GFX-3S型電力機車自動過分相系統(tǒng)產(chǎn)品說明書

1、GFX-3S型電力機車自動過分相系統(tǒng)說明書GFX-3S型自動過分相系統(tǒng)產(chǎn)品說明書廣鐵集團公司科研所目 錄一、 綜述······································· 2二、 系統(tǒng)組成

2、··································· 421 系統(tǒng)組成·············

3、83;················ 422 系統(tǒng)外觀圖··························· 4三、 工作原理···&#

4、183;····························· 63 1 地面感應(yīng)信號接收器··················

5、; 732 控制系統(tǒng)····························· 733 燈顯指示··················

6、;··········· 9四、 主要性能指標······························ 11五、 外形尺寸和感應(yīng)接收器安裝要求···

7、3;·········· 13六、系統(tǒng)對外連接圖····························· 15七、系統(tǒng)電路原理圖······

8、3;······················ 16八、售后服務(wù)··························&

9、#183;······ 18一 綜述 高速重載是中國鐵路的發(fā)展方向。隨著列車運行速度的提高和電氣化鐵路運營里程的不斷延長，對機車車輛安全運行標準的要求也越來越高，因此電力機車安全、準確、可靠地通過分相區(qū)間也越來越引起大家的關(guān)注。 在鐵道電氣化牽引區(qū)段，牽引供電采用單相工頻交流供電方式。為使電力系統(tǒng)的三相供電負荷平衡和提高電網(wǎng)的利用率，電氣化鐵路的供電接觸網(wǎng)采用分相段供電，各分相段采用長度不等的絕緣間隔（即分相區(qū)間），電力機車通過分相區(qū)間必須斷電惰行。為了保證電力機車安全通過分相區(qū)間，在分相區(qū)前、后30m線路左側(cè)設(shè)置斷、合標志牌，以提示

10、乘務(wù)員操縱機車安全通過分相區(qū)。長期以來斷電運行均由乘務(wù)員操作完成，提前斷電和滯后合閘的操縱現(xiàn)象屢見不鮮。由于列車無電運行時間較長，列車速度損失較大。同時，隨著列車運行速度的提高，特別是在準高速、高速線路上，每小時通過多個分相區(qū)，手動操縱過于頻繁，對運行安全極為不利，乘務(wù)員稍有疏忽就會產(chǎn)生拉電弧、燒分相絕緣器等現(xiàn)象，由此引起變電所跳閘，中斷供電，造成行車事故。 為了適應(yīng)鐵路提速和高速發(fā)展的需要以及保證電氣化鐵路的安全運行，鐵道部科教司于2000年下達了車載式自動過分相系統(tǒng)的研制的科技攻關(guān)計劃，其主要任務(wù)是： 電力機車上過分相方案的系統(tǒng)設(shè)計； 研制滿足機車運用要求的自動過分相裝置和地面裝置； 完成

11、車載及地面裝置的安裝、運行試驗以及運用考核。 車載式自動過分相系統(tǒng)的研制于2001年6月通過鐵道部科教司的科技成果鑒定，與會專家一致認為該系統(tǒng)技術(shù)已達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。GFX-3S型電力機車自動過分相系統(tǒng)由廣鐵集團公司機務(wù)處、廣鐵科研所和懷化機務(wù)段共同針對微機控制電力機車而研制的自動過分相控制產(chǎn)品。其主要功能是當(dāng)電力機車通過分相區(qū)時，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時機車速度、位置自動平滑降牽引電流、斷輔助機組和分斷主斷路器，通過分相區(qū)后，自動閉合主斷路器、閉合輔助機組和控制牽引電流平滑上升，從而實現(xiàn)電力機車通過分相區(qū)時操作的自動化，大大的減輕了乘務(wù)員的工作強度。系統(tǒng)采用了高可靠PLC作為控制單元、免維護的地面定位方

12、式，實現(xiàn)精確控制電力機車通過分相區(qū)。本裝置適用于微機控制的電力機車。二 系統(tǒng)組成2.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)由感應(yīng)接受器（簡稱車感器）、自動過分相信號處理器和信號指示三部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1圖 1 車載自動過分相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2 系統(tǒng)外觀圖2 自動過分相信號處理器安裝圖圖3 車感器安裝圖 圖4 信號指示安裝圖三 工作原理 本系統(tǒng)是基于免維護地面定位技術(shù)的車載自動過分相控制系統(tǒng)。機車通過感應(yīng)地面定位信號確定機車與分相點的相對位置，地面定位和機車感應(yīng)信號分別采用斜對稱埋設(shè)和備份接收，以保證自動過分相的安全和可靠。 圖5 地面感應(yīng)器的埋設(shè)方式如圖5所示，預(yù)先根據(jù)要求在每個分相區(qū)前后分別埋設(shè)兩個地面感應(yīng)器

13、。機車過分相信號的感應(yīng)、處理，由地面磁感應(yīng)器、車感器和車感信號處理裝置共同完成。機車過分相的控制，由微機柜及機車控制回路完成。微機柜對機車過分相的自動控制，與司機操作控制并聯(lián)，當(dāng)司機操作控制過分相，自動控制起監(jiān)視作用。機車運行至G1(G4)點，自動過分相信號處理器接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的預(yù)告地面定位信號，信號處理器向微機柜發(fā)出過分相預(yù)告信號，微機柜根據(jù)此時機車運行速度，控制電機電流平穩(wěn)下降到0，發(fā)出斷主斷信號給控制電路，控制電路控制機車斷劈相機、斷主斷（預(yù)告模式）；同時，司機室蜂鳴器響3s,提醒司機過分相區(qū)。當(dāng)G1(G4)信號失效時，機車運行至G2(G3)點，自動過分相信號處理器接收到感應(yīng)接收器

14、感應(yīng)的強迫地面定位信號，信號處理器向微機柜發(fā)出過分相強迫斷信號，微機柜立即封鎖電機電流，發(fā)出斷主斷信號給控制電路控制機車斷劈相機、斷主斷。在正常接收到G1(G4)信號時G2(G3)信號不起作用（強迫斷模式）。機車通過無電區(qū)后，根據(jù)接收G3(G1)點，自動過分相信號處理器接收到感應(yīng)接收器感應(yīng)的合閘地面定位信號信號，則通過預(yù)告信號通道向微機柜送出合主斷 信號，司機室蜂鳴器響3s,提醒司機已通過分相區(qū)。微機柜發(fā)出合主斷給控制電路，控制電路控制機車合劈相機、合主斷。預(yù)備好后，微機柜控制電機電流緩慢恢復(fù)到過分相前工況。在正常接收G3(G1)信號時G4(2)信號不起作用。31地面感應(yīng)信號接收器自動過分相的

15、關(guān)鍵技術(shù)是定位，定位是否準確是系統(tǒng)準確性和可靠性的關(guān)鍵。地面感應(yīng)信號安裝在機車的轉(zhuǎn)向架上，采用密封防水、防震設(shè)計處理，保證系統(tǒng)的可靠運行。安裝在機車轉(zhuǎn)向架上的地面感應(yīng)信號接收器通過地面感應(yīng)器時，在地面感應(yīng)信號接收器上感應(yīng)一個幅值和寬度與機車運行速度相對應(yīng)的信號。地面感應(yīng)接收器安裝于機車下部轉(zhuǎn)向架的兩側(cè)，共四個。前后相互備份。311 地面感應(yīng)接收器 地面感應(yīng)接收器基于電磁感應(yīng)原理，感應(yīng)接收線圈與地面感應(yīng)器的磁場相結(jié)合，完成系統(tǒng)的定位識別。具有識別準確高、相應(yīng)時間短、抗干擾能力強、無故障運行時間長等優(yōu)點。312 地面感應(yīng)器 地面感應(yīng)器是嵌入到軌枕里的永久磁鐵，具有耐高溫、耐腐蝕、不會損壞等特點，適

16、合安裝在室外。 地面感應(yīng)器的安裝見附件1。 32 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是由系統(tǒng)信號處理單元以及控制單元組成。系統(tǒng)信號處理器采集感應(yīng)接收器接收的定位信號、機車運行方向、處理相應(yīng)的信息、發(fā)出相關(guān)的信息指令、自診斷故障信息、輸出顯示信息等功能。系統(tǒng)控制單元則由機車的微機軌來實現(xiàn)，主要功能是采集由系統(tǒng)信號處理器輸出的定位信息、機車速度、司機指令、牽引電流、供電網(wǎng)壓等相關(guān)機車信息，并根據(jù)接收到信號處理器輸出的定位信息、機車運行速度，確定控制牽引電流下降的速率和確定斷開主斷路器的位置。通過分相區(qū)后，根據(jù)接收到信號處理器輸出的定位信息，控制閉合主斷路器和控制牽引電流平穩(wěn)上升。信號處理器的面板示意圖如圖6所示。

17、信號處理器的背面示意圖如圖7所示。 信號處理器在通電、屏蔽接收信號結(jié)束或通過分相點后進行一次自檢。信號處理器在前進方向右側(cè)兩個感應(yīng)接收器分別接收到預(yù)告感應(yīng)器信號和反向強迫感應(yīng)器信號，以及前進方向左側(cè)兩個感應(yīng)接收器分別接收到強迫感應(yīng)器信號和反向預(yù)告感應(yīng)器信號，則屏蔽接收信號16S開始接收感應(yīng)信號，否則屏蔽接收信號2分鐘開始接收信號。圖6 信號處理器的面板示意圖· 正常指示燈：信號處理器進行自檢，當(dāng)檢測到有一路感應(yīng)接收回路有故障時，正常指示燈閃亮。當(dāng)檢測到所有感應(yīng)接收回路有故障時，正常燈滅。信號處理器正常工作指示燈亮。· 工作指示燈：信號處理器工作時，工作指示燈亮。信號處理器不

18、能正常工作，則工 作指示燈滅。· 試驗按鈕：可用于試驗自動過分相系統(tǒng)工作是否正常。在端司機室的手柄放在 “前”位，按動試驗按鈕，可模擬自動過分相強迫斷。等2分鐘后或斷合一次信號處理器的電源開關(guān)。在端司機室的手柄放在“后”位，按動試驗按鈕，可模擬自動過分相預(yù)告斷。自動過分相預(yù)告斷在機車靜止狀態(tài)時，要等30s后斷主斷路器。· 電源開關(guān)： 信號處理器的電源開關(guān)。信號處理器故障時可以關(guān)閉電源。· T1指示燈：車感器信號1指示，接收到感應(yīng)信號時閃亮。· T2指示燈：車感器信號2指示，接收到感應(yīng)信號時閃亮。· T3指示燈：車感器信號3指示，接收到感應(yīng)信號時

19、閃亮。· T4指示燈：車感器信號4指示，接收到感應(yīng)信號時閃亮。· 前指示燈：機車向前信號輸入到信號處理器時，指示燈亮。· 后指示燈：機車向后信號輸入到信號處理器時，指示燈亮。· 預(yù)告/恢復(fù)指示燈：信號處理器輸出預(yù)告信號和恢復(fù)信號時，指示燈亮。· 強迫指示燈：信號處理器輸出強迫信號時，指示燈亮。· 重聯(lián)指示燈：機車選擇恢復(fù)點信號輸入到信號處理器時，指示燈亮。圖7 信號處理器的背面示意圖說明：外接插頭：X2、X3、X4和X5信號處理器與感應(yīng)接收器外接插頭，X1與微機柜、機車控制電路和110V電源的連接插頭外接插頭。33燈顯指示 燈顯指示的

20、主要功能是顯示整個系統(tǒng)運行的狀況。當(dāng)系統(tǒng)接收到信號時能及時、準確的發(fā)出燈光及蜂鳴聲以提醒司機。在機車的、端司機室的操縱臺上安裝一個工作指示燈，一個接收到預(yù)告信號指示的蜂鳴器。蜂鳴器用于指示接收到預(yù)告信號的狀況，當(dāng)機車通過埋設(shè)在地面的預(yù)告感應(yīng)器時，感應(yīng)接收器接收到地面信號。信號處理器接收到感應(yīng)接收器接收的信號，向微機柜發(fā)出過分相區(qū)的預(yù)告信號。同時，通過蜂鳴器向司機發(fā)出自動過分相已經(jīng)工作。如機車通過“禁止雙弓”標牌時，蜂鳴器沒有響，可以采用手動過分相。四 主要性能指標4 1使用環(huán)境 海拔高度不超過2500m； 最高周圍空氣溫度為40，允許在40存放； 最低周圍空氣溫度為40，允許在40存放； 周圍

21、空氣濕度：最濕月份平均最大相當(dāng)濕度不大于95（該月月平均最低溫度為25）； 相對于機車垂向、橫向、縱向存在著頻率f為150Hz時等于1g； 因機車連掛時沖擊，沿機車縱向激起的加速度不大于3g; 信號處理器安裝在能防止風(fēng)、沙、雨、雪直接侵襲的車體內(nèi)。4 2 額定參數(shù) 型號：GFX3S型自動過分相裝置 工作電壓：DC77V137V； 功耗：6W； 絕緣電阻：500； 工作溫度：2570； 適用速度范圍 10300km/h； 感應(yīng)接收器直流電阻：620±5；4 3 技術(shù)要求車載自動過分相裝置信號處理器的元件滿足TB/T3021-2001鐵道機車車輛電子裝置標準的規(guī)定；44 工作性能 左邊地

22、感器信號輸出（強迫信號） 110V、脈寬1s±10%右邊地感器信號輸出（預(yù)告信號） 110V、脈寬3s±10%恢復(fù)信號（從預(yù)告信號通道輸出） 110V、脈寬3s±10%接收相應(yīng)時間0.05s±10%五 外形尺寸和感應(yīng)接收器安裝要求車載自動過分相信號處理器外形及安裝尺寸如圖8：圖 8感應(yīng)接收器的外形、安裝尺寸和連線插頭插座定義如下圖9：圖9車載自動過分相裝置的感應(yīng)接收器安裝如圖10（距鋼軌內(nèi)側(cè)335mm-10mm，距鋼軌踏面110mm20mm）。圖 10六 系統(tǒng)對外連接圖6.1 20芯插座X1的定義（信號可根據(jù)機車控制系統(tǒng)的要求進行選擇）點位裝置線號定義備注X1:8GX108DC 110V電源X1:18GX118DC 0V電源X1:10GX110端向前11