動(dòng)車(chē)組高壓供電系統(tǒng)故障分析

時(shí)間:2022-06-15 16:25:49

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動(dòng)車(chē)組高壓供電系統(tǒng)故障分析

摘要:2010年9月,唐車(chē)及長(zhǎng)客的CRH3-380型動(dòng)車(chē)組定型為CRH380B系列,其中短編組動(dòng)車(chē)為CRH380B,截止2015年底,總數(shù)逾200列;而長(zhǎng)編組動(dòng)車(chē)為CRH380BL,總數(shù)為115列。皆為350Km/h級(jí)別統(tǒng)型動(dòng)車(chē)組。本文主要圍繞CRH380B、CRH380BL動(dòng)車(chē)組運(yùn)行中高壓供電系統(tǒng)發(fā)生的故障現(xiàn)象進(jìn)行原因分析、故障處理時(shí)的注意事項(xiàng),讓動(dòng)車(chē)駕駛?cè)藛T能對(duì)動(dòng)車(chē)組運(yùn)行途中的應(yīng)急故障找出相應(yīng)的處理辦法,確保列車(chē)的高速、安全和正點(diǎn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:高壓供電系統(tǒng);故障現(xiàn)象;原因分析;注意事項(xiàng);處理方法

CRH380B、CRH380BL動(dòng)車(chē)組運(yùn)行中高壓供電設(shè)備發(fā)生的故障主要包括受電弓、主斷路器、主變壓器、網(wǎng)側(cè)電流、HMI顯示等故障。若這些設(shè)備發(fā)生故障,將直接影響動(dòng)車(chē)組列車(chē)的正常運(yùn)行。因此,本文對(duì)CRH380B、CRH380BL動(dòng)車(chē)組高壓供電設(shè)備的故障作分析處理,以便于動(dòng)車(chē)組司機(jī)和隨車(chē)機(jī)械師對(duì)故障應(yīng)急處置能力的提升。

1動(dòng)車(chē)組高壓供電系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

動(dòng)車(chē)組受電弓將接觸網(wǎng)的AC25KV單相工頻交流電圖2HMI顯示屏圖1HMI顯示屏輸送給牽引變壓器,經(jīng)牽引變壓器降壓后,將單相交流電轉(zhuǎn)換為直流電,再通過(guò)中間直流環(huán)節(jié)將直流電傳輸給牽引逆變器,牽引逆變器輸出電壓、電流、和頻率可調(diào)的三相交流電供給三相異步電動(dòng)機(jī),牽引電動(dòng)機(jī)軸端輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速通過(guò)齒輪箱的齒輪傳遞給動(dòng)車(chē)組動(dòng)輪輪對(duì),轉(zhuǎn)換為輪緣牽引力、線速度。高壓供電設(shè)備主要完成從接觸網(wǎng)到牽引電動(dòng)機(jī)之間電路的連通,包括受電弓、主斷路器、主變壓器、高壓電纜及母線等。

2動(dòng)車(chē)組故障信息提示的查看及顯示屏的截屏操作

CRH380B型動(dòng)車(chē)組的診斷系統(tǒng)將故障信息集成在動(dòng)車(chē)組的5個(gè)顯示界面上(4個(gè)司機(jī)室HMI屏,1個(gè)乘務(wù)員HMI屏)。CRH380BL型動(dòng)車(chē)組的診斷系統(tǒng)將故障信息集成在動(dòng)車(chē)組的8個(gè)顯示界面上(4個(gè)司機(jī)室HMI屏,3個(gè)CCU柜HMI屏,1個(gè)乘務(wù)員HMI屏)。發(fā)生故障時(shí),司機(jī)及隨車(chē)機(jī)械師可到HMI屏上查看故障記錄采取相應(yīng)解決辦法。故障排除后,該故障信息不再顯示。在HMI屏主界面上,可使用按鍵顯示故障記錄。在故障記錄界面,按故障發(fā)生的順序顯示故障信息,每種故障,除顯示車(chē)號(hào)和故障代碼外,還顯示發(fā)生的日期、時(shí)間和故障描述。選擇“1-報(bào)告”按鍵可調(diào)出故障描述。此外,選擇“7-更改布局”按鍵可顯示故障代碼。列車(chē)靜止時(shí),可使用按鍵查看相應(yīng)的故障處理方法。列車(chē)運(yùn)行時(shí),可使用按鍵查看相應(yīng)的故障處理方法。在司機(jī)室顯示屏上,按住鍵3秒以上將對(duì)顯示屏進(jìn)行抓屏,抓屏?xí)r會(huì)有“咔嚓”拍照聲,此時(shí)截取的顯示屏信息將以圖片格式保存在HMI操作系統(tǒng)d:/scrshot文件夾下。此功能可用于在發(fā)生故障時(shí)記錄顯示屏顯示的信息。

3CRH380B系列動(dòng)車(chē)組高壓供電系統(tǒng)常見(jiàn)的故障分析處理

3.1受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:受電弓無(wú)法升起。原因分析:軟件保護(hù)或控制回路故障。注意事項(xiàng):①受電弓無(wú)法升起,要檢查總風(fēng)管壓力。當(dāng)總風(fēng)管壓力低于700kPa時(shí),單個(gè)受電弓10分鐘內(nèi)升弓操作不得大于3次,否則會(huì)觸發(fā)軟件保護(hù)而鎖閉受電弓。一旦鎖閉,90分鐘后才能解鎖。②運(yùn)行中換弓操作時(shí),速度應(yīng)在200km/h以下。③CRH380BL型動(dòng)車(chē)組如在運(yùn)行過(guò)程中操作閉合21-F98和21-F99空開(kāi),一定要在車(chē)組回到動(dòng)車(chē)所后斷開(kāi)21-F98和21-F99空開(kāi),并重新施加鉛封。故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新:①動(dòng)車(chē)組優(yōu)先升后弓,當(dāng)后弓不能升起時(shí),司機(jī)在HMI屏上鎖閉后弓,升前弓,換弓升起正常后,可以正常速度運(yùn)行。(如圖1所示)②如果受電弓顯示鎖閉并且在HMI屏上無(wú)法解鎖,首先在HMI屏確認(rèn)維護(hù)模式已經(jīng)開(kāi)啟,進(jìn)行三鍵復(fù)位操作。(如圖2所示)③如果復(fù)位不成功,則使用Monitor軟件連接鎖閉的受電弓所在牽引單元司機(jī)室或CCU柜內(nèi)的主控CCU,顯示正確連接。④在Maintain下拉菜單中選擇“RAResetAll”選項(xiàng),回車(chē)對(duì)本牽引單元進(jìn)行復(fù)位。⑤如果受電弓不能解鎖,在Power下拉菜單中選擇“RHVSReset”選項(xiàng),回車(chē)。⑥選擇“2-ResetPANTOraisedincorrectly”對(duì)本牽引單元的受電弓進(jìn)行復(fù)位。⑦選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。⑧復(fù)位結(jié)束后,在HMI屏上關(guān)閉維護(hù)模式。⑨重新升弓,恢復(fù)正常運(yùn)行。⑩CRH380B型動(dòng)車(chē)組如果受電弓仍然不能升起,在主控司機(jī)室右側(cè)的故障面板上,將“緊急情況切除回路”開(kāi)關(guān)打到“關(guān)”位,然后再次嘗試升弓。如果受電弓仍然不能升起,則啟動(dòng)緊急驅(qū)動(dòng)模式行車(chē),或按隨車(chē)機(jī)械師要求通知列車(chē)調(diào)度員進(jìn)行救援。(如圖3所示)11CRH380BL型動(dòng)車(chē)組如果受電弓仍然不能升起,在主控司機(jī)室右側(cè)的故障面板上,將“緊急情況切除回路”開(kāi)關(guān)恢復(fù)到“開(kāi)”位。1車(chē)占用時(shí)將1/9車(chē)電氣柜內(nèi)空開(kāi)21-F98、2/10車(chē)電氣柜內(nèi)空開(kāi)21-F99的鉛封拆除,閉合21-F98和21-F99空開(kāi);16車(chē)占用時(shí)將8/16車(chē)電氣柜內(nèi)空開(kāi)21-F98、7/15車(chē)電氣柜內(nèi)空開(kāi)21-F99的鉛封拆除,閉合21-F98和21-F99空開(kāi)。12重新升弓,恢復(fù)正常運(yùn)行。若受電弓仍然不能升起,切除2、10車(chē)車(chē)頂隔離開(kāi)關(guān),再次嘗試升弓。如果受電弓仍然不能升起,按隨車(chē)機(jī)械師要求通知列車(chē)調(diào)度員進(jìn)行救援。

3.2主斷路器無(wú)法閉合故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:主斷路器無(wú)法閉合。原因分析:①牽引變流器故障。②主變壓器故障,如原邊過(guò)流、次邊過(guò)流、電流差動(dòng)保護(hù)、瓦斯報(bào)警、電流檢測(cè)故障(6326、6327、633A、633B、6CA3、6CA4、6CA5、6CA6)主變壓器冷卻故障等。③車(chē)頂高壓部件故障,如網(wǎng)側(cè)電流過(guò)流、車(chē)頂電纜差動(dòng)電流保護(hù)(6CA7、6CA8)。④牽引系統(tǒng)其他故障。注意事項(xiàng):連續(xù)3次閉合不成功則主斷鎖閉。故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新:①查看HMI屏,若有牽引變流器故障時(shí),先切除故障牽引變流器,閉合主斷繼續(xù)運(yùn)行。如切除故障牽引變流器后,主斷仍不能閉合,從步驟3開(kāi)始執(zhí)行。②若HMI上顯示2、3、4類(lèi)故障時(shí),需切除故障牽引單元的受電弓、車(chē)頂隔離開(kāi)關(guān)、主斷路器、牽引變流器,起到隔離故障牽引單元的作用,具體步驟如下。1)在主頁(yè)面選擇“開(kāi)關(guān)”。2)在“開(kāi)關(guān)”頁(yè)面選擇“牽引”。3)在“牽引”頁(yè)面將故障牽引單元的受電弓、車(chē)頂隔離開(kāi)關(guān)、主斷路器、牽引變流器切除。③閉合主斷路器,維持運(yùn)行。

3.3主斷路器鎖閉的故障分析處理方法

故障現(xiàn)象:主斷路器鎖閉。原因分析:軟件保護(hù)。注意事項(xiàng):續(xù)3次閉合不成功則主斷鎖閉。故障處理的改進(jìn):①切除故障單元的受電弓,升另一受電弓,以最大牽引力運(yùn)行。②如果主斷仍然無(wú)法閉合,在占用端司機(jī)室HMI屏上開(kāi)啟維護(hù)模式,進(jìn)行三鍵復(fù)位操作。③如果復(fù)位不成功,則使用Monitor軟件連接主控司機(jī)室或者鎖閉的牽引設(shè)備所在牽引單元司機(jī)室或CCU柜主控CCU,顯示正確連接。④在Maintain下拉菜單中選擇“RAResetAll”選項(xiàng),回車(chē)對(duì)本牽引單元進(jìn)行復(fù)位。⑤如果主斷不能解鎖,在Power下拉菜單中選擇“RHVSReset”選項(xiàng),回車(chē)。⑥選擇“3-ResetVCBpermanentlock”對(duì)本牽引單元的主斷進(jìn)行復(fù)位。⑦選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。⑧復(fù)位結(jié)束后,在HMI屏上關(guān)閉維護(hù)模式,重新升受電弓,合主斷路器。

3.4主變壓器故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:主變壓器油流故障,VCB跳開(kāi),主變壓器鎖閉且無(wú)法重啟,高壓封鎖;故障代碼:635A、634B、631F。原因分析:主變壓器保護(hù)。注意事項(xiàng):①不需要停車(chē),保持車(chē)輛惰行,斷主斷,對(duì)故障車(chē)輛所在牽引單元CCU進(jìn)行軟件復(fù)位。②運(yùn)行中換弓操作時(shí),速度應(yīng)在200km/h以下。故障處理的改進(jìn):①其它單元無(wú)牽引輔助故障,升弓合主斷繼續(xù)運(yùn)行;如果需要換弓,降弓后再重新升弓,合主斷,繼續(xù)運(yùn)行。如不滿足本條所述條件,從第2條開(kāi)始執(zhí)行。②首先在HMI屏確認(rèn)維護(hù)模式已經(jīng)開(kāi)啟,進(jìn)行三鍵復(fù)位操作。③如果復(fù)位不成功,則使用Monitor軟件連接主控司機(jī)室或者鎖閉的牽引設(shè)備所在牽引單元司機(jī)室或CCU柜的主控CCU,顯示正確連接。④在Maintain下拉菜單中選擇“RAResetAll”選項(xiàng),回車(chē)對(duì)本牽引單元進(jìn)行復(fù)位。⑤如果主變壓器不能解鎖,在Power下拉菜單中選擇RHVSReset選項(xiàng),回車(chē)。⑥選擇“5-Resettransformepermanentlock”對(duì)本牽引單元的主變壓器進(jìn)行復(fù)位。⑦選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。⑧復(fù)位結(jié)束后,在HMI上關(guān)閉維護(hù)模式。⑨恢復(fù)正常運(yùn)行。

3.5網(wǎng)側(cè)電流限流500A故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:網(wǎng)側(cè)電流限流500A。原因分析:司機(jī)室故障開(kāi)關(guān)面板GFX-3A開(kāi)關(guān)打至開(kāi)位。故障處理的創(chuàng)新:①將司機(jī)室故障開(kāi)關(guān)面板上的GFX-3A開(kāi)關(guān)打至關(guān)位。(如圖4所示)②在HMI上將網(wǎng)測(cè)電流調(diào)至最大,則網(wǎng)側(cè)電流限值由500A提高到1000A。(如圖5所示)

3.6HMI顯示故障代碼63E2、63E4時(shí)故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:系統(tǒng)檢測(cè)網(wǎng)壓不穩(wěn)定導(dǎo)致主斷路器起保護(hù)斷開(kāi)。原因分析:接觸網(wǎng)網(wǎng)壓不穩(wěn)定引起動(dòng)車(chē)組軟件保護(hù)或電壓互感器故障(如熔斷器脫落、燒損)。注意事項(xiàng):①在網(wǎng)壓不正常時(shí),主斷路器連續(xù)閉合3次后,將會(huì)導(dǎo)致主斷路器鎖閉,報(bào)故障代碼6307。(主斷路器閉合間隔應(yīng)大于30秒)②運(yùn)行中換弓操作時(shí),速度應(yīng)在200km/h以下。故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新:①查看網(wǎng)壓界面,檢查網(wǎng)壓值是否在正常范圍。②如網(wǎng)壓值不在正常范圍內(nèi)或無(wú)網(wǎng)壓,且調(diào)度中心反饋該區(qū)段網(wǎng)壓正常,待網(wǎng)壓值恢復(fù)正常,主斷路器閉合信號(hào)變藍(lán)后方可閉合主斷路器。③如果短時(shí)間內(nèi)多次閉合,造成主斷路器鎖閉,將報(bào)故障代碼“6307”。按主斷路器解鎖操作步驟進(jìn)行主斷解鎖。復(fù)位成功結(jié)束后,升正常配置側(cè)受電弓運(yùn)行;如果不能復(fù)位成功,換弓處理。④如發(fā)生電壓互感器故障需要換弓處理,故障現(xiàn)象如下:網(wǎng)壓正常,無(wú)主斷閉合允許信號(hào),無(wú)牽引相關(guān)故障代碼;無(wú)網(wǎng)壓,但調(diào)度中心反饋該區(qū)段網(wǎng)壓正常。

3.7HMI顯示故障代碼6CA0時(shí),網(wǎng)側(cè)過(guò)電流的故障分析處理方法

故障現(xiàn)象:運(yùn)行中,過(guò)分相后主斷閉合后,司機(jī)給牽引時(shí)主斷跳開(kāi),HMI屏報(bào)網(wǎng)側(cè)過(guò)電流(6CA0)、車(chē)頂隔離開(kāi)關(guān)鎖閉(63CE)。原因分析:由于網(wǎng)側(cè)過(guò)流,導(dǎo)致主斷斷開(kāi)。注意事項(xiàng):此類(lèi)故障由于車(chē)頂隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作,并且報(bào)出過(guò)流故障,因此可能存在接地或短路現(xiàn)象,不做任何恢復(fù)操作。故障處理的改進(jìn):①停止列車(chē)。②隨車(chē)機(jī)械師下車(chē)檢查故障車(chē)車(chē)頂可見(jiàn)部位無(wú)異常。③切除車(chē)頂隔離開(kāi)關(guān),換升另一個(gè)受電弓后,主斷閉合正常,按最大牽引輔助能力維持運(yùn)行。

3.8HMI顯示故障代碼28F7時(shí),主斷無(wú)法閉合故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:主斷沒(méi)有閉合信號(hào),HMI屏報(bào)28F7:由于測(cè)試真空斷路器斷開(kāi)。原因分析:牽引系統(tǒng)故障。故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新:查看列車(chē)顯示屏,是否報(bào)出與牽引有關(guān)的故障代碼,按故障代碼提示進(jìn)行相應(yīng)操作,如無(wú)牽引相關(guān)故障報(bào)出,執(zhí)行下一步。換升另一個(gè)受電弓,如果能正常閉合主斷,繼續(xù)行駛,否則,進(jìn)行下一步。斷開(kāi)車(chē)頂隔離開(kāi)關(guān),如果正常閉合主斷,按最大牽引能力行駛,否則,執(zhí)行下一步。在司機(jī)室顯示屏依次切除牽引變流器,是否有主斷閉合信號(hào),如果有,閉合主斷,按最大牽引能力行駛。

3.9HMI顯示故障代碼63C0時(shí),受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:受電弓故障,繼電器跳閘,受電弓自動(dòng)降弓。原因分析:受電弓控制系統(tǒng)故障。注意事項(xiàng):HMI在只出現(xiàn)63C0,而沒(méi)有63C2代碼時(shí)執(zhí)行下面操作。運(yùn)行中換弓操作時(shí),速度應(yīng)在200km/h以下。故障處理的創(chuàng)新:①重新升故障受電弓,如果受電弓正常升起、故障代碼消除,則正常運(yùn)行。②如果升弓不成功,則切除故障單元的受電弓,升另一受電弓,以最大牽引力運(yùn)行。

3.10HMI顯示故障代碼63C2時(shí),受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:受電弓無(wú)法升起,HMI報(bào)故障代碼63C2。原因分析:受電弓硬件故障或者風(fēng)管損壞。故障處理的改進(jìn):立即停車(chē)。

4結(jié)束語(yǔ)

動(dòng)車(chē)組高壓供電系統(tǒng)由于設(shè)備較多,因此,故障原因的涉及面較廣,動(dòng)車(chē)組的設(shè)計(jì)生產(chǎn)企業(yè)和動(dòng)車(chē)組運(yùn)用部門(mén)要進(jìn)一步加強(qiáng)溝通與合作,完善供電系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化,有效降低檢修人員的檢修工作壓力,最終實(shí)現(xiàn)提高動(dòng)車(chē)組檢修效率、降低動(dòng)車(chē)組高壓供電系統(tǒng)設(shè)備的故障率。

參考文獻(xiàn):

[1]CRH5G應(yīng)急處理手冊(cè)(機(jī)械師).

[2]CRH5型動(dòng)車(chē)組途中故障應(yīng)急處置手冊(cè).

[3]CRH380B動(dòng)車(chē)組隨車(chē)機(jī)械師手冊(cè).

[4]CRH380B、CRH380BL型動(dòng)車(chē)組途中應(yīng)急故障處理手冊(cè).

作者:姜宇 單位:遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院