7.2. Разработка схемы вспомогательных цепей электровоза

В соответствии с принятыми в курсовой работе решениями, используя схемы электровоза-образца [4 – 9] и рекомендации [1 – 3], следует разработать схему цепей вспомогательных машин электровоза.

Компоновка цепей проводится в порядке, аналогичном приведенному в подразд. 7.1. При разработке цепей вспомогательных машин предусматривают возможность питания цепей вспомогательных машин двух секций от одного фазорасщепителя с учетом особенностей пуска вспомогательных машин, защиты цепей от аварийных режимов и т. д.

Схема цепей вычерчивается либо на одном чертеже со схемой силовых цепей электровоза, либо на отдельном листе формата А3 или А4. При выполнении схемы следует строго придерживаться требований стандартов [12, 13].

В пояснительной записке необходимо дать описание цепей вспомогательных машин с указанием назначения аппаратов и машин, приведенных на схеме.

7.3. Защита силовых и вспомогательных цепей

1) Разработать систему защиты силовых и вспомогательных цепей электровоза от аварийных (сверхтоков и сверхнапряжений) и ненормальных режимов (перегрузки, боксования, повышенного и пониженного уровня напряжения и т. д.):

определить процессы и явления, при которых аппараты защиты должны срабатывать;

выбрать вид защитного воздействия (отключение цепи с целью прекра­щения процесса развития сверхтоков, ограничение роста тока якоря или воз­буждения, короткое замыкание цепи защищаемых элементов, сигнализация о ненормальных и аварийных режимах);

выбрать тип защитных аппаратов, датчиков, преобразовательных и исполнительных устройств и рассчитать уставки защитных аппаратов.

Результаты разработки системы защиты электровоза приводят в сводной таблице, выполненной по форме табл. 7.3. При выборе защитных аппаратов и расчете уставок их контролируемых параметров следует руководствоваться рекомендациями [2, 3] и данными электровоза-образца [4 – 9].

2) Ток срабатывания реле перегрузки (РП) тяговых двигателей определить из условия реализации наибольших тяговых усилий по сцеплению и допустимых наибольших значений тока перегрузки [3]:

. (7.1)

Для того чтобы не происходило ложное срабатывание реле перегрузки, полученное значение должно удовлетворять следующим условиям:

(7.2)

где , – соответственно максимальный ток тягового двигателя по условиям сцепления колеса с рельсом во время пуска (V = 0) и при максимальном ослаблении возбуждения, значения и определяются по кривой V(I_сц).

Таблица 7.3

Характеристики системы защиты электровоза

Наименование опасного режима, повреждения, процесса	Контролируемый параметр	Номер аппарата	Уставка	Защитное воздействие
Короткое замыкание (КЗ) между витками и на землю в сетевой обмотке тягового трансформатора
КЗ между витками тяговых обмоток трансформатора
Пробой плеча ВУ (ВИПа)
КЗ на землю в цепи тяговых обмоток трансформатора и тяговых двигателей
Перегрузка ТЭД
КЗ в цепи ТЭД
Боксование колесных пар
Нарушение работы системы охлаждения ТЭД
Атмосферное перенапряжение
Коммутационное перенап­ряжение в цепях ВУ и ТЭД
Перегрузка фаз цепи вспомогательных машин
КЗ на землю в цепи вспомогательных машин
КЗ в цепях вспомогательных машин
Замедленное вращение вала главного контроллера
Генераторный ток в цепи параллельно работающих ТЭД

3) Ток сетевой обмотки тягового трансформатора, при котором происходит отключение главного выключателя (ГВ), рассчитывают по формуле:

, (7.3)

где U_с.н – номинальное напряжение обмотки собственных нужд по данным электровоза-образца [4 – 9], В;

k_пр, k'_пр – коэффициенты приведения тока тяговой обмотки и обмотки собственных нужд тягового трансформатора к току сетевой обмотки. Для электровоза со ступенчатым регулированием принять k_пр = 20,5 и k'_пр = 61,6, с плавным – k_пр = 20,8 и k'_пр = 62,5 [4 – 9].

4) Уставки блоков дифференциальных реле, разрядников, защитных реле и других аппаратов, входящих в состав защитных аппаратов электровоза (см. табл. 7.3), следует принять по данным электровоза-образца [4 – 9].