試論電力機車牽引系統的保護措施

白潔

摘要：文章重點介紹電力機車牽引系統的構成，針對其主要部件對其相應的保護措施進行分析，并介紹其保護措施的原理，以供參考。

關鍵詞：電力機車;牽引系統;保護

1引言

以由受電弓、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機等組成的電力機車牽引系統來說，針對其不同的部件，需要通過相應的保護措施來提升其運行中的安全性，防止出現嚴重的安全事故。文章就針對主要部件對相應的保護措施以及原理進行介紹。

2受電弓的保護

在電力機車牽引系統中，受電弓的主要作用就是完成升弓、降弓和滑動狀態保持的動作，對其工作狀態進行確定時需要對其升弓或降弓的時間以及氣路中的風壓進行檢測。一是升弓和降弓的時間所采取的保護措施。由于對此時間進行檢測可以對相應動作是否正常進行判斷，在對升弓時間進行檢測時，需要統計控制系統從發出指令到檢測到網壓值的時間進行檢測，如果上述時間比規定的時間小，則證明出了升弓過快的問題，也就是出現了升弓故障。而在降弓時，如果經過檢測的時間比規定的降弓時間小，也證明出現了降弓過快的降弓故障問題。為此，在受電弓的保護措施中，就可以通過對上述時間的檢測來對受電弓的工作狀態進行判斷，然后通過進一步的操作指令來提升機車的安全性。二是控制管路風壓的保護。在受電弓風路中，壓縮空氣在進入此氣路之后，通過保護閥、門聯鎖閥、電磁閥進入受電弓控制氣缸中，因此可以在上述門聯鎖閥以及電磁閥之間進行風壓繼電器的安裝來對傳到氣路中的空氣壓力進行檢測。在檢測到高壓室門打不開或沒關好時，則可以通過保護閥與門聯鎖閥之間的聯鎖來保證受電弓無法進行升弓的動作，起到保護的作用。而在此氣路中的風壓達到對頂數值時，上述風壓繼電器就會發生動作，因此可以對此氣路中的風壓狀態進行檢測。根據上述檢測結果來對受電弓的工作狀態進行檢測，當檢測到故障時就對指令進行封鎖，防止在非常態下進行受電弓的升弓和降弓工作，實現對受電弓的保護。

3牽引變壓器的保護

針對電力機車中的牽引變壓器，由于其運行中會在線圈中產生渦流，這就會產生熱量現象。而如果熱量沒有及時散出就會造成溫度過高而影響變壓器的正常運行，為此，通常通過油冷的方式通過油的循環來帶走主變壓器線圈中的熱量，但是也容易由于冷卻效果不佳而導致變壓器故障。因此，針對牽引變壓器，通常有溫度保護和壓力保護兩種，對于前者來說，由于牽引變壓器的溫度會影響變壓器的工況以及變壓器內油的絕緣性能，為此需要做好溫度保護工作。針對采用冷卻塔式散熱系統的電力機車牽引變壓器和變流器來說，主要是通過管路來連接冷卻塔和上述牽引變壓器和變流器中的冷卻裝置。而且由于變壓器中采取油冷的方式，變流器中采用水冷的方式，需要在散熱器中將兩種流體隔開。在此冷卻塔中，通過變流器來向通風機進行可變頻和變壓的電源的提供，在對上述變壓器和變流器回路中的流體溫度進行檢測后，通過對風機的工作電壓和頻率的自動調節來實現對變風機轉速的改變，最終起到對上述兩種溫度的調節和控制作用，保障牽引變壓器的安全運行。

對于后者來說，針對牽引變壓器容易出現的故障或者外部電路短路故障來說，容易由于電流較大而造成油的氣化，同時也會增加油箱內的壓力，為此，為了保障變壓器的正常運行就需要及時將內部的氣體排出來保證油箱內部的壓力正常。為了滿足上述要求，需要通過壓力釋放閥和布赫繼電器來實現壓力保護。其工作原理就是在壓力升高到上述壓力釋放閥的開啟壓力時就會自動開啟此閥門進行氣體的釋放，而且此閥門的動作還會觸動其輔助觸點，向控制系統進行信號的傳遞，將故障信號顯示在人機界面上。此外，當上述壓力達到一定數值之后還會觸動布赫繼電器的輔助觸點，此控制系統就會根據壓力數值的大小來發出帶有相應提示的報警或者是直接將主斷路器斷開，然后根據報警通過人工的方式按下排氣按鈕來將氣體排出。

4牽引變流器的保護

牽引變流器中的IGBT高頻開關元件在運行中會產生大量熱量，如果沒有及時散熱會造成變流器故障，為此，需要通過水冷的方式來起到散熱的作用，同時還要在水中添加防凍液來避免外界溫度降低冷卻效果。而針對變流器的保護，重點就是對上述冷卻液的液位信號以及循環管路中的壓力信號進行檢測。針對檢測出的上述壓力值超出其規定范圍而出現冷卻循環系統故障的問題，可以通過牽引封鎖等措施來對牽引系統進行保護。此外，液位傳感器用于檢測冷卻液的液位，如果出現過低的問題，系統就會采牽引封鎖或者是將主斷路器斷開的方式來保障冷卻效果。而針對檢測到的冷卻系統壓力超標的問題，需要通過清理內部管路或者補充冷卻液的方式來確保壓力正常。

5牽引電機的保護

針對牽引電機的保護重點就是溫度保護以及速度保護。對于前者來說，就是將溫度傳感器安裝在電機外殼上來對定子線圈的溫度進行測量，而且在測量出其溫度超標時通過對牽引功率降低的方式來降低其溫度。而針對轉子線圈的溫度測量，通常是通過所測量的定子線圈溫度來進行計算轉換，在所得出的數值超標之后通過降低牽引力矩的方式來對牽引的電機起到保護的作用，確保電機正常功能的發揮以及使用壽命的延長。而針對后者來說，由于機車的輪徑相同，在正常情況下所采集到的每個軸的速度是相同的。而如果通過牽引控制單元對轉向架的各個速度傳感器的速度數值進行檢測時發現不同傳感器之間的數值存在較大差別時，系統就會做出傳感器或電機故障的判斷，此時就會對相應的牽引電機的電源進行切斷，而且是通過對相應的逆變模塊進行封鎖來實現的。也就是在經過上述檢測得出機車的實際速度超出設計速度時就會對整車牽引力進行封鎖來起到保護的作用。

6結語

針對電力機車的牽引系統來說，為了保障其整個牽引系統電氣部分的安全運行，需要針對其中比較關鍵的受電弓、主變壓器、牽引變流器以及牽引電機等采取有效的保護措施。本文就對上述幾種保護措施的原理進行介紹，在上述系統經過上述保護措施之后，有助于大大提升整個牽引系統電氣部分運行的安全性和可靠性。

參考文獻

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