 и СОЛ2, управление которыми производится запорно-регулировоч-ными кранами КЗР1 и КЗР2. Разобщительный кран КН45 перекрывают только в случае выхода из строя одного из стеклоочистителей или запорно-регулировочных кранов. Рабочее положение крана КН45 - открытое. Во избежание выхода из строя стеклоочистителей включение их в работу краном КН45 категорически запрещается.

Сжатый воздух, поступающий в электропневматические контакторы, очищается от механических примесей контакторным фильтром Ф4. Для сохранения запаса сжатого воздуха, питающего цепи управления, служит резервуар РС5 вместимостью 55 л, который после заполнения может быть отключен разобщительным краном КН17. Контроль за давлением воздуха в резервуаре РС5 осуществляют по манометру МН2, установленному в агрегате цепи управления, а в цепи управления - по манометру МН8, установленному на пульте помощника машиниста в каждой кабине.

Противоразгрузочное устройство каждой секции, предназначенное для выравнивания нагрузок на колесные пары при реализации силы тяги, состоит из двух тормозных цилиндров Ц1 и Ц2, двух электропневматических клапанов КЭП7 и КЭП8 и разобщительного крана КН31 и включено на постоянное давление 0,2-0,25 МПа (2,0-2,5 кгс/см2), обеспечиваемое редуктором КР1. При движении электровоза в работу включаются противоразгрузочные устройства: в режиме тяги - передних, а в режиме рекуперации -• задних по ходу движения тележек каждой секции электровоза. В случае выхода из строя противоразгрузочного устройства магистраль может быть отключена краном КН31. Рабочее положение крана КН31 - открытое.

С целью снижения вероятности образования ползунов при пневматическом торможении схемой предусмотрено увеличение сцепления колеса с рельсом путем автоматической подсыпки песка под колеса при давлении в тормозных цилиндрах более 0,28-0,32 МПа (2,8-3,2 кгс/см2) и улучшение распределения нагрузок по осям путем включения в работу противоразгрузочных устройств задних по ходу движения тележек вместо передних при давлении в тормозных цилиндрах более 0,18-0,22 МПа (1,8-2,2 кгс/см2). Эти операции производятся с помощью пневматических выключателей управления ВУПЗ и ВУП4.

В случае отсутствия сжатого воздуха на электровозе при его запуске возможно наполнение резервуара РС6 главного выключателя и цепи токоприемника до рабочего давления 0,6 МПа (6 кгс1 1см2) от вспомогательного компрессора КМ2. Во избежание наполнения сжатым воздухом цепей управления и резервуара РС5 с целью сокращения времени подъема токоприемника перед включе нием компрессора КМ2 краны КН16 и КН17, расположенные в торцовой части каждой секции, должны быть перекрыты. После подъема токоприемника краны КН16 и КН17 должны быть открыты. С целью избежания утечек сжатого воздуха в питательную магистраль при работе компрессора КМ2 установлен обратный клапан КОЗ. Кран К19 постоянно открыт и перекрывается только в случае выхода из строя одного из участков вспомогательных цепей.

Во избежание повышения давления выше допустимого в магистрали вспомогательного компрессора и с целью разгрузки клапанов компрессора на трубопроводе перед компрессором установлены клапан предохранительный КПЗ, отрегулированный на давление срабатывания 0,65 МПа (6,5 кгс/см2), и клапан обратный К02.

При следовании электровоза «холодным резервом» все краны вспомогательных цепей должны быть перекрыты.

3. Подача песка

Подача песка в место касания колеса с рельсом бывает необходима для увеличения сцепления. Предусмотрено два способа подачи песка: электропневматическими и ручными клапанами. В обоих случаях сжатый воздух поступает из питательной магистрали.

При электропневматическом способе подачи песка клапан КЭП4 (см. рис. 239) получает питание и пропускает воздух к форсункам ФП1 и ФП2 1-й колесной пары через клапан КПРЗ и непосредственно к форсункам ФП5 и ФП6 3-й колесной пары 1-й секции. Одновременно включается электропневматический клапан КЭП5 во 2-й секции и пропускает воздух под 2-ю и 4-ю колесные пары 2-й секции.

При работе ручным клапаном КПП воздух через переключательный клапан КПРЗ 'попадает в форсунки ФП1 и ФП2 только 1-й по ходу движения колесной пары.

Для гибкой связи пескопровода, расположенного на кузове и тележках, используются морозостойкие резиновые рукава РУН- РУ-18, подающие песок непосредственно под колесные пары.

4. Расположение пневматического оборудования

Пневматическое оборудование и монтаж к нему рассредоточены по всему кузову, под кузовом, на крыше электровоза и тележках. В кабине машиниста расположены главные органы управления тормозом - краны машиниста и вспомогательного тормоза, устройство блокировки тормозов. Со стороны машиниста внизу расположен клапан сигнала, на боковой стенке - ручной клапан подачи песка. На пульте машиниста расположены манометры, контролирующие давление в тормозной и питательной магистралях, магистрали тормозных цилиндров и уравнительном резервуаре. Над лобовыми стеклами кабины расположены стеклоочистители и запорно-регулировочные краны, управляющие работой стекло очистителей. На пульте помощника машиниста установлен манометр цепи управления. В кузове на поперечной и торцовой стенках, на стенках ВВК, по проходному коридору и в ВВК расположены пневматические и электропневматические аппараты и трубопроводы к ним. На крыше электровоза расположены главные резервуары и змеевики. Под кузовом электровоза проложены пневматические магистрали, выходящие на лобовую и торцовую часть каждой секции. Рядом с путеочистителем под кузовом (слева по ходу движения электровоза) установлены звуковые сигналы. На тележках расположены трубопроводы, соединяющие тормозные цилиндры, установлены подсыпные резиновые рукава, подающие песок под колеса электровоза.

XII. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

1. Силовые цепи

Силовые цепи электрической схемы электровоза включают в себя: цепь напряжением 25 кВ, цепи тяговых двигателей в тяговом режиме и режиме электрического рекуперативного торможения (провода обозначены на схеме буквой В с цифрой) и цепи вспомогательных машин (провода обозначены на схеме буквой С с цифрой).

Цепи напряжением 25 кВ. Подключение электровоза к контактной сети обеспечивается токоприемником (рис. 240*). Токоприемник соединен с выводом А первичной обмотки тягового трансформатора 3 через дроссель ДП, высоковольтный разъединитель 2, главный выключатель 4, фильтр 10 и трансформатор тока ТТ. Вывод X первичной обмотки тягового трансформатора 3 соединен с корпусом электровоза через трансформаторы тока 17 и 18 (см. рис. 241).

В случае необходимости разъединителем 2 (см. рис. 240) можно отключить неисправный токоприемник, а разъединителем 6 - неисправную секцию. Силовые контакты с дугогашением главного выключателя 4 шунтированы нелинейным резистором для уменьшения перенапряжений, возникающих при их размыкании.

В отключенном положении главного выключателя 4 его силовые контакты замкнуты и цепь 25 кВ разомкнута его разъединителем, ножи которого осуществляют также заземление обмотки тягового трансформатора 3 для обеспечения безопасности при входе в высоковольтную камеру.

Цепи тяговых двигателей в тяговом режиме работы. Тяговые двигатели электровоза питаются выпрямленным пульсирующим током. Преобразование однофазного тока контактной сети в выпрямленный ток для питания тяговых двигателей осуществляется с помощью тягового трансформатора 3 (см. рис. 240) и двух вы-прямительно-инверторных преобразователей 61, 62, которые подключены выводами А, Б, С и Д к тяговым обмоткам а1-х1 иа2-х2 трансформатора 3. К выводам «+» и «-» выпрямительно-инверторных преобразователей 61, 62 подключены цепи выпрямленного тока тяговых двигателей М1-М4. Напряжение холостого хода тяговых обмоток а1-х1 и а2-х2 составляет 1230 В. Каждая из обмоток а1-х1 и а2-х2 секционирована на три части. Секции обмоток имеют напряжение холостого хода: а1-1 и а2-3 - 307 В; 1-2 и 3-4 - 308В; 2-х1 и 4-х2 - 615 В.

Плавное регулирование напряжения тяговых двигателей достигается посредством зонно-фазного управления тиристорами соответствующих плеч ВИП 61 и 62 согласно заданному алгоритму. Включение и аварийное отключение тяговых двигателей М1-М4 производится соответствующими автоматическими выключателями 51-54.

Реверсивные переключатели 63, 64 обеспечивают изменение направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей, чем достигается изменение направления движения электровоза. Тормозные переключатели 49, 50 предназначены для переключения в обесточенном состоянии электрических цепей электровоза из тягового режима в рекуперативный и обратно. Для снижения пульсаций выпрямленного тока в цепи тяговых двигателей установлены сглаживающие реакторы 55, 56. Для уменьшения пульсаций тока возбуждения обмотки возбуждения тяговых двигателей зашунти-рованы резисторами Р1-#4 (выводы РО, РЗ).

Пуск и регулирование скорости электровоза в тяговом режиме. Силовой схемой предусмотрено четырехзонное плавное регулирование выпрямленного напряжения. Описание работы схемы ВИП в режиме тяги приведено в гл. V.

После выхода на последнюю (четвертую) позицию регулирования дальнейшее увеличение скорости электровоза достигается ослаблением возбуждения тяговых двигателей путем шунтирования их обмоток возбуждения резисторами Р1-Р4 (выводы Р1, РЗ) и индуктивными шунтами ИШ1-ИШ4 (см. рис. 240). Схемой предусмотрено три ступени ослабленного возбуждения (70, 52 и 43%).

Первая ступень обеспечивается включением контакторов 65, 66, 71, 72, 2-я - контакторов 67, 68, 73, 74 и 3-я - контакторов 69, 70, 75, 76. При включении 2-й ступени ослабленного возбуждения закорачиваются части резисторов Р1-/?4 с выводами Р1, Р2, что приводит к уменьшению тока в обмотках возбуждения. На 3-й ступени ослабленного возбуждения резисторы Я1-#4 полностью выключены и обмотки возбуждения шунтируются только индуктивными шунтами.

Индуктивные шунты ИШ1-ИШ4 включены в цепь ослабления возбуждения с целью снижения бросков тока и облегчения условий коммутации тяговых двигателей при неустановившихся процессах в контактной сети (колебание напряжения в контактной сети или его восстановление после кратковременного снятия).

В случае необходимости любой из тяговых двигателей может быть отключен соответствующим разъединителем ОД1-ОД4. Приэтом отключаются соответствующие автоматические выключатели. Любой из выпрямительно-инверторных преобразователей 61, 62 может быть отключен переключателем 81, 82. При этом также отключаются соответствующие автоматические выключатели 51, 52 или 53, 54.

Силовая схема в рекуперативном режиме. Все переключения в силовой цепи при переходе из тягового режима в режим торможения и обратно производятся тормозными переключателями 49, 50 (см. рис. 240). При сборе силовой цепи в режиме торможения якорь каждого тягового двигателя отключается от своей обмотки возбуждения и подключается последовательно со стабилизирующим резистором R5 к выпрямительно-инверторному преобразователю. Обмотки возбуждения всех двигателей 1-й и 2-й секций соединяются последовательно. Резисторы постоянной шунтировки РО-РЗ остаются включенными параллельно обмотке возбуждения.

Обмотка тягового трансформатора с выходами х4, аб, а.7 и выпрямительные установки возбуждения 60 1-й и 2-й секций образуют схему двухполупериодного выпрямления с нулевой точкой для питания регулируемым выпрямленным напряжением обмоток возбуждения тяговых двигателей. Напряжение холостого хода между выводами а6-а7 и а7-х4 составляет 180 В.

Включение и отключение обмоток возбуждения тяговых двигателей осуществляется электропневматическими контакторами 46, 47. Тяговые двигатели в рекуперативном режиме работают как генераторы постоянного тока с независимым возбуждением. При рекуперативном торможении осуществляется инвертирование постоянного тока генераторного режима в переменный ток промышленной частоты. Стабилизирующий резистор R5 необходим для обеспечения электрической устойчивости при работе инвертора и улучшения распределения тока между тяговыми двигателями. Измерение тока якоря двигателей Ml-М4 осуществляется датчиками тока ДкТ1-ДкТ4, которые подают соответствующие сигналы в систему управления преобразователем в режиме рекуперации.

В рекуперативном режиме работы электровоза тормозное усилие регулируется в зоне высоких скоростей плавным изменением тока возбуждения, а в зоне малых скоростей - плавным изменением э. д. с. трансформатора.

Схемой предусмотрен режим торможения противотоком (I зона,, низкая скорость). В этом случае тяговые двигатели работают как двигатели с независимым возбуждением при обратном направлении протекания тока возбуждения Контур тока якорей двигателей остается прежним, однако моменты открытия тиристоров выбираются так, чтобы ток протекал под действием э. д. с. контактной сети (см. гл. V, § 1).

Регулирование тормозного усилия плавным изменением тока возбуждения от 0 до 1100 А осуществляется изменением угла открытия тиристоров выпрямительных установок возбуждения 60.

2. Вспомогательные цепи

Вспомогательное оборудование электровоза питается от обмотки собственных нужд тягового трансформатора (рис. 241). Напряжение холостого хода обмотки собственных нужд трансформатора при напряжении сУс = 25 кВ составляет: на выводах хЗ-а5-225 В, на выводах хЗ-а4-400 В, на выводах хЗ-аЗ - 625 В.

По роду напряжения все вспомогательное оборудование разбивается на потребителей однофазного тока, питание которых осуществляется непосредственно от выводов обмоток хЗ, аЗ, а4 и потребителей трехфазного тока.

К потребителям однофазного тока, питающимся от обмотки хЗ-а.4, относятся: панель питания автоматики ППА, трансформаторы ТН, ТН2, ТРПШ, ТРПШ2, цепи выходных усилителей импульсов выпрямительной установки возбуждения 60, катушка электромагнита отключения главного выключателя 4, трансформатор 77 защиты силовых цепей от замыканий на «землю», вольтметр 97, блоки защиты 101, 102, вентиль защиты 104, блок измерения БИ, нагревательные элементы 173-177 цепей обогрева кабины, обогреватели 179, 180 санузла, нагревательный элемент 196 калорифера, асинхронный расщепитель фаз ФР, преобразующий однофазное напряжение 380 В обмотки собственных нужд тягового трансформатора в трехфазное напряжение 380 В для питания вспомогательных машин.

Расщепитель фаз включается (выключается) контактором 125. Запуск расщепителя фаз асинхронный с помощью резистора R6, включаемого на время пуска контактором 119.

Трансформаторы ТН, ТРПШ, нагревательные элементы печей 173-177, обогреватели 179, 180 санузла, нагревательный элемент 196 калорифера, трансформаторы ТРПШ2 и ТН2 включаются (выключаются) соответствующими контакторами 160, 134, 159, 195, 135 и реле 136.

Для слабого обогрева кабины включается только контактор 134, который включает по одной печи у машиниста и помощника. Для более сильного обогрева кабины включается только контактор 159, который включает две печи у машиниста и одну у помощника, а для наибольшего обогрева включаются оба контактора 134 и 159, при этом включаются все пять печей кабины.

Включение выходных усилителей импульсов выпрямительной установки возбуждения 60 осуществляется только в рекуперативном режиме с помощью реле 265 (см. рис. 240, 249) и блокировочного переключателя БП.

К потребителям однофазного тока от обмотки хЗ-а5 (225 В) относятся счетчики электроэнергии 353, 384 (см. рис. 241), причем счетчик 384 работает только в тяговом режиме, а 383 - только в рекуперативном.

Потребителями трехфазного тока являются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором: МВ1, МВ2 - вентиляторов охлаждения тяговых двигателей, МВЗ, МВ4 - вентиляторов

Рис. 241. Электрическая схема вспомогательных цепейохлаждения выпрямительно-инверторных преобразователей, сглаживающих реакторов, радиаторов тягового трансформатора; МВ5 - вентилятора охлаждения блока балластных резисторов; МК1 - компрессора; МН - масляного насоса системы охлаждения трансформатора.

Обмотка собственных нужд тягового трансформатора и генераторная фаза расщепителя фаз образуют трехфазную систему, от которой питаются цепи вспомогательных машин. Перечисленные выше асинхронные электродвигатели включаются (выключаются) контакторами 127-130, 133, 124, причем при их включении, кроме электродвигателя МН, включаются конденсаторы 165-168, 171 между линейной и генераторной фазами с целью облегчения запуска и условий работы двигателей за счет улучшения симметрии трехфазной системы.

В рекуперативном режиме работы электровоза контактором 131 включается электродвигатель вентилятора МВ5 с конденсатором 169.

При выходе из строя расщепителя фаз в одной из секций необходимо снять пломбы и включить разъединители 126 в обеих секциях, отключить обмотку собственных нужд тягового трансформатора, установив рукоятку переключателя вспомогательных цепей. 111 в среднее положение в той секции, где неисправен расщепитель фаз. При этом исключается из работы неисправный расщепитель фаз на одной секции, а пуск всех вспомогательных машин возможен от исправного расщепителя фаз и одной обмотки собственных нужд.

Схема электровоза в целом обеспечивает нормальную работу электрического оборудования при колебании напряжения в контактной сети 19-29 кВ. В случае выхода из строя на длительное время одной из питающих тяговых подстанций напряжение в контактной сети в зоне этой подстанции будет порядка 12 кВ при номинальном питающем напряжении соседних подстанций. Силовая схема обеспечивает нормальную работу тяговых двигателей при понижении напряжения в контактной сети до 12 кВ, но работа электровоза невозможна из-за «опрокидывания» системы вспомогательного привода.

Для обеспечения нормальной работы электровоза при понижении напряжения в контактной сети до 12 кВ обмотки собственных нужд силовых трансформаторов имеют дополнительный вывод аЗ с напряжением 625 В.

При подъезде к зоне с поврежденной подстанцией машинист по сетевому вольтметру следит за напряжением в контактной сети и при понижении ее до 19 кВ выключает вспомогательные машины, главный выключатель, опускает токоприемник и, разблокировав шторы высоковольтной камеры, переключает переключатель обмоток 105 в нижнее положение, переводя нагрузку на вывод аЗ. После этого, заблокировав высоковольтную камеру, он собирает схему и продолжает движение. При этом на вспомогательные машины будет подано напряжение порядка 480 В, которое при снижениинапряжения в контактной сети до 12 кВ составит около 300 В, что по условиям работы вспомогательных машин достаточно.

Показания сетевого вольтметра во время движения с питанием вспомогательных машин от вывода аЗ будут завышенными в 1,6 раза по сравнению с действительными, поэтому обратное переключение переключателя обмоток в нормальное положение следует производить при напряжении (по сетевому вольтметру), равном 30 кВ, что соответствует напряжению в контактной сети 19 кВ.

Питание вспомогательным цепям при нахождении электровоза в депо можно подать через розетки 108-ПО, установив рукоятку переключателя 111 в нижнее положение. К розеткам подводится переменное напряжение 380 В от сети депо. Это напряжение подается только на вспомогательные машины этой секции.