Защита от произвольного трогания тепловоза
(блокировка I позиции) выполнена при помощи реле РУ4, размыкающие
контакты которого включены в цепь питания катушек контакторов
возбуждения КВВ, КВГ и реле РВ2. Если действия машиниста правильные, т.
е. перед троганием тепловоза главная рукоятка контроллера установлена на
нулевую позицию, включен выключатель «Управление тепловозом», затем
рукоятка контроллера переведена на первую и последующие позиции, то на I
позиции через замкнутый контакт реле РУ4 получит питание катушка РВ2, а
после включения контакторов КП1—КП6 — катушки контакторов КВВ и КВГ.
Контакт контактора КВГ между проводами 554 и 555 шунтирует контакт реле
РУ4, поэтому на позициях II— XV, когда реле РУ4 включено и контакт его
между проводами 550 и 556 разомкнут, питание катушек реле РВ2 и
контакторов КВВ и КВГ не прерывается. Если же по ошибке выключатель
«Управление тепловозом» будет включен в то время, когда рукоятка
контроллера находится на любой позиции выше первой, то реле РВ2 и
контакторы КВВ и КВГ не включатся, так как будет разомкнут контакт реле
РУ4.
Защита локомотивной бригады от поражения высокимнапряжением
осуществляется при помощи конечных выключателей БД1—БДЗ, расположенных в
высоковольтной камере, и конечных выключателей БД4, БД5, расположенных в
выпрямительной установке. Створки зверей высоковольтной камеры и
выпрямительной установки при закрывании нажимают на штоки
соответствующих конечных выключателей, а они замыкают свои контакты в
цепи питания катушек реле РВ2 и контакторов возбуждения КВВ и КВГ. Если
при движении тепловоза одну из дверей открыть, то в
результате размыкания контакта конечного выключателя указанные выше
аппараты, а следовательно, и поездные контакторы отключатся. С
генератора будет снято возбуждение, а силовые цепи будут разомкнуты.
Замкнется контакт контактора КВВ между проводами 589 и 590, загорится
сигнальная лампа J1C1 «Сброс нагрузки».
Защита от понижения давления воздуха в тормозной магистрали
осуществляется реле давления РДВ. Контакт реле РДВ, включенный между
проводами 543 и 544, разрывает цепь питания катушек реле РВ2 и
контакторов возбуждения КВВ и КВГ, если давление воздуха в тормозной
магистрали уменьшится до 3,2 кгс/см2. После отключения контактора КВВ
загорается сигнальная лампа JIC1 «Сброс нагрузки». Замыкаются контакты
реле РДВ при давлении воздуха 5 кгс/см2.
Защита генератора и выпрямительной установки от токов:
а) внешних коротких замыканий осуществляется реле РМ1. Катушка реле РМ1
включена во вторичную цепь трансформатора постоянного тока ТрПТ5,
благодаря чему ток в ней пропорционален выпрямленному току генератора.
При помощи резистора ЯРм1 реле настраивают так, чтобы оно срабатывало
при токе генератора (на выходе выпрямительной установки) 8300— 8700 А.
Реле PMJ при срабатывании включает реле РУ5, которое контактом между
проводами 710 и 715 самоблокируется, а контактом между клеммами 5/5 и
513 разрывает цепь питания катушек реле РВ2 и контакторов КВВ и КВГ.
Загорается сигнальная лампа J1C1 «Сброс нагрузки». Чтобы отключить реле
РУ5, необходимо выключить выключатель АВ6 «Управление»;
б) внутренних коротких замыканий (например, при пробое плеча)
осуществляется реле РМ2, катушка которого включена между нулевыми
точками «звезд» статорной обмотки генератора. При срабатывании реле РМ2
разрывает цепь питания катушек реле РВ2 и контакторов КВВ и КВГ. С
генератора снимается возбуждение, размыкаются силовые цепи, загорается
сигнальная лампа JIC1 «Сброс нагрузки». Во включенном положении реле РМ2
удерживается защелкой.
Защита силовой цепи отнарушения изоляции осуществляется реле
заземления РЗ. Катушка реле включена между корпусом тепловоза и
проводами силовой цепи, связанными с клеммами «минус» выпрямительной
установки. Последовательно с катушкой реле заземления включены
токоограничивающий резистор Rv3 и выключатель реле ВкРЗ. Реле РЗ
включается при пробое изоляции на корпус в любой точке силовой цепи от
клемм «плюс» выпрямительной установки до клемм Я тяговых
электродвигателей, а также при «круговом огне» на коллекторе любого
тягового электродвигателя.
Контакт реле РЗ разрывает цепь питания катушек реле
РВ2 и контакторов КВВ и КВГ. Загорается лампа JIC1 «Сброс нагрузки».
После размыкания силовой цепи реле РЗ удерживается во включенном
положении защелкой.
После срабатывания защиты рукоятку контроллера устанавливают на нулевую
позицию и определяют место повреждения изоляции. Если изоляция
повреждена в цепи одного из тяговых электродвигателей или в нем самом,
то электродвигатель отключают соответствующим тумблером ОМ1—ОМ6. Якорь
реле РЗ освобождают от защелки и приводят тепловоз в движение. Если
поврежденную цепь отключить нельзя, а устранить нарушение изоляции
невозможно, то для продолжения движения реле заземления отключают
выключателем ВкРЗ. Следует помнить, что такой режим движения является
аварийным и при первой возможности повреждение изоляции должно быть
устранено.
Защита дизеля от перегрева воды и масла осуществляется термореле
РТВ1-96° (срабатывает при температуре воды 96—98°С) и РТМ1-880
(срабатывает при температуре масла 88—90°С). Контакты термореле включены
параллельно в цепь катушки реле РУЗ. При замыкании любого из них реле
включается. Одним контактом реле РУЗ самоблоки-руется (шунтирует
контакты термореле); вторым — разрывает цепь питания катушек реле РВ2 и
контакторов КВВ и КВГ, после чего загорается сигнальная лампа J1C1
«Сброс нагрузки»; третьим — включает сигнальную лампу J1C2 «Температура
воды и масла». Сигнальная лампа J1C2 указывает причину, по которой
произошел сброс нагрузки.
Защита дизеля от понижения давления масла осуществляется реле
давления РДМ2 и РДМ4. При давлении масла ниже 3±0,25 кгс/см2 запрещается
работа дизеля под нагрузкой на позициях выше XI, а при давлении масла
ниже 0,5±0,1 кгс/см2 дизель должен быть остановлен. Реле РДМ2 настроено
на 3±0,25 кгс/см2. При давлении ниже указанного замыкается контакт реле
РДМ2 в цепи катушки реле РУ2. Если в это время контроллер находится на
позициях выше XI, то в цепи катушки реле РУ2 замкнут также контакт реле
РУ1 и реле РУ2 включается. Одним контактом реле РУ2 разрывает цепь
питания катушек реле РВ2 и контакторов КВВ и КВГ, а вторым — замыкает
цепь сигнальной лампы J1C3 «Давление масла», горение которой
одновременно с лампой JIC1 «Сброс нагрузки» указывает на причину
отключения нагрузки. Если давление масла станет меньше 0,5±0,1 кгс/см2,
разомкнется контакт реле давления РДМ4 между проводами ЗЗД и 34Д в цепи
катушки электромагнита (блок-магнита) МР6. Отключение электромагнита МР6
приводит к остановке дизеля.
Защита от повышения давления в картере дизеля производится
дифференциальным манометром, име-ющим контактное устройство КДМ. При
нормальной работе в картере дизеля должно быть разряжение 5—100 мм вод.
ст. Если же в картере появляется давление более 60 мм вод. ст.,
замыкается контакт КДМ в цепи катушки реле РУ7. Включившись, реле РУ7
одним контактом самоблокируется, а вторым — разрывает цепь питания
катушки электромагнита МР6. Дизель останавливается. Перед последующим
пуском дизеля необходимо выключить кратковременно выключатель «Топливный
насос», чтобы отпало реле РУ7.
Защита от боксования осуществляется двумя
путями: созданием жестких динамических внешних характеристик генератора,
а при развитии боксования — ступенчатым уменьшением мощности генератора.
Известно, что при боксовании тяговых электродвигателей уменьшается их
ток и, следовательно, ток главного генератора. В соответствии с внешней
характеристикой Ur=f(IT) САР начинает увеличивать напряжение генератора,
что приводит к повышению тока и крутящего момента небоксующих
электродвигателей. В результате этого создаются условия для боксования
ранее небоксовавших электродвигателей, т. е. процесс боксования может
развиваться, включая все новые (другие) электродвигатели. Кроме того,
повышение напряжения генератора приводит к увеличению частоты вращения
боксующего электродвигателя. Чтобы противодействовать этому, необходимо
во время боксования электродвигателей поддерживать напряжение генератора
постоянным, т. е. сделать его внешнюю характеристику жесткой.
Достигается это следующим образом.
При описании селективного узла САР было отмечено, что сигнал обратной
связи по току генератора поступает от трансформаторов постоянного тока
ТрПТ1—ТрПТЗ, каждый из которых измеряет суммарный ток двух тяговых
электродвигателей. Выпрямительные мосты В1—ВЗ блока БСЗ, выпрямляющие
токи ТрПТ1—ТрПТЗ, соединены последовательно. Благодаря этому в
селективный узел САР проходит наибольший из токов трансформаторов. Если
начинается боксование, то ток выхода трансформатора тока, включенного в
группу, где имеется боксующий электродвигатель, уменьшается. Однако
величина тока, протекающего в селективный узел САР, практически не
изменится, так как он будет поступать от трансформатора тока,
измеряющего ток небоксующей пары электродвигателей. Благодаря этому
величина напряжения генератора не изменяется. Мощность на клеммах
генератора при этом, естественно, уменьшается, однако объединенный
регулятор мощности делают с достаточно большой постоянной времени,
поэтому он не успевает ее восстанавливать и внешняя характеристика
получается достаточно жесткой.
При отсутствии боксования в результате изменения сопротивления движению
поезда величина тока изменяется сразу во
всех тяговых электродвигателях. В этом случае величина тока на выходе
мостов В1—ВЗ блока БСЗ также изменяется и САР обеспечивает регулирование
напряжения генератора по внешней характеристике.
Ступенчатое уменьшение мощности генератора осуществляется, если,
несмотря на ограничение напряжения генератора, частота вращения
боксующих электродвигателей продолжает увеличиваться. Факт развития
боксования устанавливают по увеличению разности токов по группам
электродвигателей. Чтобы гальванически разделить цепи САР и системы
защиты от боксования, установлены трансформаторы тока TTI—ТТЗ,
измеряющие токи трансформаторов постоянного тока ТрПТ1— ТрПТЗ. Токи
трансформаторов ТТ1—ТТЗ, выпрямляемые диодами Д1 и ДГ, Д2 и Д2ДЗ и ДЗ',
протекают по резисторам Rl—R3, создавая падения напряжения Ui—U3.
Напряжения Ui—U3, пропорциональные токам в соответствующих группах
электродвигателей, сравниваются между собой при помощи моста В1 блока
ББ1, причем напряжение AU на выходе моста равно наибольшей разности
напряжений. Встречно напряжению AU действует напряжение Uv узла
регулировки чувствительности, состоящего из потенциометра Rv8 и диода
Д4. Падение напряжения на участке Р1—РЗ потенциометра Рр8
пропорционально напряжению генератора, так как по нему протекает ток
трансформатора постоянного напряжения ТрПН. На участке Р2—РЗ
потенциометра протекает ток трансформатора постоянного тока ТрПТ5,
поэтому падение напряжения на нем пропорционально току генератора.
Падения напряжения на участках Rp8 направлены встречно друг другу,
поэтому напряжение Uр является их разностью. При больших токах
генератора напряжение Uv имеет полярность: «плюс» на клемме Р2, «минус»
на клемме Р1. По мере уменьшения тока генератора величина Uv также
уменьшается, пока не станет равной нулю. При дальнейшем уменьшении тока
генератора открывается диод Д4 и шунтирует потенциометр Rp8, препятствуя
возникновению на нем напряжения обратной полярности, которое могло бы
вызвать ложное срабатывание защиты. Изменение величины Up в функции тока
генератора /г (выпрямленное значение) на различных позициях контроллера
машиниста показано на рис. 84.
Разность напряжений £/вх=Л£/—Up поступает на вход полупроводникового
усилителя (блок ББ2), на выходе которого включено реле боксования РБ.
Усилитель получает питание от распределительного трансформатора ТрР1.
При напряжении на входе усилителя t/BX« ЗВ напряжение на выходе
составляет 12—13 В, что достаточно для срабатывания реле РБ.
Включившись, реле РБ контактом между проводами 377 и 378 вводит в цепь
уставок по мощности, току и напряжению участок Р7— Р8 потенциометра Rp7,
в результате чего происходит уменьше-
ние мощности на клеммах генератора, контактом между
проводами 314 и 633 включает электромагнит МР5 регулятора дизеля,
который устанавливает индуктивный датчик ИД в положение, соответствующее
минимальному сигналу на Ruд, что обеспечивает дополнительное уменьшение
мощности генератора; контактом между проводами П105 и П104 замыкает цепь
звукового сигнала о боксо-вании. Катушка звукового сигнала получает
питание от выключателя АВ7 «Вспомогательные цепи».
Уменьшение мощности генератора на 50%) приводит к прекращению боксования,
напряжение UBX уменьшается, и реле РБ отпадает, восстанавливая величину
мощности генератора. Отпадание реле РБ происходит при Ubx= 1,8-f-1,9 В.
Наличие в системе защиты от боксования узла регулировки чувствительности
существенно улучшает ее работу. Дело в том, что в силу различия
характеристик тяговых электродвигателей и трансформаторов тока даже при
отсутствии боксования на выходе моста В1 блока ББ1 имеется напряжение AU.
Величина AU тем больше, чем больше величина тока в электродвигателях.
Напряжение Uv узла регулировки чувствительности, направленное встречно
AU, также изменяется в функции тока (см. рис. 84) и компенсирует в
определенной степени ложный сигнал AU. Благодаря этому чувствительность
защиты от боксования на тепловозах ТЭП70 существенно выше, чем у
тепловозов ТЭП60, особенно при работе на ослабленном возбуждении тяговых
электродвигателей.
При аварийном отключении тягового электродвигателя цепь сигнала от
соответствующего резистора Rl—R3 разрывается контактами одного из
поездных контакторов КП1—КП6, чем предотвращается ложное срабатывание
защиты.