關于SS4B型電力機車劈相機起動控制電路的改進措施

孫飛

關鍵詞：SS4B型機車;215QA;283AK;202KM;閉合;劈相機;燒損;分析

1.概述

SS4B型電力機車輔助電路采用由劈相機實現單-三項供電的傳統電路，電源來自主變壓器的輔助繞組a6-b6-x6，其中a6-x6的額定電壓為399.86V，b6-x6的額定電壓為226V。單相交流電源從a6-x6經庫用轉換開關235QS至導線201、202。

2.劈相機供電系統特點

SS4B型電力機車在單-三相供電系統中設置了雙劈相機，就是當第一劈相機1MG在運行中發生故障時，可通過劈相機轉換開關242QS從“1PX”位轉向“2PX”位，從而把1MG切除，讓第二劈相機2MG進行電阻分相起動以維持運行。正常情況下，2MG是在1MG完成起動后作三相異步起動，雙劈相機供電系統具有改善輔助系統的三相不對稱性，提高系統的穩定性和可靠性等優點。

3.劈相機起動原理

1MG起動時，在第二電動相繞組與發電相繞組間接入起動電阻263R，以獲得起動力矩進行電阻分相起動。起動電阻的投入與切除是通過接觸器213KM來執行的。劈相機起動繼電器283AK監測著1MG的全部起動過程，并控制起動電阻回路的開斷。當閉合劈相機扳鍵開關后，劈相機中繼567KA得電，213KM閉合，起動電阻投入，而后通過213KM輔助鏈鎖，201KM閉合，1MG開始起動。這時劈相機起動繼電器283AK監測間接反映劈相機轉速的劈相機發電相電壓（由導線279、280引入），當劈相機轉速達到約0.9額定轉速時，也即283AK測得其發電相電壓接近于比較電壓（額定網壓下該電壓值為220V，由導線202、206引入）時，283AK動作，其常開聯鎖閉合，接通561、568導線，則劈相機起動中間繼電器566KA得電，使213KM及劈相機起動延時繼電器533KT失電，213KM主觸頭動作，斷開起動電阻（263R）回路，1MG起動完成。劈相機1MG起動完成后，延時3S，2MG投入，此時2MG作三項異步起動。

4.劈相機起動存在問題

機車正常運行中，當劈相機1起動系統發生故障導致215QA動作斷開時，劈相機狀態燈無顯示，2MG及各輔機運行正常，機車未發出任何異常信息提示乘務員進行應急操作。在這種情況下，機車過分相后二次起動劈相機，存在2MG缺項運行的問題，如不及時采取斷電措施，會導致2MG燒損，甚至釀成火災。

5.原因分析

5.1 劈相機2缺相運行

當1MG的215QA處于斷開位時，供電電路未形成閉合回路，此時閉合劈相機起動扳鍵開關，1MG則因無電動相輸入，無法形成起動力矩而轉動。283AK檢測到1MG的轉速為零，即未檢測到發電相電壓，便進入延時8-10S動作的低壓工作狀態，8-10秒鐘后，283AK動作，導線561、568接通，劈相機起動繼電器566KA得電，1MG起動電路工作完成。此時，2MG作為負載延時3S后正常起動，接觸器202KM吸合，接通電源為輔助繞組a6-x6固定輸出的201、202兩相，造成2MG缺相運行。

5.2 狀態燈顯示方式

5.2.1 1MG自動開關215QA閉合狀態：閉合劈相機起動扳鍵開關，主臺故障顯示屏同時點亮劈相機1、2狀態燈，延時5S（測量得出高壓模式下283AK的動作時間）1MG狀態燈熄滅，再延時3S，2MG狀態燈熄滅。

5.2.2 1MG自動開關215QA斷開狀態：閉合劈相機起動扳鍵開關，主臺故障顯示屏同時點亮劈相機1、2狀態燈，延時8-10S（低壓狀態下283AK設定時間）1MG狀態燈熄滅，再延時3S，2MG狀態燈熄滅。

綜合以上兩種215QA的兩種不同位置狀態，發現劈相機狀態燈顯示邏輯完全一樣，1MG延時時間只有3-5S的微小差異，故障現象便會稍縱即逝，乘務員稍有不慎便會導致2MG缺項起動，直至燒損。

6.改進措施

綜合劈相機邏輯控制電路及輔助電路工作原理，在起動系統中增加“劈相機起動監控裝置”中間環節。該裝置采集2MG的起動信號、242QS的位置信號以及輔助回路導線201、202、203三相電壓信號，以此來判斷1MG起動狀態。如果判定1MG起動異常，則控制2MG的接觸器不能得電吸合并長期點亮1MG狀態指示燈。

6.1 2MG接觸器控制原理

6.1.1 當劈相機轉換開關242QS置1PX位時，劈相機起動監控裝置判定1MG做分相起動，同時對輔助回路三相電壓信號進行檢測判斷，如檢測三相電壓平衡、信號正常時，則輸出2MG接觸器吸合信號，此時2MG做三相異步起動。否則，不輸出2MG接觸器吸合信號，202KM不能得電吸合。

6.1.2 當劈相機轉換開關242QS置2PX位時，劈相機起動監控裝置判斷1MG被隔離，此時2MG代替1MG做分相起動。這種模式下，2MG起動由283AK直接控制，正常起動，劈相機起動監控裝置不參與控制。

6.2 狀態燈顯示控制原理

劈相機正常起動過程中，若劈相機啟動監控裝置檢測到輔助回路導線201、202、203三相電壓不平衡、信號異常，在不輸出2MG接觸器吸合信號同時，還持續輸出劈相機1狀態燈信號，使司機室主臺故障顯示屏上1MG狀態燈長亮，以達到提示操作人員的目的。

以上改進措施已經在SS4B型機車上實施，自實施改進后，徹底消除了在劈相機1MG自動開215QA斷開的情況下起動劈相機，2MG缺項運行而燒損和燈顯方式無明顯區別的問題，切實提高了單-三相供電系統的可靠性。

參考文獻：

[1] 劉友梅，《韶山4B型電力機車》，中國鐵道出版社，1999年3月.