Взаимодействие электрического и пневматического тормозов

При использовании ЭТ пневматическое торможение локомотива отключается электроблокировочным клапаном ВТ1, в этом случае возможно пневматическое торможение состава краном машиниста совместно с электрическим торможением локомотива, включаемого либо контроллером КМ, либо же краном машиниста. При отказе ЭТ (не собралась электрическая тормозная схема, разборка схемы в случае неисправности или срабатывании защит) автоматически включается пневматический тормоз.

В случае управления контроллером КМ при отказе ЭТ включается вентиль замещения ВТ2.

Этот вентиль получает питание на тормозных позициях “1 - 8” контроллера.

ВТ2 включает пневматический тормоз с постоянным давлением в тормозных цилиндрах.

Если включение ЭТ производилось с помощью крана машиниста, то отключение ЭТ приводит к выключению электроблокировочного клапана ВТ1 и подаче воздуха в тормозные цилиндры.

Аналогично происходит переход на пневматическое торможение при отключении ЭТ на низких скоростях движения или при срабатывании защит. Эффективность торможения определяется степенью разрядки тормозной магистрали.

При торможении вспомогательным краном машиниста и при давлении в вспомогательной тормозной магистрали свыше 0,23 МПа (2,3 кгс/см²) срабатывает реле РДТ2.

Схема ЭТ разбирается, производится пневматическое торможение локомотива.

Управление энергоснабжением состава

Алгоритм управления контактором энергоснабжения

Энергоснабжение состава включается при работающем дизеле на нулевой позиции контроллера машиниста, при наличии самовозбуждения вспомогательного генератора.

Для включения энергоснабжения состава необходимо на пульте управления установить и повернуть до упора ключ энергоснабжения. При этом, после замыкания контакта ВкЭ           (см. лист 6) подается сигнал на блок БУ-МСУ. При наличии перечисленных условий Система выполняет следующее:

–от БУ-МСУ включаются электромагниты МР1, МР2, МР4, чем задается частота вращения, соответствующая шестой позиции контроллера;

-от БУ-МСУ включается электромагнит МР5, обеспечивающий работу тепловоза на первой и второй позициях по селективной характеристике. С третьей позиции контроллера питание с МР5 снимается;

-управляя величиной тока возбуждения вспомогательного генератора А-Г2 поднимает напряжение на выходе генератора, до напряжения на выходе выпрямительной установки    2400-2600 В;

-включает контактор энергоснабжения, при этом контролируется его включение.

На позициях контроллера 1-6 частота вращения дизеля соответствует шестой позиции контроллера. На первой и второй позициях мощность генератора фиксирована, необходимая для плавного трогания тепловоза. На 3-6 позициях контроллера из величины мощности, соответствующей шестой позиции контроллера по селективной характеристике вычитается величина мощности потребляемая составом на энергоснабжение. Оставшаяся мощность используется для тяги. С третьей позиции контроллера напряжение с катушки электромагнита МР5 снимается, индуктивный датчик догружает дизель – генератор до величины свободной мощности. С седьмой позиции частота вращения дизеля изменяется согласно установленной позиции, задание величины мощности происходит аналогично заданию на 3 – 6 позициях.

На всех позициях (1 – 15) величины ограничения тока и напряжения генератора пропорциональны установленной позиции. После появления тока энергоснабжения на экран дисплейного модуля выдается сообщение.

Защитные устройства

Система постоянно контролирует все параметры дизеля, электрической передачи, энергоснабжения (токи, напряжения, температуры, давления, частоту вращения) и состояние вспомогательных контактов штатных защитных устройств, обеспечивая при этом защиту дизеля, электрооборудования, вспомогательного оборудования.

Все защиты можно разделить на следующие группы, срабатывание которых приводит к:

1)изменению режима работы тепловоза;

2)сбросу нагрузки (в режимах тяги и электрического тормоза);

3)останову дизеля;

4)отключению энергоснабжения.

4.11.11.17.1.К защитам первой группы относятся:

а)Защита от боксования и юза.

Наличие боксования колесных пар определяется по изменению разницы токов (ÙI). Ввиду того, что при отсутствии боксования изменение ÙI обуславливается изменением напряжения на тяговых электродвигателях и скорости их вращения Система реализует модель поведения этой разницы при данных условиях. Результатом является величина ÙIдоп., которая сравнивается с реальной величиной ÙI. В случае превышения ÙI допустимого значения ÙIдоп. делается вывод о наличии боксования и определяется его ступень. Степень боксования определяется путем выделения разницы между ÙI и ÙIдоп. и сравнения этой разницы с пороговыми значениями: 30 % на полном поле и 40 % на ослабленном поле.

Выделяются три ступени боксования:

первая ступень-системе регулирования запрещается увеличивать напряжение на выходе выпрямительной установки;

вторая ступень-подается команда системе регулирования о снижении напряжения с темпом 12 В/с;

третья ступень-с темпом 25 В/с.

Аналогично производится контроль юза.

б)Измерение сопротивления изоляции силовых цепей.

Для определения численного значения сопротивления изоляции производится измерение напряжений между “плюсом” и корпусом тепловоза U^Å “минусом” и корпусом U^Q до и после коммутации добавочного резистора Rдоб. на корпус тепловоза с помощью датчиков напряжений ИН5 и ИН6 (см. лист 13) согласно рис. 1. Коммутация производится контактами реле РСИ.

                                                               Рисунок а

 

Измерение численного значения сопротивления изоляции силовых цепей производится путем контроля напряжений U^Å  и U^Q до и после коммутации добавочного сопротивления Rдоб на корпус тепловоза.

Для пояснения принципа измерения введем обозначения:

-напряжение между плюсовой цепью и корпусом до коммутации – U^Å ₁;

-напряжение между плюсовой цепью и корпусом после коммутации – U^Å₂  ;

- напряжение между минусовой цепью и корпусом до коммутации – U^Q₁;

- напряжение между минусовой цепью и корпусом после коммутации – U^Q₂.

Т огда, решив систему уравнений, получим:

 

R^Å=

 

R

 

где R^Å -сопротивление изоляции силовой цепи по плюсу;

где R^Q -сопротивление изоляции силовой цепи по минусу;

где R_П –внутреннее сопротивление датчика напряжения;

где R_доб –добавочное сопротивление (1300 кОм);

Численное значение сопротивлений изоляции силовых цепей вычисляется системой     МСУ-Т автоматически при сборке тяговой схемы и затем обновляется с периодом 4 минуты и выводится на дисплей машиниста в кадре “Системы возбуждения”. В случае снижения сопротивления изоляции одной из силовых цепей ниже уровня 1 Мом, системой диагностики на дисплей машиниста будет выдано предупреждающее сообщение “Сопротивление изоляции (+) силовой цепи < 1 МОм” или “Сопротивление изоляции (-) силовой цепи < 1 МОм ”. Повторная выдача системой диагностики подобных сообщений разрешена только после устранения неисправности – повышения сопротивления изоляции до нормального уровня (более 1 Мом).

в)Измерение сопротивления изоляции цепей управления

Измерения численного значения сопротивления изоляции цепей управления производится системой МСУ-Т автоматически, путем поочередного контроля напряжений между корпусом тепловоза, плюсовой и минусовой цепью см. рис. в. Напряжение контролируется датчиком ИН4, переключение которого производится при помощи контактов реле РСИ (см. лист 13). Измерение производится через 20 секунд после запуска дизеля и затем повторяется с периодом 4 минуты. Вычисленные значения величин сопротивления плюсовой и минусовой цепей управления отображаются на дисплее машиниста в кадре “Бортовая сеть”. В случае снижения сопротивления изоляции одной из цепей ниже 500 КОм на дисплей будет выдано сообщение “Сопротивление изоляции (+) цепи управления <500 КОм” или “Сопротивление изоляции (-) цепи управления <500 КОм ”. Сообщения должны быть квитированы и повторная их выдача системе

диагностики разрешена только после устранения неисправности – повышения сопротивления изоляции до нормального уровня (более 500 КОм).

Измерение сопротивления изоляции цепей управления в автоматическом режиме производится только при работающем дизеле и выключенном тумблере Тб15, расположенном на наружной стене высоковольтной камеры.

Рисунок в

 

г)Для обнаружения повреждения изоляции в цепях управления и собственных нужд, тепловоз оборудован специальным прибором V1 с кнопками Кн4 и Кн5, при помощи которого можно определить состояние сопротивления изоляции в низковольтных цепях. Кнопки позволяют подключить прибор между “плюсом” и корпусом, между “минусом” и корпусом, а также между “плюсом” и “минусом”. Подключение прибора к “плюсу” осуществляется через контакты тумблера Тб15 (см. лист 15).

На тепловозе величина напряжения Uс может принимать значения:

Uс=110 В при работающем вспомогательном генераторе;

Uс=96 В при отключенном СтБ и нормальном напряжении аккумуляторной батареи.

Для этих значений Uс рассчитаны зависимости Rиз от суммы показаний вольтметра V1 в виде двух пересчетных шкал на табличке, расположенной рядом с прибором.

Методика измерения сопротивления изоляции цепи Rиз следующая:

-замеряют напряжения при опущенных кнопках, нажатой Кн14, затем Кн15/”Uc, U” “+”, U”-”/;

-определяют сумму показаний вольтметра U=U”+” + U”-”;

-по пересчетной шкале для напряжения Uс против величины U находят величину сопротивления изоляции Rиз.

Для определения места с пониженным сопротивлением изоляции на тепловозе установлены разъединители РЦ1 и РЦ2 и щеточный переключатель ППЗ (см. лист 15). С помощью контактов разъединителей РЦ1 и РЦ2, включенных в минусовые цепи питания электрических аппаратов схема разбивается на 10 групп. Для определения группы, в цепи которой понижено сопротивление изоляции, через контакты переключателя ППЗ при нажатой кнопке Кн5 подается в них поочередно “минус” питания. При подаче питания в группу, в которой имеется цепь с пониженным сопротивлением изоляции вольтметр V1 покажет соответствующее напряжение.

д)Защита от перегрева электронагревателей ЭН1 или ЭН2 предназначена для снятия питания с электронагревателей и подачи сигнала в МСУ-Т в случае нарушения вентиляции электронагревателей и повышения температуры в месте их установки.

Защита состоит из датчиков-реле температуры РТК типа ТАМ103-105 °, промежуточных реле РУ8 (для передней кабины) и РУ10(для задней кабины). Датчик-реле температуры установлен в коробе рядом с электронагревателем. При отсутствии вентиляции, например, в передней кабине, температура воздуха вокруг электронагревателя увеличивается. При достижении температуры в месте установки датчика РТК-105 °С замыкается контакт РТК, питание от контактов тумблера Тб7 “Электрокалорифер” через контакт РТК подается на  катушку реле РУ8. Реле включается, замыкается контакт РУ8 в цепи катушки, т.е. реле становится на самоблокировку, размыкается контакт РУ8 в цепи катушки контактора КЭН1, контактор отключается, снимая питание с электронагревателей. Питание с катушки реле РУ8 снимается отключением тумблера Тб8. Замыкается контакт РУ8 на входе БУ-МСУ (см. лист 7), на ДМ(1) появляется соответствующий сигнал о перегреве электронагревателей. В задней кабине питание при замыкании контакта РТК подается на катушку реле РУ10.

4.11.11.17.2. Отключение контакторов КП1-КП6, КВГ1 (“Сброс нагрузки”) происходит при установке контроллера машиниста на нулевую позицию или при срабатывании одной из защит.

При поступлении команды на снятие нагрузки вначале снимается напряжение с катушки контактора КВГ1, а затем через 0,8 – 1 сек. с катушек КП1-КП6. Задержка времени выполнена для исключения возникновения дуги в поездных контакторах, которая может приводить к  

подгару и износу силовых контактов.

При срабатывании защиты на дисплейном модуле появляется соответствующая информация.

После срабатывания защиты необходимо рукоятку контроллера установить на нулевую позицию, выяснить и устранить неисправность, после чего рукоятку установить на первую позицию. МСУ-Т исключает повторную сборку электрической схемы, если рукоятка контроллера находится на 2 – 15 позициях.

К защитам, приводящим к снятию нагрузки относятся:

а)Защита тягового генератора А-Г1 и выпрямительной установки от токов внешнего короткого замыкания. Защита срабатывает при токе выпрямительной установки 7500 А.

б)Защита по максимальному тормозному току с разборкой схемы ЭТ и замещением его пневматическим торможением. Защита срабатывает при токе тягового электродвигателя в режиме торможения 860 А.

в)Защита тягового генератора и выпрямительной установки от внутренних коротких замыканий -пробоя плеча.

Защита осуществляется с помощью реле максимального тока РМ2 типа РМ2112. Реле РМ2 включено между нулевыми точками “звезд” статорной обмотки. При срабатывании РМ2 размыкаются его размыкающие контакты между проводами 333 и 358 на входе БУ-МСУ  (см. лист 7). При этом отключаются контакторы КВГ1, КП1 –КП6, снимается возбуждение тягового генератора.

г)Защита от замыкания на корпус в любой точке силовой цепи тепловоза от повышенной утечки тока, вызванной нарушением изоляции силовых цепей (замыкание на “землю”), наличием влаги или загрязнением в отдельных изоляционных промежутках осуществляется системой МСУ-Т после определения сопротивления изоляции между плюсовой цепью и корпусом и минусовой цепью и корпусом тепловоза (см. п.4.11.10.17.1.). Сратывание защиты производится при напряжении на выходе ВУ более 50 В по уровню сопротивления изоляции менее 20 кОм, при этом происходит разборка тяговой схемы и на дисплей машиниста выдается сообщение “Земля в плюсе силовой цепи”, либо “Земля в минусе силовой цепи”, в зависимости от места, где обнаружен пробой. После квитирования этого сообщения и сброса позиции контроллера в ноль признак срабатывания защиты будет сброшен автоматически и тепловоз готов к очередной сборке тяговой схемы.

При пробое на корпус одной из цепей машинист (под свою ответственность) имеет возможность продолжить движение тепловоза, отключив контроль системой МСУ-Т этой цепи. Для этого необходимо после выдачи тревожного сообщения, не квитируя его, нажать кнопку “Поиск”. Система автоматически найдет признак соответствующей защиты в кадре “Дискретные входы” и поставит курсор в соответствующей строке: “Земля в плюсе” или “Земля в минусе”. Затем нажать клавишу “ВВОД” и в появившемся поле ввода директивы ввести свой табельный номер при помощи стрелок на экране. По окончании нажать “ВВОД”. В результате системой будет отключен контроль замыканий соответствующей силовой цепи.

д)Защита по минимальному тормозному току. При уменьшении тормозного тока в случае снижения скорости или при неисправности в системе регулирования схема ЭТ разбирается. Если разборка схемы произошла на промежуточных позициях, то повторная сборка схемы возможна только при установки контроллера в исходное положение.

е)Защита от нарушения работы электродвигателей мотор – вентиляторов тормозных резисторов.

Защита осуществляется путем измерения и сравнения токов электродвигателей мотор-вентиляторов ЭВТ1 и ЭВТ2. В цепи питания электродвигателей включены шунты Ш14 и Ш15 соответственно, сигналы с шунтов поступают на входы измерителей тока ИТ14 и ИТ15, а с них на БУ-МСУ.

При нормальной работе электродвигателей эти сигналы одинаковы. При нарушении работы одного из вентиляторов (например, заклинивание вентилятора, перегруз и др.) сигнал на входе БУ-МСУ изменяется, БУ-МСУ разбирает схему ЭТ.

ж)Защита от превышения конструкционной скорости тепловоза или срыва шестерни.

Если при реализации алгоритма “Защита от боксования” вычисленная МСУ-Т величина частоты вращения тягового электродвигателя (одного или нескольких) будет соответствовать режиму превышения конструкционной скорости, то срабатывает защита, нагрузка снимается.

з)Для защиты обслуживающего персонала от поражения высоким напряжением при работе тепловоза под нагрузкой на высоковольтной камере установлены конечные выключатели БД1-БД5, которые размыкают свои контакты при открывании дверей. Контакты конечных выключателей включены на входе БУМСУ. При открывании дверей высоковольтной камеры отключаются контакторы КВГ1, КП1-КП6, нагрузка снимается.

и)МСУ-Т предусмотрена защита от произвольного трогания тепловоза на позициях контроллера выше первой – “блокировка первой позиции”. Если случайно включить выключатель “Управление тепловозом”, когда рукоятка контроллера находится на 2-15 позициях, или если включилась какая-либо защита и произошел “сброс нагрузки”, то контакторы КП1-КП6 и КВГ1 не включатся до тех пор, пока рукоятка контроллера не будет установлена на первую позицию.

к)МСУ-Т осуществляет защиту дизеля от падения масла ниже 0,3 МПа(3 кгс/см²) на     12-15 позициях контроллера. При размыкании контакта РДМ2 между проводами 465 и 416 на входе БУ-МСУ контакторы КВГ1, КП1-КП6 отключаются, нагрузка снимается.

л)МСУ-Т осуществляет защиту дизеля от перегрева воды (выше 110 °С) и масла     (выше 86 °С). При превышении этих величин происходит сброс нагрузки, разборка тяговой или тормозной схемы.

м)При движении тепловоза с поездом, в особо опасных случаях, когда дальнейшему движению грозит опасность и возможно крушение, необходимо экстренно снять нагрузку с генератора включить на полную эффективность электрический тормоз локомотива и пневматический тормоз состава, включить подачу песка, для предупреждения об опасности включить тифон, для уменьшения вероятности пожара на низкой скорости остановить дизель. Тепловоз оборудован устройством аварийного останова, позволяющим перечисленные действия машиниста заменить одним действием – выдергиванием ключа выключателя ВкА “Аварийный останов тепловоза”. Кроме того, этот ключ после выполнения аварийного останова должен остаться у машиниста, как доказательство того, что машинистом приняты меры по аварийной остановке поезда.

В случае аварийной ситуации машинист должен установить рукоятку крана машиниста в положение экстренного торможения (6 положение) и выдернуть рукоятку выключателя ВкА “Аварийный останов тепловоза”. При этом обеспечивается режим экстренного торможения пневматической системы состава. При выдергивании рукоятки ключа ВкА через его контакты:

-получает питание катушка реле РУ1 по цепи (см. лист 9):

клеммы 4/1-4, 15/1-3, провод 1101, контакт ВкА, провода 1102, 820, 822, катушка реле РУ1. Реле включается:

-подается сигнал на БУ-МСУ (размыкается контакт ВкА между проводами 1038 и 1039) (см. лист 6).

Размыкающими контактами реле РУ1 разрывается цепь питания катушки реле РУ9, которое отключается.

От БУ-МСУ отключаются контакторы КВГ1, КП1-КП6, нагрузка снимается. При включенном на пульте управления выключателе Вк4 происходит сборка схемы электрического тормоза тепловоза с исключением защит. Происходит торможение с максимальным тормозным усилием. Одновременно от БУ-МСУ подается питание на катушку вентиля ВТ2, обеспечивающего подачу воздуха в тормозные цилиндры локомотива.

Контактами реле РУ1 подается питание на катушку вентиля ВЗС1 “Тифон”, через замкнутые размыкающие контакты реле РУ9 на катушки вентилей песочниц ВП1 и ВП3         (см. лист 9).

В схеме электропневматического тормоза (см. ТЭП70.70.18.000Э3) через замкнутый контакт реле РУ9 включается электропневматический тормоз в режиме экстренного торможения.

Происходит электрическое торможение тепловоза с максимальным тормозным усилием совместно с пневматическим торможением тепловоза и всего состава. При снижении скорости тепловоза до 10 км/ч от системы КЛУБ-У включается реле РУ5, которое замыкает свои контакты между проводами 367 и 372 на входе БУ-МСУ (см. лист 7), при этом по сигналам от БУ-МСУ дизель останавливается, схема электрического тормоза разбирается. В тормозные цилиндры тепловоза воздух подается через отключенный вентиль ВТ1 давлением, определяемым разрядкой тормозной магистрали. Полная остановка производится пневматическим торможением.

н)При пожаре, в случае приведения в действие установки газового пожаротушения освобождается шток выключателя блокировки газового пожаротушения БГП, который расположен в районе огнетушителя ОС-8М. При замыкании контактов БГП на входе БУ-МСУ между проводами 464 и 465 (см. лист 7) по сигналам от БУ-МСУ снимается нагрузка с тягового генератора, дизель останавливается.

о)Защита тягового генератора и выпрямительной установки от внутренних коротких замыканий (пробой плеча выпрямительной установки) осуществляется элементами выпрямительной установки ВУ1. Последовательно с каждым вентилем установлены предохранители, и имеющие вспомогательные контакты. При перегорании одного 

предохранителя замыкается его контакт (см. лист 7), на входе БУ-МСУ между 341 и 343 или 344 и 345. На ДМ(1) появляется сигнал “Предохранитель ВУ перегорел”. При перегорании в плече ВУ1 двух последовательных предохранителей в ВУ1 включается реле защиты. При замыкании контакта ВУ1 между проводами 341 и 346, 344 и 348 на входе БУ-МСУ отключаются контакторы КВГ1, КП1-КП6, нагрузка снимается.

п)При пожаре, в случае перегорания одного из предохранителей И1-И20, происходит  обрыв цепи на входах БУ-МСУ (см. лист 7). В этом случае по сигналам от БУ-МСУ происходит снятие нагрузки генератора, останов дизеля.

4.11.11.17.3.Останов дизеля происходит при снятии питания с катушки блок – магнита МР6. МСУ-Т осуществляет защиту дизеля путем его остановки (снятием питания с МР6) при срабатывании следующих защит:

а)При падении давления масла на входе в лоток дизеля ниже 0,05 МПа (0,5 кгс/см²).

б)При нормальной работе в картере дизеля должно быть разрежение 10-100 мм. вод. ст. Если давление в картере превышает указанную величину, то контакты жидкостного манометра КЖМ замыкаются на входе БУ-МСУ (см. лист 7).

в)Останов дизеля происходит при выключении на пульте управления тумблера Тб3 “Аварийный останов дизеля”.

г)Одновременно со снятием нагрузки останов дизеля происходит:

-при замыкании контактов БГП;

-при размыкании контактов выключателя ВкА на входе БУ-МСУ.

Вспомогательные устройства