Высоковольтная силовая цепь моторного вагона

Силовая цепь питается током высокого напряжения через токоприемник. Дроссельный фильтр ДрФ и емкостный фильтр С1 необходимы для подавления радиопомех, возникающих при работе высоковольтного оборудования электропоезда.

Грозовые разрядники Ppl и Рр2 защищают высоковольтное оборудование электропоезда от перенапряжений.

Главный разъединитель служит для защиты ремонтного персонала от поражения током при проведении работ с высоковольтным оборудованием. При переключении главного разъединителя на "землю" через резистор R22 снимается остаточное напряжение с расположенного на крыше вагона высоковольтного оборудования (токоприемник, конденсатор С1, разрядники Ppl, Pp2).

Быстродействующий выключатель БВ (ВБ11, 14) защищает силовую цепь от токов короткого замыкания в режиме тяги. Аппарат состоит из удерживающей и размагничивающей катушки, включающего пневмоцилиндра, силовых контактов, низковольтных блокировок и отключающих пружин. Два силовых контакта оснащены системой дугогашения. Аппарат отключается при протекании через размагничивающую катушку тока короткого замыкания (свыше 600 А) или при отключении электропитания удерживающей катушки. Включается аппарат при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр через электромагнитный вентиль.

Дифференциальное реле представляет собой двухкатушечное герконовое устройство с измерительными шунтами. Катушки реле установлены таким образом, что магнитные потоки каждой катушки направлены навстречу друг другу и суммарное магнитное поле равно нулю, при этом геркон не замкнут. При появлении тока утечки баланс в магнитной системе реле сдвигается в ту или иную сторону, магнитное поле одной из катушек становится больше, чем у другой и появляется вектор поля, который воздействует на геркон, который включается, вызывая этим отключение БВ.

Дифференциальный трансформатор так же, как и дифференциальное реле, защищает силовую схему от токов утечек. Он представляет собой магнитный усилитель, от вторичных катушек которого в блок БУВЗТ (БУКЗ) поступает сигнал. При изменении этого сигнала БУВЗТ отключает аппарат ВЗТ (КЗ), что влечет за собой отключение БВ (ВБ). Дифференциальный трансформатор и дифференциальное реле работают независимо друг от друга.

Контакторы ЛК, ЛКТ, Т, Ш - это высоковольтные силовые контакторы с пневматическим приводом и низковольтными блокировками. Контакторы выполняют основные переключения в силовой цепи электропоезда. Для гашения дуги, образующейся между контактами при разрыве цепей с током большой силы, контакторы оборудованы дугогасительными катушками, создающими магнитный поток, воздействующий на электрическую дугу и вытесняющий ее в дугогасительную камеру. В камере дуга растягивается между дугогасительными рогами и гаснет в лабиринтной щели.

Тормозной переключатель служит для перевода силовой схемы из моторного режима в тормозной и обратно. Для этой цели в аппарате имеются десять силовых кулачковых контакторов и два слаботочных. Управляет тормозным переключателем пневмопривод с двумя электромагнитными вентилями, один из которых обеспечивает включение моторного режима, а другой - тормозного.

Диоды Д1 и Д2 прямого входа в рекуперацию не допускают протекание моторного тока при торможении с независимым возбуждением, если напряжение на якоре 1 ТЭД ниже напряжения в контактной сети.

Реостатный контроллер РК предназначен для переключения пускотормозных резисторов и резисторов ослабления поля ТЭД, переключением их соединений силовыми кулачковыми контакторами. Переключается реостатный контроллер с помощью "привода Решетова". При этом вал контроллера вращается только в одну сторону.

Пускотормозные резисторы ограничивают ток, протекающий через обмотки ТЭД в режиме тяги, и выполняют функцию нагрузочных резисторов в режиме реостатного торможения.

Резисторы ослабления поля ТЭД, включенные параллельно обмоткам возбуждения ТЭД, шунтируют их в режиме тяги и так же, как и пускотормозные резисторы, выполняют функцию нагрузочных резисторов в режиме реостатного торможения.

Тяговый двигатель ТЭД представляет собой электрическую машину, преобразующую энергию электрического тока в механическую работу.

Датчики тока, представляющие собой магнитные усилители, служат для контроля тока в силовой цепи и передачи сигналов в электронные блоки управления (ДТЯ, ДТЯ1 и ДТВ).

Реле боксования - электронные герконовые устройства. Они служат для контроля работы ТЭД, не допуская буксования или юза колесных пар. Реле включены по мостовой схеме относительно якорей смежных ТЭД. При нарушении баланса моста в случае буксования или юза включается геркон, сигнал

о его включении через повторитель поступает в электронный блок управления, который, в свою очередь, воздействует на аппараты силовой схемы.

Индуктивный шунт включен последовательно с резисторами шунтирования и вместе с ними - параллельно обмоткам возбуждения ТЭД. Он гасит аварийные броски тока в цепи ТЭД в режиме тяги при отрыве токоприемника от контактного провода с возникновением дуги и последующим восстановлением контакта, а также при резком повышении напряжения в контактной сети. При электродинамическом торможении шунт сглаживает броски тока в обмотке якоря ТЭД, возникающие при изменении числа потребителей рекуперируемой энергии и при включении контактора Т.

Реверсивный переключатель изменяет направление протекания тока в обмотках возбуждения ТЭД, переключением кулачковых силовых контакторов. Контролируется состояние реверсивного переключателя его низковольтными блокировками.

Выключатель защиты тормоза контролирует работу электродинамического тормоза. Он отключает силовую схему при возникновении аварийных режимов в цепи управляемого выпрямителя питания обмоток возбуждения и в цепи якоря. Аппарат по конструкции аналогичен ВБ11, но имеет только один силовой контакт с системой дугогашения.

Амперметры с измерительными шунтами служат для контроля работы силовой схемы и подстройки электронных блоков после их установки на состав.

Реле максимального напряжения представляет собой герконовое устройство, контролирующее напряжение на якоре первого ТЭД в режиме ЭДТ. Реле включается при напряжении (3950±50) В в режиме рекуперации и переключает схему на реостатное торможение.

Устройство защиты от коммутационных перенапряжений в силовой цепи представляет собой электронное устройство на основе тиристора. При напряжении 200 В и более тиристор открывается и создает контур протекания тока, вызванного ЭДС самоиндукции якорей и обмоток возбуждения ТЭД. Устройство работает только в режиме тяги. Аналогичное устройство защищает тиристорный преобразователь возбуждения. Электромагнитный контактор ОВ с двойным воздушным промежутком между силовыми контактами подключает обмотки возбуждения ТЭД к тиристорному преобразователю при ЭДТ с независимым возбуждением.

Тиристорный преобразователь возбуждения преобразует трехфазный переменный ток в постоянный, которым питает обмотки возбуждения ТЭД при ЭДТ с независимым возбуждением.

Высокое напряжение из контактной сети через токоприемник, фильтры ДРФ, СФ, ГРВЦ1, ПР1, резистор R28 подается на герконовое устройство Э6-РН.

На моторном вагоне с провода 15 через автомат Q 40 получает питание провод 15Г, далее через включенный геркон РН, резистор R 75 получает питание повторитель ПРН. Включившись, ПРН размыкает блокировку 30-65А, на пульте управления гаснет светодиод Л7 "РН", кроме того, через предохранители ПР2, ПР4 и высоковольтные жоксы питание подается на прицепной (головной) вагон, где через предохранитель ПР1 оно подается на контакторы отопления КО-1, КО-3 (КО-2, КО-4), а через ПР2 подается на контактор преобразователя КП.

При формировании состава по схеме с одним моторным вагоном и двумя прицепными ток высокого напряжения с первого (относительно моторного) прицепного вагона через контактор КДВ, разъемы высоковольтных жоксов Ш25, Ш26 подается на второй прицепной вагон. Провод 151 получает питание от крайнего прицепного вагона. Катушка КДВ получает питание от провода 151 через автомат Q 70 и блокировки жоксов Ш25 и Ш26. Клемма "-" катушки соединена с проводом 30. Контактор включается и подает ток высокого напряжения на крайний прицепной вагон, при этом своей низковольтной блокировкой отключает провод 311 от провода 30. Блокировка РББ1 моторного вагона в этом случае будет подключена к отрицательному проводу цепи через блокировки безопасности моторного вагона, провод 31 моторного вагона, блокировки безопасности Вбл1, 2 среднего прицепного вагона, провод 311, низковольтный жокс Ш24-Ш27, провод 31 крайнего прицепного вагона, блокировки безопасности Вбл1, 2, блокировки контактора КДВ крайнего прицепного вагона или блокировки безопасности ВблЗ, 4, если крайний вагон - головной.

Питание низковольтных цепей

Цепи управления питаются постоянным током напряжением 110 В - это основное питание АЛСН, цепей управления тягой, торможением, токоприемниками, освещением и т.д.

Цепи постоянного тока напряжением 50 В предназначены для питания ЭПТ, резервного питания АЛСН, САВПЭ, радиосвязи, оповещения. Источниками тока служат аккумуляторная батарея АБ и синхронный генератор, расположенные на каждом прицепном (головном) вагоне.

Трехфазные цепи напряжением 127/220 В, 50 Гц служат для питания электронных блоков управления тягой и торможением, защиты, основного компрессора, освещения салонов, заряда АБ.

Включается АБ пакетным выключателем В-10, при этом клемма "+" АБ соединяется с секционным проводом 15 через провод 15Е, Q30, провод 15В, выключатель В 10.3, провод 15Ф, нормально замкнутый контакт БК, провода 15Ф - 15Х, диод Д85. От провода 15 через автомат Q13 получает питание поездной провод 16, которым АБ всех прицепных (головных) вагонов соединены параллельно, чем суммируется емкость всех АБ и тем самым обеспечивается резервирование цепи 110 В постоянного тока. Провод 30 через шунт амперметра, контакт В 10.1, автомат Q29 соединен с клеммой "-" АБ.

Управление токоприемниками

Для подъема токоприемников на каждом моторном вагоне установлен вспомогательный компрессор, управление которым в зависимости от положения переключателя В10 возможно из кабины машиниста или из моторного вагона. Кроме этого, на каждом моторном вагоне имеется воздушный резервуар токоприемника, который заряжается от напорной пневмомагистрали.

Для управления вспомогательным компрессором из кабины машиниста необходимо включить кнопку Кн. 10 "Вспомогательный компрессор". При этом через эту кнопку и автомат Q 50 с провода 15 подается питание на поездной провод 13.

На моторном вагоне с провода 13 через переключатель В10, установленный в положение "управление из кабины", по проводу 13А подается питание на катушку контактора КВК. Контактор КВК включится при условии, что замкнут контакт регулятора давления РД ЗОБД-30. С провода 15 через предохранитель ПР22 и замкнутый контакт КВК 13В-13Д подается питание на двигатель МКВ. При достижении давления в резервуаре токоприемника 5,0 атм размыкается контакт РД и отключается КВК.

В схеме управления токоприемником имеются устройства блокировки безопасности, которые обеспечивают аварийное опускание токоприемника на данной секции. Токоприемники поднимутся только в том случае, если РББ-1 включено, а РББ-2 выключено. Автомат моторного вагона Q 40 (головного вагона Q 50, Q 51) защищает цепь от коротких замыканий. Диоды Д14, Д15, Д25, Д26 и диоды моторного вагона Д50-Д53 служат для развязки цепей. Реле РББ-1 включится только тогда, когда будут закрыты все крышки подвагонных ящиков, высоковольтный шкаф, заперта лестница для подъема на крышу, заблокированы высоковольтные жоксы, включен разъединитель ГРВЦ2, а на головном вагоне, кроме этого, закрыты дверь аппаратного шкафа в салоне и щиток киловольтметра на пульте.

С провода 15 через Q 51 головного вагона и диоды Д14, Д15 будет подано питание на провод 21. На моторном вагоне от провода 21 получит питание катушка РББ-1, на клемму "-" которого будет подано питание только в том случае, если включены все вышеперечисленные блокировки безопасности. Включившись, РББ-1 обратной блокировкой РББ-1 21-26А отключит питание РББ-2 и вентиля КЛТ-0. Нормально замкнутая блокировка РББ-2 25-25А подготовит цепь питания вентиля КЛТ-П.

При нажатии на кнопку Кн11 "Токоприемник поднят" на пульте управления головного вагона с провода 15 через Q 50 подается питание на провод 25, от которого на моторном вагоне через контакт РББ-2 25-25А получит питание вентиль КЛТ-П. Токоприемник поднимется.

Токоприемник не поднимется в том случае, если включено ПТРС. При этом от блокировки ПТРС 16А-90 через диод Д50 получает питание КЛТ-0 и клапан токоприемника находится в положении "опущен". Реле ПТРС включается в следующих случаях:

· при нажатии на кнопку "Местное опускание токоприемника пожароопасной секции" в случае срабатывания пожарной сигнализации;

· при выключенном разъединителе высоковольтных цепей ГрВЦ2.

На моторном вагоне ПТРС своей блокировкой подает питание с провода 66В на мегомметр, с помощью которого измеряют сопротивление изоляции высоковольтной схемы относительно корпуса, при условии отключения ГрВЦ2 и наличия питания током напряжением 220 В от соседней секции.

При нажатии на кнопку Кн12 "Токоприемник опущен" на пульте управления головного вагона с провода 15 через диоды Д15, Д14 подается напряжение на провод 21. С провода 21 через Кн12 подается питание на поездной провод 26, от которого на моторном вагоне через диод Д51 получает питание вентиль КЛТ-О. Токоприемник опустится.