動車組高壓供電系統(tǒng)故障分析

時間:2022-06-15 16:25:49

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動車組高壓供電系統(tǒng)故障分析

摘要:2010年9月,唐車及長客的CRH3-380型動車組定型為CRH380B系列,其中短編組動車為CRH380B,截止2015年底,總數(shù)逾200列;而長編組動車為CRH380BL,總數(shù)為115列。皆為350Km/h級別統(tǒng)型動車組。本文主要圍繞CRH380B、CRH380BL動車組運行中高壓供電系統(tǒng)發(fā)生的故障現(xiàn)象進行原因分析、故障處理時的注意事項,讓動車駕駛?cè)藛T能對動車組運行途中的應(yīng)急故障找出相應(yīng)的處理辦法,確保列車的高速、安全和正點運行。

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

CRH380B、CRH380BL動車組運行中高壓供電設(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,將直接影響動車組列車的正常運行。因此,本文對CRH380B、CRH380BL動車組高壓供電設(shè)備的故障作分析處理,以便于動車組司機和隨車機械師對故障應(yīng)急處置能力的提升。

1動車組高壓供電系統(tǒng)功能簡介

動車組受電弓將接觸網(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機,牽引電動機軸端輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速通過齒輪箱的齒輪傳遞給動車組動輪輪對,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)到牽引電動機之間電路的連通,包括受電弓、主斷路器、主變壓器、高壓電纜及母線等。

2動車組故障信息提示的查看及顯示屏的截屏操作

CRH380B型動車組的診斷系統(tǒng)將故障信息集成在動車組的5個顯示界面上(4個司機室HMI屏,1個乘務(wù)員HMI屏)。CRH380BL型動車組的診斷系統(tǒng)將故障信息集成在動車組的8個顯示界面上(4個司機室HMI屏,3個CCU柜HMI屏,1個乘務(wù)員HMI屏)。發(fā)生故障時,司機及隨車機械師可到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,除顯示車號和故障代碼外,還顯示發(fā)生的日期、時間和故障描述。選擇“1-報告”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。列車靜止時,可使用按鍵查看相應(yīng)的故障處理方法。列車運行時,可使用按鍵查看相應(yīng)的故障處理方法。在司機室顯示屏上,按住鍵3秒以上將對顯示屏進行抓屏,抓屏?xí)r會有“咔嚓”拍照聲,此時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)生故障時記錄顯示屏顯示的信息。

3CRH380B系列動車組高壓供電系統(tǒng)常見的故障分析處理

3.1受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:受電弓無法升起。原因分析:軟件保護或控制回路故障。注意事項:①受電弓無法升起,要檢查總風(fēng)管壓力。當總風(fēng)管壓力低于700kPa時,單個受電弓10分鐘內(nèi)升弓操作不得大于3次,否則會觸發(fā)軟件保護而鎖閉受電弓。一旦鎖閉,90分鐘后才能解鎖。②運行中換弓操作時,速度應(yīng)在200km/h以下。③CRH380BL型動車組如在運行過程中操作閉合21-F98和21-F99空開,一定要在車組回到動車所后斷開21-F98和21-F99空開,并重新施加鉛封。故障處理的改進及創(chuàng)新:①動車組優(yōu)先升后弓,當后弓不能升起時,司機在HMI屏上鎖閉后弓,升前弓,換弓升起正常后,可以正常速度運行。(如圖1所示)②如果受電弓顯示鎖閉并且在HMI屏上無法解鎖,首先在HMI屏確認維護模式已經(jīng)開啟,進行三鍵復(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,回車對本牽引單元進行復(fù)位。⑤如果受電弓不能解鎖,在Power下拉菜單中選擇“RHVSReset”選項,回車。⑥選擇“2-ResetPANTOraisedincorrectly”對本牽引單元的受電弓進行復(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)閉維護模式。⑨重新升弓,恢復(fù)正常運行。⑩CRH380B型動車組如果受電弓仍然不能升起,在主控司機室右側(cè)的故障面板上,將“緊急情況切除回路”開關(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,則啟動緊急驅(qū)動模式行車,或按隨車機械師要求通知列車調(diào)度員進行救援。(如圖3所示)11CRH380BL型動車組如果受電弓仍然不能升起,在主控司機室右側(cè)的故障面板上,將“緊急情況切除回路”開關(guān)恢復(fù)到“開”位。1車占用時將1/9車電氣柜內(nèi)空開21-F98、2/10車電氣柜內(nèi)空開21-F99的鉛封拆除,閉合21-F98和21-F99空開;16車占用時將8/16車電氣柜內(nèi)空開21-F98、7/15車電氣柜內(nèi)空開21-F99的鉛封拆除,閉合21-F98和21-F99空開。12重新升弓,恢復(fù)正常運行。若受電弓仍然不能升起,切除2、10車車頂隔離開關(guān),再次嘗試升弓。如果受電弓仍然不能升起,按隨車機械師要求通知列車調(diào)度員進行救援。

3.2主斷路器無法閉合故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:主斷路器無法閉合。原因分析:①牽引變流器故障。②主變壓器故障,如原邊過流、次邊過流、電流差動保護、瓦斯報警、電流檢測故障(6326、6327、633A、633B、6CA3、6CA4、6CA5、6CA6)主變壓器冷卻故障等。③車頂高壓部件故障,如網(wǎng)側(cè)電流過流、車頂電纜差動電流保護(6CA7、6CA8)。④牽引系統(tǒng)其他故障。注意事項:連續(xù)3次閉合不成功則主斷鎖閉。故障處理的改進及創(chuàng)新:①查看HMI屏,若有牽引變流器故障時,先切除故障牽引變流器,閉合主斷繼續(xù)運行。如切除故障牽引變流器后,主斷仍不能閉合,從步驟3開始執(zhí)行。②若HMI上顯示2、3、4類故障時,需切除故障牽引單元的受電弓、車頂隔離開關(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)在主頁面選擇“開關(guān)”。2)在“開關(guān)”頁面選擇“牽引”。3)在“牽引”頁面將故障牽引單元的受電弓、車頂隔離開關(guān)、主斷路器、牽引變流器切除。③閉合主斷路器,維持運行。

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。注意事項:續(xù)3次閉合不成功則主斷鎖閉。故障處理的改進:①切除故障單元的受電弓,升另一受電弓,以最大牽引力運行。②如果主斷仍然無法閉合,在占用端司機室HMI屏上開啟維護模式,進行三鍵復(fù)位操作。③如果復(fù)位不成功,則使用Monitor軟件連接主控司機室或者鎖閉的牽引設(shè)備所在牽引單元司機室或CCU柜主控CCU,顯示正確連接。④在Maintain下拉菜單中選擇“RAResetAll”選項,回車對本牽引單元進行復(fù)位。⑤如果主斷不能解鎖,在Power下拉菜單中選擇“RHVSReset”選項,回車。⑥選擇“3-ResetVCBpermanentlock”對本牽引單元的主斷進行復(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,主變壓器鎖閉且無法重啟,高壓封鎖;故障代碼:635A、634B、631F。原因分析:主變壓器保護。注意事項:①不需要停車,保持車輛惰行,斷主斷,對故障車輛所在牽引單元CCU進行軟件復(fù)位。②運行中換弓操作時,速度應(yīng)在200km/h以下。故障處理的改進:①其它單元無牽引輔助故障,升弓合主斷繼續(xù)運行;如果需要換弓,降弓后再重新升弓,合主斷,繼續(xù)運行。如不滿足本條所述條件,從第2條開始執(zhí)行。②首先在HMI屏確認維護模式已經(jīng)開啟,進行三鍵復(fù)位操作。③如果復(fù)位不成功,則使用Monitor軟件連接主控司機室或者鎖閉的牽引設(shè)備所在牽引單元司機室或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,回車對本牽引單元進行復(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,回車。⑥選擇“5-Resettransformepermanentlock”對本牽引單元的主變壓器進行復(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)閉維護模式。⑨恢復(fù)正常運行。

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:司機室故障開關(guān)面板GFX-3A開關(guān)打至開位。故障處理的創(chuàng)新:①將司機室故障開關(guān)面板上的GFX-3A開關(guān)打至關(guān)位。(如圖4所示)②在HMI上將網(wǎng)測電流調(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時故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:系統(tǒng)檢測網(wǎng)壓不穩(wěn)定導(dǎo)致主斷路器起保護斷開。原因分析:接觸網(wǎng)網(wǎng)壓不穩(wěn)定引起動車組軟件保護或電壓互感器故障(如熔斷器脫落、燒損)。注意事項:①在網(wǎng)壓不正常時,主斷路器連續(xù)閉合3次后,將會導(dǎo)致主斷路器鎖閉,報故障代碼6307。(主斷路器閉合間隔應(yīng)大于30秒)②運行中換弓操作時,速度應(yīng)在200km/h以下。故障處理的改進及創(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,主斷路器閉合信號變藍后方可閉合主斷路器。③如果短時間內(nèi)多次閉合,造成主斷路器鎖閉,將報故障代碼“6307”。按主斷路器解鎖操作步驟進行主斷解鎖。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,無主斷閉合允許信號,無牽引相關(guān)故障代碼;無網(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,網(wǎng)側(cè)過電流的故障分析處理方法

故障現(xiàn)象:運行中,過分相后主斷閉合后,司機給牽引時主斷跳開,HMI屏報網(wǎng)側(cè)過電流(6CA0)、車頂隔離開關(guān)鎖閉(63CE)。原因分析:由于網(wǎng)側(cè)過流,導(dǎo)致主斷斷開。注意事項:此類故障由于車頂隔離開關(guān)動作,并且報出過流故障,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:①停止列車。②隨車機械師下車檢查故障車車頂可見部位無異常。③切除車頂隔離開關(guān),換升另一個受電弓后,主斷閉合正常,按最大牽引輔助能力維持運行。

3.8HMI顯示故障代碼28F7時,主斷無法閉合故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:主斷沒有閉合信號,HMI屏報28F7:由于測試真空斷路器斷開。原因分析:牽引系統(tǒng)故障。故障處理的改進及創(chuàng)新:查看列車顯示屏,是否報出與牽引有關(guān)的故障代碼,按故障代碼提示進行相應(yīng)操作,如無牽引相關(guān)故障報出,執(zhí)行下一步。換升另一個受電弓,如果能正常閉合主斷,繼續(xù)行駛,否則,進行下一步。斷開車頂隔離開關(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。在司機室顯示屏依次切除牽引變流器,是否有主斷閉合信號,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,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,受電弓自動降弓。原因分析:受電弓控制系統(tǒng)故障。注意事項:HMI在只出現(xiàn)63C0,而沒有63C2代碼時執(zhí)行下面操作。運行中換弓操作時,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,以最大牽引力運行。

3.10HMI顯示故障代碼63C2時,受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象:受電弓無法升起,HMI報故障代碼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:立即停車。

4結(jié)束語

動車組高壓供電系統(tǒng)由于設(shè)備較多,因此,故障原因的涉及面較廣,動車組的設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)和動車組運用部門要進一步加強溝通與合作,完善供電系統(tǒng)部件的設(shè)計與優(yōu)化,有效降低檢修人員的檢修工作壓力,最終實現(xiàn)提高動車組檢修效率、降低動車組高壓供電系統(tǒng)設(shè)備的故障率。

參考文獻:

[1]CRH5G應(yīng)急處理手冊(機械師).

[2]CRH5型動車組途中故障應(yīng)急處置手冊.

[3]CRH380B動車組隨車機械師手冊.

[4]CRH380B、CRH380BL型動車組途中應(yīng)急故障處理手冊.

作者:姜宇 單位:遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院