SS4G型電力機(jī)車輔助電路(原理圖見附圖二)采用傳統(tǒng)的單-三相供電系統(tǒng)，輔機(jī)均采用三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。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(jīng)庫用轉(zhuǎn)換刀開關(guān)235QS至導(dǎo)線201、202給各輔機(jī)及窗加熱、取暖設(shè)備供電。機(jī)車在庫內(nèi)可通過輔助電路庫用插座294XS引入380V單相或三相電源，將235QS投向庫用位，輔助電路設(shè)備即可由庫內(nèi)電源供電。
一、分相設(shè)備
1、劈相機(jī)
劈相機(jī)是單相電動(dòng)機(jī)與三相發(fā)電機(jī)的組合，提供輔助電路的三相電源。見下圖：
圖5-1 劈相機(jī)起動(dòng)示意圖
劈相機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止通過接觸器201KM控制。劈相機(jī)起動(dòng)時(shí)在第二電動(dòng)相繞組與發(fā)電相繞組間接入起動(dòng)電阻263R進(jìn)行分相起動(dòng)，起動(dòng)電阻的接通與開斷由接觸器213KM來執(zhí)行。劈相機(jī)起動(dòng)繼電器283AK監(jiān)測起動(dòng)過程并控制起動(dòng)電阻回路的開斷，其工作電源(DC110V)從導(dǎo)線531經(jīng)533KT常開聯(lián)鎖由導(dǎo)線281引入。當(dāng)按下劈相機(jī)按鍵開關(guān)后，接觸器213KM閉合，起動(dòng)電阻投入，201KM閉合，劈相機(jī)開始起動(dòng)，這時(shí)劈相機(jī)起動(dòng)繼電器監(jiān)測劈相機(jī)發(fā)電相電壓(由導(dǎo)線279、280引入，間接反映劈相機(jī)的轉(zhuǎn)速)，當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到約0.9nh，也即283AK測得其發(fā)電相電壓接近于比較電壓(額定網(wǎng)壓下，該電壓值為220V，由導(dǎo)線202、206引入)時(shí)，283AK動(dòng)作，其常開聯(lián)鎖閉合，導(dǎo)線561、568連通，則劈相機(jī)起動(dòng)中間繼電器566KA得電，使213KM及劈相機(jī)起動(dòng)延時(shí)時(shí)間繼電器533KT失電，213KM主觸頭打開，開斷了起動(dòng)電阻回路，劈相機(jī)起動(dòng)完成。同時(shí)，533KT常開聯(lián)鎖開斷了導(dǎo)線531與281通路，使283AK失去工作電源處于閉置狀態(tài)。
劈相機(jī)起動(dòng)電阻有三個(gè)抽頭，即備有兩組，當(dāng)一組燒損可換另一組使用，此時(shí)只需把導(dǎo)線232換接至另一抽頭即可。
2、通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)
第一臺(tái)牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)3MA的電容分相起動(dòng)電路是為劈相機(jī)發(fā)生故障而特設(shè)的電路。在機(jī)車運(yùn)行中，劈相機(jī)一旦發(fā)生故障，為保證其它輔機(jī)繼續(xù)工作，即可切除劈相機(jī)，而以起動(dòng)電容253C對風(fēng)機(jī)電機(jī)3MA直接進(jìn)行分相起動(dòng)。這時(shí)，要把劈相機(jī)故障轉(zhuǎn)換開關(guān)242QS打向2QS位，即把283AK監(jiān)測劈相機(jī)發(fā)電相電壓的引入線轉(zhuǎn)接到3MA的第三相上，同時(shí)必須把閘刀開關(guān)296QS倒向起動(dòng)電容位。起動(dòng)過程由起動(dòng)繼電器283AK控制，起動(dòng)完成后283AK常開聯(lián)鎖閉合，使213KM線圈失電，其主觸頭打開，切除起動(dòng)電容。
在運(yùn)用3MA替代劈相機(jī)作電容分相起動(dòng)時(shí)，司機(jī)操縱與使用劈相機(jī)時(shí)相同，由于兩節(jié)車的輔助電路未重聯(lián)，因此可以一節(jié)車做劈相機(jī)電阻分相起動(dòng)，另一節(jié)車(劈相機(jī)故障)做3MA電容分相起動(dòng)。必須強(qiáng)調(diào)的是采用電容分相起動(dòng)通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)時(shí)，網(wǎng)壓不得低于22kV，且必須是在劈相機(jī)故障狀態(tài)下進(jìn)行。
二、負(fù)載電路
1、三相負(fù)載電路
當(dāng)劈相機(jī)起動(dòng)完畢后，輔助回路導(dǎo)線201、202、203即可提供三相不對稱電源，這時(shí)，各輔機(jī)可依次投入工作。
SS4G型電力機(jī)車三相負(fù)載有：壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)2MA一臺(tái)，牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)3、4MA二臺(tái)，制動(dòng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)5、6MA二臺(tái)，變壓器風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)7MA一臺(tái)，變壓器油泵8MA一臺(tái)。各輔助電動(dòng)機(jī)均通過其相應(yīng)的交流接觸器進(jìn)行分合控制。
為了改善劈相機(jī)供電系統(tǒng)的三相電源對稱性，在3～5MA電動(dòng)機(jī)的D2、D3之間接入移相電容247～252C，隨電動(dòng)機(jī)作負(fù)載投入而投入。
235QS為庫用轉(zhuǎn)換刀開關(guān)，機(jī)車在電網(wǎng)下，235QS倒向“運(yùn)行”位，則主變壓器輔助繞組a6-x6通過導(dǎo)線204、205經(jīng)235QS與導(dǎo)線201、202連接，從而給輔助電路提供380V單相電源。若機(jī)車處在庫內(nèi)時(shí)，235QS須倒向“庫用”位，此時(shí)可使用的庫內(nèi)電源有兩種：
庫內(nèi)三相電源
使用庫內(nèi)三相電源時(shí)，一般不起劈相機(jī)。把庫內(nèi)三相電源接到庫用插座294XS的207、208、209三點(diǎn)上，通過235QS及導(dǎo)線203與209之間的連接母線直接為輔助電路提供三相電源。
庫內(nèi)單相電源
單相電源送至庫用插座294XS的207、208兩點(diǎn)上，經(jīng)235QS給輔助電路提供單相電源，此時(shí)須使用劈相機(jī)實(shí)現(xiàn)單-三相電源的轉(zhuǎn)換。
若只使用庫內(nèi)單相電源，也可拆開導(dǎo)線203與209之間的連接母線，這樣做有兩個(gè)目的：一是從安全角度考慮，使庫用插座上的第三點(diǎn)(209點(diǎn))不帶電;二是若電源線誤接至接點(diǎn)208、209上時(shí)，避免劈相機(jī)不能正常起動(dòng)而受損。
2、單相負(fù)載電路
380V單相負(fù)載電路
包括窗加熱玻璃、壁爐及腳爐電路，采用380V單相交流電源。由自動(dòng)開關(guān)作電路的過載保護(hù)用。
220V單相負(fù)載電路
220V單相負(fù)載電路主要有司機(jī)室熱飯電爐。該220V電源取自導(dǎo)線202、206，由自動(dòng)開關(guān)作支路的過載保護(hù)。
三、保護(hù)電路
SS4G型電力機(jī)車輔助電路設(shè)置有以下幾種保護(hù)：過電壓保護(hù)、輔過流保護(hù)、輔接地保護(hù)、輔機(jī)過載保護(hù)及零壓保護(hù)等。
1、過電壓保護(hù)
采用跨接在輔助繞組a6-x6兩端間的R-C過電壓保護(hù)電路，由電阻260R、電容255C組成，吸收過電壓。
2、輔過流保護(hù)
在輔助繞組短路或其它原因造成輔助電路短路，其電流超過2800A時(shí)，進(jìn)行輔助電路過電流保護(hù)，電流繼電器282KC吸合動(dòng)作使機(jī)車主斷路器分閘，并顯示輔助過流信號(hào)。
3、輔接地保護(hù)
在變壓器輔助繞組的x6端與地之間設(shè)有輔助電路接地保護(hù)電路，如下圖所示。輔接地保護(hù)屬有源保護(hù)裝置，支路經(jīng)110V控制電源后接地。當(dāng)輔助電路某點(diǎn)接地時(shí)，輔接地保護(hù)系統(tǒng)形成回路，285KE動(dòng)作吸合，其輔助聯(lián)鎖使主斷路器分閘線圈得電跳閘，司機(jī)臺(tái)輔接地信號(hào)顯示。
圖5-2 輔接地保護(hù)電路圖
此時(shí)285KE常閉聯(lián)鎖開斷，回路串入電阻262R以免出現(xiàn)大電流而燒損接地繼電器。同時(shí)經(jīng)由285KE自身聯(lián)鎖和恢復(fù)中間繼電器562KA聯(lián)鎖接通“自鎖”回路，保持信號(hào)記憶。故障解除后，借助主斷路器合閘操作，562KA常閉聯(lián)鎖斷開使285KE恢復(fù)。
237QS是輔接地保護(hù)故障隔離開關(guān)，若確定輔助電路有一點(diǎn)接地且不能排除時(shí)，可切斷保護(hù)電路，使機(jī)車作故障運(yùn)行，此時(shí)要嚴(yán)密監(jiān)視各輔機(jī)工作狀態(tài)，以確保行車安全。
4、輔機(jī)過載保護(hù)
SS4G型電力機(jī)車的輔機(jī)保護(hù)采用了兩種保護(hù)形式：一種是電子式輔機(jī)過流保護(hù)裝置;另一種為自動(dòng)開關(guān)過流保護(hù)。
電子式輔機(jī)過流保護(hù)裝置的特點(diǎn)是：保護(hù)裝置設(shè)有一次保護(hù)跳接觸器，二次保護(hù)跳主斷路器的執(zhí)行功能，因此在輔機(jī)發(fā)生故障過流時(shí)，能可靠動(dòng)作，具備阻止輔機(jī)故障擴(kuò)大的能力。其不足之處在于本身只是控制裝置而非執(zhí)行器械，保護(hù)功能則需接觸器或主斷路器來完成，因此當(dāng)輔機(jī)發(fā)生短路或單相堵轉(zhuǎn)故障時(shí)，接觸器將開斷故障電流，而這種大電流的開斷可能使接觸器主觸頭燒損，甚至造成觸頭燒焊，極易影響接觸器的壽命。此外，該裝置還存在人為隔離的因素亦使輔機(jī)保護(hù)的可靠性打了折扣。
自動(dòng)開關(guān)保護(hù)具有兩種保護(hù)功能，即瞬時(shí)電磁脫扣的短路保護(hù)功能和熱脫扣動(dòng)作的過載保護(hù)功能。該保護(hù)的特點(diǎn)是：分?jǐn)嗄芰^高，當(dāng)回路發(fā)生過載、短路等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路，有效地保護(hù)串接在它后面的輔機(jī)，過載保護(hù)具有反時(shí)限特性。不足之處在于自動(dòng)開關(guān)是系列產(chǎn)品，其保護(hù)特性與輔機(jī)特性的匹配問題給選型增加了難度，且其保護(hù)特性具有分散性，因此其保護(hù)特性的整定和校核是關(guān)鍵。
5、零壓保護(hù)
零壓保護(hù)是接觸網(wǎng)供電的失壓保護(hù)，由接在主變壓器繞組a6-x6兩端的零壓變壓器281TC、電阻261R、整流裝置290U、電容256C及零壓時(shí)間繼電器286KT組成。其電路圖見下圖。
圖5-3 零壓保護(hù)電路圖
當(dāng)電網(wǎng)正常供電時(shí)，286KT吸合;當(dāng)電網(wǎng)失壓時(shí)286KT失電動(dòng)作，其常閉聯(lián)鎖閉合，經(jīng)563KA零壓中間繼電器接通主斷路器的分閘電路，并顯示信號(hào)。
因電網(wǎng)失壓后，變壓器輔助繞組兩端電壓不是突變至零，而是隨時(shí)間衰減的，所以在此電路中串有兩個(gè)穩(wěn)壓管，截壓50V，主要作用是使零壓時(shí)間繼電器286KT在電網(wǎng)失壓后能在2s的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，以達(dá)到保護(hù)的準(zhǔn)確性及必要性(供電網(wǎng)故障重合閘為2s)，排除電網(wǎng)失電后重合閘時(shí)劈相機(jī)處于單相堵轉(zhuǎn)合閘及短暫脫弓亂跳閘。在穩(wěn)壓管兩端并接有電容256c，其作用主要是在零壓時(shí)間繼電器286KT吸合過程中，在286KT常閉聯(lián)鎖打開的瞬間，利用電容的反突變特性，使加在286KT線圈上的電壓有一衰減過程(使286KT吸合的電流不是突然變小，而是隨時(shí)間衰減)。所以并接電容256c的目的就是為了幫助零壓時(shí)間繼電器能可靠吸合，避免在此過程中出現(xiàn)“銜鐵振蕩”現(xiàn)象。
零壓保護(hù)電路同時(shí)還起到保護(hù)閥287YV的交流保護(hù)作用，即保護(hù)閥287YV由二路送電：一路從控制電路電源線53I經(jīng)主電路入庫轉(zhuǎn)換開關(guān)20QP、50QP聯(lián)鎖，車頂門行程開關(guān)297QP聯(lián)鎖送至287YV線圈;另一路由零壓保護(hù)電路給287YV供電，由此構(gòu)成保護(hù)閥的雙電源送電狀態(tài)。即使出現(xiàn)控制電路切斷而機(jī)車高壓供電依然存在的情況，287YV仍得電，門聯(lián)鎖鎖閉，各室門打不開，達(dá)到確保人身安全的目的。