Защита от перенапряжений. Перенапряжения, возникающие в высоковольтных цепях электровозов, можно разделить на атмосферные и коммутационные. Из-за наличия емкостной связи между обмотками тягового трансформатора эти перенапряжения, имеющие форму затухающих колебаний, могут переноситься на полупроводниковые преобразовательные установки даже при наличии высоковольтного разрядника. Амплитуда и длительность воздействия перенапряжений зависят главным образом от параметров переключаемых электрических цепей и конструктивных особенностей коммутирующей аппаратуры. Решающее влияние на величину перенапряжений оказывает энергия, запасенная в индуктивностях отключаемых цепей, а также межэлементные емкостные связи.

Для защиты от перенапряжений тяговых выпрямительных установок на электровозе ЧС4 параллельно вторичным обмоткам включены конденсаторы емкостью 4 мкФ, а последовательно с конденсаторами — демпфирующие резисторы сопротивлением 2,4 Ом. Учитывая возможность перегрева резисторов, а также пробой конденсаторов, указанные контуры Р,С защищены предохранителями с плавкими вставками на ток 8,8 А. Элементы защиты тяговых выпрямительных установок от перенапряжений смонтированы на двух одинаковых панелях — по одному блоку (тип ІІРО-15) на каждую тяговую выпрямительную установку. Блоки расположены рядом с тяговым трансформатором.

На электровозах, начиная с ЧС4-162, к каждому выводу вторичных обмоток подсоединены также заземленные конденсаторы емкостью по 0,1 мкФ, служащие для фильтрации перенапряжений и одновременно способствующие уменьшению амплитуды емкостной составляющей перенапряжений с крутым-фронтом, которые воздействуют на первичную обмотку тягового трансформатора. Такие же конденсаторы использованы в цепях обмотки собственных нужд, от которой получают напряжение выпрямительная установка вспомогательных машин и установка для возбуждения обмоток тяговых двигателей при реостатном торможении.

Защита от пробоя вентилей. Как известно, при пробое вентилей обратное напряжение на оставшихся целых вентилях возрастает. Причем относительная величина увеличения напряжения прямо пропорциональна числу пробитых и обратно пропорциональна числу целых последовательно включенных в плече моста вентилей.

На электровозах ЧС4 и ЧС4Т, где в каждом плече моста тяговой выпрямительной установки последовательно включены только четыре вентиля, пробой одного вентиля вызывает возрастание обратного напряжения на остальных вентилях плеча на 33%. При пробое двух последовательно соединенных вентилей обратное напряжение на оставшихся двух вентилях увеличивается вдвое. Поэтому защите тяговых выпрямительных установок при пробое вентилей на электровозах ЧС4 и ЧС4Т уделено большое внимание. При пробое одного вентиля собирается цепь сигнализации (загорается сигнальная лампа на пульте ма-

шиниста и срабатывает сигнальное реле, установленное в шкафу выпрямительной установки). При пробое двух последовательно включенных вентилей, кроме того, отключается главный выключатель электровоза. Защита срабатывает при напряжении на тяговой выпрямительной установке около 600 В, что соответствует приблизительно 18-й позиции переключателя ступеней, и не имеет «мертвых зон», т. е. реагирует на выход вентилей вне зависимости от их места в плече моста.

Это свойство защиты обусловлено применением схемы включения реле, служащих датчиками пробоя вентилей.

Принцип работы защиты тяговой выпрямительной установки при пробое последовательно включенных вентилей поясним на примере одного плеча выпрямительного моста электровоза ЧС4 (рис. 135), где каждая группа параллельно включенных вентилей условно заменена одним вентилем. Когда все вентили в плече моста целы, обратное напряжение делится между ними и сопротивлениями Р1 — Р4 и — Ш2 таким образом, что разность потенциалов между точками, к которым подключены катушки реле В/ — В4, равна нулю, ток по катушкам не протекает и реле выключены.

В случае пробоя какого-либо вентиля распределение обратного напряжения на оставшихся целых вентилях изменится так, что на катушках определенных реле появится напряжение. Так как последовательно с катушками реле включены диоды, при пробое одного любого вентиля ток будет протекать лишь по катушке одного определенного реле. Из рис. 135, а—г видно, что при пробое вентиля в плече / — 20

Рис. 135. Принципиальные схемы, поясняющие работу защиты тяговых выпрямительных установок при пробое вентилей

сработает реле В1, в плече 21 — 40 — реле ВЗ, в плече 41—60—■ реле В2 и в плече 61 — 80— реле В4.

В случае пробоя двух последовательно включенных вентилей всегда срабатывают два реле (рис. 135, д—.к).

Контакты реле В1 — В4 включены по схеме, изображенной на рис. 136. При срабатывании одного из реле В1 — В4 напряжение от аккумуляторной батареи подается на катушку сигнального реле В17, контакты которого включают на пульте управления электровозом сигнальную лампу 864 (865) «Пробой одного вентиля в тяговой выпрямительной установке». Другими контактами реле В17 становится на самоподпитку. На выпрямительной установке при этом срабатывает сигнальное реле, указывающее, что пробит один вентиль (или несколько в группе параллельно включенных вентилей).

Прн срабатывании двух реле, как видно из рис. 136, питающее напряжение через их контакты и разделительные диоды 11355, І1356 будет подано на катушку сигнального реле В18, при срабатывании которого отключается ГВ. Срабатывание реле В18 указывает, что в данной тяговой выпрямительной установке пробиты два последовательно включенных вентиля. При этом на пульте управления электровозом горит соответствующая сигнальная лампа 874 (875). Для возвращения сигнальных реле в исходное положение необходимо кнопкой 2А1 разорвать цепь самоподпитки реле В17 и В18.

Реле, служащие датчиками пробоя остальных трех плеч выпрямительного моста, воздействуют также на-реле В17 и В18.

Аппаратура защиты при пробое вентилей конструктивно размещена в шкафах выпрямительных установок.

Защита полупроводниковых преобразовательных установок от токовых перегрузок | Электровоз ЧС4, ЧС4Т | Блоки для обнаружения поврежденных вентилей