Устройство для токовой защиты электровоза

55 бо

55 нля в цепи нагрузки. Это приводит к необходимости, дополнять его другимл датчиками и тем самым снижать надежность и усложнять монтаж силовой цепи электроустановки, Кроме- того, устройство характеризуется в мощнык электроустановках значительными габаритами, весом и столмостью.

Цель!о изобретения является повышение належности и эффективности путем разлеления функций защиты от сверхтоков и защигы ст токов перегрузки. Поставленная цель ло.гигается тем, что в устройстве,для токовой защиты электровоза импульсивный трансформатор снабжен дополнительной обмоткой смещения и дополнительной обмоткой управления, причем цепь, содержащая последовательно включенные основную обмотку смещения и диол. шунтированный резистором, соединенная параллельно с цепочкой: дпоссель,,резистор — через резистор и выпрямитель-переключатель, между анодными выводами двух противофазных плеч которого включен зашунтированный лиодом резистор, соединена с выводами для подключения якоря электрической машины, дополнительная обмотка смещения через дроссель, емкость, выпрямитель H понижающий трансформатор подключена к выводам, предназначенным для подключения ко вторичной обмотке силового трансформатора, цепь, содержащая последовательно включенные основную обмотку управления и резистор, заи.учтирована конденсатором и через резистор и диод подключена к выводам, предназначенным для подключения на выводы выпрямительноияверторного преобразователя, цепь, содержащая дополнительную обмотку управления и резистор, соединенные последовательно, соединена с выводами, предназначенными для подключения через нормально открытый блокконтакт главного выключателя электровоза к стабилизированному источнику постоянного тока.

Принципиальная схема предлагаемого устройства для токовой защиты электровоза показана на чертеже, Устройство токовой защиты содержит трансформатор I, который снабжен основной

2 и дополнительной 8 обмотками смещения, основной 4 и дополнительной 5 обмотками управления и выходной обмоткой б. Цепь дополнительной обмотки смещения содержит лроссель 7, резистор 8,,лиоды 9, 10 зыпрямителя и понижающий трансформатор I!, первичная обмотка которого имеет выводы а и b.

В этой цепи дроссель предназначен для сглаживания, а резистор — для установления необходимой величины тока. Резистор зашунтирован цепью, содержащей последовательно включенные конденсатор 12, резисто р 18, диод ,14. Общий вывод конденсатора 12 и резистора 18 включен через резистор 15 и л: ол 18 на общий катодный вывод,диолов 9. !О выпрямителя. Yàòoä диода 14 полключ-. . i .ë общий вывод резистора 8 и обмотки 8 импульсного трансформатора 1. Элементы 12 — 16 со5 о !

2О

5а,вместно с резистором 8 прелставляют собой устройство авторегулируемой (в завлсимости от величины напряжения в питающей электроустановку сети) противо-ЭДС цепи обмотки 8. Это устройство необходимо для обеспечения быстрого затухания NOMIC обмотки 8 при исчезновении напряжения на выводах а, b ее цепи и, следовательно, для обеспечения быстродействия предлагаемого устройства.

Цепь основной обмотки смещения 2 содержит последовательно включенные резистор 17, выпрямитель (диоды 18 — 21), зашунтированный диодом 22,резистор 28 и зашунтированный диодом 24 резистор 25. В этой цепи общий катодный вывод диолов 18, 20 и 22 включеч на оощий анодный вывод диодов 19 и 24 через последовательно включенные резистор 2б и дроссель 27. В этой цепи диод 24 и резистор

25 предназначены для установления необходимой величины тока в обмотке смещения 2 в зависимости от режима работы электроустановки; дроссель 7 предназначен для рвверсирования тока в основной обмотке смещения 2 и ускоренного срабатывания датчика при исчезновении напряжения на входных выводах с, d ее цепи; лиоды 22 и 24 прелназначвны для уменьшения активного сопротивления B цели разряда дросселя 27 на основную обмотку смешения 2; диоды 18 — 21 предназначены для реверсирования — выпрямления в холного напряжения.

Цепь дополнительной осмотки управления

5 содержит резистор 28 и имеет выводы f, е.

Резистор 28 предназначен .лля установления необходимой величины тока в обмотке управления 6.

Цепь основной обмотки управления 4 содержит резисторы 29, 80,,диод 81 и конденсатор 82. Конденсатор 82 шунтирует цепь, содержащую последовательно вклоченные резистор 29 и основную обмотку управления 4.

Цепь основной обмотки управления имеет выводы g, h, Диод 81 предназначен для исключения зависимости направления тока в обмотке 4 от режима работы электроустановки; конденсатор 82 прелназначен,для сглаживания тока в цепи обмотки 4 и, кроме того, служит в качестве источника .энергии. Цепь выходной обмотки б содержит диод 88 и снабжена выводами К L.

На чертеже, кроме принципиальной схемы, устройстза, приведена принципиальная схема силовой цепи электроустановки 84, например, электровоза переменного тока типа ВЛ80Р.

Электроустановка содержит последовательно включенные якорь 85 электрической машины

;.añTîë. íîãî тока, сглаживающий реактор 86, тиристор ы 87 — 42 выпрямительно-инверторного преобразователя и регулятора напряжения, силовой трансформатор 48 с секционированпой

=.Tîðè÷Hîé обмоткой, исполнительный орган 44

". щит: !, главный выключатель 45 электроустаt . явки и его .нормально открытии блок-KQHTBKT

46, 613439

10 отсутствия азарийного,режима пробоя плеча на выводы цепи основной обмотки упразле ия подается напряжение, величина которого равна ампл:1тудному напряжению зтор1 гн01. обмотки силового трансформатора 44 и примерно в два pa=-а превышает исходную.

Кроме того, з полупериод наличия режима .Ipooo; —. пле.а .:а выводы а, b öåïè дополнит льной Обмотгси смещения 4 напряжение не подается го причине их короткого замыкания. Так как величины МДС основной обмотки смещения и дополнительной обмотки управления остаются практически неизменнь1м.l, МДС основной обмотки управления возрастает з дза раза в сравнении с исходной., МДС дополнительной обмотки смещения уменьшается практически более, чем з дза раза, з ораННеН«Н с исходной величиной, то з результате сбеспе--1ивается четкое перемагничивание сердечника трансформатора 1 и, следовательно, срабатывание датчика.

Срыв,работы системы управления зыпрямительно-,инзерторного преобразователя при работе электроустановки в режиме потребителя энергии не приводит к возникновению еверхтокозого переходного процесса и не вызывает срабатывания предлагаемого устройства. Это объяс-.Håòñÿ тем, что срыв раооть1 с IcTpilbI управления вызывает отключение нагрузки посредством снятия импульсов управления с тHр лстороз 37 — 42 выпрямителя.

В этом случае МДС обмотки 4 существенно уменьшается за счет переключения ее питания на якорь 35, МДС обмоток 2 и 4 затухают согласно затуханию магнитного потока л, следовательно, ЭДС якоря 35, а МДС обмоток 8 H 5 остаются неизменнымп.

Срыл работы системы управления зыпрямитсльно-инзерторного преобразователя при работе электроустановки з режиме рекуперацнл привод:1т к возникновению сверхтокозого режима опрокидывания инвертора. В этом случае предлагае ;oe устройство срабатывает по причине подачи на выводы o, h цепи основной,оомотки управления напряжения в дза раза оольше исходного и сохранением величин

МДС обмоток 2, 3 и 5 неизменными.

Закорачивание выводов обмоток силового трансформатора 43 приводит к возникновению сверхтокового аварийного режима короткого замыкания, т. е. к полному или частичному снятию напряжения с первичной обмотки трансформатора 11 и, следовательно, к срабатыванию предлагаемого устройства за счет соответствующего уменьшению МДС дополнительной обмотки смещения.

Закорачпвание выводов якоря 35 призодит к зозникнозению сзерхтокового азарийного режима кругового огня. Это незазиси.".з от режима работы электроустанозк11 приводит к исчезновению, напряжения на выводах с, d и к разряду энергии дросселя 27 на оснозну1о обмотку. смещения, т. е. резкому уменьшению МДС обмотки 2. Так как при

Устройство для токовой защиты электровоза с силовым трансформатором, первичная

Оомотка котооого подключеча и питаlоп,ей сати через силовые контакты главного выключателя, а выводы вторич11ой обмотк:1 через выпрямптель110-инзерторный преобразователь и сглаживающий реактор — и вывод-м электрической машины IIocTQHHHol.o тока, содержащее импульсный трансформатор с обмотками смещения 1. управлечия и выходной

Обмоткой, выводы которой включены на вход исполнительного органа, о т л H ч а ю щ е е с я тем, что, 1с целью повышения надежчости и эффективности защиты путем разделечия функций защиты от сзерхтокоз и защиты от токов перегрузки, импульсный трансформатор снабжен дополнительной обмоткой смещения и дополнительной обмоткой управления, причем цель, содержащая ilэслелззательно включенные основную оомотку смещения и диод, шунтирозанный резистором,,соединенная параллельно с цепочкой: дроссель, резисто", через резистор и выгрямитель-переключатель, между аноднымп выводами двух протизофазчых плеч которого включен зашунтпроза:-.:-1ый диодом резистор, соединена с вывода,IH для Hoдключечия якоpF. электрической машины. дополнительная оомотка смеще ия че ез дроссель, емкость, выпрямитель и понижающий трансформатор подсоединена к зызодам, предназначенным для подключения ко зторпчной оомотке с11лозого трансформатора, цепь, содержащая поэтом зе.тичины МДС обмоток 8 — 5 остаются не;1зменными, то срабатывание устройства

Обеспечивается. Аналогичный результат получится и в случае возникновения режима юза, т. е. когда ЭДС якоря за счет резкого уменьшения числа его оборотов становится равной нулю. Режим юза опасен тем, что приводит к выходу из строя оборудования электроустановки. Поэтому срабатывание устройства IIpH возникновении режима юза полезно и необходимо. .Выше рассмотрена работа предлагаемого устройства при всех возможных в силовой цепи электровозов переменного тока типа ВЛ80Р сверхтоковых переходных процессах и аварийHbn режимах, при возникновении режима опоокидывания электрических машин переменного тока вспомогательного привода и возникновения режима ю а плн заклинивания якоря электрической машины цепи нагрузки электроустановки. ,При использовании предложенного устройства упрощена система датчиков токовой защиты и монтажа силовой цепи электроустановки, повышена надежность и эффективность токовой защиты. четко разделены функции защиты от сверхтоков и защиты от токов перегрузки, облегчено оослужиBàíHå электроустановки.

Ф о р м у .-. а и з о о р е т е н и я

COCT3BBTeJlb Г. Дамская

Техред И. Михайлова

Редактор В. Левитов

Корректор И. Симкииа

Заказ 337/565 Изд, № 480 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

М<к ква, Ж-35. Рат1пская наб., д. 4!5

Подписное

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент» следовательно зключенгные основнуlо обмотку управления и,рези стор, зашунтирована кoHденсатором и через резистор и диод подсоединена к выводам, предназначенным для подключения на выводы зынрямительно-,Hнверторного преобразователя, цепь, содержащая дополнительную обмотку управления и резèñтор, соединенные последозательчо, соединена с выводами, пред:1азчаченчыми для lодключения через нормально открытый блок-контакт главното выключателя электровоза к стаоилизирозанному IcTDMHHKU постоянного тока.

Источники,информации, принятые во вни5 мание при экспертизе:

1. Глух Е. М. и Зеленов В. Е. Защита полупроводниковых 11реобразозателей. М., «Э-.åðгия», 1970, с. 113 — 118.

2. Глух Е. М. и Зеленов В. Е. Защита полупроводниковых преобразователей, М., «Энергия», 1970, с. 114 — 118.