DF11机车微机接地保护功能模拟实验

[摘 要]DF11机车主回路接地保护是由两套独立的保护装置控制的，一旦发生主回路接地，可通过接地继电器（简称DJ）或者微机EXP接地保护功能，产生卸载保护。但是与微机EXP接地保护功能相比，接地继电器DJ保护有其接地保护“盲区”，并未顺利实现其接地保护功能，而微机EXP接地保护功能可以消除这一盲区，实现DF1机车主回路接地保护。为确保机车微机EXP接地保护功能正常，可通过动态试验或是静态模拟试验完成。静态试验则通过制作的直流稳压电源，结合电压传感器SCM④板对微机EXP接地保护功能进行实验。

[关键词]DF11机车 微机EXP 接地保护 试验

中图分类号：U269 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0313-02

1.问题的提出

机车在运行中，主电路如有不同电位的两点发生接地，就会产生很大的短路电流而造成重大事故，所以当主回路一点接地时就应采取保护措施。DF11机车主回路接地保护是由两套独立的保护电路装置控制的，一旦发生主回路接地，可通过接地继电器（简称DJ）或者微机EXP接地保护功能，产生卸载保护。如果机车主回路接地，DJ能够迅速切断加载控制回路励磁接触器、微机EXP能够迅速切断励磁机励磁电流使机车卸载，从而保护机车的主电路，预防机车事故的发生。但是与微机主回路接地保护功能相比，接地继电器DJ保护有其接地保护“盲区”，根据对DF11机车接地保护电路原理的分析，要实现保护的关键是当接地发生后，DJ动作，后面的各项保护措施才能顺利实现。分析DJ本身，其动作值为500mA，其线圈内阻R为66Ω，即只有当接地发生且加到DJ线圈两端的电压达到U=I×R=0.5×66=33V时，DJ才会动作。而如果接地点的电位其绝对值小于33V时，虽然有接地发生，但因电位不足，最终加到DJ线圈两端电压小于33V，流过的电流小于其动作值500mA，DJ就不会动作，接地保护无法顺利实现，形成保护的“盲区”。而微机EXP接地保护功能可以消除这一盲区，实现对DF1机车主回路接地的保护，同时对机车活接地、瞬间接地故障的判断也具有积极的分析作用和参考价值。

2.微机接地保护功能分析

接地开关DK置“微机”位，当机车主回路发生接地时，微机将采样到接地漏电流。当漏电流大于950mA时，微机切断励磁机励磁电流，微机限制同步主发电机功率为零，同时，微机显示屏显示“主回路接地”。如果漏电流在500mA至950mA之间超过30min或30min内3次检测到漏电流均大于500mA时，微机切断励磁机励磁电流，微机限制同步主发电机功率为零，微机显示屏显示“主回路接地”、“主回路漏电流”、或“主回路活接地”。见图1所示。

正是因为微机位接地保护功能，能够在机车主电路发生接地时，保护、显示并记录各项参数，给机车接地故障事后分析，尤其是对活接地、瞬间接地故障的判断带来便利。 结合DF11机车（X）QSJ10-81D-00-000电气原理图，见图2所示。

同步主发电机在承受对称性负载时，Y形连接的电枢绕组中性点N点电位为零，为一理想参考点，因此可用来作为主电路接地保护的比较点。当接地开关DK置“微机”位，当机车主回路发生接地时，无论主电路接地c电位或高或低，接地点均和电枢绕组中心点有电位差，即接地点与1771#线之间有电压降，通过串接电阻R19和R20采样输入至SCM④板T2侧1、4输入端，SCM④板将输入的电压隔离并转换成0-10V模拟电压，通过T1侧1、2输出端输入微机EXP的122板进行处理和运算（当主回路接地漏电流为0-1A时，SCM④板输出信号为0-10V，两侧成线性关系），当接地漏电流大于950mA时，微机立即切断励磁电流，使同步主发电机输出功率为零，报警并在微机屏显示“主回路接地”故障信息。

3.微机接地保护功能实验

3.1 微机接地保护功能动态实验

为配合DF11机车微机EXP接地保护功能动态试验，首先，将机车的主电路的直流侧负端做一接地线人为接地；其次，启机状态下，机车工况置于自负荷位，将接地开关置“微机”位，司控器的主手柄提1位，机车加载，当漏电流大于950mA时，微机屏显示“主回路接地”，并记录报警信息，同时故障显示屏“微机报警”灯点亮，保护实验完毕。动态微机的EXP接地保护功能试验完毕。

3.2 微机接地保护功能模拟实验

通过对微机接地保护原理的认识，我们可以对所有DF11机车进行模拟的微机EXP接地保护功能试验。选择从SCM④板输入端输入：

准备一个带数显的直流可调电源；试验前，脱开X13：13上的1771线，将稳压直流电源的正端接在SCM④板输入端T2侧的1脚上，稳压直流电源的负端接在SCM④板输入端T2侧的4脚上，慢慢调节稳压直流电源电压至9.6V，此时SCM④板T1侧的1、2输出端按照1：1的线性比例输出9.6V信号电压至微机EXP，见图3所示。

此时微机EXP采样到来自SCM④输出端的模拟电压信号9.6V送入EXP14槽的传感器输入FE122A1板，经微机处理运算后，将在微机屏上显示对应的接地漏电流，当接地漏电流达到967mA时，微机报警，同时操纵台上的故障显示屏中的“微机报警”灯点亮，见图4所示。

而微机屏则显示接地漏电流及“主回路接地”报警故障信息，见图5所示。

微机存储器FE197A1板将记录“主回路接地”故障信息，可通过故障履历界面进行查询，见图6所示。

4.结束语

以上就是结合DF11机车接地保护及微机EXP接地保护原理，对DF11机车微机EXP接地保护功能所做的静态模拟试验。既安全又简单，保证了微机EXP接地保护功能动作可靠。有效的弥补了接地继电器DJ接地保护的“盲区”，同时在机车主回路发生接地时，与接地继电器DJ接地保护形成有力互补，给机车接地事后分析提供了重要参考。

参考文献

[1] 戚墅堰机车车辆厂.东风11型内燃机车电传动系统[M].北京：中国铁道出版社，1996-01