HXD1C電氣線路分析

1、L o g oL o g oHXD型電力機(jī)車型電力機(jī)車城軌車輛教研室 李瑞榮項(xiàng)目二項(xiàng)目二 HXD1C型電力機(jī)車電氣線路型電力機(jī)車電氣線路學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容 HXD1C主電路主電路1HXD1C輔助電路輔助電路2TCN網(wǎng)絡(luò)控制電路網(wǎng)絡(luò)控制電路34TCMS與與CCBII、LKJ2000之間的接口之間的接口一、一、HXD3C主電路主電路1.網(wǎng)側(cè)電路網(wǎng)側(cè)電路（1）網(wǎng)絡(luò)電壓構(gòu)成 受電弓AP1（=11-E07）、AP2（=11-E08） 高壓隔離開關(guān)1QS（=11-Q03）、2QS（=11-Q04） 主斷路器QF（=11Q-01） 高壓接地開關(guān)4QS（=11Q02） 避雷器1F（=11-F01） 高壓電壓互感

2、器（=11-T01） 25kV 高壓電纜 原邊電流互感器（2）網(wǎng)側(cè)主要電氣部件）網(wǎng)側(cè)主要電氣部件TSG15B受電弓BVAC.N99D主斷路器和BTE25.04D高壓接地開關(guān) THG2B型高壓隔離開關(guān)避雷器1.網(wǎng)側(cè)電路網(wǎng)側(cè)電路 TBY1-25型電壓互感器 高壓電纜總成原邊電流互感器1.網(wǎng)側(cè)電路網(wǎng)側(cè)電路沖擊耐受電壓170 kV爬電距離1000mm高壓電纜總成（連接車頂母線和主變壓器）精度等級CI 1/CI 0.5 高壓電流互感器（干式）精度等級CI 0.5高壓互感器（油浸式、SS系列機(jī)車廣泛采用）額定電流400A短時(shí)電流16kA接地開關(guān)（手動(dòng)、無載操作）（3）網(wǎng)側(cè)主要部件電氣性能）網(wǎng)側(cè)主要部件電氣

3、性能最大放電電流10kA避雷器（氧化鋅電阻片，內(nèi)部無間隙 ）開斷容量 600MVA 真空主斷路器（絕緣子爬電距離大于1000mm）額定運(yùn)行速度200km/h 受電弓（具有ADD功能）額定電流400A開斷角度60高壓隔離開關(guān)（手動(dòng)、無載操作）2.牽引逆變電路牽引逆變電路（1）牽引逆變主電路構(gòu)成2.牽引逆變電路牽引逆變電路（2）主變壓器、牽引變流器和牽引電機(jī)）主變壓器、牽引變流器和牽引電機(jī)n“先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠”的設(shè)計(jì)理念 TBQ35-8900/25型主變壓器TGA9型牽引變流器 JD160A型牽引電機(jī)n采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)n采用軸控方式，提高機(jī)車的可利用率牽引變流器TCU 2.牽引逆

4、變電路牽引逆變電路20.27 mH電感值包含在主變壓器內(nèi)諧振電抗器 強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻冷卻方式（3）主變壓器電氣性能參數(shù)）主變壓器電氣性能參數(shù)2300kVA 輔助繞組額定容量 61383kVA 牽引繞組額定容量 8900 kVA 原邊繞組額定容量 97 % 額定效率 2.牽引逆變電路牽引逆變電路3814A 最大輸出電流 強(qiáng)迫水循環(huán)冷卻冷卻方式（4）牽引變流器電氣性能參數(shù)）牽引變流器電氣性能參數(shù)DC1800V 中間電壓 31390A 額定輸入電流 AC970V/ 50 Hz 額定輸入電壓 97.5% 效率 3AC1375V 額定輸出電壓 3598A 額定輸出電流 2.牽引逆變電路牽引逆變電路94.5

5、 % 額定效率（持續(xù)點(diǎn)） 強(qiáng)迫風(fēng)冷 冷卻方式（5）牽引電機(jī)性能參數(shù)）牽引電機(jī)性能參數(shù)1720rpm 額定轉(zhuǎn)速 1419V 最高電壓 1225 kW 額定功率 200級 絕緣等級 598 A 額定電流 58.1Hz 額定頻率 3.接地檢測接地檢測R1、R2分別取102 k 和34 k ，ug1超過正常值的30就認(rèn)為出現(xiàn)接地故障。學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容 HXD1C主電路主電路1HXD1C輔助電路輔助電路2TCN網(wǎng)絡(luò)控制電路網(wǎng)絡(luò)控制電路34TCMS與與CCBII、LKJ2000之間的接口之間的接口HXD1C輔助電氣系統(tǒng)組成輔助電氣系統(tǒng)組成v輔助電氣系統(tǒng)組成 3AC 440V/60Hz電路 AC 220V電

6、路 DC110V電源及其配電v輔助電氣系統(tǒng) 采用冗余設(shè)計(jì) 變頻功能，節(jié)能性好 采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì) 為防寒設(shè)計(jì)預(yù)留接口和余量 配置衛(wèi)生間、轉(zhuǎn)波爐、冷藏箱等生活設(shè)施1. 3AC440V供電電路供電電路（1）電路原理1. 3AC440V供電電路供電電路（2）輔助變流器柜特性及主要參數(shù)）輔助變流器柜特性及主要參數(shù)TGF54型輔助變流器型輔助變流器 輔助變流器輸出輔助變流器輸出U/f特性曲線特性曲線 248KVA額定容量 80440V(1060Hz)VVVF輸出電壓和輸出頻率 440V（60Hz） CVCF輸出電壓和輸出頻率 2. 220V輔助負(fù)載電路供電3. DC110V電源電源給控制系統(tǒng)提供電源

7、轉(zhuǎn)化DC 24V給照明、儀表電路供電3. DC110V電源電源控制電源柜性能參數(shù)控制電源柜性能參數(shù)TGY03型控制電源柜 DC115.2V1%快速充電電壓DC108.0V1%浮充電壓DC24V2%DC24V輸出輸出電壓等級最大持續(xù)輸出電流90ADC110V25ADC24VDC35A蓄電池最大充電電流維修差確認(rèn)：斷開電源柜的輸入電源，斷開蓄電池的連接。 模塊電容器的放電時(shí)間約8分鐘輔助電氣系統(tǒng)輔助電氣系統(tǒng)主要電氣部件主要電氣部件THTF4.5牽引風(fēng)機(jī) 冷卻塔風(fēng)機(jī) 主壓縮機(jī)冷卻塔（含風(fēng)機(jī)、水泵） 司機(jī)室空調(diào)學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容 HXD1C主電路主電路1HXD1C輔助電路輔助電路2TCN列車通信網(wǎng)絡(luò)列車

8、通信網(wǎng)絡(luò)34HXD1C控制電路簡析控制電路簡析1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（1）列車總線IEC61735IEC與UIC共同制動(dòng)的TCN列車總線標(biāo)準(zhǔn)列車總線為WTB車輛總線為MVB1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（2）HXD1B控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嚓P(guān)知識相關(guān)知識MVB的三種電氣介質(zhì)的三種電氣介質(zhì)1標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的RS-485收發(fā)器，距離收發(fā)器，距離20m，最多連接，最多連接32個(gè)設(shè)備；個(gè)設(shè)備； (電氣短距離電氣短距離ESD)2IEC61158-2規(guī)定的變壓器及電氣隔離收發(fā)器，采用屏蔽雙絞線，距離規(guī)定的變壓器及電氣隔離收發(fā)器，采用屏蔽雙絞線，距離200m，最，最多多32個(gè)設(shè)備；個(gè)設(shè)備； （電氣中

9、等距離（電氣中等距離EMD）3光纖，距離光纖，距離2000m，點(diǎn)對點(diǎn)連接或星形連接。（，點(diǎn)對點(diǎn)連接或星形連接。（OGF）相關(guān)知識相關(guān)知識什么是什么是RS485Interconnects devices over short distances (- 20m) without galvanic separationBased on proven RS-485 technology (Profibus)Main application: connect devices within the same cabinet.terminator/biasing+ 5 VGNDRu(390)Rm(150 )

10、Rd(390 )terminator/biasingsegment lengthdevice 1device Ndevice 2. n-1RxSTxSRxSTxSRxSTxS equipotential lineData_NData_PBus_GNDRu(390)Rm(150 )Rd(390 )+ 5 V（3）HXD1C控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（1）中央控制單元CCU組成 由車輛控制模塊VCM、WTB/MVB網(wǎng)關(guān)GWM和記錄存儲(chǔ)模塊ERM構(gòu)成，各個(gè)模塊之間通過車輛總線MVB連接。 實(shí)現(xiàn)車輛級過程控制、通信管理控制、顯示控制、故障診斷

11、、列車級過程控制、列車總線管理、列車級數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能。1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（2）司機(jī)室輸入輸出單元CIO 司機(jī)室輸入輸出單元CIO由數(shù)字量輸入輸出模塊DXM、數(shù)字量輸入模塊DIM、模擬量輸入輸出模塊AXM構(gòu)成，各個(gè)模塊之間通過車輛總線MVB連接。 輸入信號采集：將車輛間電氣信號轉(zhuǎn)換成控制信號，經(jīng)由列車控制網(wǎng)絡(luò)傳送給車輛控制模塊VCM，完成各種控制功能； 控制信號輸出：將網(wǎng)絡(luò)控制信號轉(zhuǎn)換成電氣信號，控制如繼電器等設(shè)備。CIO在司機(jī)室右側(cè)司機(jī)在司機(jī)室右側(cè)司機(jī)臺下方低壓柜的布局臺下方低壓柜的布局（從上到下依次為（從上到下依次為DIM、DXM和和AXM模塊）模塊）CI

12、O的安裝位置的安裝位置1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（3）機(jī)械間輸入輸出單元MIO 機(jī)械間輸入輸出單元MIO由數(shù)字量輸入輸出模塊DXM、數(shù)字量輸入模塊DIM構(gòu)成，各個(gè)模塊之間通過車輛總線MVB連接。 n輸入信號采集：將車輛間電氣信號轉(zhuǎn)換成控制信號，經(jīng)由列車控制網(wǎng)絡(luò)傳送給車輛控制模塊VCM，完成各種控制功能； n控制信號輸出：將網(wǎng)絡(luò)控制信號轉(zhuǎn)換成電氣信號，控制如繼電器等設(shè)備。MIO在機(jī)械間低壓柜的布局（左）在機(jī)械間低壓柜的布局（左）1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（4）微機(jī)顯示屏IDU 微機(jī)顯示屏IDU是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)TCMS的終端設(shè)備。 車信息顯示：向車輛駕駛?cè)藛T和維護(hù)人員提供車輛綜合

13、信息，各設(shè)備的工作狀態(tài)，故障信息的綜合與處理等功能； 參數(shù)設(shè)定：對輪徑值、列車重量、站點(diǎn)、時(shí)間日期等參數(shù)進(jìn)行更改與設(shè)定； 模擬測試：靜止情況下，對輔助變流器系統(tǒng)相關(guān)部件進(jìn)行模擬測試； 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：通過USB接口，將故障信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)地面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。智能顯示裝置智能顯示裝置IDU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣缑婢W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣缑孑o助系統(tǒng)界面輔助系統(tǒng)界面控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要部件主要部件車輛控制模塊VCM 網(wǎng)關(guān)模塊GWM 模擬量輸入輸出模塊AXM 數(shù)字量輸入模塊DIM數(shù)字量輸入輸出模塊DXM 事件記錄模塊ERM 1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容 HXD1C主電路主電路1HXD1C輔助電路輔助電路2T

14、CN列車通信網(wǎng)絡(luò)列車通信網(wǎng)絡(luò)34HXD1C控制電路簡析控制電路簡析1.讀圖說明2.司機(jī)室占用（司機(jī)室占用（=22/8）閉合=22-S01-S3，E11_01=1,E12_01=0，I端司機(jī)室占用2.受電弓控制受電弓控制升弓條件低壓柜受電弓模式=21-S51選擇升弓模式（=21/5）機(jī)車操作模式選擇開關(guān)=21-S54在正常位（=21/9.2）高壓隔離開關(guān)=11Q03或=11-Q04閉合總風(fēng)400kPaHVB斷開TCU與CCU通信正常受電弓切斷閥=28-A01.U99在打開位（Cut in）“升弓氣路隔離塞門打開” E31_13=1(=21/2.2)2.受電弓控制受電弓控制升弓指令將受電弓扳鍵開關(guān)

15、=21-S11推置“升”位 “升弓指令”E11_06=0（=21/4.2） ？“升弓指令非”E12_06=1 （=21/4.3）？升弓“升弓1命令”A31_03=1（=21/2.5）41YV得電，受電弓升起升弓檢測氣囊壓力3bar時(shí)，壓力開關(guān)=21-A02常開閉合（=21/5.6）“受電弓1升起”E31_04=1，CCU收到電弓升起的信息3.主斷控制主斷控制合閘條件（1）主斷環(huán)硬線回路閉合“主斷和受電弓控制”=21-F114閉合(=21/2.3)兩端緊急按鈕=28-S10/=28-S20(=21/6.2)受電弓鑰匙閥打開260641線使“主斷環(huán)硬線回路閉合” E31_11= 1（2）TCU、C

16、CU允許合主斷“TCU1允許合主斷”=11-A01 閉合/“TCU1旁路a” A31_07=1/ “TCU1旁路b” A32_07=1=11-A02 TCU2允許合斷閉合/ A31_08=1 TCU2旁路a / A32_08=1 TCU2旁路b“CCU主斷允許通道1” A31_01=1“CCU主斷允許通道2” A32_01=1“主斷允許中繼”=21-A11-K02得電(=21/7.8)“主斷合允許”E31_06=1(=21/6.5)3.主斷控制主斷控制合閘，“主斷”扳鍵打合位E11_08=0,E11_09=1（=21/8.3）E12_08=1,E11_09=0 （=21/8.4）合主斷命令A(yù)3

17、1_02=1,A32_01=1 （=21/6.4）=21-A11-K01合主斷中繼得電（=21/6.4）主斷合線圈=11-Q01得電，主斷閉合合閘檢測，主斷閉合后，合閘聯(lián)鎖使E32_15=1E32_16=0（=21/9.6）合閘信號通過MVB送到CCU，并送到IDU顯示合閘信號還通過硬線送到TCU1、TCU2（=21/10.3）4.自動(dòng)過分相自動(dòng)過分相4.自動(dòng)過分相自動(dòng)過分相自動(dòng)過分相裝置發(fā)送到MIO的信號：4.自動(dòng)過分相自動(dòng)過分相v 過分相過程(1)機(jī)車自左向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)G1端，T3將檢測G1并發(fā)信號給GFX3，GFX3發(fā)送“預(yù)告”信號給E37_14。(=21/11.2) 在CCU接收到預(yù)報(bào)

18、信號后，牽引/制動(dòng)設(shè)定值將通過斜率75kN/s下降到0,然后斷開主斷路器。(2)當(dāng)機(jī)車到G2點(diǎn)，2端的T4將檢測G2并發(fā)送信號給GFX3。n如果已經(jīng)從T3接收到預(yù)告信號，GFX3將忽略該信號。n如果前面沒有從T3接收到預(yù)告信號，信號處理器將發(fā)送一個(gè)強(qiáng)迫斷主斷信號到E37_15，主斷路器應(yīng)立即斷開。 在CCU即將斷開主斷路器之前，牽引/制動(dòng)立即被封鎖。此后，主斷路器將立即斷開(延時(shí)200-400ms)。4.自動(dòng)過分相自動(dòng)過分相(3)當(dāng)機(jī)車到達(dá)G3，2端的T3立即檢測G3并且再次發(fā)送信號GFX3。GFX3通過預(yù)告通道發(fā)送信號給E37_14 。 然后CCU應(yīng)閉合HVB并再次給出主司控器當(dāng)前設(shè)定值的牽

19、引力或來自定速控制功能的設(shè)定力。 在這個(gè)方向，信號處理器將忽略來自G4的信號。 然后信號處理器為再次過分相而自動(dòng)重設(shè)。(4)當(dāng)信號處理器失效(包括T3和T4或者T1和T2失效)，它將發(fā)送一個(gè)故障信號到E37_16。 IDU顯示器顯示自動(dòng)過分相故障信息。 司機(jī)可以按手動(dòng)過分相按鈕=21-S04/=21-S24實(shí)現(xiàn)手動(dòng)過分相。（=21/12.2）5.緊急制動(dòng)緊急制動(dòng)（1）緊急804中繼 以下任一條件滿足時(shí) 按I端緊急按鈕=28-S10 按II端緊急按鈕=28-S20 ATP發(fā)出緊急指令（J145） 重聯(lián)機(jī)車產(chǎn)生緊急指令緊急804中繼=28-K02（電氣柜設(shè)備板的105KA）得電（=28/11.5）

20、（2）CCU緊急中繼 嚴(yán)重故障（過流、接地故障等）發(fā)生，CCU發(fā)出緊急制動(dòng)指令 A33_01閉合（通道1） A34_01閉合（通道2）（同時(shí)滿足）CCU緊急中繼=28-A07-K02(106KA)得電（=28/11.8）5.緊急制動(dòng)緊急制動(dòng)（3）CCBII緊急中繼 CCBII發(fā)出緊急制動(dòng)請求時(shí) EBV緊急位 LKJ發(fā)出緊急制動(dòng)請求 =28-A01.71檢測到總風(fēng)聯(lián)管壓力低于350kPa(=28/8.1)CCBII緊急中繼=28-A01-K01（電氣柜設(shè)備板的107KA）得電（=28/5.2）（4）緊急制動(dòng)的發(fā)生 任一緊急中繼發(fā)生 緊急804中繼 CCU緊急中繼 CCBII緊急制動(dòng)請求中繼制動(dòng)柜

21、緊急放風(fēng)閥S10.36=28/11.8）得電，緊急制動(dòng)緊急制動(dòng)信號反饋至E37_285.緊急制動(dòng)緊急制動(dòng)（5）緊急制動(dòng)原因檢測 緊急804中繼制動(dòng)系統(tǒng)檢測電源（=28-F130）=28K02（105KA）E37_07 CCU緊急中繼制動(dòng)系統(tǒng)檢測電源（=28-F130）106KAE36_10 CCBII緊急制動(dòng)請求中繼制動(dòng)系統(tǒng)檢測電源（=28-F130）107KAE37_09ERM模塊據(jù)此分析引起緊急制動(dòng)的原因。6.懲罰制動(dòng)懲罰制動(dòng)（1）無人警惕裝置（=43/19） 警惕按鈕=43-S07E12_14 警惕裝置腳踏開關(guān)=43-S05 E12_12 司機(jī)控制器 V3km/h,60+10s以上控制部

22、件無動(dòng)作，或長期激活控制部件， IDU、蜂鳴器報(bào)警 懲罰制動(dòng)發(fā)生 警惕裝置可被故障開關(guān)43S-S06旁路（=43/19.4）（2）CCU懲罰制動(dòng)指令 警惕裝置無應(yīng)答？A35_07斷開(=43/21.5) 長期按死控制部件？A34_07斷開(=43/21.5) 以上任一，CCU懲罰中繼=21-A17-K02(101KA)失電，CCU懲罰制動(dòng)發(fā)生 警惕裝置故障開關(guān)可以將A35_07旁路6.懲罰制動(dòng)懲罰制動(dòng)（3）監(jiān)控懲罰制動(dòng) 監(jiān)控懲罰“減壓”（監(jiān)控懲罰1級？） 監(jiān)控“減壓”（J147）監(jiān)控懲罰減壓中繼=43-A13-K01(102KA)得電（43/12.5） 102KA常開RIM（-X02.D1）

23、CCBII減壓80 kPa(=43/22.4) 監(jiān)控懲罰“保壓”（監(jiān)控懲罰2級？） 監(jiān)控“保壓”（J152）監(jiān)控懲罰保壓中繼=43-A13-K02(103KA)得電（43/12.5） 103KA常開V02RIM（-X02.D3） CCBII減壓120kPa(=43/22.5) 懲罰制動(dòng)信息反饋 101KA反、103KA正送E37_06(=43/22.2)6.懲罰制動(dòng)懲罰制動(dòng)（4）監(jiān)控隔離（=43/14） 正常位CIO1 電源(=24-F103)=S43-S11E12_23CIO1 電源(=24-F103)=S43-S31E22_23監(jiān)控系統(tǒng)電源(=43-F121)=S43-S31(1-2)=S43-S11(1-2) 隔離位監(jiān)控系統(tǒng)電源(=43-F121)=43-A04-X03.14（J151，=28/11.2）ATP信號電源 減壓J146 保壓J151 卸載J142 本補(bǔ)電源J140 =43-S11（3-4）=43-S31（3-4）7.壓縮機(jī)控制壓縮機(jī)控制（1）輔助壓縮機(jī)控制 升弓壓力檢測，=28-A01.U43.02（=21/1.7） 升弓壓力450kPa時(shí)，E31_01=1，向CCU發(fā)出輔助壓縮機(jī)啟動(dòng)請求 若升弓板鈕在升位，CCU通過A31_05發(fā)出輔助壓縮機(jī)啟動(dòng)指令 輔助壓縮機(jī)啟動(dòng)接觸器=21-K91得電閉合，輔壓機(jī)啟動(dòng) 升