содержание   ..  10  11  12  13  14  ..

2.4.

Защита электрического оборудования электроподвижного состава

Общие сведения. В силовой цепи э.п.с. предусмотрены аппараты для защиты от коротких замыканий, замыканий на землю и перенапряжений. Короткое замыкание - это такое аварийное соединение элементов силовой цепи э.п.с., при котором ток определяется только сопротивлением контактной сети и рельсовой цепи на участке между электровозом и тяговой подстанцией. Ток короткого замыкания может в 10-15 раз превышать номинальный. Протекание такого тока может вызвать значительные повреждения электрического оборудования электровоза, пережог контактного провода, нарушения работы тяговой подстанции.

Причинами короткого замыкания могут быть ошибки при соединении проводов электрической цепи, неправильное включение контакторов, нарушение изоляции между токоведущими частями электрических машин и аппаратов, потеря запирающих свойств полупроводниковых приборов при их перегреве или недопустимом повышении напряжения. Поэтому для защиты э.п.с. от коротких замыканий требуется автоматический выключатель высокого быстродействия, который размыкает силовую цепь, когда ток достигает определенного значения, называемого уставкой. Уставка должна быть несколько больше максимально возможного рабочего тока электровоза или моторного вагона. Например, для электровоза ВЛ10 максимальный рабочий ток составляет 2900 А, а уставка выключателя равна 3100 А. Скорость нарастания тока короткого замыкания определяется индуктивностью контактной сети и рельсовой цепи и для э.п.с. постоянного тока достигает 500-800 кА/с. Для предотвращения повреждения электрооборудования цепь короткого замыкания нужно отключить возможно быстрее.

Быстродействующий выключатель (БВ). Это аппарат защиты э.п.с. постоянного тока от коротких замыканий. Его конструкция обеспечивает размыкание контактов через 0,001-0,003 с после того, как ток в цепи достигает значения уставки.

Общее время отключения силовой цепи, включая гашение электрической дуги, не превышает 0,01 с. Конструкция выключателя будет изучаться в курсе «Электрооборудование подвижного состава».

Дифференциальная защита э.п.с. постоянного тока. Эта защита предназначена для выявления замыкания силовой цепи на корпус. Из-за влияния сопротивления пусковых резисторов или ЭДС вращения тяговых двигателей, включенных между токоприемником и местом замыкания силовой цепи на корпус, аварийный ток, потребляемый из контактной сети, может не достигнуть значения уставки БВ. Для отключения БВ в таких случаях используется дифференциальное реле ДР (рис. 2.22,а). Через окно магнитного сердечника этого реле пропущены два силовых провода: входной (от токоприемника к силовой цепи) и выходной (от силовой цепи к заземляющему устройству).

Рис. 2.22. Принципиальные схемы защиты от замыкания на землю э.п.с. постоянного (а) и переменною (б) тока

Нормально в обоих проводах протекают одинаковые токи Iэ,

направленные встречно, магнитный поток в сердечнике ДР равен нулю, и якорь ДР находится в нижнем положении. При повреждении изоляции силовой цепи ток выходной цепи будет меньше входного на ток 1кз. В сердечнике ДР создается магнитный поток, который притягивает его якорь и размыкает цепь удерживающей катушки (УКБВ).

Рассмотренная схема поясняет лишь принцип действия дифференциальной защиты. Чтобы защита имела более высокую

чувствительность, ДР должно иметь более сложную конструкцию.

Особенности защиты э.п.с. переменного тока. Защиту э.п.с. переменного тока от коротких замыканий осуществляет главный

выключатель ГВ (рис. 2.22,б), который отключает первичную обмотку трансформатора Т от токоприемника. Сигнал о коротком замыкании в этой цепи дает трансформатор тока ТТ, к вторичной обмотке которого подключено реле максимального тока РМТ. При протекании через первичную обмотку трансформатора тока 250 А реле РМТ притягивает якорь, размыкает цепь

удерживающего электромагнита УЭ ГВ, и главный выключатель автоматически отключается. Собственное время отключения ГВ составляет 0,03 с.

Тяговые электродвигатели э.п.с. переменного тока подключены через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора и не имеют электрического соединения с кузовом электровоза и рельсовой цепью. Для защиты этой цепи от замыкания на землю служит реле заземления РЗ, к которому подведено напряжение вторичной обмотки небольшого трансформатора защиты ТЗ, выпрямленное блоком диодов. Ток через катушку РЗ пойдет только при наличии замыкания на корпус в цепи тяговых двигателей, выпрямителя или вторичной обмотки главного трансформатора. В этом случае реле заземления притянет якорь и разомкнет контакты в цепи УЭ ГВ.

Защита от перенапряжений. Во время грозы при ударах молнии вблизи электрической железной дороги в контактной сети индуцируются импульсы высокого напряжения небольшой длительности (до 100 мкс). Эти импульсы могут вызвать пробой изоляции силовой цепи э.п.с. Аналогичные импульсы возникают при отключении под нагрузкой выключателей на тяговой подстанции. Для защиты от таких перенапряжений на э.п.с. предусмотрен разрядник. В качестве разрядника используют диски из полупроводника, сопротивление которых при номинальном напряжении контактной сети UH очень велико, а при повышении напряжения до (2,5-3)UH резко падает. Таким образом, разрядник пропускает импульс перенапряжения в рельсовую цепь, а после этого его большое сопротивление снова восстанавливается.

содержание   ..  10  11  12  13  14  ..