49. Технико-экономический анализ способов регулирования скорости на эпс постоянного тока.

50. Технико-экономическая и экологическая эффективность электрического торможения.

51. Принципы и способы ступенчатого регулирования выпрямленного напряжения на электровозах переменного тока.

52. Защита электрооборудования эпс при аварийных режимах.

Защита электрооборудования ЭПС постоянного тока при аварийных режимах

Аварийные режимы: -Режим сверхтока (режим тока к.з.). Это режим когда создается ненормальная цепь, в которой ток за очень короткое время достигает величин, во много раз превышающих допустимые значения для электрооборудования;

кA/c.

-Режим сверхнапряжения (не перенапряжение). Возникает в результатах попадания молнии в элементы контактной сети, токоприемник и токоведущие элементы, расположенные на крыше ЭПС. Напряжение превышает величину порядка 100кВ, имеет очень высокую скорость нарастания. Характеризуется коротким временем действия. Опасность режима заключается в пробое изоляции и возникновение режима сверхтока (или режима к.з).

Защита от режима К.З. (сверхтока) на ЭПС постоянного тока

1)Защита от к.з. цепей ТЭД в режиме тяги

Особенностью является то, что цепи тяговых двигателей с одной стороны соединены с землей и поэтому пробой на «землю» в любой точке приводит к возникновению режима к.з. Основным аппаратам защиты от токов к.з. являются быстродействующие выключатели (БВ). Это аппараты максимальной токовой защиты, срабатывающие при достижении током - уставок.

Ток установки БВ: , гдеm_п - число параллельных ветвей ТЭД на высшем (параллельном) соединении; I_y.РП - ток установки реле перезагрузки.

Пример: ВЛ10: m_п=4, I_y.РП=750А, I_{y БВ}=3100А.

Пробой в (.) А: , БВ-срабатывает.

Пробой в (.)Б: I_B.8=0, Ф_В.8=0, Е_д.8=0. ; - БВ не срабатывает (режим неполного к.з).

Режим неполного к.з - режим, не приводящий к срабатыванию БВ.

Для защиты применяется дифференциальное реле.

. При отсутствии к.з.: I_вх=I_вых.

При пробое в (.)Б: I_вх>I_вых; - ток небаланса. При достижении тока уставки дифференциального реле, оно отключается и отключает БВ.

2)Защита от к.з. цепей ТЭД в режиме рекуперации

В режиме рекуперации источником тока к.з. могут являться как контактная сеть, так и ТД, рабочий в генераторном режиме.

I_к.з.с. –ток к.з. сети; I_к.з.г. – ток к.з. генератора (ТЭД);

Отключение БВ в данном случае ликвидирует ток I_к.з.с. , но не ликвидирует ток I_к.з.г.. Для защиты от к.з. в рекуперации применяют БК - быстродействующие контакторы.

При возникновении к.з. ток в цепи начнет резко нарастать, повышается падение напряжения на индукционном шунте L, параллельно которому включена отключающая катушка БК. Катушка включается, БК отключаются. В результате обмотка возбуждения вводится в цепь обмотки якоря, в ней меняется направление тока, за счет этого ТД размагничивается, ЭДС U_д снижается до нуля и ток I_к.з. исчезает. При срабатывании БК отключается БВ.

3)Защита от к.з. цепей вспомогательного оборудования

На части электровоза (ВЛ10, ВЛ11) применяют дополнительные выключатели. (БВ)

Срабатывает как на разность токов, так и на максимальный ток.

I_{y.перегр}=300А, I_y.кз=50А. На новых электровозах ставят второе дифференциального реле (ЭП2К, 2ЭС4К, 2ЭС6).

Защита электрооборудования ЭПС переменного тока при аварийных режимах

Аварийные режимы: 1)Режим сверхтока (режим тока к.з.). Это режим когда создается ненормальная цепь, в которой ток за очень короткое время достигает величин, во много раз превышающих допустимые значения для электрооборудования;

кA/c.

2)Режим сверхнапряжения (не перенапряжение). Возникает в результатах попадания молнии в элементы контактной сети, токоприемник и токоведущие элементы, расположенные на крыше ЭПС. Напряжение превышает величину порядка 100кВ, имеет очень высокую скорость нарастания. Характеризуется коротким временем действия. Опасность режима заключается в пробое изоляции и возникновение режима сверхтока (или режима к.з).

Защита от режима К.З. на ЭПС переменного тока

1)Защита от к.з. силовых цепей:

1.КЗ на «землю»в точке 1: В этом случае ток первичной обмотки ТТ начинает резко нарастать; в этом случае срабатывает РМТ и отключает ГВ.

2.Межвитковое к.з. в точках 2-2^| или пробой на « землю» в точке 3:

Ток в обмотке вырастет не значительно, РМТ не сработает, защиты нет. Опасность заключается в выгорании короткозамкнутых витков обмотки и в перегреве ТТ.

3.Межвитковое к.з. в точках 4-4^| или пробой плеча выпрямительной установки(точки5-5^|): Вызывает резкое нарастание тока в цепях во вторичной стороне ТТ, в результате срабатывает либо БРД (электровозы со ступенчатым регулированием), либо токовое реле ТРТ(электровозы с плавным регулированием): ГВ-отключается.

4.КЗ в ТЭД(круговой огонь)(точка6-6^|):

Ток резко нарастает, срабатывает либо реле перегрузки(электровозы со ступенчатым регулированием), либо срабатывает быстродействующие выключатели БВ(электровозы с плавным регулированием). Результат: отключение ГВ.

5.Пробой на «землю»в точках 7 или 8: В этом случае цепь отсутствует → тока к.з. нет. Опасность режима заключается в появлении 2-й точки → возникает режим к.з.

Защита производится путем искусственного заземления РЗ. Источник питания нужен для гарантированного срабатывания РЗ. Итог срабатывания: отключение ГВ.

2)Защита от к.з. цепей вспомогательного оборудования:

1)КЗ в обмотке собственных нужд ТТ или цепях вспомогательных машин. Срабатывает токовое реле, включаемое в цепь обмотки и отключает ГВ.

2)Пробой на землю в цепях вспомогательного оборудования.

При пробое в любой из фаз на землю, через реле начинает протекать ток, вызванный разностью напряжения между фазами.

3)Перегрузка вспомогательных машин. В этом случае срабатывает тепловые реле, включенные в две фазы, каждая из вспомогательных машин. В итоге происходит отключение соответствующих вспомогательных машин.

4)КЗ в цепях отдельных устройств.Защиту обеспечивает плавкие предохранители и автоматические выключатели.

3)Защита от режима сверхнапряжения:

Защита: вилитовые разрядники(ВР). нелинейные ограничители напряжения ОПН, ВР или ОПН включают на входе силовой цепи электровоза:

При попадании молнии напряжение начнет резко расти и при достижении U_кр- сопротивление R резко падает до значений во много раз меньше, чем сопротивление силовой цепи ЭПС и ток уходит в землю. ОПН:. ВР:.

4)Защита от режима перегрузки ТЭД:

На ЭПС постоянного тока перегрузка считается ненормальным режимом, а на ЭПС переменного тока приравнивается к аварийному режиму в связи с тем, что выпрямитель не рассчитан на длительное протекания тока перегрузки. Для защиты используют реле перегрузки, включенные в цепь каждого ТЭД. Установка реле выбирается ток установки: .

Чтобы не было ложных срабатываний. I_y.РП=(1,65÷1,75)I_д.н

При срабатывании РП:

- на ЭПС переменного тока-отключается ГВ

- на ЭПС постоянного тока –сигнализация: на ступенях ОП-переход на ПП; на ступенях ПП-переход на более низкую позицию.