Схемы электрических цепей тепловозов ТЭП70, 2ТЭ116 (2006 год) - часть 1

СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ ТЭП70, 2ТЭ116
Учебное иллюстрированное пособие для студентов техникумов, колледжей и учащихся образовательных учреждений железнодорожного транспорта, осуществляющих профессиональную подготовку

СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ ТЭП70, 2ТЭ116
Рекомендовано Управлением учебных заведений и правового обеспечения Федерального агентства железнодорожного транспорта в качестве учебного иллюстрированного пособия для студентов техникумов, колледжей и учащихся образовательных учреждений железнодорожного транспорта, осуществляющих профессиональную подготовку

ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................6

1. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116 (вар. 2ТЭ116.70.01.008ЭЗ) ................................................7

ТЯГОВАЯ СИЛОВАЯ ЦЕПЬ. ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА .............................................................7

Тяговая силовая цепь ....................................................................................................7

Цепь независимого возбуждения тягового генератора ...............................................................................7

Узел коррекции ........................................................................................................7

Цепи возбудителя.......................................................................................................8

Автоматическое регулирование возбуждения генератора .............................................................................8

Узел стабилизации ......................................................................................................9

Защита от замыкания силовых цепей на корпус ..................................................................................9

ЦЕПИ ПУСКА ДИЗЕЛЯ...................................................................................................13

Силовая цепь пуска дизеля................................................................................................13

Автоматический пуск дизеля...............................................................................................13

Работа схемы при остановке дизеля ..........................................................................................15

ЦЕПИ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, ВКЛЮЧЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ КОМПРЕССОРА, МАСЛОПРОКАЧИВАЮЩЕГО И ТОПЛИВНОГО НАСОСОВ, ДВИГАТЕЛЕЙ ВЕНТИЛЯТОРОВ КУЗОВА И КАЛОРИФЕРА.................................................................................19

Цепь зарядки аккумуляторной батареи........................................................................................19

Цепь электродвигателя компрессора..........................................................................................19

Цепь электродвигателя маслопрокачивающего насоса ..............................................................................19

Цепь электродвигателя топливоподкачивающего насоса.............................................................................20

Цепь электродвигателя вентилятора кузова МВК .................................................................................20

Цепь электродвигателя вентилятора калорифера МК...............................................................................20

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТЕПЛОВОЗА........................................................................................23

Цепи управления частотой вращения вала дизеля.................................................................................23

Цепи управления контакторами тяговой силовой цепи и возбуждения тягового генератора.....................................................23

Цепи управления песочницами .............................................................................................26

ЦЕПИ ЗАЩИТЫ. ПРОТИВОБОКСОВОЧНАЯ ЗАЩИТА..............................................................................27

Цепи защиты .........................................................................................................27

Противобоксовочная защита ...............................................................................................28

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ........................................................................................................31

Цепи включения электродвигателей переменного тока и управления ими.................................................................31

Управление устройствами охлаждения воды и масла дизеля..........................................................................31

ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ, УКАЗАТЕЛЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ И СИГНАЛИЗАЦИИ......................................................................35

Цепи освещения .......................................................................................................35

Указатель повреждений УП ...............................................................................................35

Цепи сигнализации .....................................................................................................35

ЦЕПИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ И СИСТЕМЫ ОСУШКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА. МЕЖСЕКЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.................39

Цепи пожарной сигнализации..............................................................................................39

Цепи системы осушки сжатого воздуха........................................................................................39

Межсекционные соединения ...............................................................................................40

2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116 (вар. 2ТЭ116.70.01.005ЭЗ)....................................................43

ТЯГОВАЯ СИЛОВАЯ ЦЕПЬ. ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА..................................................................43

Тяговая силовая цепь....................................................................................................43

Цепи возбуждения тягового генератора........................................................................................43

ЦЕПИ ПУСКА ДИЗЕЛЯ. ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА. ЦЕПИ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ.............47

Цепи пуска дизеля .....................................................................................................47

Цепи включения электродвигателей постоянного тока и управления ими.................................................................51

Цепи зарядки аккумуляторной батареи........................................................................................52

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТЕПЛОВОЗА........................................................................................55

Работа электрической схемы на холостом ходу тепловоза............................................................................55

Работа электрической схемы в тяговом режиме ..................................................................................55

Цепи управления песочницами .............................................................................................57

ЦЕПИ ЗАЩИТЫ........................................................................................................58

Цепи экстренной остановки поезда...........................................................................................58

Работа цепей защиты при недостаточном давлении воздуха в тормозной магистрали и обрыве тормозной магистрали ...................................58

Защита дизеля от аварийных режимов работы...................................................................................59

Защита электрооборудования...............................................................................................59

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ........................................................................................................63

Цепи включения электродвигателей переменного тока и управления ими.................................................................63

Управление устройствами охлаждения воды и масла дизеля..........................................................................63

Цепи электроизмерительных приборов ........................................................................................64

ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ ..............................................................................................67

БЛОК ПУСКА ДИЗЕЛЯ БПД-4. РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ РНТ-6. БЛОК ПУСКА КОМПРЕССОРА БПК-3. УКАЗАТЕЛЬ ПОВРЕЖДЕНИЙ ....................71

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВЕТОВАЯ И ЗВУКОВАЯ ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ. СИСТЕМА ОСУШКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА. МЕЖСЕКЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ____75

Автоматическая световая и звуковая пожарная сигнализация.........................................................................75

Система осушки сжатого воздуха............................................................................................75

Межсекционные соединения ...............................................................................................75

3. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ТЕПЛОВОЗА ТЭП70 (вар. ТЭП70Э.70.00.007 ЭЗ) ...................................................79

СИЛОВЫЕ ЦЕПИ. ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА..........................................................................79

Силовые цепи.........................................................................................................79

Цепи возбуждения тягового генератора........................................................................................80

ЗАЩИТА СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ ОТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ...................................................................81

Защита от боксования и юза...............................................................................................81

Защита генератора и выпрямительной установки от токов внешнего короткого замыкания, от повышенного напряжения генератора, от превышения тормозного тока......81

Защита по минимальному тормозному току.....................................................................................81

Защита тормозных резисторов от перегрева...........................-.........................................................81

Защита тягового генератора и выпрямительной установки от внутренних коротких зазлыканий (пробой плеча выпрямительной установки - «нулевая защита»)......82

Защита вентилей выпрямительной установки от перегрузки..........................................................................82

Защита силовой цепи от замыкания на корпус....................................................................................82

ЦЕПИ ПУСКА ДИЗЕЛЯ............................................................................................................89

Защита дизеля от аварийных режимов работы ..................................................................................91

ЦЕПИ ПРИВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВОЗА В ДВИЖЕНИЕ........................................................................................95

Маневровый режим.....................................................................................................95

Цепи защиты силовой установки в режиме тяги..................................................................................96

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДИЗЕЛЯ, ОСЛАБЛЕНИЕМ ПОЛЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ..................101

Цепи управления частотой вращения коленчатого вала дизеля .......................................................................101

Ослабление поля тяговых электродвигателей ...................................................................................101

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ И МАСЛА ДИЗЕЛЯ. УПРАВЛЕНИЕ ВЕНТИЛЯМИ ПЕСОЧНИЦ, ЗВУКОВЫМИ СИГНАЛАМИ. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ТОРМОЗНОГО КОМПРЕССОРА.......................................................................105

Регулирование температуры воды и масла дизеля................................................................................105

Управление вентилями песочниц ...........................................................................................105

Звуковые сигналы .....................................................................................................105

Управление работой электродвигателя тормозного компрессора.......................................................................106

ЦЕПИ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, ПИТАНИЯ ПРИБОРОВ. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ .............................................111

Цепи зарядки аккумуляторной батареи.......................................................................................111

Цепи питания приборов .................................................................................................111

Вспомогательные цепи ..................................................................................................111

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ............................................................115

Работа системы автоматического регулирования электрической передачи в режиме тяги......................................................116

Работа системы автоматического регулирования напряжения тягового генератора в режиме электрического торможения................................117

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОРМОЗОМ....................................................................................121

Управление включением и режимами ЭТ при помощи контроллера машиниста............................................................121

Управление включением ЭТ при служебном торможении краном машиниста..............................................................123

Управление включением ЭТ при экстренном торможении краном машиниста .............................................................123

Взаимодействие с пневматическим тормозом ...................................................................................123

УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ И ЦЕПИ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ...................................................................127

ЦЕПИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ................................................................................................131

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ....................................................................................133

ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИМ ТОРМОЗОМ...........................................................................137

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА................................................................................................139

Введение

Тепловозы 2ТЭ116 выпускаются Луганским (Ворошиловград-ским) тепловозостроительным заводом с 1971 года по настоящее время. За этот период ряд их узлов претерпел существенные конструктивные изменения. Это в полной мере относится и к электрическому оборудованию локомотивов. На тепловозах разных лет выпуска, эксплуатируемых на железных дорогах Российской Федерации, применяется не менее пяти различных вариантов электрических схем. В настоящее время на вновь строящиеся тепловозы 2ТЭ116, не оборудуемые системой электродинамического тормоза, а также на тепловозы 2ТЭ116 прежних лет выпуска, проходящие капитально-восстановительный ремонт на Луганском тепловозостроительном заводе и на тепловозоремонтных заводах ОАО «РЖД», устанавливается электрооборудование, собранное по электрической схеме варианта 2ТЭ116.70.01.008ЭЗ. Особенностью ее является упрощенная релейная схема пуска дизеля и резисторный пуск компрессора. Количество тепловозов, оборудованных в соответствии с такой схемой, непрерывно растет, поэтому включение ее в настоящее издание представляется

обоснованным. Вместе с тем на железных дорогах ОАО «РЖД» и ряда промышленных предприятий РФ эксплуатируется значительное количество тепловозов прежних лет выпуска, большинство из которых оборудованы в соответствии с электрической схемой варианта 2ТЭ116.70.01.005ЭЗ. В связи с этим авторы сочли целесообразным включить и этот вариант схемы в альбом.

Тепловозы ТЭП70 выпускаются Коломенским тенловозо-строительным заводом с 1973 года. За время эксплуатации они зарекомендовали себя как мощные, надежные и экономичные локомотивы. В настоящее время они приходят на смену вырабатывающим ресурс тепловозам ТЭП60, в связи с чем географический регион их эксплуатации непрерывно расширяется. В то же время единственная книга, в которой описываются схемы электрических цепей этих тепловозов, была издана в 1976 году и с тех пор не переиздавалась. В настоящем альбоме приведено описание схемы варианта ТЭП70Э.70.00.007 ЭЗ. Электрооборудование, собранное по этой схеме, устанавливается на тепловозы ТЭП70 с №418. Главной ее особенностью является использование унифицированной системы автоматического управления электрической передачей тепловоза (УСТА) для управления электрической передачей в режимах тяги и электродинамического торможения. При описании схемы основное внимание уделяется взаимодействию системы УСТА с электрической схемой тепловоза. В альбоме не рассматриваются внутренние цепи системы УСТА, методы ее диагностирования и т.д. Соответствующую информацию можно найти в дополнительной литературе, список которой приведен в конце альбома.

В электрических схемах используются условные графические обозначения по ГОСТ 2.370-73, 2.755-74, 2.756-76. Буквенные обозначения обмоток электрических машин на всех схемах приведены в соответствии с ГОСТ 2582-81.

Учебное пособие предназначено для работников локомотивных депо, связанных с ремонтом и эксплуатацией тепловозов, студентов средних специальных учебных заведений и учащихся образовательных учреждений железнодорожного транспорта. Может быть также полезен студентам вузов железнодорожного транспорта для изучения конструкции электрооборудования локомотивов.

1. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116 (вар. 2ТЭ116.70.01.008ЭЗ)
ТЯГОВАЯ СИЛОВАЯ ЦЕПЬ.

ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Тяговая силовая цепь

Тяговая силовая цепь (рис. 1.1) включает в себя синхронный тяговый генератор Г, выпрямительную установку ВУ, тяговые электродвигатели 1—6, поездные контакторы П1—П6, групповые контакторы ослабления возбуждения ВШ1, ВШ2, резисторы ослабления возбуждения СШ1—СШ6 и реверсивный переключатель ПР.

В режиме тяги переменное шестифазное напряжение синхронного генератора поступает на выпрямительную установку ВУ, с которой выпрямленное напряжение подается через замкнутые контакты контакторов П1—П6 на тяговые электродвигатели 1—6, приводящие тепловоз в движение. Последовательно с якорем каждого из двигателей включена обмотка возбуждения С1-С2, направление тока в ней задается контактами реверсивного переключателя ПР и определяет направление движения тепловоза.

При определенном соотношении тока и напряжения генератора включается групповой контактор ВШ1 и параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включаются резисторы, осуществляя первую ступень ослабления возбуждения. При дальнейшем увеличении скорости движения включается групповой контактор ВШ2 и параллельно к ранее включенным резисторам включаются новые, осуществляя вторую ступень ослабления возбуждения.

При снижении скорости движения сначала отключается вторая ступень ослабления возбуждения, а затем первая.

В режиме холостого хода тяговый генератор обеспечивает питание

переменным током асинхронных электродвигателей вентиляторов холодильника и охлаждения тяговых электродвигателей.

Цепь независимого возбуждения тягового генератора

В эту цепь входят возбудитель СВ, управляемый выпрямительный мост УВВ и узел коррекции, включающий в себя трансформатор коррекции ТК и выпрямительный мост БСТ1.1.

Ток возбуждения в цепи тягового генератора регулируют изменением частоты вращения ротора возбудителя и изменением выпрямленного напряжения выпрямителя УВВ.

Выпрямленное напряжение регулируется с помощью тиристоров путем изменения момента их включения, а следовательно, продолжительности их открытого состояния.

Формирование управляющих импульсов осуществляется блоком управления возбуждением БУВ, который является выходным узлом системы автоматического регулирования возбуждения.

Для уменьшения перенапряжений, возникающих при разрыве цепи возбуждения тягового генератора, а также для уменьшения подгара главных контактов контактора КВ параллельно им включен резистор гашения поля СГП.

Узел коррекции

Предназначен для компенсации реакции ротора синхронного возбудителя подпиткой обмотки статора U1-U2 возбудителя СВ током узла коррекции, пропорциональным току ротора.

В узел коррекции входят трансформатор тока ТК и выпрямительный мост БСТ1.1. Первичная обмотка Н1-К1 трансформатора ТК включена в силовую цепь обмотки возбуждения генератора (провода 531, 364). С вторичной обмотки Н2-02 (провода 368, 367) переменное напряжение подается на контакты 2, 12 и 1, 11 выпрямительного моста БСТ1.1. Отсюда выпрямленное напряжение поступает на обмотку U1-U2 статора возбудителя СВ.

Цепи возбудителя

Возбуждение синхронного возбудителя СВ осуществляется от стартер-генератора. При рабочем положении контактов переключателя АП напряжение на обмотку статора возбудителя подается по цепи: зажим 24/1, автоматический выключатель А1 «Возбудитель», провод 535, зажим 21/6, провод 372, обмотка статора U1-U2, провод 371, провод 352, шунт Ш5, провода 539, 536, зажим Р1, сопротивление СВВ, регулируемое сопротивление САВ.1, провод 359, контакт Р6-Р7 переключателя АП, установленного в положение «Нормальное возбуждение», провод 357, зажим Р2, провода 355, 589, 571, замыкающий главный контакт контактора ВВ, провод 548, провод 520, контакт разъема ЗМ-7,12, «минус» цепи. Если переключатель АП находится в положении «Аварийное возбуждение», контакт Р6-Р7 разомкнут, поэтому от зажима Р1 резистора СВВ ток возбуждения пойдет по цепи: с 1-й по 4-ю позиции контроллера машиниста КМ — регулируемые сопротивления САВ.2, САВ.З, провод 355; с 4-й по 15-ю позиции контроллера машиниста КМ — регулируемое сопротивление САВ.2, провод 356, замкнутый контакт контактора КАВ, провод 589 и далее аналогично схеме нормального возбуждения.

Ток возбуждения тягового генератора регулируют изменением переменного напряжения на выходе возбудителя при изменении частоты вращения его ротора и выпрямленного напряжения выпрямителя УВВ. Выходное переменное напряжение возбудителя с зажимов обмотки ротора Cl—С 2 через плавкий предохранитель ПР1, провод 361, контакты переключателя АП подается на вход управляемого выпрямительного моста УВВ.

При работе в режиме нормального возбуждения (переключатель АП установлен в положение «Нормальное возбуждение») при положительном полупериоде выходного напряжения возбудителя и открытом тиристоре +Т путь тока будет следующим: зажим обмотки ротора С1, провод 366, предохранитель ПР1, контакт переключателя Р4-Р2,РЗ провод 531, первичная обмотка Н1-К1 трансформатора тока ТК, провод 364, зажим 1 выпрямителя УВВ, тиристор +Т, диод Д1, провод 426, шунт ШЗ, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U1-U2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д4, зажим 2 выпрямителя УВВ, провод 365, зажим обмотки ротора С2. При отрицательном полупериоде и открытом тиристоре -Т ток течет по цепи: зажим 2 выпрямителя УВВ, диод ДЗ, провод 426, шунт ШЗ, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U1-U2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д2, открытый тиристор -Т, зажим 1 выпрямителя УВВ, провод 364, первичная обмотка К1-Н1 трансформатора тока ТК, провод 531, контакт Р4-Р2 переключателя АП.

Управляющие импульсы для открытия тиристоров подаются на управляющий электрод соответствующего тиристора в

положительный или отрицательный полупериод синхронно с поступающим на тиристор синусоидальным напряжением.

При переводе переключателя в положение «Аварийное возбуждение» замыкаются его контакты Р4-РЗ и Р1 (провода 361, 362 и 363), шунтируя тиристоры +Т и -Т. Выпрямление переменного тока в выпрямителе УВВ происходит по обычной двухполупериодной схеме с четырьмя силовыми диодами Д1—Д4. Питание обмотки возбуждения генератора в положительный полупериод напряжения возбудителя СВ происходит по цепи: зажим С1 возбудителя, предохранитель ПР1, контакт переключателя АП Р4-РЗ, диод Д1, провод 426, шунт ШЗ, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U1-U2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д4, зажим 2 выпрямителя УВВ, провод 365, зажим С2 возбудителя. В отрицательный полупериод напряжения возбудителя СВ ток течет по цепи: зажим 2 выпрямителя УВВ, диод ДЗ, шунт ШЗ, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U1-U2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д2, провод 363, контакт Р1-Р4 переключателя АП.

Напряжение синхронного возбудителя с обмотки ротора С1-С2 подается на первичные обмотки 1-2 трансформаторов ТР1 (используется для питания цепи синхронизации блока управления возбуждением БУВ) и ТР2 (используется для питания рабочих обмоток трансформаторов постоянного тока ТПТ1—ТПТ4 через выводы 3 — 10 и трансформатора постоянного напряжения ТПН через выводы 11 —12) по цепи: провод 376, клемма 20/20, провод 1053, провод 1052, клемма 21/20, провода 360, 366.

содержание .. 1 2 ..

///////////////////////////////////////