第一节 主电路
主电路的主要功能是产生牵引力和电阻制动力。韶山4改进型电力机车的主电路由网侧高压电路、整流调压电路、牵引电路、加馈电阻制动电路、功补电路、保护电路等六大部分组成。
一、网侧高压电路
见附图一，其电流路径是：
接触网→受电弓1AP→车顶母线→
网侧电路中的低压电路主要用于检测机车网压和用电量，另外还给PFC功补装置用的电流、电压互感器提供电源。
二、整流调压电路
韶山4改进型电力机车每节车有两个整流器，分别向相应的转向架供电。牵引绕组a1—b1—x1和a2—x2给前转向架整流器70V供电，牵引绕组a3—b3—x3和a4—x4给后转向架80V供电，各自组成独立供电系统。
图1—1为前转向架三段不等分整流调压简化电路，其中各段绕组的电压为
三段不等分整流桥的工作顺序如下所述：
1.首先投入四臂桥，即晶闸管T5、T6先触发，投入a2→x2绕组，T5、T6、D3、D4顺序移相，整流电压由0逐渐升至Ua2x2即
Ud，D1和D2续流。其电流路径是：
图1—1 前转向架单元整流调压简化电路（牵引工况）
（1）正半周
a2→D3→71线→平波电抗器→牵引电机→72线→D2→D1→T6→x2→a2。
（2）负半周
x2→T5→71线→平波电抗器→牵引电机→72线→D2→D1→D4→a2→x2。
2.当T5、T6满开放后，六臂桥投入，除维持T5、T6满开放外，T1和T2触发，投入a1→b1绕组，整流电压在
之间调节。其电流路径是：
（1）正半周
a2→D3→71线→平波电抗器→牵引电机→72线→T2→b1→a1→D1→T6→x2→a2。
（2）负半周
x2→T5→71线→平波电抗器→牵引电机→72线→D2→a1→b1→T1→D4→a2→x2。
3.当T1、T2满开放后，除维持T1、T2、T5、T6满开放外，T3和T4触发，b1→x1绕组投入，电压在
之间调节。其电流路径是：
（1）正半周
a2→D3→71线→……→72线→T4→x1→a1→D1→T6→X2→a2。
（2）负半周
x2→T5→71线→……→72线→D2→a1→x1→T3→D4→a2→x2。
三、牵引电路
图1—2为牵引电路简化图。韶山4改进型电力机车牵引供电电路，采用转向架独立供电方式，每个转向架的两台电机并联，由其主整流器供电，供电电路完全相同且独立。每一牵引电机支路电流路径基本相同，现以第1电机支路为例加以说明。其电流路径是：
图1—2 牵引工况简化电路图
正极母线71→平波电抗器11L→线路接触器12KM→电流传感器111SC→电机电枢→两位置转换开关牵制鼓107QPR1→两位置转换开关换向鼓107QPV1→主极绕组→107QPV1→牵引电机隔离开关19QS→107QPR1→负极母线72。
由于转向架上的两台牵引电机背向布置，其相对旋转方向应相反，为保证全车运行方向一致，各牵引电机电枢与主极绕组的相对接线方式是：
1M：A11A12→D11D12 2M：A21A22→D22D21
3M：A31A32→D31D32 4M：A41A42→D42D41
四、加馈电阻制动电路
图1—3为加馈电阻制动简化电路图。韶山4改进型电力机车采用加馈电阻制动，其主要目的是弥补低速时电阻制动力较弱这一缺点。原理是机车速度低于33km/h时，投入主整流器的第一段四臂桥a2→x2绕组，提供加馈制动电流，补充低速时电阻制动力的不足。
图1—3 机车加馈电阻制动工况下简化电路图
电阻制动时，两位置转换开关转到制位，牵引电机电枢与主极绕组相脱离，而与制动电阻串联，同一转向架的两台电机电枢支路并联之后，与主整流器串联构成回路。每节车4台电机主极绕组串联连接，经励磁接触器、励磁整流器构成回路，由主变压器励磁绕组a5→x5集中供电。其电流路径是：
1.励磁电路
91母线→电流传感器199SC→90母线→107QPR1→19QS→107QPV1→D12→D11→107QPV1→14线→107QPR2→29QS→107QPV2→D21→D22→107QPV2→24线→108QPR4→49QS→108QPV4→D41→D42→108QPV4→44线→108QPR3→39QS→108QPV3→D32→D31→92KM励磁接触器常开联锁→82母线。
2.电枢回路
加馈电阻制动前，机车处于纯电阻制动状态，电枢回路经D1、D2、D3、D4续流形成各自独立回路；加馈制动时，T5、T6触发，产生加馈制动电流。
五、保护电路
1.短路保护
（1）网侧短路（原边过流）时，通过网侧电流互感器7TA使原边过流继电器101KC动作，引起主断路器跳闸，其整定值为320A。
（2）当次边过流时，经次边电流互感器176TA、177TA、186TA或187TA→电子柜过流保护环节→原边过流中间继电器565KA→主断路器跳闸。其整定值为3000×（1±5％）A
（3）在整流器的每个晶闸管上各串联一个快速熔断器，实现元件击穿短路保护。
2.过流保护
（1）牵引工况
牵引电机过流时通过直流电流传感器111SC、121SC、131SC或141SC检测→电子柜→主断路器跳闸。其整定值为1300×（1±5％）A。
（2）制动工况
牵引电机过流→111SC、121SC、131SC或141SC→电子柜→励磁过流中间继电器559KA→励磁接触器91KM跳开，切断励磁供电电路。其整定值为1000×（1±5％）A。
（3）励磁过流
199SC→电子柜→559KA→91KM。整定值为1150×（1±5％）A。
3.过电压保护
大气过电压和操纵过电压通过设在网侧的金属氧化物避雷器5F和主变压器各次边绕组上的RC吸收器分别进行。
牵引电机过电压，通过主整流器进行限压控制。整定值为1020×（1±5％）V。
4.接地保护
每台转向架设一套接地保护装置，除网侧电路外，主电路任意一点接地，均引起相应的接地继电器动作，使主断路器跳闸。
六、设备代号流水数字与线号的编制说明
设备的代号由两部分组成，即流水数字和文字符号。其中，文字符号全面执行国家标准《电气技术中的文字符号制订通则》GB7159—1987中的规定。主电路设备代号中的流水数字的编制原则是以十位数字来划分的，划分的原则如下：
1.十位数字为“0”，代表机车原边电路上的设备。
2.十位数字为“1”，代表机车第一位电机支路上的设备。
3.十位数字为“2”，代表机车第二位电机支路上的设备。
4.十位数字为“3”或“4”，分别代表机车第三、四位电机支路上的设备。
5.十位数字为“7”或“8”，分别代表机车第一、二转向架上的次边绕组和整流器上的设备。
6.十位数字为“9”，分别代表机车励磁绕组、励磁整流器和主接地上的设备。
7.PFC电路上的设备无以上规则。
8.主电路导线的线号编制，基本上采用上述规则，除与电子柜接口导线线号全部采用四位数数字（千位数字为“1”）外，其余导线线号为1～199。