HXD1C電氣線路分析

1、L o g oL o g oHXD型電力機車型電力機車城軌車輛教研室 李瑞榮項目二項目二 HXD1C型電力機車電氣線路型電力機車電氣線路學習內(nèi)容學習內(nèi)容 HXD1C主電路主電路1HXD1C輔助電路輔助電路2TCN網(wǎng)絡控制電路網(wǎng)絡控制電路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)側電路網(wǎng)側電路（1）網(wǎng)絡電壓構成 受電弓AP1（=11-E07）、AP2（=11-E08） 高壓隔離開關1QS（=11-Q03）、2QS（=11-Q04） 主斷路器QF（=11Q-01） 高壓接地開關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)側主要電氣部件）網(wǎng)側主要電氣部件TSG15B受電弓BVAC.N99D主斷路器和BTE25.04D高壓接地開關 THG2B型高壓隔離開關避雷器1.網(wǎng)側電路網(wǎng)側電路 TBY1-25型電壓互感器 高壓電纜總成原邊電流互感器1.網(wǎng)側電路網(wǎng)側電路沖擊耐受電壓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系列機車廣泛采用）額定電流400A短時電流16kA接地開關（手動、無載操作）（3）網(wǎng)側主要部件電氣性能）網(wǎng)側主要部件電氣

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（手動、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）主變壓器、牽引變流器和牽引電機n“先進、成熟、經(jīng)濟、適用、可靠”的設計理念 TBQ35-8900/25型主變壓器TGA9型牽引變流器 JD160A型牽引電機n采用標準化、模塊化設計n采用軸控方式，提高機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） 強迫風冷 冷卻方式（5）牽引電機性能參數(shù)）牽引電機性能參數(shù)1720rpm 額定轉速 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就認為出現(xiàn)接地故障。學習內(nèi)容學習內(nèi)容 HXD1C主電路主電路1HXD1C輔助電路輔助電路2TCN網(wǎng)絡控制電路網(wǎng)絡控制電路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) 采用冗余設計 變頻功能，節(jié)能性好 采用標準化、模塊化設計 為防寒設計預留接口和余量 配置衛(wèi)生間、轉波爐、冷藏箱等生活設施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輔助負載電路供電3. DC110V電源電源給控制系統(tǒng)提供電源

7、轉化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：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牽引風機 冷卻塔風機 主壓縮機冷卻塔（含風機、水泵） 司機室空調(diào)學習內(nèi)容學習內(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)絡列車

8、通信網(wǎng)絡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共同制動的TCN列車總線標準列車總線為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)絡拓撲相關知識相關知識MVB的三種電氣介質(zhì)的三種電氣介質(zhì)1標準的標準的RS-485收發(fā)器，距離收發(fā)器，距離20m，最多連接，最多連接32個設備；個設備； (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個設備；個設備； （電氣中

9、等距離（電氣中等距離EMD）3光纖，距離光纖，距離2000m，點對點連接或星形連接。（，點對點連接或星形連接。（OGF）相關知識相關知識什么是什么是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)拓撲圖1. 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GWM和記錄存儲模塊ERM構成，各個模塊之間通過車輛總線MVB連接。 實現(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)轉儲功能。1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（2）司機室輸入輸出單元CIO 司機室輸入輸出單元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構成，各個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換成控制信號，經(jīng)由列車控制網(wǎng)絡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)絡控制信號轉換成電氣信號，控制如繼電器等設備。CIO在司機室右側司機在司機室右側司機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）機械間輸入輸出單元MIO 機械間輸入輸出單元MIO由數(shù)字量輸入輸出模塊DXM、數(shù)字量輸入模塊DIM構成，各個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換成控制信號，經(jīng)由列車控制網(wǎng)絡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)絡控制信號轉換成電氣信號，控制如繼電器等設備。MIO在機械間低壓柜的布局（左）在機械間低壓柜的布局（左）1. TCN列車控制系統(tǒng)列車控制系統(tǒng)（4）微機顯示屏IDU 微機顯示屏IDU是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)TCMS的終端設備。 車信息顯示：向車輛駕駛人員和維護人員提供車輛綜合

13、信息，各設備的工作狀態(tài)，故障信息的綜合與處理等功能； 參數(shù)設定：對輪徑值、列車重量、站點、時間日期等參數(shù)進行更改與設定； 模擬測試：靜止情況下，對輔助變流器系統(tǒng)相關部件進行模擬測試； 數(shù)據(jù)轉儲：通過USB接口，將故障信息轉儲地面進行統(tǒng)計、分析。智能顯示裝置智能顯示裝置IDU結構結構 網(wǎng)絡拓撲界面網(wǎng)絡拓撲界面輔助系統(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)學習內(nèi)容學習內(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)絡列車通信網(wǎng)絡34HXD1C控制電路簡析控制電路簡析1.讀圖說明2.司機室占用（司機室占用（=22/8）閉合=22-S01-S3，E11_01=1,E12_01=0，I端司機室占用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）機車操作模式選擇開關=21-S54在正常位（=21/9.2）高壓隔離開關=11Q03或=11-Q04閉合總風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

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，壓力開關=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A3

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.自動過分相自動過分相4.自動過分相自動過分相自動過分相裝置發(fā)送到MIO的信號：4.自動過分相自動過分相v 過分相過程(1)機車自左向右運動，到達G1端，T3將檢測G1并發(fā)信號給GFX3，GFX3發(fā)送“預告”信號給E37_14。(=21/11.2) 在CCU接收到預報

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

19、引力或來自定速控制功能的設定力。 在這個方向，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重設。(4)當信號處理器失效(包括T3和T4或者T1和T2失效)，它將發(fā)送一個故障信號到E37_16。 IDU顯示器顯示自動過分相故障信息。 司機可以按手動過分相按鈕=21-S04/=21-S24實現(xiàn)手動過分相。（=21/12.2）5.緊急制動緊急制動（1）緊急804中繼 以下任一條件滿足時 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)機車產(chǎn)生緊急指令緊急804中繼=28-K02（電氣柜設備板的105KA）得電（=28/11.5）

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

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

22、件無動作，或長期激活控制部件， IDU、蜂鳴器報警 懲罰制動發(fā)生 警惕裝置可被故障開關43S-S06旁路（=43/19.4）（2）CCU懲罰制動指令 警惕裝置無應答？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懲罰制動發(fā)生 警惕裝置故障開關可以將A35_07旁路6.懲罰制動懲罰制動（3）監(jiān)控懲罰制動 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) 懲罰制動信息反饋 101KA反、103KA正送E37_06(=43/22.2)6.懲罰制動懲罰制動（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 本補電源J140 =43-S11（3-4）=43-S31（3-4）7.壓縮機控制壓縮機控制（1）輔助壓縮機控制 升弓壓力檢測，=28-A01.U43.02（=21/1.7） 升弓壓力450kPa時，E31_01=1，向CCU發(fā)出輔助壓縮機啟動請求 若升弓板鈕在升位，CCU通過A31_05發(fā)出輔助壓縮機啟動指令 輔助壓縮機啟動接觸器=21-K91得電閉合，輔壓機啟動 升