電力機車牽引與傳動控制系統(tǒng)檢修與維護 課件 項目二 繪制輔助電路

電力機車牽引與傳動控制系統(tǒng)檢修與維護項目二

繪制輔助電路

項目任務(wù)及要求知識點一

項目分析

項目實施路徑與步驟知識點二知識點三

項目實施知識點四

項目的拓展及作業(yè)知識點五目錄項目任務(wù)及要求知識點一知識點一

項目任務(wù)及要求一、項目任務(wù)及要求掌握分析韶山3型4000系電力機車輔助電路的電路原理；繪制輔助電路。時間要求：10課時。質(zhì)量要求：電氣圖是特殊的專業(yè)技術(shù)圖，它除了遵守國家標準局頒布的《電氣工程CAD制圖規(guī)則》（GB/T

18135—2008）、《電氣簡圖用圖形符號》（GB/T

4728.6—2008）、《工業(yè)系統(tǒng)、裝置與設(shè)備以及工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原則與參照代號》（GB/T

5094.3—2005）、《技術(shù)產(chǎn)品及技術(shù)產(chǎn)品文件結(jié)構(gòu)原則》（GB/T

20939—2007）的標準外，還要遵守“機械制圖”“建筑制圖”等方面的相關(guān)規(guī)定，所以要求制圖人員必須掌握基本規(guī)則。知識點一

項目任務(wù)及要求安全要求：嚴格按照教室安全管理制度進行項目作業(yè)。文明要求：認真按照教室5S管理辦法進行項目作業(yè)。環(huán)保要求：自覺按照教室5S管理要求進行項目作業(yè)。項目分析知識點二知識點二

項目分析二、項目分析（一）項目任務(wù)理論（1）輔助電路：是將機車輔助設(shè)備及其相關(guān)的電氣設(shè)備連接而成的線路。（2）輔助電路的組成：由電源電路、負載電路、保護電路三部分組成。（3）輔助電路的作用：保證機車主線路設(shè)備充分發(fā)揮功率，確保機車正常工作；改善司乘人員的工作條件。知識點二

項目分析理論鏈接1：電源電路。輔助電源取自主變壓器a6-x6-b6繞組，其中a6-x6為380V次級，a6-b6為220V次級。a6-x6經(jīng)庫用轉(zhuǎn)換刀開關(guān)3KYK、輔助過電流繼電器FGJ后單相輸送。機車在庫內(nèi)可通過輔助電路入庫插座引入車庫內(nèi)的380V單相或三相電源，將庫用轉(zhuǎn)換刀開關(guān)3KYK從運行位倒向庫用位，則輔助電路可在庫內(nèi)工作。知識點二

項目分析理論鏈接2：負載電路。負載電路包括三相負載電路和單相負載電路。三相負載電路是機車上拖動輔助機械的輔助電動機，包括兩臺空氣壓縮機電動機1YD、2YD；4臺離心通風機電動機1FD、2FD（各冷卻平波電抗器及兩臺牽引電動機），3FD、4FD（各冷卻硅整流裝置及一臺牽引電動機）；4臺軸流風機電動機1、2、3、4ZFD（冷卻制動電阻）；1臺變壓器軸流風機BFD（冷卻主變壓器油散熱器）；1臺油泵電動機BD（主變壓器油冷卻系統(tǒng)循環(huán)），通過三相交流接觸器控制其工作。單相負載主要是加熱元器件，包括熱風機、熱腳爐、電熱玻璃等。理論鏈接3：保護電路。輔助電路的保護電路有過電流、接地、過電壓、欠電壓和單機過載故障保護。知識點二

項目分析（二）任務(wù)分析輔助電路包括電源電路、負載電路、保護電路。重點掌握劈相機的原理和啟動方法。繪制電源電路、負載電路、零壓保護電路和輔助接地保護電路。韶山3型4000系電

力機車調(diào)速方式電源電路負載電路保護電路項目實施路徑與步驟知識點三知識點三

項目實施路徑與步驟三、項目實施路徑與步驟（一）項目路徑（見圖2-1）圖2-1

項目路徑知識點三

項目實施路徑與步驟（二）項目步驟步驟一：繪制輔助電源電路（見圖2-2）。圖2-2

輔助電源電路知識點三

項目實施路徑與步驟輔助電源電路電氣部件的代號如表2-1所示。表2-1

輔助電源電路電氣部件的代號文字符號名

稱FGJ輔助過流繼電器PX劈相機1DYJ劈相機啟動繼電器GJZ輔機過流保護裝置PXK劈相機故障轉(zhuǎn)換開關(guān)PXC劈相機接觸器PXR劈相機啟動電阻QRC啟動電阻接觸器知識點三

項目實施路徑與步驟理論鏈接4：劈相機的應(yīng)用。機車上所用的主要輔助機械采用三相異步電動機拖動，而由a6-x6提供的是單相380V電源，三相異步電動機若改用單相電源后，會產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反、周期相同的旋轉(zhuǎn)磁場，這兩個磁場在轉(zhuǎn)子導體中感應(yīng)的電動勢和電流的大小相等、方向相反，從而產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩也大小相等、方向相反而相互抵消，即啟動轉(zhuǎn)矩為零，無法啟動，故單相電源要通過異步劈相機1PX、2PX變成三相電源供電。單相電源的電壓測量利用交流電壓1、2FU（量程0～600V），分別安裝在Ⅰ、Ⅱ端正司機臺上直接向司機指示輔助電源電壓值，同時借助輔助電壓來間接檢測網(wǎng)壓的高壓值，網(wǎng)壓值在19、25、29kV時對應(yīng)于輔助電壓的指示為301、397、460V（空載時）。知識點三

項目實施路徑與步驟理論鏈接5：劈相機電阻啟動法。劈相機采用的是分相啟動法，韶山3型4000系電力機車采用的是電阻分相啟動，其工作原理如圖2-3所示，其中RQ為啟動電阻，當劈相機電動相繞組UV接通單相電源啟動時，可以把定子繞組看作是由兩相組成：一相是VOU，它直接由單相電源供電，另一相是VOW，它與啟動電阻RQ串聯(lián)后由單相電源供電，啟動電流IQ1和IQ2彼此相差一定的相位角，因此能夠自行啟動，當劈相機向外輸出電壓達到一定值時借助接觸器切除啟動電阻，啟動完成。圖2-3

劈相機啟動原理線路圖知識點三

項目實施路徑與步驟貼士1：劈相機定子繞組VO、UO相當于單相異步電動機的定子繞組，所以稱為劈相機的電動相，而繞組WO相當于發(fā)電機，因此把WO相稱為劈相機的發(fā)電相。小貼士理論鏈接6：劈相機電阻啟動過程。劈相機的啟動過程是按下劈相機按鍵開關(guān)，接觸器1PXC、QRC接入電路，啟動電阻投入，劈相機開始啟動；利用1DYJ來監(jiān)控劈相機的發(fā)電電動勢，當劈相機達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（1300r/min）時，此時發(fā)電相電壓值達209V，1DYJ動作從而斷開QRC，切除啟動電阻1PXR，1PX劈相機完成啟動，2PX借助1PX發(fā)出的三相電源直接啟動。知識點三

項目實施路徑與步驟貼士3：輔機過流保護過程。輔機過流保護在某一輔機短路、單相運行或堵轉(zhuǎn)過流后，經(jīng)輔機過流保護裝置1～10GJZ延時10s后動作切除相應(yīng)輔機接觸器。若接觸器發(fā)生故障無法分斷（觸頭熔焊）時，則輔機繼續(xù)發(fā)生過流，再經(jīng)5s的延時，保護裝置接通主斷路器分閘線圈，使主斷路器跳閘作二次保護措施。該裝置同時又起輔機啟動信號顯示作用。貼士2：輔助電源電路部分電氣部件的代號、名稱、作用、參數(shù)和現(xiàn)象（見表2-2）。表2-2

輔助電源電路部分電氣部件的代號、名稱、作用、參數(shù)和現(xiàn)象代

號名

稱作

用動作參數(shù)動作現(xiàn)象1DYJ劈相機啟動繼電器劈相機分相啟動209VFGJ輔助過流繼電器輔助電路過電流保護2800

A×（1±5%）跳主斷、顯示輔助過流信號知識點三

項目實施路徑與步驟步驟二：繪制三相負載電路（見圖2-4）。圖2-4

三相負載電路知識點三

項目實施路徑與步驟三相負載電路包括YD空氣壓縮機電動機、FD牽引風機電動機、ZFD制動風機電動機、BFD變壓器風機電動機、BD變壓器油泵電動機；YDC、FDC、ZFDC、BFDC、BDC各輔機相對應(yīng)的交流接觸器；YXC移相電容器，如表2-3所示。表2-3

三相負載電路電器部件的代號文字符號名 稱YD空氣壓縮機電動機FD牽引風機電動機ZFD制動風機電動機BFD變壓器風機電動機BD變壓器油泵電動機YDC、FDC、ZFDC、BFDC、BDC各輔機相對應(yīng)的交流接觸器YXC移相電容器知識點三

項目實施路徑與步驟理論鏈接7：三相負載電路。當劈相機啟動完成以后，輔助電路導線101、102、103可提供三相電源，各輔助電動機依次相隔3s投入工作。韶山3型4000系電力機車三相負載包括兩臺空氣壓縮機電動機1YD、2YD；4臺離心通風電動機1FD、2FD（各冷卻平波電抗器及兩臺牽引電動機）、3FD、4FD（各冷卻硅整流裝置及1臺牽引電動機）；4臺軸流風機電動機1、2、3、4、ZFD（冷卻制動電阻）；一臺變壓器軸流風機電動機BFD（冷卻變壓器油散熱器）；一臺油泵電動機BD。貼士4：1～4YXC的作用。為了改善劈相機供電系統(tǒng)的三相電源對稱性，分別在1～2FD和1～2ZFD電動機的D2、D3之間接入移相電容1～4YXC，使之隨電動機負載變化而投入，達到隨機補償調(diào)節(jié)的目的。小貼士知識點三

項目實施路徑與步驟步驟三：繪制單相負載電路。（1）熱風機加熱元件電路（見圖2-5）。圖2-5

熱風機電路知識點三

項目實施路徑與步驟（2）輔助取暖腳爐電路（見圖2-6）。（3）前窗電熱玻璃電路（見圖2-7）。圖2-6

暖腳爐電路圖2-7

電熱玻璃電路知識點三

項目實施路徑與步驟（4）熱飯爐及220V電源插座電路（見圖2-8）。貼士

5：自動開關(guān)

15ZK、16ZK、17ZK、18ZK、19ZK、20ZK均有短路和過載保護作用。圖2-8

熱飯爐電路知識點三

項目實施路徑與步驟步驟四：繪制輔助接地保護電路（見圖2-9）。輔助接地保護電路電器部件的代號如表2-4所示。圖2-9

輔助接地保護電路表2-4

輔助接地保護電路電器部件的代號文字符號名 稱FJDJ輔助電路接地繼電器FJDK輔助電路接地開關(guān)JDGZ接地硅整流器FJDR輔助電路接地電阻FZJ恢復中間繼電器知識點三

項目實施路徑與步驟理論鏈接8：機車常用聯(lián)鎖方式。機車常用聯(lián)鎖方式有兩大類，即機械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖。機械聯(lián)鎖目前主要有司機控制器換向手柄和調(diào)速手柄之間的機械聯(lián)鎖、司機臺上按鍵開關(guān)與電鑰匙的聯(lián)鎖、換向手柄及電鑰匙與鑰匙箱的聯(lián)鎖；電氣聯(lián)鎖常用的有串聯(lián)聯(lián)鎖、并聯(lián)聯(lián)鎖、經(jīng)濟電阻電路、自鎖聯(lián)鎖、延時聯(lián)鎖等。知識點三

項目實施路徑與步驟貼士6：經(jīng)濟電阻電路（見圖2-10）。在有些電路中，為了使接觸器或繼電器可靠吸合，同時又提高本身的返回系數(shù)，即提高電器動作的靈敏度，可在電器工作線圈的控制電路中接入一電阻，組成經(jīng)濟電阻電路。在韶山3型4000系電力機車輔助保護電路中，接地保護裝置被接在主變壓器X6端的105線上，作為固定接地點。支路先經(jīng)故障轉(zhuǎn)換開關(guān)FJDK，再經(jīng)限流電阻FJDR（約2k），保證接地繼電器即使在輔助電路最高對地電位發(fā)生接地故障時也不會發(fā)生電流燒損，而FJDR電阻所并聯(lián)的FJDJ常閉聯(lián)鎖是為了提高接地繼電器的動作靈敏度，即發(fā)生接地的初始瞬間短接了限流電阻，這樣可保證在最低接地電位時繼電器也能可靠工作。圖2-10

經(jīng)濟電阻聯(lián)鎖形式原理知識點三

項目實施路徑與步驟貼士7：自鎖聯(lián)鎖（見圖2-11）。在某電器工作線圈前的電路中并聯(lián)有該電器本身的常開聯(lián)鎖，這種聯(lián)鎖稱為自鎖聯(lián)鎖。在韶山3型4000系電力機車輔助接地保護電路中，當輔助電路任一點接地時，形成一個接地回路，此時FJDJ得電動作，同時經(jīng)接地繼電器常開聯(lián)鎖接通“自鎖”電路，保持信號的記憶。故障確認后，借助QD合閘操作，使恢復中間繼電器FZJ常閉聯(lián)鎖斷開，即“解鎖”接地繼電器，同時信號恢復，為下一次保護做好準備。圖2-11

自鎖聯(lián)鎖形式知識點三

項目實施路徑與步驟理論鏈接9：輔助接地保護電路元件說明。保護元件（1）二極管作用。支路中所接二極管JDGZ是利用二極管的單向?qū)щ娦?，隔離105線的交流電壓。FJDJ線圈所并聯(lián)的二極管JDGZ是作為繼電器線圈續(xù)流管，釋放電感能量，以提高繼電器動作的靈敏度。（2）210線所接電源是110V直流穩(wěn)壓電源，因此韶山3型4000系電力機車輔助接地保護裝置是有源保護裝置，經(jīng)110V控制電源后接地，實現(xiàn)全區(qū)域保護。當輔助電源中任一點接地時，形成一個接地回路，此時FJDJ得電動作，使機車主斷路器QD分閘，并在主司機臺上顯示輔助接地信號。（3）FZJ常閉：按下“主斷路器合”按鍵開關(guān)，F(xiàn)ZJ得電吸合，通過開斷導線124-300實現(xiàn)輔助電路接地保護的恢復，并消除輔助接地信號顯示。知識點三

項目實施路徑與步驟步驟五：繪制零壓保護電路（見圖2-12）。輔助接地保護電路電器部件的代號如表

2-5

所示。圖2-12

零壓保護電路表2-5

輔助接地保護電路電器部件的代號文字符號名 稱LYB零壓變壓器LYR零壓限流電阻LYGZ零壓整流裝置LYSJ零壓時間繼電器LYWY零壓穩(wěn)壓管LYC零壓保護電容知識點三

項目實施路徑與步驟貼士8：零壓保護。零壓保護即接觸網(wǎng)供電失壓保護，以防止供電失壓后再送電可能出現(xiàn)的事故。理論鏈接10：接觸網(wǎng)正常供電。當接觸網(wǎng)正常供電時，由變壓器LYB經(jīng)故障轉(zhuǎn)換開關(guān)LYK跨接在主變壓器a6-x6繞組輸出線上，LYB次邊經(jīng)限流電阻LYR、LYGZ后輸出直流，LYSJ受電吸合后接入穩(wěn)壓管LYWY（2×25V）和保護電容LYC，僅使LYSJ保持一個維持電壓值（60V），以提高繼電器返回系數(shù)，即提高零壓繼電器保護動作靈敏度。小貼士知識點三

項目實施路徑與步驟理論鏈接11：接觸網(wǎng)供電失壓。當接觸網(wǎng)供電失壓，且失壓時間大于1s時，LYSJ失電釋放，并控制機車主斷路器QD分閘，在主司機臺上顯示“零壓”信號。同時，還切斷控制電路中各輔機接觸器，使各輔機停止工作。貼士9：LYWY和LYC的作用。LYWY的作用：當LYSJ吸合動作后，接入LYWY與LYC，僅使LYSJ保持一個維持電壓穩(wěn)壓值（60V），以提高繼電器返回系數(shù)，即提高零壓繼電保護動作靈敏度。LYC的作用：零壓保護延時1s的目的是避免由于受電弓短暫脫弓而引起的誤動作。當電網(wǎng)失壓時間小于1s時，LYC儲存有一定量的電壓就會釋放，繼續(xù)為LYSJ供電，實現(xiàn)續(xù)流目的，直到LYC內(nèi)部儲存電壓釋放完畢，LYSJ失電釋放，機車主斷路器QD跳閘并在主司機臺上顯示“零壓”信號。對比知識點三

項目實施路徑與步驟步驟六：繪制高壓室門聯(lián)鎖電路（見圖2-13）。高壓室門聯(lián)鎖電路電器部件的代號如表2-6所示。圖2-13

高壓室門聯(lián)鎖電路表2-6

高壓室門聯(lián)鎖電路電器部件的代號文字符號名 稱BHF高壓室門聯(lián)鎖保護閥LK車頂門聯(lián)鎖開關(guān)1、2KYK庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)知識點三

項目實施路徑與步驟理論鏈接12：門聯(lián)鎖保護原理。司機操作主電路庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)1、2KYK于運行位時，車頂天窗關(guān)閉，其聯(lián)鎖開關(guān)LK在閉合位時，合上主司機按鍵開關(guān)的鑰匙，則BHF從控制