SS4改电力机车整流调压电路
电力机车控制-SS4改电力机车辅助电路
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由劈相机启动继电器283AK 监测劈相机发电相电压（由 导线279、280引入）以间接 反映劈相机的转速，控制启 动电阻回路的开断。283AK 的工作电源（DC110V）从 导线531经533KT常开联锁 由导线281引入。
图1劈相机启动电路
劈相机1MG启动过程：按下主司机台上的劈相机按键，启动接 触器213KM闭合，启动电阻263R投入；劈相机电源接触器201KM 闭合，劈相机1MG开始分相启动。这时劈相机启动继电器283AK 检测劈相机发电相电压来间接反映劈相机转速，当劈相机转速达 到约0.9nN，其发电相电压接近于比较电压（额定网压该值为 220V下，网压由导线202、206引入），启动继电器283AK动作， 使启动接触器213KM打开，断开启动电阻（263R）回路，劈相机 启动完成。同时533KT常开联锁开断了导线531与281通路，使 283AK失去工作电源处于闭置状态。
1.电力机车主要辅助设备 辅助电路中的辅助设备是为了保证机车主电路正常工作和实现
各种辅助功能而设置的，主要有：分相设备—为三相异步电机提供 三相电；空气压缩机—产生压缩空气，用以进行制动和驱动部分电 空电器；通风机组—用以冷却牵引电机、硅整流机组、主变压器、 平波电抗器、制动电阻等电器设备。
2.辅助电路组成 辅助电路通常分为单－相供电系统、三相负载电路、单相负载 电路和保护线路。
线路转换：将劈相机故障转换开关242QS打向“2”位，把283AK 监测劈相机发电相电压的引线转接到3MA的第三相上。同时必须将闸 刀开关296QS倒向启动电容位253C（因启动电阻不能启动通风机）。
启动过程：仍由启动继电器283AK控制，启动完成后213KM打开， 切除起动电容253C。在网压不低于22kV时，其它辅机可投入运行。
SS4改型电力机车主电路
由真空接触器（电磁式）、无触点晶闸管开关、滤波电容、滤波电抗和故障隔离开关等电器组成。
在PFC装置中设有故障隔离开关119QS、129QS、159QS、169QS，当PFC故障或者不需使用而切除时将隔离开关打至“故”位。并通过其辅助联锁切断真空接触器的电磁线圈得电电路，使真空接触器处于分断状态，从而使PFC电路与牵引绕组完全隔离。与此同时，隔离开关的主刀对电容器进行放电。
--电机电枢（制动）电流（A）。
常规电阻制动中，当电机主励磁最大恒定后，制动电流将随机车速度的降低而减小，轮周制动力也随之而变化，为了克服在低速区时制动力的减小，加馈电阻制动是从电网吸收电能，通过相控主整流器向电机电枢补足 并保持恒定，以此获得理想的最大轮周制动力恒定值。
SS4改型电力机车电制动时电枢与励磁回路
（二）整流调压电路（Ⅰ架）
采用转向架独立供电：a1-b1-x1，a2-x2供电给整流器70V，70V给并联的第1、2位牵引电机供电；a3-b3-x3，a4-x4供电给整流器80V，80V给并联的第3、4位牵引电机供电。
额定网压时：
பைடு நூலகம்不等分三段半控桥式整流电路工作顺序（Ⅰ架为例）：
SS4改电力机车 保护电路
保护电路SS4改电力机车主电路保护包括：短路、过流、过电压及主接地保护等四个方面。
1.6.1 短路保护当网侧出现短路时，通过网侧电流互感器7TA→原边过流继电器101KC，使主断路器4QF动作，实现保护。
其整定值为320A。
当次边出现短路时，经次边电流互感器176TA、177TA、186TA及187TA→电子柜过流保护环节使主断路器4QF动作，实现保护。
其整定值为3000A+5%。
在整流器的每一晶闸管上各串联一个快速熔断器，实现元件击穿短路保护之用。
1.6.2 过流保护在牵引工况和制动工况时牵引电机的状况不同，牵引电机过流保护的整定值和保护方式设置也不同。
在牵引工况时，牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器111SC、112SC、131SC和141SC→电子柜→主断路器来实现的，其整定值为1300A+5%。
在制动工况时，牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器111SC、112SC、131SC和141SC→电子柜→励磁过流中间继电器559KA→励磁接触器91KM来实现的。
其整定值为1000A±5%。
在制动工况时，还没有励磁绕组的过流保护，它是通过直流电流传感器199SC→电子柜→励磁过流中间继电器559KA→励磁接触器91KM来实现的。
其整定值为1150±5%。
1.6.3 过电压保护机车的过电压包括：大气过电压、操作过电压、整流器换向过电压原边过流继电器和调整过电压等。
大气过电压的保护主要采用两种方式：一是在网侧设置新型金属氧化物避雷器5F；二是在各主变压器的各次边绕组上设置RC吸收器。
牵引绕组上的RC吸收器由71C与73R、72C与74R、81C与83R、82C与84R构成；励磁绕组上的RC吸收器由93C与94R构成；辅助绕组上的RC吸收器由255C与260R构成。
当机车主断路器4QF打开或接通主变压器空载电流时，机车将产生操作过电压，通过网侧避雷器5F和牵引绕组上的RC吸收器能够对此操作过电压进行限制。
SS4改型电力机车控制电路
第四章控制电路第一节概述控制电路的组成及作用1、控制电源电路：直流110V稳压电源及其配电电路；2、整备控制电路：完成机车动车前的所有操作过程，升弓、合闸、起劈相机、通风机等；3、调速控制电路：完成机车的动车控制，即起动、加速、减速；4、保护控制电路：是指保护与主电路、辅助电路有关的执行控制；5、信号控制电路：完成机车整车或某些部件工作状态的显示；6、照明控制电路：完成机车的内外照明及标志显示。
第二节控制电源一、概述机车上的110控制电源由110V电源柜及蓄电池组构成。
正常运行时，两者并联为机车提供稳定110V控制电源，降弓情况下，蓄电池供机车作低压实验和照明用，若运行中电源柜故障，由蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。
110V电源柜具有恒压、限流特点。
主要技术参数如下：输入电源…………………………………25%396V+-单相交流50HZ30%输出额定电压……………………………直流110V±5%（与蓄电池组并联）输出额定电流……………………………直流50A限流保护整定值…………………………55A±5%静态电压脉动有效值……………………＜5V(与蓄电池组并联)基本原理框图：取自变压器辅助绕组的电源经变压器降压后，经半控桥式整流电流整流，再滤波环节滤波后与蓄电池并联（同时也兼起滤波作用）。
给机车提供稳定的110V 直流控制电源。
二、主要部件的作用电气原理图见附图（九）600QA—控制电路的交流开关和总过流保护开关670TC—控制电源变压器，变比为396V/220V，将取自201和202线上的单相交流电降压后送至半控桥669VC—控制电源的整流硅机组，由V1～V4组成半控桥，将输入的220V交流电整流成直流电输出，通过674AC控制相控角度改变输出电压。
674AC—电控插件箱（包括“稳压触发”插件和“电源”插件），其中“稳压触发”插件自动控制晶闸管V1、V2的导通，并根据反馈信号适时调节相控角度，使控制电源输出电压保持在110V±5%（与蓄电池并联）；“电源”插件将110V变48V、24V、15V .1MB、2MB—给674AC同步信号，并给GK1、GK2提供触发电压GK1、GK2—给V1、V2提供门极触发电压671L、673C—滤波电抗与滤波电容，对669VC输出的脉流电进行滤波666QS—整流输出闸刀（机车上叫蓄电池闸刀），将整流滤波后的输出电源与蓄电池并联。
电力电子应用技术书8.1 韶山四型(SS4)电力机车供电系统
第8章电力电子应用技术实例8.1 SS4型电力机车牵引整流器供电系统8.1.1 SS4型电力机车牵引整流器韶山4型电力机车是我国第三代电力机车的“领头”产品，于1989年获国家科技进步一等奖。
随着我国电力电子技术和功率器件的发展和应用，我国交-直流传动电力机车的调压调速技术实现了换代的跳跃发展，经历了第一代韶1、韶2型电力机车的低压侧或高压侧调压开关调幅式的有级调压调速技术，到第二代韶3型电力机车采用调压开关分级和级间晶闸管相控平滑调压相结合的调压调速技术，到第三代韶4~韶8型电力机车的多段桥晶闸管相控无级平滑调压调速的发展历程。
第三代电力机车以韶4型（SS4）为起点，使晶闸管相控调压调速的交直传动电力机车形成了电力机车家族。
1.SS4型电力机车主电路的特点韶4型和韶4改进型电力机车的电气线路主要有主牵引电路、辅助供电电路、有触点控制电路、控制电源电路和电子控制电路五大部分，整个控制系统十分庞大和复杂，本节介绍SS4型电力机车的牵引整流器供电系统。
（1）牵引电动机供电方式1-受电弓；3-主变压器；4-主断路器；5-主放电器；6-高压互感器；1M~4M牵引电动机；79R~80R负载电阻；1L~4L主极绕组；31~34-过压吸收电路；91KC~94KC线路接触器；161~164-接地电刷；11JZ~14JZ-主整流器；127DJ~128DJ主接地继电器；111GK~114GK牵引电机隔离开关。
17PK~20PK主平波电抗器重载货运八轴SS4型电力机车的牵引供电电路如图8- 1 所示，使用直流串励牵引电动机，采用传统的交-直流供电方式；牵引电机采用“转向架独立供电方式”，一台转向架的两台牵引电机并联，由一台相控式主整流器供电,全车四个两轴转向架，具有四台独立的相控主整流器。
网侧电流从接触网流入升起的受电弓，经25kV车顶母线分为两路，一路进本节车，经主断路器4、主变压器高压绕组AX进入车体，经车体与转向架间软线和轴箱电刷到车轮和钢轨；另一路，25kV经高压连接器到另一节车的车顶母线。
电力机车控制-SS4改电力机车牵引电路分析
4.牵引电机故障隔离开关
牵引电机故障隔离开关19QS～49QS均为单刀双投开关，有上、 中、下三个位置。
“上”:运行位， “中”:牵引工况故障位， “下”:制动工况故障位。
机车牵引工况，若1M电机或相应的牵引通风机故障时，将19QS 置中间位，其相应常开联锁触点打开线路接触器12KM，使1M电机支 路与供电电路完全隔离，不投入工作。
3
牵引电机接线
为了均衡轴重，减小轴重转移，同一转向架上的两台牵引电机背 向布置，故其相对旋转方向应相反。以第一转向架前进方向为例，从 1M电机非整流子侧看去，电枢旋转方向应为顺时针方向；从2M电机 非整流子侧看去应为逆时针旋向。同样，第二转向架3M电机为顺时 针方向，4M电机为逆时针方向。由此，各牵引电机电枢与主极绕组 的相对接线方式是：
图1 SS4改机车牵引电路
3
牵引电路构成
SS4改机车每一节车有四台牵引电机，每一牵引电机支路的电 流路径基本相同，以1M电机为例分析电流路径：
正极母线71→平波电抗器11L→线路接触器12KM→电流传感器 111SC→电机电枢A11-A12→位置转换开关的“牵-制”鼓107QPR1 （牵引位）→位置转换开关的“前-后”鼓107QPV1（前位）→主极 磁场绕组D11-D12→位置转换开关的“前-后”鼓107QPV1（前位） →1M牵引电机隔离开关19QS→位置转换开关的“牵-制”鼓107QPR1 （牵引位）→负极母线72。
2
牵引电路构成
SS4改机车由完全相同的两节车重联后组成一台车，其功率为 6400kW，是干线主型货运机车。
SS4G电力机车主电路按其功能及电压等级分为：网侧高压电路、 整流调压电路、牵引电路、制动电路、功率因数补偿电路和保护电 路六部分。本讲主要分析牵引电路。
SS4改型电力机车主电路
查阅资料，画出ss4机车主电路原理图，简述其基本特点，如：调压方式、整流方式、供电方式、制动方式等一、SS4改型电力机车主电路的特点：1. 传动方式为交—直传动，串励脉流牵引电动机牵引；2. 转向架供电为独立供电方式；3. 不等分三段半控整流调压电路，有级磁场削弱；4. 加馈电阻制动，最大制动力延伸至11.5 km/h；5. 直流电流、电压测量传感器化；6. 双接地继电保护；7. 增设PFC功补装置。
二、主电路构成（一）网侧高压电路（25KV电路）主要设备：1.高压部分有受电弓1AP、高压连接器2AP、空气断路器4QF、避雷器5F、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、主变压器8TM原边绕组。
2.低压部分有自动开关102QA、网压表103PV、PFC用电压互感器100TV、PFC用电流互感器109TA、电度表105PJ，以及接地回流电刷110E、120E、130E、140E。
：3.电流回路：高压连接器2AP→另一节车的车顶母线主断路器4QF→高压电流互感器7TA→主变压器原边绕组A—X →PFC用电流互感器109TA→低压电流互感器9TA→车体→转向架构架→接地回流电刷（二）整流调压电路（Ⅰ架）采用转向架独立供电：a1-b1-x1，a2-x2供电给整流器70V ，70V 给并联的第1、2位牵引电机供电；a3-b3-x3，a4-x4供电给整流器80V ，80V 给并联的第3、4位牵引电机供电。
额定网压时：2211111133332222695.4a x a x a b b x a b b x U U U U U U V ======不等分三段半控桥式整流电路工作顺序（Ⅰ架为例）：首先投入4臂桥，触发T5和T6，投入a2-x2段绕组,T5和T6顺序移相。
整流输出电压0～12d U 变化，D1和D2续流。
正半周：a2（正）→D3→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→D1→73号母线→T6→x2（负）。
SS4改电力机车控制电路分析
蓄电池组是由 74 个单节串联组成，每个单节电压为 1.25V ，蓄电池组的标称 电压为 92.5V，容量为 100Ah。
二、DC110V电源柜：
671L
a6 204
600QA 670TC
201
210 1 3
（二）、在升弓的情况下，由DC110V电源柜与蓄电池并联向 机车控制电路提供DC110V控制电源，此时蓄电池相当于一个 数千微法的电容，在电路上起滤波的作用。
此时导线 464 有 DC110V的电压，若闭合所有的自动开关，蓄电池可向控 制电路提供DC110V控制电源。
四、DC110V电源输出回路中整流管V5的作用：
在线号前面冠以 “ W ”（外）字头的线号，为两台机车或多台
机车之间的重联线，称为外重联线。
外重联线的表示方式及联结原则：
（1）、在同一线号下带a的导线与带b的导线相连接
（2）、不经过重联中间继电器（545KA、546KA、547KA、548KA）
控制的导线，同名线号相连接。
例如：1号车导线400 —— W400
控制电源
SS4 改型电力机车上的控制电源是由 DC110V 电源柜及蓄电池 组构成。
1、在通常运行情况下，两者并联给机车提供稳定的 DC110V电源； 2、在降弓的情况下，蓄电池供机车作低压实验和照明用电； 3、在运行中电源柜故障的情况下，蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。
一、蓄电池：在图册用符号 GB 表示
B节车N533b相连接
（2）、同一线号不带a、b的导线，相同线号相连接。
例如：A节车N536
B节车N536相连接。
（3）、通过重联电缆后的特殊连接
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整流调压电路
为实现转向架独立控制方式，每节车采用两套独立的整流调压电路，分别向应该的转向架供电，牵引绕组a1-b1-x1和a2-x2供给主整流器700V，组成前转向架供电单元；牵引绕组a-b3-x3和a4-x4供给主整流器800V，组成后转向架供电单元。
以前转向架供电单元为例，三段不等分整流桥的工作顺序如下（设三段桥满开放式整流输出电压为Udo）：
第一段：首先投入四臂桥，既触发VT5、VT6，投入a2-x2绕组。
VT5、VT6、VD3、VD4顺序移相，VD1和VD2起续流作用。
当电源正半周时，电流经a2→VD3→71号导线→11L平波电抗器→12KM线路接触器→111SC电流传感器→1M电动机→19QS牵引电机故障隔离开关→72号导线→VD2→VD1→73号导线→VT6→x2；
当电源负半周时，电流经x2→VT5→71号导线→11L平波电抗器→12KM线路接触器→111SC电流传感器→1M电动机→19QS牵引电机故障隔离开关→72号导线→VD2→VD1→73号导线→VD4→a2。
此时整流电压在0～1/2Udo之间调节。
当VT5和VT6满开放时进入第二段，维持VT5和VT6满开放，触发VT1和VT2，绕组a1-b1投入。
当电源正半周时，电流经a2→VD3→71号导线→11L平波电抗器→12KM线路接触器→111SC电流传感器→1M电动机→19QS牵引电机故障隔离开关→72号导线→VT2→b1a1→VD1→VT6→x2；
当电源负半周时，电流经x2→VT5→71号导线→11L平波电抗器→12KM线路接触器→111SC电流传感器→1M电动机→19QS牵引电机故障隔离开关→72号导线→VD2→a1b1→VT1→VD4→a2。
此时整流电压在1/2Udo～3/4Udo之间调节。
当VT1和VT2满开放后进入第三段，VT1、VT2、VT5和VT6维持满开放，并触发VT3和VT4，b2-x2绕组再投入。
VT3和VT4顺序移相，整流电压在3/4Udo-Udo 之间调节。
当电源正半周时，电流经a2→VD3→71号导线→11L平波电抗器→12KM线路
接触器→111SC电流传感器→1M电动机→19QS牵引电机故障隔离开关→72号导线→VT4→x1a1→VD1→VT6→x2；
当电源负半周时，电流经x2→VT5→71号导线→11L平波电抗器→12KM线路接触器→111SC电流传感器→1M电动机→19QS牵引电机故障隔离开关→72号导
线→VD2→a1x1→VT3→VD4→a2。
由于牵引电动机的端电压UDN=1020V，故第三段乔不会满开放，只能维持在最大电压上。