DF11機車微機接地保護(hù)功能模擬實驗

檀時東

[摘 要]DF11機車主回路接地保護(hù)是由兩套獨立的保護(hù)裝置控制的，一旦發(fā)生主回路接地，可通過接地繼電器（簡稱DJ）或者微機EXP接地保護(hù)功能，產(chǎn)生卸載保護(hù)。但是與微機EXP接地保護(hù)功能相比，接地繼電器DJ保護(hù)有其接地保護(hù)“盲區(qū)”，并未順利實現(xiàn)其接地保護(hù)功能，而微機EXP接地保護(hù)功能可以消除這一盲區(qū)，實現(xiàn)DF1機車主回路接地保護(hù)。為確保機車微機EXP接地保護(hù)功能正常，可通過動態(tài)試驗或是靜態(tài)模擬試驗完成。靜態(tài)試驗則通過制作的直流穩(wěn)壓電源，結(jié)合電壓傳感器SCM④板對微機EXP接地保護(hù)功能進(jìn)行實驗。

[關(guān)鍵詞]DF11機車 微機EXP 接地保護(hù) 試驗

中圖分類號：U269 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0313-02

1.問題的提出

機車在運行中，主電路如有不同電位的兩點發(fā)生接地，就會產(chǎn)生很大的短路電流而造成重大事故，所以當(dāng)主回路一點接地時就應(yīng)采取保護(hù)措施。DF11機車主回路接地保護(hù)是由兩套獨立的保護(hù)電路裝置控制的，一旦發(fā)生主回路接地，可通過接地繼電器（簡稱DJ）或者微機EXP接地保護(hù)功能，產(chǎn)生卸載保護(hù)。如果機車主回路接地，DJ能夠迅速切斷加載控制回路勵磁接觸器、微機EXP能夠迅速切斷勵磁機勵磁電流使機車卸載，從而保護(hù)機車的主電路，預(yù)防機車事故的發(fā)生。但是與微機主回路接地保護(hù)功能相比，接地繼電器DJ保護(hù)有其接地保護(hù)“盲區(qū)”，根據(jù)對DF11機車接地保護(hù)電路原理的分析，要實現(xiàn)保護(hù)的關(guān)鍵是當(dāng)接地發(fā)生后，DJ動作，后面的各項保護(hù)措施才能順利實現(xiàn)。分析DJ本身，其動作值為500mA，其線圈內(nèi)阻R為66Ω，即只有當(dāng)接地發(fā)生且加到DJ線圈兩端的電壓達(dá)到U=I×R=0.5×66=33V時，DJ才會動作。而如果接地點的電位其絕對值小于33V時，雖然有接地發(fā)生，但因電位不足，最終加到DJ線圈兩端電壓小于33V，流過的電流小于其動作值500mA，DJ就不會動作，接地保護(hù)無法順利實現(xiàn)，形成保護(hù)的“盲區(qū)”。而微機EXP接地保護(hù)功能可以消除這一盲區(qū)，實現(xiàn)對DF1機車主回路接地的保護(hù)，同時對機車活接地、瞬間接地故障的判斷也具有積極的分析作用和參考價值。

2.微機接地保護(hù)功能分析

接地開關(guān)DK置“微機”位，當(dāng)機車主回路發(fā)生接地時，微機將采樣到接地漏電流。當(dāng)漏電流大于950mA時，微機切斷勵磁機勵磁電流，微機限制同步主發(fā)電機功率為零，同時，微機顯示屏顯示“主回路接地”。如果漏電流在500mA至950mA之間超過30min或30min內(nèi)3次檢測到漏電流均大于500mA時，微機切斷勵磁機勵磁電流，微機限制同步主發(fā)電機功率為零，微機顯示屏顯示“主回路接地”、“主回路漏電流”、或“主回路活接地”。見圖1所示。

正是因為微機位接地保護(hù)功能，能夠在機車主電路發(fā)生接地時，保護(hù)、顯示并記錄各項參數(shù)，給機車接地故障事后分析，尤其是對活接地、瞬間接地故障的判斷帶來便利。 結(jié)合DF11機車（X）QSJ10-81D-00-000電氣原理圖，見圖2所示。

同步主發(fā)電機在承受對稱性負(fù)載時，Y形連接的電樞繞組中性點N點電位為零，為一理想?yún)⒖键c，因此可用來作為主電路接地保護(hù)的比較點。當(dāng)接地開關(guān)DK置“微機”位，當(dāng)機車主回路發(fā)生接地時，無論主電路接地點電位或高或低，接地點均和電樞繞組中心點有電位差，即接地點與1771#線之間有電壓降，通過串接電阻R19和R20采樣輸入至SCM④板T2側(cè)1、4輸入端，SCM④板將輸入的電壓隔離并轉(zhuǎn)換成0-10V模擬電壓，通過T1側(cè)1、2輸出端輸入微機EXP的122板進(jìn)行處理和運算（當(dāng)主回路接地漏電流為0-1A時，SCM④板輸出信號為0-10V，兩側(cè)成線性關(guān)系），當(dāng)接地漏電流大于950mA時，微機立即切斷勵磁電流，使同步主發(fā)電機輸出功率為零，報警并在微機屏顯示“主回路接地”故障信息。

3.微機接地保護(hù)功能實驗

3.1 微機接地保護(hù)功能動態(tài)實驗

為配合DF11機車微機EXP接地保護(hù)功能動態(tài)試驗，首先，將機車的主電路的直流側(cè)負(fù)端做一接地線人為接地；其次，啟機狀態(tài)下，機車工況置于自負(fù)荷位，將接地開關(guān)置“微機”位，司控器的主手柄提1位，機車加載，當(dāng)漏電流大于950mA時，微機屏顯示“主回路接地”，并記錄報警信息，同時故障顯示屏“微機報警”燈點亮，保護(hù)實驗完畢。動態(tài)微機的EXP接地保護(hù)功能試驗完畢。

3.2 微機接地保護(hù)功能模擬實驗

通過對微機接地保護(hù)原理的認(rèn)識，我們可以對所有DF11機車進(jìn)行模擬的微機EXP接地保護(hù)功能試驗。選擇從SCM④板輸入端輸入：

準(zhǔn)備一個帶數(shù)顯的直流可調(diào)電源；試驗前，脫開X13：13上的1771線，將穩(wěn)壓直流電源的正端接在SCM④板輸入端T2側(cè)的1腳上，穩(wěn)壓直流電源的負(fù)端接在SCM④板輸入端T2側(cè)的4腳上，慢慢調(diào)節(jié)穩(wěn)壓直流電源電壓至9.6V，此時SCM④板T1側(cè)的1、2輸出端按照1：1的線性比例輸出9.6V信號電壓至微機EXP，見圖3所示。

此時微機EXP采樣到來自SCM④輸出端的模擬電壓信號9.6V送入EXP14槽的傳感器輸入FE122A1板，經(jīng)微機處理運算后，將在微機屏上顯示對應(yīng)的接地漏電流，當(dāng)接地漏電流達(dá)到967mA時，微機報警，同時操縱臺上的故障顯示屏中的“微機報警”燈點亮，見圖4所示。

而微機屏則顯示接地漏電流及“主回路接地”報警故障信息，見圖5所示。

微機存儲器FE197A1板將記錄“主回路接地”故障信息，可通過故障履歷界面進(jìn)行查詢，見圖6所示。

4.結(jié)束語

以上就是結(jié)合DF11機車接地保護(hù)及微機EXP接地保護(hù)原理，對DF11機車微機EXP接地保護(hù)功能所做的靜態(tài)模擬試驗。既安全又簡單，保證了微機EXP接地保護(hù)功能動作可靠。有效的彌補了接地繼電器DJ接地保護(hù)的“盲區(qū)”，同時在機車主回路發(fā)生接地時，與接地繼電器DJ接地保護(hù)形成有力互補，給機車接地事后分析提供了重要參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 戚墅堰機車車輛廠.東風(fēng)11型內(nèi)燃機車電傳動系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，1996-01