第三章電氣線路

1、SL1型大功率交流傳動電力機車培訓教材第三章第三章 機車電氣線路SL1型交流傳動貨運電力機車的電氣線路主要由主電路、輔助電路、控制電路、機車安全監(jiān)控電路和空氣管路系統(tǒng)電路組成。1. 主電路機車主電路主要由網側電路、主變壓器、主變流器及牽引電動機等組成。1.1 網側電路網側電路由2臺受電弓AP1、AP2、2臺高壓隔離開關QS1、QS2、1個高壓電流互感器TA1、1個高壓電壓互感器TV1、1臺主斷路器QF1、1臺高壓接地開關QS10、1臺避雷器F1、主變壓器原邊繞組AX、2個低壓電流互感器TA2、TA3和回流裝置EB16等組成。接觸網電流通過受電弓AP1或AP2進入機車，經高壓隔離開關QS1或QS

2、2和主斷路器QF1，通過高壓電流互感器TA1進入車內，經25kV高壓電纜與主變壓器原邊1U端子相連，經過主變壓器原邊，從1V端子流出，通過6個并聯(lián)的回流裝置EB1EB6，從輪對回流至鋼軌。1.1.1 受電弓AP1、AP2采用DSA200型受電弓。1.1.2 高壓隔離開關QS1、QS2采用2臺BT25.04型高壓隔離開關，該開關是采用電空控制方式進行轉換的。當一臺受電弓發(fā)生故障接地時，可通過控制電器柜上的隔離開關SA96，將其打至對應隔離位，通過微機柜TCMS發(fā)出指令來控制相關電空閥，實現(xiàn)高壓隔離開關的開閉操作，以切除故障的受電弓，同時使用另一臺受電弓維持機車正常運行，減少機破，提高機車運用可靠

3、性。1.1.3 高壓電壓互感器TV1采用干式高壓電壓互感器，其次邊輸出通過保護用的自動開關QA1，分別送到主變流器UM1和主變流器UM2的控制單元，作為主變流器控制的同步信號使用，還可為原邊電壓的檢測和電度表的計量提供電壓輸入，其變比為25000V/100V。1.1.4 主斷路器QF1采用1臺BVAC N99.205型真空斷路器。該斷路器除接通和開斷機車的總電源外，當主電路發(fā)生過流、接地、零壓等故障時，起最后一級保護作用。1.1.5 避雷器F1避雷器F1接在主斷路器QF1和高壓電流互感器之間，用以抑制操作過電壓及雷擊過電壓。1.1.6 高壓電流互感器TA1電流互感器TA1主要用作短路電流的檢測

4、，是保護用互感器，用以驅動過電流繼電器KC1動作，因而對其飽和度有較高要求，對其檢測精度要求比測量用互感器為低。1.1.7 低壓電流互感器TA2低壓電流互感器TA2是為電度表的計量提供電流輸入，為機車微機控制系統(tǒng)提供原邊電流信號，用于原邊電流顯示，屬于測量用互感器，要求有較高的測量精度。1.1.8 回流裝置EB16回流裝置保證網側向鋼軌的回流作用，同時保護機車輪對軸承不受電蝕以及機車可靠的接地性能。1.2 主變壓器主變壓器的主要技術參數(shù)見表1-1。表1-1 主變壓器的主要技術參數(shù)高壓繞組牽引繞組輔助繞組額定容量（kVA）900684006606額定電壓（V）250001450×639

5、9×2額定電流（A）360966×6759×2主變壓器的6個牽引繞組分別用于兩套主變流器的供電，2個輔助繞組分別用于兩套輔助變流器的供電，輔助變流器的中間直流回路還同時給110V電源充電模塊供電，輔助變流器APU2的輸出還經過隔離變壓器，給司機室各加熱設備及低溫預熱回路提供AC220V和AC110交流電源1.3 主變流器和牽引電動機電路機車采用兩組主變流器。主變流器UM1、UM2分別由主變壓器的牽引繞組2U12V6供電，分別給牽引電動機M1、M2、M3和牽引電動機M4、M5、M6供電。兩套電路完全相同，以下以主變流器UM1電路進行說明。1.3.1 主變流器電路的構

6、成主變流器UM1內部可以看成由3個獨立的整流中間電路逆變環(huán)節(jié)構成，稱為牽引變流器，每組牽引變流器分別有2個接觸器、1個輸入電流互感器、1個充電電阻、1個四象限整流器、中間電路、1個PWM逆變器、2個輸出電流互感器等組成。6組牽引變流器的主電路和控制電路相對獨立，分別向6個牽引電動機提供交流變頻電源。當其中一組或幾組發(fā)生故障時，可通過TCMS的微機顯示屏，利用觸摸開關將故障的牽引變流器切除，剩余單元可繼續(xù)工作。1.3.2 工作原理當中間電壓為零時，主變壓器的牽引繞組通過充電電阻向四象限整流器供電，給中間直流回路支撐電容充電。當中間直流電壓達到2000V時，充電接觸器切除充電電阻，中間電路預充電完

7、成。在逆變器工作之前，牽引繞組迅速向中間直流回路支撐電容充電，直至2800V。此時，牽引變流器起動充電過程完成，逆變器可以投入工作。在再生制動時，逆變器工作在整流狀態(tài)，四象限整流器工作在逆變狀態(tài)，并通過中間直流回路向主變壓器牽引繞組饋電，回饋至接觸網。充電電阻起限制充電電流作用。輸入電流互感器ACCT起控制和監(jiān)測充電電流及牽引繞組短路電流的作用。輸出電流互感器CTU、CTW對牽引電機過載及牽引電機三相不平衡起控制和監(jiān)視保護作用。1.3.3 四象限整流器主要技術參數(shù)額定輸入電壓 1450VAC額定輸入電流 965A額定輸入功率 1280kVA1.3.4 中間直流電路中間直流電路由中間電壓支撐電容

8、、瞬時過電壓限制電路和主接地保護電路組成。瞬時過電壓限制電路由IGBT和限流電阻組成。主接地保護電路由跨接在中間回路的兩個串聯(lián)電容和一個接地信號傳感器組成。每套機組分別含三套獨立的接地保護電路，可以分別對三組牽引變流器進行接地監(jiān)測和保護，接地檢測信息送TCMS，可以實現(xiàn)故障顯示?？梢酝ㄟ^轉換接地故障開關，實施對接地保護的隔離。1.3.5 逆變器的主要技術參數(shù)額定輸入電壓 2800V額定輸出電壓 2150V額定輸出電流 390A最大輸出電流 520A輸出頻率 0120Hz1.3.6 牽引電動機供電電路機車的牽引電動機M1M6分別由主變流器UM1、UM2的6組牽引變流器單獨供電，實現(xiàn)牽引電動機的獨

9、立控制。這樣，整臺機車的6個軸的輪徑差、軸重轉移及空轉等可能引起的負載分配不均勻，均可以通過主變流器的控制進行適當?shù)难a償，以實現(xiàn)最大限度地發(fā)揮機車牽引力。牽引電動機的主要技術參數(shù)額定輸出功率 1250kW額定電壓 2150V額定電流 390A極數(shù) 4額定轉速 1365rpm最高轉速 3195rpm效率 0.951.4 保護電路1.4.1 主變壓器牽引繞組過流保護在每一組牽引變流器的輸入回路中，設有輸入電流互感器ACCT，起控制和監(jiān)視變流器充電電流及牽引繞組短路電流的作用。保護發(fā)生時，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時向微機控制系統(tǒng)發(fā)出跳主斷的信號，實施跳主

10、斷。1.4.2 接地保護電路接地保護電路由跨接在中間回路的2個串聯(lián)電容和1個接地信號檢測傳感器組成。當主電路正常時，由于只有1點接地，接地保護電路中流過的電流為零，接地信號檢測傳感器無信號輸出。當主電路某一點接地時則形成回路，有故障電流流過，傳感器輸出電流信號，主變流器控制單元向微機柜TCMS發(fā)出CI接地信息，實施跳主斷。當發(fā)生接地故障，且確認只有一點接地時，可以將置于控制電器柜內的對應接地故障轉換開關置中立位，繼續(xù)維持機車運行，回段后再作處理，也可采取將故障的CI切除，機車維持5/6的動力繼續(xù)運行，回段后再作處理。1.4.3 牽引電動機過流保護在每一組牽引變流器的輸出回路中，設有輸出電流互感

11、器CTU、CTW，對牽引電機過載及牽引電機三相不平衡起控制和監(jiān)視保護作用。當保護發(fā)生時，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時主變流器控制單元向微機柜TCMS發(fā)出CI過流信息，實施跳主斷。1.5 其它1.5.1 電能的計量機車設置1臺電度表PWH，分別用于機車牽引、再生電能的計量，通過采集原邊低壓電流互感器TA2和高壓電壓互感器TV1提供的電流和電壓信號來實現(xiàn)電能的計量。1.5.2 原邊電壓顯示機車設置2塊原邊網壓表PV1、PV2，當機車受電弓升起后，可以分別用來顯示機車網壓。在機車控制系統(tǒng)自檢正常后，通過微機顯示屏也可觀察到原邊電流和機車網壓。1.5.3 庫

12、內動車庫內電源通過單相插座送到二、五位牽引電動機的牽引變流器環(huán)節(jié)，進行庫內動車作業(yè)。機車共設置兩個主電路入庫插座和主電路入庫轉換開關，方便機車庫內動車的需要。當需要用二位牽引電動機M2動車時，在主電路入庫插座XSM1處接入庫內動車電源引線，轉換主電路入庫轉換開關QS3，再閉合地面電源，通過操縱司機控制器機車便可以向前、后移動；當需要用五位牽引電動機M5動車時，在主電路入庫插座XSM2處接入庫內動車電源引線，轉換主電路入庫轉換開關QS4，再閉合地面電源，通過操縱司機控制器機車便可以向前、后移動。2. 輔助電路機車的輔助電路可以分成相對獨立的兩部分電路：輔助電動機供電電路、輔助加熱裝置電路。2.1

13、 輔助電動機供電電路輔助電動機供電電路由輔助變流器、輔助濾波裝置、電磁接觸器、自動開關、輔助電動機等組成。2.1.1 輔助變流器輔助變流器是輔助電動機供電電路的核心，機車共設置有2套輔助變流器UA11、UA12（對應東芝公司的產品APU1、APU2），分別同2套主變流器UM1、UM2安裝在一起。輔助變流器UA11、UA12都有VVVF和CVCF兩種工作方式，可以依據連接的輔助電動機的情況，進行設置。機車正常運行時，輔助變流器UA11工作在VVVF方式，輔助變流器UA12工作在CVCF方式，分別為機車輔助電動機供電。每一臺輔助變流器的額定容量是按照獨立帶全車輔機的情況下進行的設計，因此正常情況下

14、，輔助變流器UA11、UA12基本上以50%的額定容量工作。當某一套輔助變流器發(fā)生故障時，不需要切除任何輔助電動機，另一套輔助變流器可以承擔機車全部的輔助電動機負載。此時，該輔助變流器按照CVCF方式工作，輔助電動機系統(tǒng)按全功率運行，惟有兩臺壓縮機中，只有操縱端壓縮機可以投入工作，從而確保機車輔助電動機供電系統(tǒng)的可靠性。輔助變流器的故障轉換控制由機車微機控制系統(tǒng)（TCMS）自動來完成。輔助變流器內設有元器件的過壓、過流保護。2.1.2 輔助變流器供電電路輔助變流器UA11、UA12的額定容量均為230kVA，分別由主變壓器TM1的兩個輔助繞組3U1、3U2供電，輔助繞組的電壓均為399V。輔助

15、變流器UA11的輸出，經過輔助濾波器LC，通過輸出接觸器KM11給牽引風機電動機MA11、MA12、MA13、MA14、MA15、MA16和冷卻塔風機電動機MA17、MA18供電。輔助變流器UA12的輸出，同樣經過輔助濾波器LC，通過輸出接觸器KM12給空氣壓縮機電動機MA19、MA20、主變壓器油泵MA21、MA22、司機室空調EV11、EV12、主變流器內部的水泵WP1、WP2、輔助變流器風機APBM1、APBM2供電，同時UA12還經過AT1隔離變壓器，向司機室內的輔助加熱設備和低溫預熱設備、衛(wèi)生間及壓縮機加熱回路提供交流電源。正常工作情況下，輔助變流器的負載功率分配情況見表2。表2 輔

16、助變流器的負載功率分配輔助變流器UA11（kVA）輔助變流器UA12（kVA）牽引電動機通風機185×6空氣壓縮機25×2冷卻塔通風機20.×2主變流器水泵5.4×2主變壓器油泵3.7×2司機室空調5×2輔助變流器通風機2×2輔助加熱裝置30合計151合計115在輔助變流器UA11或輔助變流器UA12發(fā)生故障的情況下，微機柜TCMS將自動斷開其相應的輸出接觸器KM11或輸出接觸器KM12，再閉合故障轉換接觸器KM20，把發(fā)生故障的輔助變流器的負載切換到另一套輔助變流器上，由該輔助變流器對全車的三相輔助電動機供電。當在庫內需要

17、對機車的輔助電動機進行動作及轉向確認時，可通過輔助電路庫用插座XSA1，并通過操作輔助電路庫用轉換開關QS11將DC600V庫內電源引入輔助變流器UA12，進行輔助系統(tǒng)庫內600V的動作試驗。2.1.3 輔助電動機電路機車上的各輔助電動機均通過各自的自動開關與輔助變流器連接，除2臺空氣壓縮機外，均不設電磁接觸器。使輔助電動機電路更簡化、更可靠。當輔助變流器采用軟起動方式進行起動，除空氣壓縮機電動機外，其他輔助電動機也隨之起動?？諝鈮嚎s機的起動受電磁接觸器的控制，電磁接觸器受機車司機控制扳鍵開關和總風缸的空氣壓力繼電器的控制。2.1.4 輔助電動機電路的保護系統(tǒng)2.1.4.1 輔助系統(tǒng)主電路的接

18、地保護在輔助變流器UA11、UA12的內部，分別設有1套接地保護裝置，進行輔助系統(tǒng)主電路的接地保護。當對應輔助回路發(fā)生接地故障且確認只有一點接地時，可以將置于控制電器柜內的對應接地故障轉換開關置中立位，繼續(xù)維持機車運行，回段后再作處理，也可采取將故障的輔助變流器切除，機車維持一組輔助變流器供電，回段后再作處理。2.1.4.3 輔助變流器的故障保護輔助變流器系統(tǒng)內部，設有多種保護，包括輸入過載保護、輸出過載保護、中間回路過壓或欠壓保護、控制電壓故障保護、過熱保護等，當故障發(fā)生時，四象限整流器和逆變器的門極被關閉，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時故障的輔助變流器把故障信息輸入TCMS微機控制柜，進

19、行相應的故障信息顯示。2.1.4.4 輔助異步電動機的故障保護當異步電動機回路中的某個電動機發(fā)生短路、堵轉等故障時，通過相應的自動開關實現(xiàn)保護，并通過微機顯示屏和故障指示燈給出相應的故障指示。2.2 輔助加熱裝置電路機車輔助加熱裝置主要有電熱玻璃EH11-12、膝爐EH15-18、側墻暖風機EH19-22、腳爐EH23-26、后墻暖風機EH27-30、司機室多功能熱水器EH31-32等。它們均由UA12通過隔離變壓器AT1進行供電。在膝爐EH15-18、側墻暖風機EH19-22、腳爐EH23-26、后墻暖風機EH27-30的支路上設置了功能轉換開關SA11、SA12，進行投入和切除轉換，并設置

20、了空氣自動開關QA31A和QA31B進行過流保護。在電熱玻璃EH11-12的支路上設置了功能轉換開關SA13、SA14，進行投入和切除轉換，并設置了空氣自動開關QA32進行過流保護。在司機室多功能熱水器EH31-32的支路上設置了空氣自動開關QA33進行過流保護。另外，還設置了兩個司機室電源插座XSA3、XSA4，給司機室提供220V交流電源，方便機車的需要。機車輔助加熱回路中，還設有低溫預熱回路，可以采用DC110V低溫預熱，也可以采用AC110V低溫預熱。當?shù)蜏仡A熱開關QA72斷開時，如果閉合自動開關QA56，接觸器KM22閉合，將采用DC110V低溫預熱方式，對主變流器、輔助變流器、11

21、0V電源充電模塊、總風壓力開關、重聯(lián)插座等進行加熱。預熱一定時間，當輔助變流器正常工作后，可以閉合QA72，采用AC110V進行低溫預熱，此時繼電器KE11和接觸器KM21閉合，將采用AC110V低溫預熱方式，對主變流器、輔助變流器、110V電源充電模塊、總風壓力開關、重聯(lián)插座等進行加熱。通過閉合自動開關QA73，可以對撒砂裝置進行加熱。3. 控制電路機車的控制系統(tǒng)是以日本東芝公司的機車微機控制與監(jiān)視控制系統(tǒng)（簡稱TCMS）為核心，結合目前國內現(xiàn)有的機車行車安全綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)和克諾爾的CCB-電控制動系統(tǒng)，配以機車外圍電路來進行設計的。TCMS主要功能是實現(xiàn)機車特性控制、邏輯控制、故障監(jiān)視和

22、診斷，并將有關信息送到司機室操縱臺上的微機顯示屏。TCMS包括一個主控制裝置和兩個顯示單元，其中主CPU采用冗余設計，設有兩套控制環(huán)節(jié)，一套為主控制環(huán)節(jié)（Master），一套為熱備用控制環(huán)節(jié)（Slave）。當主控制環(huán)節(jié)（Master）發(fā)生故障時，備用控制環(huán)節(jié)（Slave）立即自動投入工作。機車的控制電路系統(tǒng)主要完成的功能是：順序邏輯控制：如升、降受電弓，分、合主斷路器，司機控制器的換向、牽引、制動，輔助電動機的邏輯控制，機車庫內動車邏輯控制，主輔變流器庫內試驗邏輯控制等。機車特性控制：采用恒牽引力/制動力+準恒速特性控制，實現(xiàn)對機車的控制要求。定速控制：根據機車運行速度，可以實現(xiàn)牽引工況下機車

23、恒定速度的控制。輔助電動機的控制：除空氣壓縮機外，機車各輔助電動機根據機車準備情況，在外部條件具備的前提下，由TCMS發(fā)出指令，同輔助變流器一起同時啟動、運行?？諝鈮嚎s機則根據總風缸壓力情況，通過控制接觸器的分合來實現(xiàn)控制。CCB-制動機的電空網絡控制和機車的防滑行保護。機車粘著控制：包括防空轉、防滑行控制、軸重轉移補償控制。故障診斷、顯示與保護：通過設在司機室的信息顯示單元顯示機車正常運行的狀態(tài)信息，如：網壓、原邊電流、機車工況、級位、機車牽引力、機車速度等，正常的設備工作狀態(tài)，如：主變流器、輔助變流器等；正常的設備開關狀態(tài)，如：主斷路器、輔助接觸器、各種故障轉換開關；顯示機車即時發(fā)生的故障

24、信息，發(fā)生故障的設備、故障處理的方法等，并將故障發(fā)生時的有關數(shù)據記憶。機車重聯(lián)控制：最多可以實施同型號的4臺機車重聯(lián)。機車的控制電路具體分述如下：3.1 控制電源電路機車控制電源的核心是DC110V充電電源模塊PSU。機車110V控制電源采用PSU內的DC/DC變頻器與蓄電池并聯(lián)共同輸出的工作方式，再通過自動開關分別送到各條支路，如微機控制、機車控制、主變流器、輔助變流器、車內照明、車外照明等。PSU的輸入電源來自UA11或UA12的中間回路電源，當UA11和UA12均正常時，由UA12向PSU 輸入DC750V電源，當UA12故障時，轉由UA11向PSU 輸入DC750V電源。PSU高頻電源

25、模塊將DC750V變換成DC110V電源，再通過相應的自動開關提供給各控制支路DC110V電源，同時還通過蓄電池自動開關QA61向蓄電池充電?？刂浦纷詣娱_關主要有：微機1控制自動開關QA41、微機2控制自動開關QA42、司機控制1自動開關QA43、司機控制2自動開關QA44、機車控制自動開關QA45、主變流器自動開關QA46、輔助變流器自動開關QA47、車內照明自動開關QA48、車外照明自動開關QA49、前照燈自動開關QA50、輔助設備自動開關QA51、無線電臺自動開關QA52、自動信號自動開關QA53、監(jiān)控裝置自動開關QA54、電控制動自動開關QA55、低溫預熱自動開關QA56，110V電

26、源控制自動開關QA106、門控開關QA102、自動過分相控制開關QA71、空調機組控制開關QA104、QA105、撒砂加熱控制開關QA73等。在控制電器柜上還設置了控制電源電壓表PV71，在兩端操縱臺上也設置了控制電源電壓表PV41、PV42，用于隨時監(jiān)視控制電源的電壓情況，同時通過微機顯示屏也可監(jiān)視控制電源的電壓情況。3.2 司機指令與信息顯示電路在機車的I、II端司機室設置了完全相同的控制指令開關，可以分別對機車的微機控制與監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)出命令，實現(xiàn)機車的控制。下面以I端司機室控制指令為例進行說明，同時將II端對應的控制器件代號用“（）”進行表示。3.2.1 機車的常規(guī)司機指令控制司機電鑰匙開

27、關SA49（SA50）：有兩個位置：“合”、“分”，當置“合”位置時，機車I端即被設定為操縱端。主司機控制器AC41（AC42）：有兩個手柄：方向手柄和調速手柄，方向手柄有“向前”、“向后”、“0”三個位置，調速手柄可以提供牽引級位013級，制動級位*12級。兩個手柄之間設有機械連鎖：當調速手柄在“0”位時，方向手柄方可進行方向轉換；方向手柄在“0”位時，調速手柄不能移動，只能在“0”位。受電弓扳鍵開關SB41（SB42）：有三個位置，分別為“前受電弓”、“后受電弓”、“0”位。當扳鍵開關SB41置“前受電弓”或“后受電弓”位，受電弓電空閥YV41或YV42線圈得電，在空氣管路壓力正常的前提下

28、，受電弓AP1或受電弓AP2升起，當扳鍵開關SB41置“0”位，受電弓AP1或受電弓AP2均降下。主斷路器扳鍵開關SB43（SB44）：有三個位置，分別為“主斷分”、“主斷合”、“0”位，該扳鍵開關為自復式，正常位置是“0”位。當扳鍵開關SB43置“主斷合”位一次時，如果主斷閉合的相關邏輯正常，主斷路器QF1線圈得電，在空氣管路壓力正常的前提下，主斷路器QF1閉合；當扳鍵開關SB43置“主斷分”位一次時，主斷路器QF1線圈失電，主斷路器QF1分斷。空氣壓縮機扳鍵開關SB45（SB45）：有三個位置，分別為“主壓縮機”、“強泵”、“0”位。在輔助變流器工作的前提條件下，當扳鍵開關SB45置“主壓

29、縮機”位，而且總風缸空氣壓力繼電器KP51-1、KP51-2（KP51-1：風壓低于750kPa時閉合，風壓高于900kPa時斷開；KP51-2：風壓低于825kPa時閉合，風壓高于900kPa時斷開）閉合時，空氣壓縮機接觸器KM13、KM14依次得電閉合，空氣壓縮機1、2依次投入工作。當風壓低于825kPa時KP51-2閉合，但KP51-1打開，此時只有操縱端壓縮機工作。當扳鍵開關SB45置“0”位，空氣壓縮機接觸器KM13或KM14失電分斷，空氣壓縮機停止工作；若總風缸空氣壓力繼電器KP51發(fā)生故障，空氣壓力開關不能正常閉合時，可以將扳鍵開關SB45置“強泵”位，強制空氣壓縮機接觸器KM1

30、3、KM14得電閉合，空氣壓縮機1、2投入工作。3.2.2 機車的故障復位、空氣緊急制動、過分相、警惕裝置控制和定速控制3.2.2.1 機車故障復位按鈕SB61（SB62）、過分相按鈕SB67（SB68）、定速控制按鈕SB69（SB70）、警惕裝置控制按鈕SB96（SB97）均為自復式按鈕，警惕裝置控制開關SA101（SA102）為腳踏開關，緊急制動按鈕SB63（SB64）為自鎖按鈕。3.2.2.2 當機車在正常運行中發(fā)生牽引變流器故障同時不能自行恢復時，故障信息在司機室信息顯示單元中顯示出來，司機可以根據提示，通過按動故障復位按鈕SB61（SB62）一次，將信號送到TCMS，TCMS再通過信

31、息傳遞，通知牽引變流器實現(xiàn)故障的恢復。3.2.2.3 當機車需要實施緊急制動時，可以按下緊急制動按鈕SB63（SB64），首先分斷主斷路器，停止主變流器、輔助變流器的工作，同時機車進入緊急制動狀態(tài)，實施列車緊急空氣制動。3.2.2.4 在機車正常運行過程中，如快到分相區(qū)時，司機可以按動“過分相”按鈕SB67（SB68）一次，機車進入半自動過分相狀態(tài)。首先，機車斷開主斷路器，輔助變流器、主變流器停止工作，機車通過高壓電壓互感器檢測機車網壓的變化情況，當確認機車通過了分相區(qū)，接觸網電壓恢復至正常值并延遲一定時間后，自動閉合主斷路器，起動輔助變流器、主變流器等，并使機車狀態(tài)恢復到過分相區(qū)前的狀態(tài)。3

32、.2.2.5 當機車速度大于等于15km/h，且機車未實施空氣制動時，若按下“定速控制”按鈕SB69（SB70），當時的機車運行速度被確定為“目標速度”，機車進入“定速控制”狀態(tài)。當機車的實際速度大于“目標速度2km/h”時，TCMS控制機車進入電氣制動工況；當機車的實際速度降低到“目標速度1km/h”時，電氣制動力降至0。當機車的實際速度小于“目標速度2km/h”時，TCMS自動控制機車進入牽引工況；當機車的實際速度升高到“目標速度1km/h”時，牽引力降至0。機車進入“定速控制”狀態(tài)后，司機控制器調速手柄的級位變化超過一級以上時，機車的“定速控制”狀態(tài)自動解除。3.2.2.6當機車速度大于

33、等于30km/h，且機車未實施緊急制動時，機車警惕裝置進入 監(jiān)視狀態(tài)，此時每一分鐘內,司機應按警惕裝置控制按鈕SB96（SB97）或踩警惕裝置控制開關SA101（SA102）1次，使警惕裝置重新進入監(jiān)視狀態(tài)，否則超過一分鐘未按，警惕裝置進入報警狀態(tài)，蜂鳴器響，同時再延遲10S,如果司機仍未按警惕裝置控制按鈕SB96（SB97）或踩警惕裝置控制開關SA101（SA102）一次，則警惕裝置動作，發(fā)出緊急制動指令，使機車進入緊急制動狀態(tài)。此裝置的設立，是為了提醒司機集中精力開車，防止意外情況發(fā)生，確保行車安全。3.2.3 機車微機顯示屏和故障顯示燈在機車的I、II端司機室分別設置了完全相同的機車微機

34、顯示屏PD41、PD42，它們的信息來源是微機柜TCMS。TCMS將來自機車主變流器、輔助變流器、各個控制繼電器、接觸器、轉換開關等的信息進行綜合，通過微機顯示屏PD41、PD42進行顯示，方便司機了解機車各主要電器設備的工作情況，確保行車安全。在機車的I、II端司機室還分別設置了完全相同的機車故障顯示燈，安裝在2個多功能狀態(tài)儀表組合模塊中，用于機車故障的顯示。分別為：微機正常、主斷分、預備、零位、欠壓、主變流器故障、牽引電動機故障、輔助變流器故障、壓縮機故障、牽引風機故障、冷卻風機故障、油泵故障、水泵故障、原邊過流、次邊過流、主接地、輔接地、電制動、制動系統(tǒng)故障、空轉、控制接地、停車制動。其

35、中，除微機正常、主變流器預備為綠色工作顯示外，其他均為紅色故障顯示。3.3 機車邏輯控制和保護電路機車的邏輯控制和保護電路主要是將各輔助電動機自動開關、各風速繼電器故障隔離開關、高壓故障隔離開關、壓縮機接觸器狀態(tài)、主斷路器狀態(tài)、輔助變流器的庫內試驗開關、主變流器試驗開關、各種接地保護、空氣管路系統(tǒng)壓力繼電器等的狀態(tài)指令送入微機柜TCMS，用于機車的各種工作邏輯控制、保護邏輯控制，并通過TCMS與主變流器和輔助變流器之間的通信，將有關控制指令信息送到主變流器和輔助變流器，達到整車的聯(lián)控目的。3.3.1 各輔助電動機自動開關功能分述如下牽引通風機自動開關QA1116：用于牽引通風機的故障保護和相應

36、的邏輯控制。當牽引通風機過流造成自動開關斷開后，主觸點斷開對應牽引通風機的供電電路，輔助觸點將故障信號送到TCMS，然后通過TCMS一方面送到司機故障顯示燈，一方面自動隔離對應牽引電動機的牽引變流器環(huán)節(jié)。冷卻塔自動開關QA1718：用于冷卻塔通風機的故障保護和相應的邏輯控制，當冷卻塔通風機過流造成自動開關斷開后，主觸點斷開對應冷卻塔通風機的供電電路，輔助觸點將故障信號送到TCMS，然后通過TCMS一方面送到司機故障顯示燈，另一方面自動隔離對應轉向架上的牽引變流器，使該轉向架上的牽引電動機停止工作。空氣壓縮機自動開關QA1920：用于空氣壓縮機的故障保護，當空氣壓縮機自動開關斷開后，斷開對應空氣

37、壓縮機的供電電路，并將故障信號通過TCMS送到司機故障顯示燈，同時斷開對應空氣壓縮機的控制接觸器的線圈支路，使該接觸器不能得電閉合。油泵自動開關QA2122：用于主變壓器油泵的故障保護和相應的邏輯控制，當油泵自動開關斷開后，斷開對應油泵供電電路，故障信號一方面送到司機故障顯示燈，一方面自動隔離對應的主變流器和對應轉向架上的牽引電動機，同時，使另一套主變流器和另一轉向架上的牽引電動機降功率工作。3.3.2 受電弓故障隔離開關QS12用于受電弓的故障隔離保護和相應的邏輯控制。3.3.3 空氣壓縮機接觸器狀態(tài)信號KM1314用于空氣壓縮機電磁接觸器的工作確認，確保機車空氣壓縮機投入工作。3.3.4

38、主斷路器狀態(tài)QF1用于主斷路器的工作狀態(tài)的確認，確保機車在主斷路器投入后，主變流器、輔助變流器才可以投入工作。3.3.5 輔助變流器庫內試驗轉換開關QS11用于輔助變流器在庫內試驗時的轉換，當該開關閉合后，其輔助觸點送入微機柜TCMS，使機車進入輔助回路庫內試驗環(huán)節(jié)。此時，機車主斷路器不必閉合，輔助變流器APU2和輔助電動機便可以投入工作。3.3.6 原邊過流繼電器KC1當機車發(fā)生原邊過流故障時，原邊過流繼電器KC1動作，其連鎖觸點信號送入TCMS，跳開主斷路器，實施故障保護，原邊電流的保護值為800A，即次邊電流為10A時，原邊過流繼電器KC1動作。3.3.7 主變壓器溫度過高繼電器KP52

39、當機車主變壓器發(fā)生溫度過高故障時，主變壓器溫度繼電器KP52動作，其連鎖觸點信號送入TCMS，跳開主斷路器，實施故障保護。3.3.8 總風缸壓力繼電器KP51-1、KP51-2、KP60以上三個繼電器都是進行機車總風壓力監(jiān)測的。其中KP51-1、KP51-2是用于機車空氣壓縮機的打風控制保護，但他們的動作壓力值不同，其中KP51-1為750900kPa，KP51-2為825900kPa，因此當總風缸壓力小于750kPa時，繼電器KP51-1、KP51-2均閉合；當總風缸壓力大于900kPa時，KP51-1、KP51-2兩個繼電器都斷開，但是當風缸壓力小于825kPa時，繼電器KP51-1仍斷開

40、，但繼電器KP51-2閉合，通過他們的不同閉合方式，實現(xiàn)機車剛起機打風時，兩組壓縮機均工作，一旦風壓建立起來，那么每當風壓低于825kPa時，機車端操縱時，壓縮機1工作，機車端操縱時，壓縮機2工作。繼電器KP60的動作值是當總風壓力高于470 kPa時閉合，當總風壓力低于350 kPa時斷開，該繼電器的連鎖觸點送入微機柜TCMS，參與整車的牽引控制，當總風壓力太低低于KP60的保護值，牽引變流器將禁止功率輸出，確保行車安全。3.3.9 停車制動壓力繼電器KP59用于機車的彈簧儲能停車制動，當機車實施彈簧儲能停車制動時，該壓力繼電器斷開，指令信息輸入TCMS，控制機車禁止功率輸出。反之，閉合，說

41、明機車未投入彈簧儲能停車制動。3.3.10 機車制動缸壓力繼電器KP61繼電器KP61用于監(jiān)控機車制動缸的壓力，當機車制動缸壓力高于100 kPa時，繼電器KP61閉合，當機車制動缸壓力低于50 kPa時繼電器KP61打開，該指令信號送入微機柜TCMS，參與機車踏面清掃的控制，即機車制動缸壓力高于100 kPa時，踏面清掃投入，當機車制動缸壓力低于50 kPa時，踏面清掃解除。3.3.11 機車主變流器試驗開關SA75當機車主斷路器不具備閉合條件的時候，可以使用該開關通過TCMS對機車主變流器的控制單元進行檢測，并在微機信息顯示單元中進行顯示。3.3.13 原邊電流監(jiān)測為了實現(xiàn)機車原邊電流監(jiān)測

42、，原邊電流互感器電流信號TA2也送到TCMS，通過微機顯示屏來顯示機車原邊電流。3.3.14 機車速度監(jiān)測為了實現(xiàn)機車速度監(jiān)測，機車速度傳感器BV47、BV48的信號也送到TCMS。3.3.15 撒砂控制機車設有兩個撒砂電空閥，分別為前側YV240，后側YV241。這些電空閥的控制可以通過三條途徑來實現(xiàn)：一是司機室腳踏撒砂閥SA83、SA83的控制，當司機認為機車需要撒砂時，可以通過腳踏撒砂開關進行人為撒砂；二是當機車運行時，如果發(fā)生空轉、滑行等情況時，機車的六臺牽引電動機轉速會不同，機車主變流器的控制單元就會將撒砂信息送到機車微機控制系統(tǒng)（TCMS），由TCMS給出信號實現(xiàn)撒砂；三是當機車實

43、施緊急制動時，由CCB-制動機發(fā)出撒砂指令，實現(xiàn)機車撒砂。3.4 主變流器控制電路機車共設置兩套主變流器裝置UM1、UM2，兩套裝置的控制電路基本一致。不同的是，I端主變流器裝置UM1的裝置識別設定為110V，II端主變流器裝置UM2的裝置識別設定為0V，以下以I端主變流器裝置UM1的控制進行說明。3.4.1 機車主變流器裝置的控制主要是按照司機控制器給定的指令，由TCMS通過通訊線傳遞給主變流器，按照機車牽引制動特性曲線，完成對牽引電動機的控制，。.4.2 主變流器發(fā)生接地、次邊過流、牽引電動機過流等故障時，故障信號送TCMS，進行故障顯示和記錄，并在司機顯示屏中給出提示，指導司機進行有關故

44、障隔離等的操作。主變流器的故障可以通過按動“故障復位”按鈕進行恢復。 3.4.3 主變流器允許投入工作前必須具備的信號有牽引風機風速繼電器KP41、KP42、KP43、冷卻塔通風機風速繼電器KP47、主變壓器油流繼電器KP49信號，當這些風速或流速繼電器都能正常閉合時，說明主變流器的工作外圍條件具備，方可投入工作。3.4.4 主變流器的控制里還設置了牽引變流器開放隔離開關，該開關設置在微機顯示屏內，通過微機顯示屏的觸摸開關進行隔離。在正常情況下，這些開關均閉合。當由于某種原因，如牽引電動機發(fā)生故障、主變流器支路發(fā)生接地等，需要對某個牽引變流器支路或牽引電動機進行隔離時，可以通過微機顯示屏，進行

45、相應變流器的隔離，此時，該牽引變流器停止工作。這些開關還可以用于對牽引電動機進行轉向試驗、旋輪等。3.4.5 主變流器的控制需要的信號還有牽引電動機速度傳感器BV41、BV42、BV43的信號，每個速度傳感器同時送出2個速度信號至主變流器控制裝置，用以實現(xiàn)主變流器對牽引電動機的矢量控制，有效地實施機車的防空轉、防滑行保護，并對機車的軸重轉移進行補償。3.4.6 庫內動車信號通過庫用開關QS3或QS4送到主變流器控制單元，用于在庫內動車時主變流器按照專門的控制程序工作。3.4.7 主變流器裝置的控制信號試驗開關SA75，用于在低壓試驗、或機車出廠前時對主變流器的控制單元進行試驗檢查，確認其是否工

46、作正常。3.4.8 為了保證主變流器的工作需要，在主變流器的控制單元上引入高壓電壓互感器TV1同步信號。3.4.9 主變流器控制單元與TCMS的接口信號除兩套通訊線外，還設有主變流器隔離信號、工作信號、功率預備信號和故障信號。3.5 輔助變流器控制電路機車共設置兩套輔助變流器裝置UA11、UA12，兩套裝置的控制電路基本一致。不同的是，正常情況下，I端輔助變流器裝置UA11設定為VVVF工作方式，當主斷路器閉合，換向手柄離開零位后，UA11開始工作；II端輔助變流器裝置UA12設定為CVCF工作方式，只要主斷路器閉合，UA12就開始投入工作。以下以端輔助變流器裝置UA12的控制進行說明。1）在

47、機車主斷路器閉合后，由TCMS向發(fā)出命令，閉合輔助變流器UA12輸出電磁接觸器KM12，并將信息傳遞給輔助變流器控制單元，由輔助變流器控制單元發(fā)出指令，控制輔助變流器UA12起動。2）在機車某一輔助變流器發(fā)生故障，故障的輔助變流器能及時地將信息通知TCMS，通過微機柜TCMS的控制，自動完成輸出電磁接觸器的動作轉換，若輔助變流器UA11發(fā)生故障，則電磁接觸器KM11斷開，電磁接觸器KM20閉合；若輔助變流器UA12發(fā)生故障，則電磁接觸器KM12斷開，電磁接觸器KM20閉合。故障的輔助變流器將信息傳遞給另一組輔助變流器，使其工作在CVCF方式，同時，故障的輔助變流器被隔離。所有輔助電動機全部由另

48、一套輔助變流器供電，這時，該輔助變流器工作在CVCF狀態(tài)，不受其他指令等的控制，牽引電動機通風機和冷卻塔通風機也正常滿功率工作。3）為了便于輔助變流器的隔離，還設置了輔助變流器開放隔離開關，該開關設置在微機顯示屏內，通過微機顯示屏的觸摸開關進行隔離。在正常情況下，這些開關均閉合。當由于某種原因，需要對某組輔助變流器進行隔離時，可以通過微機顯示屏，進行相應輔助變流器的隔離，實現(xiàn)整臺機車只有一組輔助變流器工作。4）為了確保輔助變流器的正常工作，還將電磁接觸器KM11、KM12、KM20的信號引入到輔助變流器控制單元。5）輔助變流器控制單元與TCMS的接口信號除一套通訊線外，還設有輔助變流器隔離信號

49、、功率預備信號和故障信號。3.6 TCMS與行車安全綜合信息系統(tǒng)、機車重聯(lián)等的接口1）TCMS與行車安全綜合信息系統(tǒng)的接口有5個輸出信號和1個輸入信號。5個輸出信號是：機車調速手柄處于零位963、司機控制器處于I端向前位（或II端向后位）964、司機控制器處于II端向前位（或I端向后位）965、司機控制器處于牽引位966、司機控制器處于制動位信號967；1個輸入信號是機車卸載信號962，當機車行車安全綜合信息系統(tǒng)需要機車卸載時，該信號送出110V至TCMS，由TCMS送出相關控制命令至主變流器控制單元，停止主變流器的工作，執(zhí)行卸載控制。2）在機車的每一端，分別設置了2個機車重聯(lián)控制插座和一個虛

50、擬插座。機車采用以太網形式，實現(xiàn)本務機車的微機控制系統(tǒng)TCMS與重聯(lián)機車的微機控制系統(tǒng)TCMS之間的信息傳遞，即以網絡重聯(lián)的形式，實現(xiàn)兩臺至4臺機車間的重聯(lián)控制。另外，在重聯(lián)控制插座中，還設有機車重聯(lián)電話信號，實現(xiàn)機車重聯(lián)電話的重聯(lián)。3）原邊電流互感器TA2的信號送至TCMS，通過TCMS與微機顯示屏之間的信息傳遞，實現(xiàn)機車原邊電流顯示。4）機車速度傳感器BV47、BV48的信號送至TCMS，通過TCMS與微機顯示屏之間的信息傳遞，實現(xiàn)機車速度的顯示。3.7 司機室空調機組的控制在機車的兩個司機室分別設置了兩套司機室空調機組，主要設備有空調機組EV11（EV12）、空調機組控制箱EV13（EV

51、14）、空調機組功能控制轉換開關SA73（SA74）。兩套機組及其控制方式完全相同，以下以I端空調機組進行說明?？照{機組的控制電源采用的AC220V，空調機組功能控制轉換開關SA73（SA74）有5個位置，“高制冷”位、“低制冷”位、“通風”位、“加熱”位、“停止”位，通過將轉換開關打至相應位，實現(xiàn)空調機組的控制狀態(tài)轉換，并確?？照{機組的正常工作。3.8 機車各種照明的控制1）I端司機室的司機室燈控制開關SB47實現(xiàn)I端司機室燈EL41、EL43的控制；II端司機室的司機室燈控制開關SB48實現(xiàn)II端司機室燈EL42、EL44的控制，司機室燈控制開關有“強”、“弱”、“0”三個位置。2）走廊燈

52、控制開關SB49、SB50實現(xiàn)走廊燈EL45、EL46、EL47、EL48、EL49、EL50、EL51、EL52的控制。3）I端司機室的記點燈EL53通過自帶控制開關實現(xiàn)控制，II端司機室的記點燈EL54通過自帶控制開關實現(xiàn)控制。4）I、II端司機室的標志燈控制開關SB51、SB52實現(xiàn)I端標志燈EL55、EL57、II端標志燈EL56、EL58的控制。標志燈控制開關有全開、前開、0、后開、全開5個位置。5）I、II端司機室的副前照燈控制開關SB53、SB54實現(xiàn)I端副前照燈EL59、EL61、II端副前照燈EL60、EL62的控制。副前照燈控制開關有全開、前開、0、后開、全開56）I端司機

53、室的前照燈控制開關SB55實現(xiàn)I端前照燈EL63的控制；II端司機室的前照燈控制開關SB56實現(xiàn)II端前照燈EL64的控制，前照燈控制開關有“強”、“弱”、“0”三個位置。7）I端司機室的儀表燈控制開關SB57通過打至不同檔位，即可實現(xiàn)I端儀表燈EL65的控制，又可實現(xiàn)車底燈EL67EL70的控制，還可實現(xiàn)I端儀表燈EL65和車底燈EL67EL70的同步控制；II端司機室的儀表燈控制開關SB58通過打至不同檔位，即可實現(xiàn)端儀表燈EL66的控制，又可實現(xiàn)車底燈EL67EL70的控制，還可實現(xiàn)端儀表燈EL66和車底燈EL67EL70的同步控制； 3.9 其它輔助設備的控制1）I端司機室的刮雨器控制

54、開關SA61實現(xiàn)I端司機室刮雨器MD43工作狀態(tài)的開關轉換控制和I端司機室刮雨器水泵MD41噴水洗滌的控制；II端司機室的刮雨器控制開關SA62實現(xiàn)II端司機室刮雨器MD44工作狀態(tài)的開關轉換控制和II端司機室刮雨器水泵MD42噴水洗滌的控制。2）I端司機室的遮陽簾控制開關SB75實現(xiàn)I端司機室遮陽簾MD45的控制；II端司機室的遮陽簾控制開關SB76實現(xiàn)II端司機室遮陽簾MD46的控制。3）I端司機室的電風扇控制開關SA65實現(xiàn)I端司機室電風扇MD47、MD49的開關轉換控制；II端司機室的電風扇控制開關SA66實現(xiàn)II端司機室電風扇MD48、MD50的開關轉換控制。4）I端司機室的電冰箱控

55、制開關SA69實現(xiàn)I端司機室電冰箱MD51的控制，II端司機室的電冰箱控制開關SA70實現(xiàn)II端司機室電冰箱MD52的控制。5）控制電器柜內的輔助壓縮機控制開關SB95，可實現(xiàn)輔助壓縮機MD53的控制。6）在機車的I端、II端司機室外側，設置了直流110V電源插座XSC1、XSC2，用于司機行車臨時使用；在機械間，設置了直流110V電源車內應急燈插座XL1和XL2，為司機提供應急燈電源。7）操縱臺上的彈停轉換開關SA99（SA100），設有“彈停緩解”和“彈停制動”檔位，通過轉換開關的控制，可以實現(xiàn)機車上彈停或緩解彈停。8）I端司機室的腳踏控制開關SA85，可以實現(xiàn)I端司機室頂?shù)牡鸵衾瓤刂啤?/p>

56、端司機室的腳踏控制開關SA86，可以實現(xiàn)端司機室頂?shù)牡鸵衾瓤刂啤?）I端司機室的風笛按鈕SB81和SB85，可以實現(xiàn)I端司機室頂?shù)母咭衾瓤刂啤６怂緳C室的風笛按鈕SB82和SB86，可以實現(xiàn)端司機室頂?shù)母咭衾瓤刂啤?.10 機車制動系統(tǒng)的控制電路機車制動系統(tǒng)采用的是克諾爾的CCB-型制動機,該制動系統(tǒng)是基于網絡控制的電空制動系統(tǒng)。CCB-型制動機與微機顯示屏一起來完成制動系統(tǒng)的診斷、自檢、校準、故障記錄等。自動開關QA55是制動系統(tǒng)110V電源的總保護開關。CCB-型制動機主要由LCDM制動顯示屏、EBV電子制動閥、集成處理模塊IPM、繼電器接口模塊RIM和電空控制單元EPCU等組成，其中集成處理模塊IPM、EBV電子制動閥及電空控制單元EPCU之間采用LonWorks網絡技術實現(xiàn)信息傳遞，集成處理模塊IPM與 LCDM制動顯示屏之間采用422總線方式進行信