關(guān)于SS4B型電力機(jī)車劈相機(jī)起動(dòng)控制電路的改進(jìn)措施

孫飛

關(guān)鍵詞：SS4B型機(jī)車;215QA;283AK;202KM;閉合;劈相機(jī);燒損;分析

1.概述

SS4B型電力機(jī)車輔助電路采用由劈相機(jī)實(shí)現(xiàn)單-三項(xiàng)供電的傳統(tǒng)電路，電源來(lái)自主變壓器的輔助繞組a6-b6-x6，其中a6-x6的額定電壓為399.86V，b6-x6的額定電壓為226V。單相交流電源從a6-x6經(jīng)庫(kù)用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)235QS至導(dǎo)線201、202。

2.劈相機(jī)供電系統(tǒng)特點(diǎn)

SS4B型電力機(jī)車在單-三相供電系統(tǒng)中設(shè)置了雙劈相機(jī)，就是當(dāng)?shù)谝慌鄼C(jī)1MG在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)劈相機(jī)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)242QS從“1PX”位轉(zhuǎn)向“2PX”位，從而把1MG切除，讓第二劈相機(jī)2MG進(jìn)行電阻分相起動(dòng)以維持運(yùn)行。正常情況下，2MG是在1MG完成起動(dòng)后作三相異步起動(dòng)，雙劈相機(jī)供電系統(tǒng)具有改善輔助系統(tǒng)的三相不對(duì)稱性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

3.劈相機(jī)起動(dòng)原理

1MG起動(dòng)時(shí)，在第二電動(dòng)相繞組與發(fā)電相繞組間接入起動(dòng)電阻263R，以獲得起動(dòng)力矩進(jìn)行電阻分相起動(dòng)。起動(dòng)電阻的投入與切除是通過(guò)接觸器213KM來(lái)執(zhí)行的。劈相機(jī)起動(dòng)繼電器283AK監(jiān)測(cè)著1MG的全部起動(dòng)過(guò)程，并控制起動(dòng)電阻回路的開(kāi)斷。當(dāng)閉合劈相機(jī)扳鍵開(kāi)關(guān)后，劈相機(jī)中繼567KA得電，213KM閉合，起動(dòng)電阻投入，而后通過(guò)213KM輔助鏈鎖，201KM閉合，1MG開(kāi)始起動(dòng)。這時(shí)劈相機(jī)起動(dòng)繼電器283AK監(jiān)測(cè)間接反映劈相機(jī)轉(zhuǎn)速的劈相機(jī)發(fā)電相電壓（由導(dǎo)線279、280引入），當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到約0.9額定轉(zhuǎn)速時(shí)，也即283AK測(cè)得其發(fā)電相電壓接近于比較電壓（額定網(wǎng)壓下該電壓值為220V，由導(dǎo)線202、206引入）時(shí)，283AK動(dòng)作，其常開(kāi)聯(lián)鎖閉合，接通561、568導(dǎo)線，則劈相機(jī)起動(dòng)中間繼電器566KA得電，使213KM及劈相機(jī)起動(dòng)延時(shí)繼電器533KT失電，213KM主觸頭動(dòng)作，斷開(kāi)起動(dòng)電阻（263R）回路，1MG起動(dòng)完成。劈相機(jī)1MG起動(dòng)完成后，延時(shí)3S，2MG投入，此時(shí)2MG作三項(xiàng)異步起動(dòng)。

4.劈相機(jī)起動(dòng)存在問(wèn)題

機(jī)車正常運(yùn)行中，當(dāng)劈相機(jī)1起動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致215QA動(dòng)作斷開(kāi)時(shí)，劈相機(jī)狀態(tài)燈無(wú)顯示，2MG及各輔機(jī)運(yùn)行正常，機(jī)車未發(fā)出任何異常信息提示乘務(wù)員進(jìn)行應(yīng)急操作。在這種情況下，機(jī)車過(guò)分相后二次起動(dòng)劈相機(jī)，存在2MG缺項(xiàng)運(yùn)行的問(wèn)題，如不及時(shí)采取斷電措施，會(huì)導(dǎo)致2MG燒損，甚至釀成火災(zāi)。

5.原因分析

5.1 劈相機(jī)2缺相運(yùn)行

當(dāng)1MG的215QA處于斷開(kāi)位時(shí)，供電電路未形成閉合回路，此時(shí)閉合劈相機(jī)起動(dòng)扳鍵開(kāi)關(guān)，1MG則因無(wú)電動(dòng)相輸入，無(wú)法形成起動(dòng)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。283AK檢測(cè)到1MG的轉(zhuǎn)速為零，即未檢測(cè)到發(fā)電相電壓，便進(jìn)入延時(shí)8-10S動(dòng)作的低壓工作狀態(tài)，8-10秒鐘后，283AK動(dòng)作，導(dǎo)線561、568接通，劈相機(jī)起動(dòng)繼電器566KA得電，1MG起動(dòng)電路工作完成。此時(shí)，2MG作為負(fù)載延時(shí)3S后正常起動(dòng)，接觸器202KM吸合，接通電源為輔助繞組a6-x6固定輸出的201、202兩相，造成2MG缺相運(yùn)行。

5.2 狀態(tài)燈顯示方式

5.2.1 1MG自動(dòng)開(kāi)關(guān)215QA閉合狀態(tài)：閉合劈相機(jī)起動(dòng)扳鍵開(kāi)關(guān)，主臺(tái)故障顯示屏同時(shí)點(diǎn)亮劈相機(jī)1、2狀態(tài)燈，延時(shí)5S（測(cè)量得出高壓模式下283AK的動(dòng)作時(shí)間）1MG狀態(tài)燈熄滅，再延時(shí)3S，2MG狀態(tài)燈熄滅。

5.2.2 1MG自動(dòng)開(kāi)關(guān)215QA斷開(kāi)狀態(tài)：閉合劈相機(jī)起動(dòng)扳鍵開(kāi)關(guān)，主臺(tái)故障顯示屏同時(shí)點(diǎn)亮劈相機(jī)1、2狀態(tài)燈，延時(shí)8-10S（低壓狀態(tài)下283AK設(shè)定時(shí)間）1MG狀態(tài)燈熄滅，再延時(shí)3S，2MG狀態(tài)燈熄滅。

綜合以上兩種215QA的兩種不同位置狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)劈相機(jī)狀態(tài)燈顯示邏輯完全一樣，1MG延時(shí)時(shí)間只有3-5S的微小差異，故障現(xiàn)象便會(huì)稍縱即逝，乘務(wù)員稍有不慎便會(huì)導(dǎo)致2MG缺項(xiàng)起動(dòng)，直至燒損。

6.改進(jìn)措施

綜合劈相機(jī)邏輯控制電路及輔助電路工作原理，在起動(dòng)系統(tǒng)中增加“劈相機(jī)起動(dòng)監(jiān)控裝置”中間環(huán)節(jié)。該裝置采集2MG的起動(dòng)信號(hào)、242QS的位置信號(hào)以及輔助回路導(dǎo)線201、202、203三相電壓信號(hào)，以此來(lái)判斷1MG起動(dòng)狀態(tài)。如果判定1MG起動(dòng)異常，則控制2MG的接觸器不能得電吸合并長(zhǎng)期點(diǎn)亮1MG狀態(tài)指示燈。

6.1 2MG接觸器控制原理

6.1.1 當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)242QS置1PX位時(shí)，劈相機(jī)起動(dòng)監(jiān)控裝置判定1MG做分相起動(dòng)，同時(shí)對(duì)輔助回路三相電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)判斷，如檢測(cè)三相電壓平衡、信號(hào)正常時(shí)，則輸出2MG接觸器吸合信號(hào)，此時(shí)2MG做三相異步起動(dòng)。否則，不輸出2MG接觸器吸合信號(hào)，202KM不能得電吸合。

6.1.2 當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)242QS置2PX位時(shí)，劈相機(jī)起動(dòng)監(jiān)控裝置判斷1MG被隔離，此時(shí)2MG代替1MG做分相起動(dòng)。這種模式下，2MG起動(dòng)由283AK直接控制，正常起動(dòng)，劈相機(jī)起動(dòng)監(jiān)控裝置不參與控制。

6.2 狀態(tài)燈顯示控制原理

劈相機(jī)正常起動(dòng)過(guò)程中，若劈相機(jī)啟動(dòng)監(jiān)控裝置檢測(cè)到輔助回路導(dǎo)線201、202、203三相電壓不平衡、信號(hào)異常，在不輸出2MG接觸器吸合信號(hào)同時(shí)，還持續(xù)輸出劈相機(jī)1狀態(tài)燈信號(hào)，使司機(jī)室主臺(tái)故障顯示屏上1MG狀態(tài)燈長(zhǎng)亮，以達(dá)到提示操作人員的目的。

以上改進(jìn)措施已經(jīng)在SS4B型機(jī)車上實(shí)施，自實(shí)施改進(jìn)后，徹底消除了在劈相機(jī)1MG自動(dòng)開(kāi)215QA斷開(kāi)的情況下起動(dòng)劈相機(jī)，2MG缺項(xiàng)運(yùn)行而燒損和燈顯方式無(wú)明顯區(qū)別的問(wèn)題，切實(shí)提高了單-三相供電系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉友梅，《韶山4B型電力機(jī)車》，中國(guó)鐵道出版社，1999年3月.