第五章 交直电力机车辅助电路

1、第五章第五章 交直电力机车辅助电路交直电力机车辅助电路 5.1 5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路 5.2 5.2 辅助电路的负载电路辅助电路的负载电路 5.3 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路 5.4 5.4 列车供电系统列车供电系统 5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路 电力机车辅助电路，电力机车辅助电路，包括辅助设备及相关电气设备包括辅助设备及相关电气设备。作用作用：保证主电路正常工作。：保证主电路正常工作。组成组成：电源电路、负载电路、保护电路等。：电源电路、负载电路、保护电路等。关于辅助电路电源关于辅助电路电源：三相交流电源三相交流电源：获取获取：由分相设备

2、：由分相设备“单单- -三三”相变换相变换而得。方法：而得。方法：旋转式劈相机旋转式劈相机、电容器分相电容器分相、电子静止逆变器电子静止逆变器等，将变压器副边辅助绕组等，将变压器副边辅助绕组单相单相三相。三相。 “ “交交- -直直”机车机车普遍普遍用用旋转式异步劈相机旋转式异步劈相机（电子静止逆变（电子静止逆变器见器见“交交- -直直- -交交”或或“交交- -交交”变换原理（参见第七、八章内变换原理（参见第七、八章内容），而容），而8G8G车用电容分相车用电容分相）5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路用途用途：异步电机驱动：异步电机驱动风机风机（冷却（冷却L Ld d、主变压器散热

3、器、整流、牵、主变压器散热器、整流、牵引电机、制动电阻等）、引电机、制动电阻等）、油泵油泵（主变压器）、（主变压器）、压缩机压缩机（空气（空气制动、受电弓、其他气动机）等。制动、受电弓、其他气动机）等。单相交流电源单相交流电源：获取获取：单相交流电源由变压器副边辅助绕组提供。：单相交流电源由变压器副边辅助绕组提供。用途用途：加热器、空调等（：加热器、空调等（380V或或220V）。）。一、异步劈相机工作原理一、异步劈相机工作原理1 1、结构、结构 有定子绕组、鼠笼转子（有定子绕组、鼠笼转子（同普通三相异步电机同普通三相异步电机）。）。 定子绕组：三绕组接成定子绕组：三绕组接成Y Y型，或两绕组

4、接成型，或两绕组接成T T型。型。 5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路两绕组两绕组T T型型：主、辅两绕组，主绕组接变压器副边辅助绕组两端：主、辅两绕组，主绕组接变压器副边辅助绕组两端（对外两端子），辅绕组则接其中点（对外一端子）。起动（对外两端子），辅绕组则接其中点（对外一端子）。起动后辅绕组电势超前单相电源电势后辅绕组电势超前单相电源电势9090，则主、辅绕组的三端得，则主、辅绕组的三端得三相电压。仅三相电压。仅6K6K车用车用。三绕组三绕组Y Y型型：。abc.n负载0结构如图结构如图5-15-1所示，所示，oaoa、obob、ococ绕组空间上彼此绕组空间上彼此120120角

5、角，接成，接成Y Y型，而型，而cbcb接变压器接变压器副边辅助绕组两端，副边辅助绕组两端，a a、b b、c c三端输出。三端输出。 国产国产SSSS机车机车采用。采用。 图图5-1 5-1 劈相机原理线路图劈相机原理线路图 应用应用：5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路2 2、原理、原理（1 1）单相异步电动机）单相异步电动机 cbcb通单相交流电，则通单相交流电，则ococ、obob中产生一大小随时间作正弦中产生一大小随时间作正弦变化、空间位置不动的变化、空间位置不动的脉动磁场脉动磁场。若使转子转动，则劈相机。若使转子转动，则劈相机作一台单相异步电动机运行。作一台单相异步电动机运

6、行。（2 2）三相发电机）三相发电机 脉动磁场脉动磁场同幅、反向的同幅、反向的二旋转磁场二旋转磁场，同转子转向为，同转子转向为正正序序，反转子转向为，反转子转向为负序负序。正序旋转磁场正序旋转磁场: :（速度（速度n n1 1）对转子（速度）对转子（速度n n）的相对转差率）的相对转差率s s1 1为为 同普通三相异步电动机同普通三相异步电动机，值，值很小很小（约为（约为0.020.020.030.03）。）。负序旋转磁场负序旋转磁场: :对转子相对转差率对转子相对转差率s s2 2为为111nnns122ss5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路 转子转子几乎几乎2n2n速度速度切割负

7、序磁场切割负序磁场感应感应约约2f2f（网频）的（网频）的e e和和i i，此此i i产生的磁场产生的磁场抵消负序磁场抵消负序磁场气隙气隙只存在只存在正序旋转磁场正序旋转磁场切切割定子绕组割定子绕组oaoa、obob、ococ感应感应电势电势E Eoaoa、E Eobob、E Eococ三相电势三相电势。则。则是一台是一台三相发电机三相发电机，可供给三相负载。，可供给三相负载。（3 3）三端电压不对称）三端电压不对称 异步劈相机是异步劈相机是单相异步电动机单相异步电动机和和三相发电机三相发电机的组合体，的组合体，既可既可轴轴上接上接机械负载机械负载，又可，又可a a、b b、c c三端接电负载

8、三端接电负载。绕组名绕组名：cobcob与转子起单相电动机作用，与转子起单相电动机作用，oaoa、obob、ococ和转子起三和转子起三相发电机作用，故相发电机作用，故ococ、obob叫叫电动相绕组电动相绕组，oaoa叫叫发电相绕组发电相绕组。电流名电流名：无电负载：无电负载，仅，仅cobcob中有电流（与转子作用产生力矩），中有电流（与转子作用产生力矩），叫叫电动机电流电动机电流；有电负载有电负载，绕组，绕组oaoa、obob、ococ新加新加一组电流（一组电流（与转子作用产生反力矩），叫与转子作用产生反力矩），叫发电机电流发电机电流。可见，。可见，oaoa仅有发仅有发电机电流，而电机电流

9、，而obob、ococ同时有两种电流。同时有两种电流。 5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路不对称电势不对称电势：三绕组对称三绕组对称（匝数相等、空间差（匝数相等、空间差120120），），空载空载时时a a、b b、c c三端电压三端电压对称对称，电负载电负载后则后则不对称不对称。 原因原因：obob、ococ中有电动机电流中有电动机电流，即使三相负载电流对称，各，即使三相负载电流对称，各相电流亦不对称，有不对称压降。感性负载，发电机电流引相电流亦不对称，有不对称压降。感性负载，发电机电流引起的压降使绕组的端电压小于感应电势，而电动机电流使端起的压降使绕组的端电压小于感应电势，而电动

10、机电流使端压大于感应电势，则劈相机三端电压不对称。此外，压大于感应电势，则劈相机三端电压不对称。此外，剩余负剩余负序磁场序磁场在绕组中感应负序电势，加剧电压的在绕组中感应负序电势，加剧电压的不对称不对称。（4 4）改善电压对称的措施）改善电压对称的措施不对称绕组不对称绕组：三相：三相匝数匝数不等、不等、角度角度不对称。不对称。空载不对称空载不对称，负载负载后对称后对称。注意注意：此法：此法简单简单，但，但只能带单一负载只能带单一负载，负载变就不对称，不适，负载变就不对称，不适于电力机车（因电力机车的辅助电机负载变化于电力机车（因电力机车的辅助电机负载变化) )。 5.1 辅助电路的电源电路辅助

11、电路的电源电路对称绕组并联电容对称绕组并联电容，如图，如图5-25-2（a a）所示。设负载）所示。设负载I IA A滞后滞后U Ua a（ 角角），），未并未并电容电容C C时，流经时，流经oaoa的的I IA A=I=IA A；并并C C后，流经后，流经C C的电流的电流I ICKCK超前超前U Uabab电压电压9090，则流经，则流经oaoa的的I IA A为为I IA A与与I ICKCK的矢量和的矢量和, ,由图（由图（b b）知）知I IA AI IA A，即并，即并C C后流过后流过oaoa的的I IA A压降压降端压端压，劈相机劈相机端压不对称性端压不对称性。（。（电力机车普

12、遍采用电力机车普遍采用） 。abc.。IA.U.abIA.CKI.U.cU.aU.bU.abIA.IA.CKI.图图5-2 5-2 劈相机并电容接线图及矢量图劈相机并电容接线图及矢量图 (a)(a)(b)(b)5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路二、劈相机并联电容的确定二、劈相机并联电容的确定 劈相机负载随辅助机械工作的不同而变，则劈相机负载随辅助机械工作的不同而变，则分相电容值也分相电容值也随负载而变随负载而变。 设设a a、b b间并电容间并电容C C，如图，如图5-35-3所示。电压电流参考方向中所示。电压电流参考方向中，电源和电容电流方向与前述相反，目的便于绘制矢量图。，电源和

13、电容电流方向与前述相反，目的便于绘制矢量图。I IH H为负载电流为负载电流，I ICKCK为分相电容电流为分相电容电流。1 1、电压对称条件、电压对称条件。abc.。CKI.U.baCE.aI.aE.bE.cHI.Io.分析可得，劈相机端压对称的条件分析可得，劈相机端压对称的条件 （5-15-1）式中，式中，I I0 0为劈相机空载电流。为劈相机空载电流。031IjIa图图5-3 5-3 并联电容原理图并联电容原理图 5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路注意注意：负载变负载变，只要，只要保证保证满足满足上式上式，则，则劈相机端压对称劈相机端压对称。 由图，电容电流为由图，电容电流为

14、（5-25-2） 据电压、电流参考方向和满足上式，可绘出据电压、电流参考方向和满足上式，可绘出矢量图矢量图。因。因绕组纯感性，绕组纯感性，I I0 0滞后滞后U Ubcbc电压电压9090；感性负载，；感性负载，I IH H取滞后功率因取滞后功率因数。则矢量图如图示。可见，数。则矢量图如图示。可见，I ICKCK超前超前U Ubaba电压电压9090，从而保证接，从而保证接入适当电容后电压对称。入适当电容后电压对称。2 2、并联电容值、并联电容值HHaCKIIjIII031.UcU.aU.bCKI.U.baIo.HI.U.bcIo.j31图图5-4 5-4 并联电容时电压矢量图并联电容时电压矢

15、量图 由由I I0 0和和I IH H可求得可求得I ICKCK，再由，再由I ICKCK和电和电源源f f求得并联电容值为求得并联电容值为 （5-35-3）式中，式中，U U为电源电压（即为电源电压（即U Ubcbc）。）。fUICCK25.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路注意注意：SSSS机车机车采用采用并电容并电容改善对称性，其电容分别改善对称性，其电容分别接在各负载接在各负载电机上电机上，当投入使用时其电容跟着一起接入，保证，当投入使用时其电容跟着一起接入，保证负载变电负载变电容也变容也变，使电压对称。此外，并联电容还能改善劈相机的功，使电压对称。此外，并联电容还能改善劈相机的

16、功率因数率因数。三、劈相机的起动三、劈相机的起动 单相异步电动机起动原理。单相异步电动机起动原理。 单相单相脉动磁场脉动磁场正、负旋转磁场正、负旋转磁场转子正、反转矩转子正、反转矩转子转子静止。静止。辅助电机起动、分相起动。分相有辅助电机起动、分相起动。分相有电阻电阻、电容、电容分相起动分相起动（多（多采用前者）。采用前者）。1 1、电阻起动过程、电阻起动过程 电阻分相起动如图电阻分相起动如图5-55-5所示。所示。R RQ Q为起动电阻，为起动电阻，J J为接触器。为接触器。5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路 可视定子两相绕组，可视定子两相绕组，cobcob和和coacoa。cob

17、cob由单相电源供电，由单相电源供电，coacoa串串R RQ Q后由后由单相电源供电。单相电源供电。起动时起动时，cobcob纯感性纯感性，I IQbQb滞后滞后U Ucbcb电压电压9090；coacoa接接R RQ Q，I IQaQa滞后滞后U Ucbcb一一角（角（9090）。）。I IQaQa与与I IQbQb有相位差有相位差，两绕，两绕。ac.。.JRQo.bbIQ.IQ.a图图5-5 5-5 分相电阻起动原理图分相电阻起动原理图 组空间上有角度差，形成组空间上有角度差，形成椭圆旋转磁场椭圆旋转磁场，产生起动转矩使电，产生起动转矩使电机转动。机转动。 电枢转动后，定子三相绕组感应三

18、相电势。劈相机电枢转动后，定子三相绕组感应三相电势。劈相机起动起动后后，J J断开，断开，切除切除R RQ Q。 SSSS机车采用电阻分相起动机车采用电阻分相起动。 选择最佳选择最佳R RQ Q，以获最大起动转矩。，以获最大起动转矩。 2 2、起动电阻的确定、起动电阻的确定5.1 辅助电路的电源电路辅助电路的电源电路方法方法：列起动电路电压方程式，对电势正、负序分解；据等效：列起动电路电压方程式，对电势正、负序分解；据等效电路对电流正、负序分解；求解合成力矩，再求出最佳电路对电流正、负序分解；求解合成力矩，再求出最佳R RQ Q值值。（求解过程复杂，工程中一般用对称分析法。）。（求解过程复杂，

19、工程中一般用对称分析法。） 分析有最大起动转矩的分析有最大起动转矩的R RQ Q为为 （5-45-4） 式中，式中，X XK K、R RK K为劈相机每相绕组的短路电抗、短路电阻（设计为劈相机每相绕组的短路电抗、短路电阻（设计数据或试验数据）。数据或试验数据）。 起动结束起动结束，自动，自动切除切除R RQ Q，再再逐个逐个起动起动三相辅助三相辅助电动机电动机。注意注意：异步劈相机是关键设备，也是薄弱环节，为提高可靠性：异步劈相机是关键设备，也是薄弱环节，为提高可靠性，设置，设置两台劈相机两台劈相机（一台备用一台备用），），或或设置一台劈相机再由一设置一台劈相机再由一台通风机兼做劈相机用。一台

20、出现故障，另一台（或通风机台通风机兼做劈相机用。一台出现故障，另一台（或通风机）仍能保证辅助电路正常工作。）仍能保证辅助电路正常工作。 )(23KKQRXR5.2 辅助电路的负载电路辅助电路的负载电路 主要是主要是三相负载三相负载，如空气缩机、通风机、油泵等，直接，如空气缩机、通风机、油泵等，直接影响主电路影响主电路是否正常是否正常工作工作。单相单相有取暖、通风、电热玻璃、有取暖、通风、电热玻璃、热饭电炉、空调等，热饭电炉、空调等，不影响机车性能。不影响机车性能。1 1、辅助电路负载、辅助电路负载（1 1）压缩机组）压缩机组组成组成：空气压缩机及驱动的电动机。：空气压缩机及驱动的电动机。作用作

21、用：压缩空气（风源），提供机车上所有风动电器（如受电：压缩空气（风源），提供机车上所有风动电器（如受电弓、主断路器、两位置转换开关、电空接触器、各种阀等）弓、主断路器、两位置转换开关、电空接触器、各种阀等）的操纵控制，是空气制动之源。的操纵控制，是空气制动之源。注意注意：机车设有：机车设有两台空气压缩机两台空气压缩机，有一定储备，以保证可靠性，有一定储备，以保证可靠性。（2 2）通风机组）通风机组组成组成：通风机及驱动的电动机。（俗称鼓风机）：通风机及驱动的电动机。（俗称鼓风机）5.2 辅助电路的负载电路辅助电路的负载电路作用作用：对牵引电机、整流硅机组、牵引变压器散热器、平波电：对牵引电机、

22、整流硅机组、牵引变压器散热器、平波电抗器、制动电阻及其他设备进行冷却。抗器、制动电阻及其他设备进行冷却。（3 3）循环油泵）循环油泵组成组成：油泵及电动机。：油泵及电动机。作用作用：强迫循环牵引变压器的冷却油，以使内部冷却。：强迫循环牵引变压器的冷却油，以使内部冷却。 2 2、辅助机组的起动、辅助机组的起动 一般不需要调速一般不需要调速 直接起动直接起动，起动时间短，起动时间短起动方式起动方式：辅助机组：辅助机组分别起动分别起动 原因原因：直接起动电流大，若所有辅助机同时起动，电流过大：直接起动电流大，若所有辅助机同时起动，电流过大，网压降低大，严重时会导致辅助机起动失败，则分别起动，网压降低

23、大，严重时会导致辅助机起动失败，则分别起动不至于使网压过分降低。不至于使网压过分降低。 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路 以典型的以典型的SSSS4 4改、改、SSSS8 8机车辅助电路为例简介。机车辅助电路为例简介。一、一、SSSS4 4改型电力机车辅助电路改型电力机车辅助电路 “ “单单- -三三”相相异步劈相机供电异步劈相机供电，三相，三相异步电动机负载异步电动机负载。电源电源：变压器副边变压器副边辅助绕组辅助绕组a a6 6-b-b6 6-x-x6 6（中抽式中抽式），其中），其中a a6 6-x-x6 6额压额压为为400V400V，而，而b b6 6-x-x6 6额压为额压

24、为226V226V。 设有设有库用插座库用插座，在库内可用，在库内可用380V380V的单、三相库内电源供的单、三相库内电源供电。电。1 1、单、单- -三相供电系统三相供电系统 异步劈相机异步劈相机电阻分相起动电阻分相起动，电压继电器监测电压继电器监测起动过程及起动过程及控制切除起动电阻。控制切除起动电阻。注意注意：劈相机参数有调整，以克服：劈相机参数有调整，以克服SSSS1 1、SSSS3 3劈相机起动电流较大劈相机起动电流较大、分相起动后切除起动电阻的自起动性能较差等缺点。、分相起动后切除起动电阻的自起动性能较差等缺点。.。VMGD1D2D3D4201KM225226227215QA20

25、1202203282KC242QS2792803MAD33MAD412400533KT531561568206283AK213KM231263R232233253C264R296QS288PV.2815.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路图图5-6 SS45-6 SS4改型劈相机分相起动改型劈相机分相起动 接触器接触器201KM201KM控制控制劈相机的运转与停止。劈相机的运转与停止。接触器接触器213KM213KM将起动电将起动电阻阻263R263R接入第二电动接入第二电动相相D D2 2与发电相与发电相D D3 3之间。之间。电压电压继电器继电器283AK283AK监测监测起动过程并控制

26、起动起动过程并控制起动电阻的开断，其工作电阻的开断，其工作电源（直流电源（直流110V110V）从）从导线导线531531经经533KT533KT常开常开联锁由导线联锁由导线281281引入。引入。 （1 1）劈相机分相起动）劈相机分相起动电路说明电路说明5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路劈相机起动过程劈相机起动过程 按下按下主驾驶台上主驾驶台上劈相机按键劈相机按键213KM213KM闭合（接入闭合（接入263R263R） 201KM201KM闭合（接入电源）闭合（接入电源）劈相机开始劈相机开始起动起动； 283AK 283AK监测监测发电相电压（由导线发电相电压（由导线279279、2

27、80280引入）间接反映引入）间接反映劈相机转速，当劈相机转速，当达约达约0.90.9倍额定转速倍额定转速时（即时（即283AK283AK测得发电相测得发电相电压接近比较电压（额定网压下约为电压接近比较电压（额定网压下约为220V220V，由导线，由导线202202、206206引入），引入），283AK283AK动作动作213KM213KM失电失电断开断开263R263R，起动完成起动完成； 起动后，起动后，283AK283AK失去工作电源处于闭置状态。失去工作电源处于闭置状态。注意注意：设有：设有备用起动电阻备用起动电阻，一组烧坏可换另一组，若，一组烧坏可换另一组，若两组均烧两组均烧损损则

28、通过闸刀开关则通过闸刀开关296QS296QS倒向倒向233233改用电容分相起动改用电容分相起动。 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路（2 2）通风电动机电容分相起动）通风电动机电容分相起动劈相机故障备用电路劈相机故障备用电路: :第一牵引通风电动机、电容分相起动。第一牵引通风电动机、电容分相起动。 劈相机出故障劈相机出故障切除劈相机，以切除劈相机，以253C253C对第一牵引通风电对第一牵引通风电动机进行分相起动。这时，劈相机故障转换开关动机进行分相起动。这时，劈相机故障转换开关242QS242QS打向打向“1”1”位，即把位，即把283AK283AK接入到第一通风电动机的第三相上（

29、从接入到第一通风电动机的第三相上（从导线导线3MAD33MAD3、3MAD43MAD4引入），同时闸刀开关引入），同时闸刀开关296QS296QS倒向倒向233233位接位接入起动电容。入起动电容。起动过程起动过程：仍由：仍由283AK283AK控制，起动完后控制，起动完后283AK283AK动作使动作使213KM213KM失电断失电断开起动电容。此后它既是一台通风电机，又是一台劈相机。开起动电容。此后它既是一台通风电机，又是一台劈相机。网压网压19kV19kV以上以上，该电动机，该电动机能分相起动能分相起动；网压；网压22kV22kV以上以上，该，该机机能起动能起动所有其他所有其他辅助机组辅

30、助机组。注意注意：机车两节车的辅助电路不重联机车两节车的辅助电路不重联，则一节车用劈相机电阻，则一节车用劈相机电阻分相起动，另一节车（其劈相机故障时）用第一牵引通风机分相起动，另一节车（其劈相机故障时）用第一牵引通风机电动机电容分相起动。电动机电容分相起动。 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路2 2、三相负载电路、三相负载电路 劈相机起动后劈相机起动后，辅助电路导线，辅助电路导线201201、202202、203203提供提供三相不三相不完全对称电源完全对称电源，各，各辅助机组辅助机组依次依次间隔间隔陆续陆续投入投入工作。工作。（1 1）三相负载）三相负载（一节车）（一节车） 压缩压缩电

31、动机电动机1 1台台，牵引风机牵引风机电动机电动机2 2台台，制动风机制动风机电动机电动机2 2台台，变压器风机变压器风机电动机电动机1 1台台，变压器，变压器油泵油泵1 1台台。 各辅助电动机由各自的交流接触器进行通断控制。为改各辅助电动机由各自的交流接触器进行通断控制。为改善对称性，在两台牵引风机电动机及第一台制动风机电动机善对称性，在两台牵引风机电动机及第一台制动风机电动机的二、三相间接入的二、三相间接入移相电容移相电容，随其投入随其投入使用而一并投入。使用而一并投入。（2 2）接触器）接触器 采用采用3TB3TB系列系列三相交流继电器，其中变压器风机、油泵电三相交流继电器，其中变压器风

32、机、油泵电动机的接触器额定工作电流动机的接触器额定工作电流75A75A，而其余额定工作电流均，而其余额定工作电流均170A170A。3TB3TB系列系列纯直流控制纯直流控制，结构简单，机械寿命长，可靠性高。，结构简单，机械寿命长，可靠性高。5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路（3 3）库用插座）库用插座294XS294XS和库用转换开和库用转换开关关235QS235QS（如图（如图5-75-7所示所示) )机车线路上运行机车线路上运行，235QS235QS倒向倒向“运行运行”位，变压器副边辅助绕组位，变压器副边辅助绕组a a6 6-x-x6 6通过导线通过导线204204、205205经经

33、235QS235QS与导与导线线201201、202202连接，提供连接，提供单相单相380V380V劈相机劈相机。机车在库内机车在库内，235QS235QS倒向倒向“库用库用”位位：。 。201202203204205a6x6210255C260R207208209235QS。294XS图图5-7 SS45-7 SS4改型库用插座开关改型库用插座开关 输入单相输入单相380V380V。由库用。由库用插座插座294XS294XS的的207207、208208输入，经输入，经235QS235QS及导线及导线201201、202202供电给供电给劈相机劈相机。209209不带电，若误从不带电，若误

34、从208208、209209输入，也可避免劈相机的不正常起动及造成的损坏。输入，也可避免劈相机的不正常起动及造成的损坏。在制造厂和大修厂时使用在制造厂和大修厂时使用。5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路输入三相输入三相380V380V。由。由294XS294XS的的207207、208208、209209输入输入，经，经235QS235QS及导及导线线209209与与203203连接母线直接为辅助电路供电。连接母线直接为辅助电路供电。段内时使用段内时使用。3 3、单相负载电路、单相负载电路（1 1）380V380V单相负载电路单相负载电路 一路给一路给窗加热玻璃窗加热玻璃，另一路给，另一路

35、给壁炉壁炉、脚炉脚炉供电。有自动供电。有自动开关作电路过载保护。开关作电路过载保护。（2 2）220V220V单相负载电路单相负载电路 司机的空调、热饭电炉。有自动开关作电路过载保护。司机的空调、热饭电炉。有自动开关作电路过载保护。4 4、保护电路、保护电路（1 1）零压保护）零压保护 是接触是接触网网供电的供电的失压失压保护，电路如图保护，电路如图5-85-8所示。所示。组成组成：零压变压器：零压变压器281TC281TC、整流、整流290U290U、电容、电容256C256C及零压时间继电及零压时间继电器器286KT286KT。 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路.。. . . .2

36、04205210255C260Ra6x611236QS237QS220262R257C285KE221291U222285KE223562KA400285KE464281TC211213261R214212215290U286KT256C217224286KT287YV284KE218219531235QS20QP50QP297QP00图图5-8 SS45-8 SS4改型辅助电路保护改型辅助电路保护 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路原理原理：电网：电网正常供电正常供电，导线，导线204204、205205的的380V380V交流电压交流电压281TC261R290U281TC261R2

37、90U零压时间继电器零压时间继电器286KT286KT吸合；吸合；电网失电网失压压，286KT286KT失电动作，其常闭联锁闭合，经失电动作，其常闭联锁闭合，经零压中间继电器零压中间继电器将将接通主断路器分闸电路接通主断路器分闸电路，并显示零压信号。，并显示零压信号。改进型零压保护装置改进型零压保护装置：保证：保证网失电网失电2 2秒秒内内断开主断路器断开主断路器，以避免，以避免牵引变电所故障重合闸（间隔牵引变电所故障重合闸（间隔2 2秒）引起主、辅电路的冲击。秒）引起主、辅电路的冲击。网压消失网压消失，a a6 6-x-x6 6端压随时间衰减到零，两稳压管（稳压端压随时间衰减到零，两稳压管（

38、稳压50V50V）串，使串，使286KT286KT在网失压在网失压2 2秒内动作，以达保护的准确性。稳压秒内动作，以达保护的准确性。稳压管并电容管并电容256C256C，电压不跃变，使，电压不跃变，使286KT286KT线圈上电压有一衰减过线圈上电压有一衰减过程（即吸合电流随时间衰减），使程（即吸合电流随时间衰减），使286KT286KT的常闭触头可靠吸合的常闭触头可靠吸合，无抖动。，无抖动。另另：零压保护电路还起门联锁保护闸：零压保护电路还起门联锁保护闸287YV287YV的交流保护作用。的交流保护作用。 287YV287YV两路供电，即使出现控制电路切断而机车高压供电依然两路供电，即使出现

39、控制电路切断而机车高压供电依然存在的情况，存在的情况，287YV287YV仍得电，门联锁锁闭，各室门打不开，达仍得电，门联锁锁闭，各室门打不开，达5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路 到到确保人身安全确保人身安全的目的。的目的。（2 2）接地保护）接地保护 绕组的绕组的x x6 6与地间接辅助电路接地保护电路，如图与地间接辅助电路接地保护电路，如图5-85-8示。示。组成组成：辅接地继电器：辅接地继电器285KE285KE、整流、整流291U291U、限流、限流262R262R、电容、电容257C257C、故障隔离开关故障隔离开关237QS237QS等。支路由等。支路由导线导线464464

40、经经110V110V控制电源控制电源接地接地，属，属有源保护有源保护装置。装置。工作原理工作原理： 当辅助电路当辅助电路某点接地某点接地，接地保护系统，接地保护系统形成回路形成回路，285KE285KE动动作作吸合，主断路器分闸线圈得电吸合，主断路器分闸线圈得电跳闸跳闸，驾驶台辅接地信号显，驾驶台辅接地信号显示。此时示。此时285KE285KE常闭触头断开，串入常闭触头断开，串入262R262R限流，避免大电流烧限流，避免大电流烧损接地继电器；同时接通损接地继电器；同时接通“自锁自锁”回路，保持信号记忆。回路，保持信号记忆。 故障解除后故障解除后，借助主断路器合闸操作使，借助主断路器合闸操作使

41、285KE285KE恢复，保持恢复，保持信号消失。信号消失。262R262R两端接电容两端接电容257C257C，是为了使，是为了使285KE285KE动作时可靠动作时可靠吸合，以提高保护系统的可靠性。吸合，以提高保护系统的可靠性。 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路另另：辅接地保护故障隔离开关：辅接地保护故障隔离开关237QS237QS，在辅助电路一点接地且不，在辅助电路一点接地且不能排除时，切除保护电路，使机车作故障运行。能排除时，切除保护电路，使机车作故障运行。 （3 3）过压保护）过压保护 同主电路过压保护，即在同主电路过压保护，即在a a6 6-x-x6 6两端并两端并RCRC

42、（图中（图中255C255C、260R260R），吸收过电压。），吸收过电压。（4 4）过流保护）过流保护 过流继电器保护，如图过流继电器保护，如图5-65-6中的中的282KC282KC。当辅助电路短路。当辅助电路短路超过超过2 800A2 800A时，过流继电器时，过流继电器282KC282KC吸合动作使主断路器分闸，吸合动作使主断路器分闸，并显示辅过流信号。并显示辅过流信号。 此外还有辅机过载保护此外还有辅机过载保护（详见（详见SSSS8 8型机车的辅机过载保护）型机车的辅机过载保护）。 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路二、二、SSSS8 8型机车辅助电路型机车辅助电路 “ “单

43、单- -三三”相供电，三相异步电机。辅助绕组相供电，三相异步电机。辅助绕组a a6 6-b-b6 6-x-x6 6（中（中抽式），抽式），a a6 6-x-x6 6额压额压389V389V，b b6 6-x-x6 6额压额压229V229V。库用插座可引入。库用插座可引入380V380V的单相或三相电源，同的单相或三相电源，同SSSS4 4机车。机车。1 1、单、单- -三相供电系统三相供电系统 劈相机，除劈相机，除无备用起动电阻外无备用起动电阻外，同同SSSS4 4改改机车。机车。2 2、三相负载电路、三相负载电路 劈相机起动后，各辅助机组依次间隔一定时间投入工作。劈相机起动后，各辅助机组依

44、次间隔一定时间投入工作。三相负载三相负载：压缩电机：压缩电机2 2台（台（SSSS4 4改改1 1台），牵引风机电机台），牵引风机电机2 2台，制动台，制动风机电机风机电机2 2台，变压器风机电机台，变压器风机电机1 1台，变压器油泵台，变压器油泵1 1台，整流硅台，整流硅风机电动机风机电动机3 3台（台（SSSS4 4改没专设）。改没专设）。 同同SSSS4 4改，两台牵引风机电机及第一制动风机电机的二、改，两台牵引风机电机及第一制动风机电机的二、5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路 三相间接入移相电容，随其投入。交流继电器用三相间接入移相电容，随其投入。交流继电器用3TB3TB系列三相

45、系列三相交流继电器。交流继电器。 库用插座和库用转换开关，与库用插座和库用转换开关，与SSSS4 4改机车相同。改机车相同。3 3、单相负载电路、单相负载电路 a a6 6-x-x6 6提供提供380V380V、b b6 6-x-x6 6提供提供220V220V均与均与SSSS4 4改相同。改相同。4 4、保护电路、保护电路 过电压、过电流、接地及安全保护。过电压、过电流、接地及安全保护。（1 1）接地保护）接地保护 x x6 6与地间接辅助电路接地保护电路，同与地间接辅助电路接地保护电路，同SSSS4 4改。改。（2 2）过压、过流保护）过压、过流保护 过压、过流保护同过压、过流保护同SSS

46、S4 4改。改。 5.3 典型机车辅助电路典型机车辅助电路（3 3）欠压保护）欠压保护 微机控制微机控制进行欠压保护，整定值为进行欠压保护，整定值为网压网压19kV19kV延时延时1010秒跳秒跳主断路器，而主断路器，而17.5kV17.5kV时立即跳时立即跳主断路器。主断路器。（4 4）辅机过载保护）辅机过载保护 11 11台三相异步电机（台三相异步电机（SSSS4 4改改7 7台）均接三相台）均接三相自动开关自动开关。自动开关自动开关，以热脱扣和电磁脱扣方式进行保护。，以热脱扣和电磁脱扣方式进行保护。短路保护短路保护：是：是电磁脱扣电磁脱扣方式，保护动作方式，保护动作及时及时，可在，可在0

47、.50.5秒秒内动作内动作，切断故障支路。，切断故障支路。过流保护过流保护：是：是热脱扣热脱扣方式，有方式，有反时限特性反时限特性：故障电流大，动作：故障电流大，动作时间短；反之相反。时间短；反之相反。注注：自动开关脱扣动作后，需间隔：自动开关脱扣动作后，需间隔2 23 3分钟分钟后才能后才能恢复恢复接通。接通。 5.4 列车供电系统列车供电系统 长期来，普客车用轴驱式发电机供电，软卧空调车用柴长期来，普客车用轴驱式发电机供电，软卧空调车用柴油机发电或轴驱式发电（效率低、停车时不能发电）。油机发电或轴驱式发电（效率低、停车时不能发电）。2020世世纪纪8080年代起开始研制用柴油机发电车集中供

48、电（三相年代起开始研制用柴油机发电车集中供电（三相380V380V），依我国能源政策，自，依我国能源政策，自19981998年开始研究电气化区段由机车向年开始研究电气化区段由机车向旅客列车供电技术，已在旅客列车供电技术，已在SSSS8 8及其他电力机车车上应用。及其他电力机车车上应用。一、机车的列车供电电源一、机车的列车供电电源 SS SS8 8的列车供电系统，的列车供电系统，机车集中整流机车集中整流、客车分散逆变客车分散逆变。机。机车牵引变压器的两套绕组对应车牵引变压器的两套绕组对应两套两套整流装置，向列车供给两整流装置，向列车供给两路路DC600VDC600V电源，各车据需要来变换、取用。

49、电源，各车据需要来变换、取用。 机车的列车供电电路有主电路和控制电路两部分。机车的列车供电电路有主电路和控制电路两部分。1 1、列车电源主电路、列车电源主电路电路电路：图：图5-95-9所示（一套电路），副边辅助绕组所示（一套电路），副边辅助绕组a a7 7-x-x7 7（交流（交流870V870V），供电接触器），供电接触器30KM30KM，半控桥，半控桥3V3V（额定平均电压（额定平均电压600V600V，额定，额定5.4 列车供电系统列车供电系统 电流电流670A670A），），LCLC滤波（滤波（5L5L、29C29C组成），供电插座组成），供电插座15XS15XS、17XS17XS输

50、出。（另一套组成一样）输出。（另一套组成一样）作用作用：将绕组的交流整流滤波成：将绕组的交流整流滤波成600V600V的直流的直流向列车供电。向列车供电。 a7x7870V67R31C6RV11KC7TA30KM3015T3V3139SC9QP3075L5SV29C71R30915XS17XS11QP31573R7KE69R33CGB。. . . . . . .图图5-9 5-9 列车电源主电路原理图（一路）列车电源主电路原理图（一路） 5.4 列车供电系统列车供电系统2 2、主电路的检测与保护、主电路的检测与保护（1 1）过压保护）过压保护 阻容吸收电路（阻容吸收电路（67R67R、31C31C组成）和压敏电阻组成）和压敏电阻6RV6RV来实现。来实现。（2 2）接地保护）接地保护组成组成：接地故障隔离开关：接地故障隔离开关11QP11QP、限流电阻、限流电阻73R73R、电阻、电阻69R69R、接地、接地继电器继电器7KE7KE、浪涌吸收电容、浪涌吸收电容33C33C等。（传统等。（传统有源保护有源保护，以消除，以消除保护死区，提高保护可靠性）保护死区，提高保护可靠性）原理原理：供电主电路及客车：供电主电路及客车600V600V干线有接地故障时，干线有接地故障时