關(guān)于HXD2型電力機(jī)車輔助變流器隔離原因及其應(yīng)對(duì)措施

關(guān)于HXD2型電力機(jī)車輔助變流器隔離原因及其應(yīng)對(duì)措施

Summary：目前,HXD2型電力機(jī)車在鐵路交通網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的普及，想要保證機(jī)車的穩(wěn)定運(yùn)行，就要對(duì)機(jī)車中的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，認(rèn)真分析故障發(fā)生原因并提出相應(yīng)的解決辦法。這篇文章主要闡述的就是HXD2型列車輔助變流隔離器發(fā)生隔離故障的原因以及如何解決的問(wèn)題。Keys：HXD2型電力機(jī)車；輔助變流器；功率模塊一、引言HXD2型電力機(jī)車在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，輔助變流隔離器經(jīng)常會(huì)由于各種原因而出現(xiàn)故障。而輔助變流隔離器無(wú)法正常工作，會(huì)導(dǎo)致列車蓄電池電壓下降以及緊急制動(dòng)等故障，對(duì)于相關(guān)工作人員來(lái)說(shuō)，要對(duì)輔助變流裝置的隔離原因進(jìn)行詳細(xì)分析，根據(jù)故障發(fā)生的原因來(lái)制定具有針對(duì)性的解決方案，確保列車穩(wěn)定運(yùn)行。二、HXD2型電力機(jī)車輔助變流器工作原理除輔助電機(jī)外，HXD2型電力機(jī)車輔助電路的電器部件基本全部集成在了輔變流柜內(nèi)，包括輔助控制單元(ACU)、降壓斬波模塊、過(guò)壓抑制模塊、逆變模塊、充電機(jī)模塊以及二極管模塊等。HXD2型電力機(jī)車每節(jié)機(jī)車布設(shè)2套輔變來(lái)為各類負(fù)載提供電源，這2套輔變一個(gè)是定頻定壓，負(fù)責(zé)為恒頻負(fù)載如水泵、油泵、壓縮機(jī)、輔變風(fēng)機(jī)以及司機(jī)室、生活間等提供電源；另一個(gè)是變頻變壓，負(fù)責(zé)為變頻負(fù)載如牽引風(fēng)機(jī)、主變流器風(fēng)機(jī)、機(jī)械間風(fēng)機(jī)等供電。2個(gè)輔變互為冗余，其中一個(gè)故障時(shí)另一個(gè)將為所有負(fù)載提供電源。HXD2型電力機(jī)車的輔變采用的是DC—DC—AC的電源變換輸出模式，其輸入電源取自牽引變流器中間回路，電壓為DC1800V(輔變1的輸入電源取自2軸牽引變流器中間回路；輔變2的輸入電源取自3軸牽引變流器中間回路)，由斬波器將DC1800V電源變換為DC545V，再經(jīng)輔變將DC545V逆變?yōu)槿郃C380V，給相應(yīng)的負(fù)載提供電源。三、輔助變流裝置隔離故障分析

（一）中間回路電流電壓異常

機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中，如果輔助變流裝置中間回路的電流或者是電壓出現(xiàn)了異常，比如說(shuō)中間過(guò)壓Ⅱ級(jí)、斷路器過(guò)熱后者是斬波器短路等故障，輔助變流裝置將會(huì)被隔離。形成這一現(xiàn)象的原因主要有三個(gè)。首先，斬波器中的溫度感應(yīng)裝置在檢測(cè)到溫度超過(guò)了整定值的時(shí)候，ACU無(wú)法受到來(lái)自溫度感應(yīng)器所發(fā)出的信號(hào)，如果斬波器的輸出電壓大于730V，且在20s之連續(xù)出現(xiàn)2次此類故障，或者是一次故障的時(shí)間大于20s，那么該裝置就會(huì)被自動(dòng)隔離[1]。其次，該裝置內(nèi)部的斬波器門極驅(qū)動(dòng)在出現(xiàn)了故障之后，如果故障時(shí)間超過(guò)了20s，或者是在20s內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)2次或者2次以上的故障，也會(huì)對(duì)其進(jìn)行隔離。最后，如果斬波器發(fā)生了短路，其輸出電流大于340A，輸出電壓小于50V，其在一小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)了多次故障，那么輔變裝置也會(huì)被隔離。

（二）輸入電壓異常

如果輔助變流器的電壓出現(xiàn)了異常，可能導(dǎo)致輸入欠壓、輸入過(guò)壓以及輸入保險(xiǎn)聯(lián)鎖等故障。形成上述情況的原因主要有以下幾種。第一，如果該裝置的輸入電壓在500ms內(nèi)大于2090V，在20s之內(nèi)多處出現(xiàn)電壓過(guò)大情況，那么列車就會(huì)自動(dòng)隔離輔助變流裝置。第二，如果該裝置的輸入保險(xiǎn)CC（ENT）CVS1或者CC（ENT）CVS2的聯(lián)鎖在1S之內(nèi)沒有得到反饋，那么該裝置也會(huì)被自動(dòng)隔離，如果輸入電壓小于1384V，形成了快速欠壓故障，也會(huì)執(zhí)行隔離操作。最后，從整個(gè)系統(tǒng)層面出發(fā)，無(wú)論是輸入電壓異常還是輸入保險(xiǎn)異常，如果系統(tǒng)在10min之內(nèi)出現(xiàn)了4次輸入電壓?jiǎn)栴}，那么輔助變流裝置也會(huì)被隔離。

（三）輸出電流電壓異常

一旦逆變器的輸出電流出現(xiàn)反常情況，可能會(huì)造成輸出過(guò)壓、超負(fù)荷以及門極板驅(qū)動(dòng)故障等。造成這些問(wèn)題的原因很多，第一，在HCD2型電動(dòng)機(jī)車上，輔變裝置內(nèi)的門極一共安裝了3條驅(qū)動(dòng)臂（12、34、56），這3條驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)S、T、R三個(gè)輸出相位[2]。在實(shí)際工作中，如果3條驅(qū)動(dòng)臂中的某一條出現(xiàn)了問(wèn)題，且該問(wèn)題持續(xù)的時(shí)間超過(guò)了20s或者是該故障在20s內(nèi)出現(xiàn)了多次，那么就要執(zhí)行輔變隔離。第二，如果其輸出電壓在500ms內(nèi)超過(guò)了44V，或者是輸出電流在10s內(nèi)大于230V，逆變器就會(huì)被隔離。第三，如果風(fēng)機(jī)的電流存在異常（大于1.755A或者是在20s內(nèi)小于0.585A），也要對(duì)輔變裝置進(jìn)行隔離。第四，接觸器C（IS）OND-CVS1，或者C（IS）OND-CVS2的反饋在3s之內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)一致，且該故障在20內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)，就要隔離輔變裝置。四、故障處理措施當(dāng)機(jī)車微機(jī)顯示屏DDU提示“輔變被隔離”的信息時(shí)，人為應(yīng)急故障處置首先應(yīng)判斷確定是哪個(gè)輔逆變被隔離，可以查看“微機(jī)顯示屏DDU主菜單”→選擇“機(jī)車信息”→選擇“控制”→選擇“輔變隔離”→彈出“是否手動(dòng)隔離”對(duì)話框→選擇“是”進(jìn)行隔離操作；其次是檢查確認(rèn)系統(tǒng)柜內(nèi)對(duì)應(yīng)的輔變斷路器是否跳出，如果跳出，斷開機(jī)車主斷路器可及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)操作，如果未跳出可嘗試斷開機(jī)車主斷路器后，重新斷、合全斷路器的方式進(jìn)行操作；第三是查看輔逆柜內(nèi)的各熱保護(hù)接觸器(藍(lán)色)是否跳出，如已經(jīng)跳出，斷開機(jī)車主斷路器可嘗試看是否能合上，如無(wú)法閉合則檢查熱保護(hù)接觸器對(duì)應(yīng)的的各輔機(jī)斷路器、接觸器的工作狀態(tài)，還可以通過(guò)小復(fù)位、大復(fù)位的方式進(jìn)行操作。在段內(nèi)處理輔變被隔離的信息時(shí)，可通過(guò)筆記本電腦連接主處理單元MPU或遠(yuǎn)程輸入輸出模塊RIOM，通過(guò)專用的FTP軟件分析故障代碼，根據(jù)相應(yīng)的故障代碼找出問(wèn)題所在，對(duì)應(yīng)進(jìn)行檢查整修。4.1輸入電路故障引發(fā)輔變隔離的應(yīng)對(duì)措施（1）電腦連接主處理單元MPU，用專用的FTP軟件監(jiān)測(cè)輔變輸入電壓是否異常，如出現(xiàn)輸入電壓異常，檢查主逆變器中間電壓，更換相應(yīng)被隔離輔變的輸入1800V電壓傳感器CA（U—ENT）CVS。（2）測(cè)量輔變輸入熔斷器CC（ENT）CVS1或CC（ENT）CVS通斷狀態(tài)，若熔斷器斷路，更換輸入熔斷器；若熔斷器正常，測(cè)量輸入熔斷器聯(lián)鎖；如果聯(lián)鎖斷路，更換聯(lián)鎖；如果聯(lián)鎖閉合正常，檢查輸入熔斷器聯(lián)鎖接線到輔助控制單元ACU機(jī)箱輸入輸出板的接線。為了防止機(jī)車在運(yùn)行中因輔變DC1800V熔斷器輔助聯(lián)鎖脫落造成的輔變隔離問(wèn)題，在每臺(tái)機(jī)車A、B節(jié)輔助變流柜左側(cè)柜內(nèi)的DC1800V熔斷器CC(ENT)CVS1、CC(ENT)CVS2輔助聯(lián)鎖上加裝保護(hù)支架1個(gè)，一臺(tái)機(jī)車共計(jì)4個(gè)。（3）外觀檢查斬波器，并測(cè)量斬波器的3個(gè)接線柱之間電阻值，如外觀有放電、燒損或3個(gè)接線柱之間電阻值為零時(shí)更換斬波器。4.2輸出電路故障引發(fā)輔變隔離的應(yīng)對(duì)措施為了解決目前HXD2型機(jī)車充電模塊和輔變變模塊IGBT觸發(fā)不良問(wèn)題，要求檢修部門結(jié)合C5、C4、C3、C2、C1及日常整備的各級(jí)檢修修程對(duì)機(jī)車故障處所進(jìn)行重點(diǎn)整治。具體方案為：更換輔變柜充電模塊(PAN—DPM—CVS1)和逆變模塊(PAN—OND—CVS1、PAN—OND—CVS2)驅(qū)動(dòng)板為新式驅(qū)動(dòng)板，舊驅(qū)動(dòng)板為壓裝式，驅(qū)動(dòng)板上各電容和電阻等各部件灌裝成了整體，不便于檢查維修和散熱，而新式驅(qū)動(dòng)板各電容和電阻等部件都未灌裝成整體，方便檢查維修，提高了散熱性能。(1)檢查逆變器輸出電壓傳感器CA(U一380)CVS1部件及接線狀態(tài)，更換逆變器輸出電壓傳感器。(2)互倒ACU，故障轉(zhuǎn)移后，更換故