Токовая защита первичной обмотки тягового трансформатора

Назначение. Токовая защита предназначена для защиты первичной обмотки тягового трансформатора при коротком замыкании в первичной или вторичной обмотках.

В состав этой защиты входят реле максимального тока и трансформатор тока.

В электрической схеме обозначены РМТ и ТТ.

Реле максимального тока установлено внутри корпуса ГВ. Состоит из шихтованного П-образного магнитопровода, на котором закреплена включающая катушка с шестью выводами. Катушка РМТ подключена к выводам вторичной обмотки трансформатора тока ТТ.

С другой стороны на магнитопроводе шарнирно закреплен П-образный шихтованный якорь.

На магнитопроводе установлена скоба с ограничительным болтом якоря. На якоре для воздействия на шток контакторных элементов закреплена нажимная планка. Шток контакторных элементов имеет свою сжатую пружину, которая одновременно является и отключающей пружиной РМТ.

Контакты РМТ включены в цепь катушки удерживающего электромагнита ГВ 4Уд.

Трансформатор тока типа ТПОФ-25 установлен на крыше возле ГВ и служит для ввода высокого напряжения с кузов электровоза, а также для питания катушки РМТ. Он состоит из полого фарфорового изолятора, токоведущего медного стержня, который является первичной обмоткой ТТ, верхнего и нижнего фланцев, между которыми находится тороидальный шихтованный магнитопровод, на который намотано 16 витков медного монтажного провода, являющихся вторичной обмоткой ТТ.

Работа токовой защиты. После подъема токоприемника и включения ГВ запитывается первичная обмотка тягового трансформатора и питается переменным током первичная обмотка ТТ.

При этом, во вторичной обмотке ТТ наводится переменная ЭДС, под действием которой в катушке РМТ начинает действовать переменный ток, но его недостаточно по величине для включения РМТ.

При образовании короткого замыкания по первичной обмотке ТТ начинает действовать нарастающий ток к.з. и при его величине 250+-25А реле РМТ включится. Тогда якорь РМТ притягивается к сердечнику, нажимает своей планкой на шток контактов. Контакты РМТ размыкаются, теряет питание катушка 4Уд., ГВ выключается и разрывает цепь с током к.з.. Исчезает ток через стержень ТТ и катушку РМТ и своей пружиной реле РМТ выключается, вновь замыкаются контакты РМТ в цепи 4Уд. Защита вновь готова к действию.

Блок реле дифференциальных брд-356

Назначение. Блок БРД предназначен для защиты силовых цепей ТЭД при коротких замыканиях.

В электрической схеме обозначен под № 21, 22. Установлен возле тягового трансформатора со стороны проходного коридора.

Конструкция. БРД состоит из основания, которое выполнено в виде двух текстолитовых панелей стянутых четырьмя стяжными шпильками. Между этими боковинами установлены два одинаковых электромагнитных реле 21 и 22. Каждое реле имеет магнитопровод, сверху на который насажена удерживающая катушка, включенная в цепи управления. С другой стороны сверху на магнитопроводе шарнирно крепится якорь, на который воздействует выключающая пружина. Под якорем установлена контакторная группа из трех контактов.

Внутри магнитопровода крепится силовая шина из меди, разрезанная на две полушины. Эти полушины заключены в изоляцию, пропущены внутри магнитопровода каждого реле навстречу друг другу и закреплены текстолитовыми клицами и шпильками от вибрации. На одну полушину насажен пакет железа, набранный из листов электротехнической стали, и являющийся индуктивным сопротивлением.

На верхней текстолитовой панели установлены два резистора r34 (регулируемый) и r35 (нерегулируемый). Они включены последовательно в цепь питания удерживающих катушек БРД для ограничения тока питания.

Включение БРД. При включении на пульте управления фиксированной кнопки «Выключение ГВ» в каждой секции через резисторы r34, r35 запитываются удерживающие катушки БРД 21, 22, но БРД не включается из-за ограничения тока резисторами.

При нажатии на пульте управления нефиксированной кнопки «Включение ГВ и возврат реле» в каждой секции запитывается катушка включающего электромагнита ГВ 4вкл. Включается разъединитель ГВ, переключаются контакты КСА ГВ и запитывается катушка промежуточного реле 207. Это реле включается, замыкаются его контакты, шунтируя резисторы r34, r35, ток на удерживающие катушки БРД возрастает и реле 21, 22 включаются. При этом:

 замыкаются контакты 21, 22 в цепи катушки удерживающего электромагнита ГВ 4уд.;

 размыкаются контакты 21, 22 в цепи катушки выключающего соленоида ГВ, исключая его питание от обмотки собственных нужд тягового трансформатора;

 размыкаются контакты 21, 22 в цепи красной лампы ВУ (на ВЛ-80с в цепи ламп ВУ1, ВУ2) и она гаснет.

Можно отпустить нефиксированную кнопку «Включение ГВ и возврат реле». При этом потеряет питание катушка реле 207. Это реле выключится, разомкнутся его контакты в цепи катушек БРД 21, 22, но они сохранят питание через резисторы r34, r35. Ограниченного тока питания удерживающих катушек БРД будет достаточно для удержания якорей БРД притянутыми, так как воздушный зазор между якорем и магнитопроводом уменьшился. Реле 21,22 остаются включенными.

Работа БРД. Шина БРД нормально включена в равнопотенциальные выводы силовой цепи между ВУ первой и второй тележки. При этом ток по полушинам БРД не действует и якоря реле 21, 22 остаются включенными за счет магнитного потока удерживающих катушек Фуд, направленных по часовой стрелке в магнитопроводах этих реле.

При возникновении аварийного режима в силовой цепи, например пробое диодов плеча ВУ 62 или круговом огне по коллектору ТЭД второй тележки, нарастающий ток к.з. будет действовать по полушинам БРД слева направо. При этом пакет железа нижней полушины оказывает этому нарастающему току к.з. большое индуктивное сопротивление (за счет наведения ЭДС самоиндукции), поэтому большая часть нарастающего тока к.з. пойдет по полушине без пакета железа (верхняя полушина) ток І₂, а меньшая часть тока к.з. пойдет по полушине с пакетом железа (нижняя полушина) ток І₁. Поскольку токи І₂ и І₁ направлены встречно, то и магнитные потоки Ф₂ и Ф₁ тоже будут направлены встречно. Ф₂ нейтрализует Ф₁ и в магнитопроводе будет действовать результирующий Ф = Ф₂ - Ф₁, но по направлению такой же, как и Ф₂. Этот Ф_рез. в магнитопроводе реле 21 будет совпадать с Ф уд. катушки, еще сильнее притягивая якорь к сердечнику. А в магнитопроводе реле 22 будет направлен встречно с Ф уд. катушки. Поэтому якорь реле 22 размагничивается и своей пружиной выключается При этом:

 замыкаются контакты 22 в цепи красной лампы ВУ (на ВЛ-80с в цепи лампы ВУ2) и она загорается.

 размыкаются контакты 22 в цепи катушки удерживающего электромагнита ГВ 4уд.;

 замыкаются контакты 22 в цепи катушки выключающего соленоида ГВ, и она получает питание от обмотки собственных нужд тягового трансформатора.

Выключается ГВ, снимается нагрузка с силовых цепей ТЭД, исчезает ток к.з. по полушинам БРД, но пока на пульте включена кнопка «Выключение ГВ», якорь реле 21 остается притянут, а якорь реле 22 не притягивается (из-за резисторов r34, r35).

Для восстановления защиты (включения БРД) нужно нажать нефиксированную кнопку «Включение ГВ и возврат реле».

Если аварийный режим в силовой цепи произойдет на оборудовании первой тележки (ВУ 61 или ТЭД), то нарастающий ток к.з. будет действовать по полушинам БРД справа налево. При этом отключится якорь реле 21, что приведет к отключению ГВ и загоранию красной лампы ВУ (на ВЛ-80с лампы ВУ1).

Отключение дифференциальных реле 21 и 22 происходит при разности токов в полушинах 500 А.

При отключении в силовой схеме одной ВУ или двух ТЭД одной тележки. В один из полупериодов весь ток нагрузки двух оставшихся ТЭД (до 3000 А) будет действовать по полушинам реле 21 и 22, но якоря этих реле не отключатся, так как скорость нарастания этого тока медленнее чем при к.з., Пакет железа БРД будет оказывать этому току ТЭД меньшее индуктивное сопротивление, чем при к.з., и разность токов в двух полушинах будет менее 500 А.