HXD3C型電力機車電氣線路原理分析及故障處理

TOC\o"1-5"\h\z摘要 1前言 2\o"CurrentDocument"一、 HXD3C型電力機車概述 3\o"CurrentDocument"1、 機車主要技術(shù)參數(shù) 3\o"CurrentDocument"2、 機車主要特點 5\o"CurrentDocument"二、 HXD3C型電力機車設(shè)備布局 6\o"CurrentDocument"1、 機車車體 6\o"CurrentDocument"2、 司機室 6\o"CurrentDocument"3、 受電弓 6\o"CurrentDocument"4、 司機室設(shè)備布置 7\o"CurrentDocument"5、 機械間設(shè)備布置 7\o"CurrentDocument"三、 HXD3C型電力機車電氣線路分析 9\o"CurrentDocument"1、 主電路 9\o"CurrentDocument"2、 輔助電路 10\o"CurrentDocument"3、 列車供電電路 12\o"CurrentDocument"4、 機車控制電路 13\o"CurrentDocument"5、 制動系統(tǒng)控制電路 14\o"CurrentDocument"四、 HXD3C型電力機車常見故障分析及處理 15\o"CurrentDocument"1、 受電弓工作異常 15\o"CurrentDocument"2、 途中刮弓 15\o"CurrentDocument"3、 主斷合不上 16\o"CurrentDocument"4、 輔助變流器故障 16\o"CurrentDocument"5、 復(fù)合冷卻器風機故障 16\o"CurrentDocument"6、 牽引風機故障 17\o"CurrentDocument"7、 主接地、牽引電機過載 17\o"CurrentDocument"8、 水泵、油泵、油溫高故障 17\o"CurrentDocument"9、 110V充電裝置故障 17\o"CurrentDocument"10、 機車列供電故障處理方法 18\o"CurrentDocument"參考文獻 19致謝 20摘要：HXD3C型機車電氣線路相對比較復(fù)雜，閉合條件繁多，從硬件和軟件上都作了多重保護，在實際運用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)電氣線路的情況。本文主要針對電氣部分、故障處理以及綜合部分進行分析和闡述，并對電氣線路中的常見問題進行了原因分析。關(guān)鍵詞：HXD3C型電力機車；電氣線路分析；故障及處理-2-￡-刖B重載運輸代表了鐵路貨物運輸領(lǐng)域的先進生產(chǎn)力，己成為許多國家追求的目標。隨著國民經(jīng)濟迅速的發(fā)展，大秦線原設(shè)計己經(jīng)遠遠不能滿足運量增長的要求。HXD3C型大功率交流傳動電力機車應(yīng)運而生。為了促進鐵路機車裝備現(xiàn)代化的要求，株洲電力機車有限公司在“先進、成熟、經(jīng)濟、適用、可靠”的理念下研制了HXD3C性大功率交流傳動電力機車。隨著機車運行速度的不斷提高，機車對受電弓和主斷路器運行能力也有了很大的要求。HXD3C采用車空氣管路與制動系統(tǒng)，HXD3C大功率交流傳動電力機車主要運用于“大秦線"、“大包線”，冬季溫度較低，在室外運行的受電弓和主斷路器故障率較高。為了分析其故障原因，提高機車的運行安全。一、HXD%型電力機車概述HXD3C型是在HXD3型和HXD3B型電力機車基礎(chǔ)上研制的交流傳動六軸7200kW干線客貨電力機車，該機車通過更換增加供電繞組的主變壓器，增加列車供電柜、供電插座、客貨轉(zhuǎn)換開關(guān)、雙管供風裝置等，使機車具有牽引旅客列車的功能，并可以向旅客列車提供風源及穩(wěn)定的DC600V電源，與25G型客車良好匹配。機車采用PWM矢量控制技術(shù)等最新技術(shù)的同時，盡量考慮對環(huán)境的保護,減少維修工作量。另外，以能夠在中國全境范圍內(nèi)運行為前提，在滿足環(huán)境溫度在-40°C?+40°C,海拔高度在2500m以下的條件的同時，最大考慮到3組機車重聯(lián)控制運行。這款機車是“和諧型”交流傳動電力機車系列中，首款適用于客貨運的兩用車型，由中國北車集團大連機車進行研發(fā)及生產(chǎn)，其產(chǎn)品技術(shù)借鑒了先前制造的HXD3型（日本東芝）和HXD3B型（加拿大龐巴迪）機車。圖1HXD3C型電力機車外形圖1、機車主要技術(shù)參數(shù)（1） 車輛設(shè)計：中國北車集團大連機車車輛有限公司（2） 車輛建造：中國北車集團大連機車車輛有限公司（3） 型號：HXD3C（和諧電3C）（4） 建造年份：2010年（5） UIC軸式:Co-Co（6） 軌距：1,435mm；機車前、后車鉤中心距：20846mm；車體底架長度：19630mm；車體寬度：3100mm；車體高度：4100mm機車全軸距：14700mm；轉(zhuǎn)向架固定軸距：2250+2000mm；車輪直徑：1250mm；受電弓落下時，滑板頂面距軌面高度：＜4770mm；受電弓滑板距軌面的工作范圍：5200-6500mm；車鉤中心線距軌面高度：880±10mm；排障器距軌面高度：110mm。（7） 機車總重：138t（無配重）/150t（有配重）（8） 電力系統(tǒng)：單相交流25kV/50Hzo其功率輸出情況為：在22.5kv-31kv之間時，機車能發(fā)揮額定功率，在22.5kv-17.5和17.5kv--17.2kv范圍內(nèi)機車功率按不同斜率線性下降，在17.2kv時功率為零；在31kv-31.3kv范圍內(nèi)機車功率線性下降至零。圖2HXD”型電力機車功率輸出與電網(wǎng)網(wǎng)壓關(guān)系圖（9） 電傳動方式：交一直一交，軸控（10） 輸出功率：7,200kW（11） 最大牽引力：520kN（23t軸重）/570kN（25t軸重）（12） 持續(xù)牽引力：370kN（23t軸重）/400kN（25t軸重）（13） 最高速度：120km/h（14） 最高試驗速度：132km/h（15） 持續(xù)速度：70km/h（23t軸重）/65km/h（25t軸重）（16） 功率因數(shù)：＞0.98（17） 等效干擾電流：＜2.5A（18） 額定網(wǎng)壓下，在牽引工礦發(fā)揮持續(xù)功率時的機車總效率：＞0.85（19） 機車采用微機控制（20） 機車動力學性能：機車應(yīng)能以5km/h速度安全通過半徑為125m的曲線，并應(yīng)能在半徑250m的曲線上進行正常摘掛作業(yè)（21） 機車單機以120km/h速度于平直道上施行緊急空氣制動時，最大制動距離＜800m基礎(chǔ)制動方式：輪盤制動+儲能制動電制動方式：再生制動電制動功率：7200kW2、機車主要特點軸式為Co-Co,電傳動系統(tǒng)為交直交傳動，采用IGBT水冷變流機組,1250kW大轉(zhuǎn)矩異步牽引電動機，具有起動(持續(xù))牽引力大、恒功率速度范圍寬、粘著性能好、功率因數(shù)高、能源消耗低等特點。輔助電氣系統(tǒng)采用2組輔助變流器，能分別提供VWF和CVCF三相輔助電源，對輔助機組進行分類供電。該系統(tǒng)冗余性強，一組輔助變流器故障后可以由另一組輔助變流器對全部輔助機組供電。采用微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了機車特性控制、邏輯控制、自診斷功能，實現(xiàn)了機車的網(wǎng)絡(luò)重聯(lián)功能，并具有信息儲存和轉(zhuǎn)儲功能?？傮w設(shè)計采用高度集成化、模塊化的設(shè)計思路，電氣屏柜和各種輔助機組分功能斜對稱布置在中間走廊的兩側(cè)，有利于平衡機車自重；采用了規(guī)范化司機室，有利于機車的安全運行。采用帶有中梁的、整體承載的框架式車體結(jié)構(gòu)，有利于提高車體的強度和剛度。轉(zhuǎn)向架采用滾動抱軸承半懸掛結(jié)構(gòu)，二系采用高圓螺旋彈簧；采用整體軸箱、推挽式低位牽引桿等技術(shù)。采用下懸式安裝方式的一體化多繞組(全去耦)變壓器，具有高阻抗、重量輕等特點，并采用強迫導向油循環(huán)風冷技術(shù)。采用頂蓋夾層進風，各系統(tǒng)獨立通風冷卻技術(shù)。另外還考慮了司機室的換氣和機械間的微正壓。采用了克諾爾集成化氣路的空氣制動系統(tǒng)，具有空電制動功能。機械制動采用輪盤制動。采用了新型的模式空氣干燥器，有利于壓縮空氣的干燥，減少制動系統(tǒng)閥件的故障率。二、HXD3C型電力機車設(shè)備布局1、機車車體機車車體采用整體全鋼焊接結(jié)構(gòu)，包括：底架、側(cè)墻、司機室、隔墻等。車體頂部裝有4個可拆卸的頂蓋。車體側(cè)墻上部結(jié)構(gòu)設(shè)有帶過濾器的通風風道。車鉤及緩沖器安裝在底架的兩端。車體側(cè)梁每側(cè)設(shè)有4個檢修作業(yè)用的吊車銷孔。車體側(cè)構(gòu)底部設(shè)有4個架車支承座和供檢修用的4個支承點，在車體支承座架起距軌面高度不超過2500mm的條件下，轉(zhuǎn)向架和主變壓器可從車體下推出。在機車檢修庫內(nèi)，天車吊鉤距軌面高度達到9,000mm的條件下，能把機車車體內(nèi)各屏柜和部件單獨吊入和吊出。圖3機車車體圖2、司機室司機操縱臺的設(shè)計符合人體工程學原理，布置為左手邊控制，由司機側(cè)和副司機側(cè)組成。在操縱臺前設(shè)有兩把高度可調(diào)節(jié)的座椅，也可向前和向后調(diào)節(jié)座椅。在司機室司機側(cè)后墻柜和副司機側(cè)后墻上固定有另外兩把可折疊的座椅。在機車前部裝有前窗刮雨器、2個受電弓及絕緣子、2個高壓隔離開關(guān)、1個高壓電壓互感器、1個真空主斷路器、1個接地開關(guān)、1個避雷器一個登頂門、1個高壓電纜組成母線及支撐絕緣天線。3、受電弓通常，每臺機車只升一個受電弓。整臺機車升起的受電弓的選擇由CCU完成，選擇取決于受電弓選擇開關(guān)的位置和高壓回路可能出現(xiàn)的故障。只有當HVB斷開和受電弓降下了，改變受電弓模式才是有效的。如果HVB是合上的或者受電弓是升起的，改變受電弓模式是無效的，HMI應(yīng)顯示相應(yīng)信息。在HVB斷開和受電弓降下后，新的模式將是有效的。在機車重聯(lián)模式，可利用每臺機車上的受電弓選擇開關(guān)選擇升弓模式。受電弓通過壓縮空氣升起。升起/降下受電弓的命令由操縱臺上的扳鍵開關(guān)給出。如果機車的兩個受電弓中的一個出現(xiàn)故障，故障受電弓可以通過車頂隔離開關(guān)隔離。機車可以用另外一個受電弓繼續(xù)牽引。受電弓配備有接觸滑板監(jiān)視，控制設(shè)備安裝在受電弓下面的機械間內(nèi)。CCU的內(nèi)部信號指示工作壓力回路的狀態(tài)、已升起的受電弓及檢測到的網(wǎng)側(cè)電壓。圖4受電弓外形圖4、 司機室設(shè)備布置司機室及操縱臺的設(shè)計考慮了人機工程學，既保證機車乘務(wù)人員有舒適的工作環(huán)境，又能清楚地瞭望信號和觀察儀表、顯示屏，且方便操作。司機室的設(shè)計適應(yīng)單司機操作的要求。在司機室內(nèi)布置有兩個司機座椅供乘務(wù)人員使用,座椅具有前后調(diào)節(jié)、體重調(diào)節(jié)、角度旋轉(zhuǎn)等功能。司機室的設(shè)備布置基本可以分為7個部分：操縱臺、前墻設(shè)備布置、左側(cè)墻設(shè)備布置、右側(cè)墻設(shè)備布置、司機側(cè)后墻柜、副司機側(cè)后墻柜、頂棚設(shè)備布置。5、 機械間設(shè)備布置在冷卻塔油冷卻回路中集成了一個副油箱和復(fù)合散熱器，副油箱用于平衡油熱量引起的膨脹。在副油箱上的液位指示器處可以檢查油位。一個空氣減濕器吸收從空氣流進入副油箱中的濕氣。冷卻塔通過法蘭直接連接到變流器水的入口和出口，它包含用于牽引逆變器的冷卻管路以及用于主變壓器的冷卻管路。冷卻塔擁有冷卻水泵和用于牽引變流器冷卻的膨脹箱。率引通風機］短車鐵壓編機與干燥器圖5機械間布置圖三、HXD”型電力機車電氣線路分析HXD3C型電力機車的電氣線路主要由主電路、輔助電路、DC600V列車供電電路、控制電路、制動系統(tǒng)控制電路和機車安全監(jiān)控電路組成。1、主電路機車主電路主要由網(wǎng)側(cè)電路、主變壓器、主變流器及牽引電動機等組成。網(wǎng)側(cè)電路(見附錄1)網(wǎng)側(cè)電路由受電弓PG1、PG2、高壓隔離開關(guān)QS1、QS2、高壓電流互感器TA1、低壓電流互感器TA2、高壓電壓互感器TV1、主斷路器MCB、高壓接地開關(guān)QS10、避雷器Fl、F2、F3、原邊過流繼電器KC1、智能型電度表PWH、主變壓器原邊繞組AX及接地裝置EB1?6等組成。接觸網(wǎng)電流通過受電弓PG1或PG2進入機車，經(jīng)25kV高壓電纜進入車內(nèi)并經(jīng)高壓柜內(nèi)的高壓隔離開關(guān)QS1或QS2和主斷路器的主觸點QF1相連，并穿過高壓電流互感器TA1與主變壓器TM1的原邊繞組A端子相連，經(jīng)過主變壓器原邊繞組，從X端子流出，再穿過低壓電流互感器TA2后，通過6個并聯(lián)的接地裝置EB1?EB6,經(jīng)輪對回流至鋼軌。兩架受電弓和兩臺車頂避雷器位于車頂上部，六個接地裝置EB1?6安裝于車軸端部，其余的網(wǎng)側(cè)高壓電器均裝于車內(nèi)高壓柜中，從而可以避免高壓電器由于雨雪、風沙、粉塵等侵蝕、污染而引起的閃絡(luò)擊穿，降低維修成本，提高機車的可靠性。主變壓器機車采用軸向分裂、心式臥放、下懸式安裝的一體化多繞組變壓器，具有高阻抗、重量輕等特點；采用了真空注油、強迫風冷、氮氣密封等特殊的工藝措施，延長變壓器的絕緣壽命。主變壓器的6個1450V牽引繞組分別用于兩套主變流器的供電,2個399V輔助繞組分別用于輔助變流器的供電，2個860V供電繞組分別用于DC600V列車供電柜的供電。主變壓器內(nèi)還設(shè)有溫度繼電器、壓力釋放閥、油流繼電器等，完成對主變壓器的溫度、過壓等保護。主變壓器的主要技術(shù)參數(shù)見表1。表］主變壓器的主要技術(shù)參數(shù)高壓繞組牽引繞組輔助繞組供電繞組額定容量(kVA)9006(9233)8400(7467)606(1160)額定電壓(V)250001450x6399x2(860x2)額定電流(A)360(369)966x6759x2(675x2)主變流器及牽引電動機電路機車采用兩組主變流器UM1、UM2,分別由主變壓器的牽引繞組(al-xl)-(a6-x6)供電，主變流器再分別給牽引電動機Ml、M2、M3和M4、M5、M6供電。主變流器UM1內(nèi)部可以看成由3個獨立的“整流一中間電路一逆變”環(huán)節(jié)(稱為牽引變流器)構(gòu)成。每組牽引變流器分別有2個接觸器、1個輸入電流互感器、1個充電電阻、1個四象限整流器、中間電路、1個PWM逆變器、2個輸出電流互感器等組成。機車6組牽引變流器的主電路和控制電路相對獨立，分別為6個牽引電動機提供交流變頻電源。當其中一組或幾組發(fā)生故障時，可通過TCMS微機顯示屏，利用觸摸開關(guān)將故障的牽引變流器切除，剩余單元仍可繼續(xù)工作，實現(xiàn)整車的冗余控制。2、輔助電路機車輔助電路從功能上可以分為相對獨立的三部分電路：三相輔助供電電路、輔助加熱電路和庫用電源電路。輔助電動機供電電路輔助電動機供電電路由輔助變流器、輔助濾波裝置、電磁接觸器、自動開關(guān)、輔助電動機等組成。機車設(shè)有兩組獨立的三相輔助電源，每組電源由輔助變流器UA11、UA12、濾波電抗、濾波電容、接觸器、自動開關(guān)及對應(yīng)輔機等構(gòu)成。輔助變流器UA11、UA12都有變頻變壓(VWF)和定頻定壓(CVCF)兩種工作方式，可以依據(jù)連接的輔助電動機情況進行設(shè)置。機車正常運行時，輔助變流器UA11工作在VWF方式，輔助變流器UA12工作在CVCF方式，分別為機車輔助電動機供電。每一臺輔助變流器的額定容量是按照獨立帶整車輔機的情況設(shè)計的，因此正常情況下，輔助變流器UA11、UA12基本上以50%的額定容量工作。輔助變流器供電電路(見附錄2)機車設(shè)有兩組三相輔助電源，向各類輔助負載供電。輔助變流器UA11的輸出，經(jīng)過輔助濾波器LC,通過輸出接觸器KM11給牽引風機電動機MA11、MA12和冷卻塔風機電動機MA13、MA14供電。輔助變流器UA12的輸出，同樣經(jīng)過輔助濾波器LC,通過輸出接觸器KM12給空氣壓縮機電動機MA19、MA20、主變壓器油泵A21、MA22、車體通風機M23、M24、司機室空調(diào)EV11、EV12、主變流器內(nèi)部的水泵WP1、WP2、輔助變流器風機APBM1、APBM2供電，同時UA12還經(jīng)過ATI隔離變壓器，分別向司機室內(nèi)的輔助加熱設(shè)備、衛(wèi)生間及壓縮機加熱回路和低溫預(yù)熱設(shè)備提供AC220V和ACUOV交流電源。輔助電動機電路機車上的各輔助電動機均通過各自的自動開關(guān)與輔助變流器連接，除2臺空氣壓縮機外，均不設(shè)電磁接觸器，使得輔助電動機電路更簡化、更可靠。當輔助變流器采用軟起動方式進行起動，除空氣壓縮機電動機外，其他輔助電動機也隨之起動?？諝鈮嚎s機的起動受電磁接觸器的控制，電磁接觸器受機車司機控制扳鍵開關(guān)和總風缸空氣壓力繼電器的控制。輔助電動機電路的保護系統(tǒng)輔助系統(tǒng)主電路接地保護、輔助變流器的過流和過載保護、輔助變流器中間直流回路電壓保護、輔助變流器輸入電壓的保護、110V電源裝置輸入電源的短路過載保護。輔助加熱裝置電路(見附錄3)機車輔助加熱裝置主要有電熱玻璃EH11-14.腳爐EH20-21、后墻暖風機EH22-25.及低溫預(yù)熱回路等，它們均由輔助變流器UA12通過隔離變壓器ATI進行供電。在腳爐、后墻暖風機支路上設(shè)置了功能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA11、SA12,進行投入和切除轉(zhuǎn)換，并設(shè)置了空氣自動開關(guān)QA31和QA32進行過流保護。在電熱玻璃支路上設(shè)置了功能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA13、SA14,進行投入和切除轉(zhuǎn)換，并設(shè)置了空氣自動開關(guān)QA34進行過流保護。在微波爐EH33支路上設(shè)置了功能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA15,進行投入和切除轉(zhuǎn)換，并設(shè)置了空氣自動開關(guān)QA33進行過流保護。另外，分別在2個司機室設(shè)置了電源插座XS21、XS22和在機械間中間走廊中部設(shè)置了1個電源插座XS23,提供220V交流電源。機車輔助加熱回路中，還設(shè)有低溫預(yù)熱回路，最初采用DC110V低溫預(yù)熱，機車一旦可以升弓合主斷，輔助變流器可以工作，就轉(zhuǎn)由AC110V低溫預(yù)熱。當機車需要低溫預(yù)熱時，首先閉合自動開關(guān)QA60、QA72,接觸器KM22閉合,將采用DC110V低溫預(yù)熱方式，對輔助變流器APU1XAPU2、110V電源裝置UC、TCMS微機系統(tǒng)等進行加熱。預(yù)熱一定時間，當微機可以升弓合主斷，輔助變流器正常工作后，繼電器KE11和接觸器KM21閉合，接觸器KM22斷開，轉(zhuǎn)由AC110V進行低溫預(yù)熱，對輔助變流器APU1XAPU2、110V電源裝置UC、TCMS微機系統(tǒng)、APU等進行加熱。通過閉合自動開關(guān)QA73,可以對撒砂裝置進行加熱。通過閉合自動開關(guān)QA74,可以對壓縮機進行低溫加熱,通過溫控開關(guān)TR-1,可以實現(xiàn)壓縮機低溫加熱的自動投入和切除,當壓縮機進行低溫加熱時壓縮機不能工作。在壓縮機的控制回路里，還設(shè)有溫度保護開關(guān)TS-1和壓力保護開關(guān)PS-1,通過其常閉連鎖，實現(xiàn)對壓縮機的安全保護。3、列車供電電路為滿足機車牽引客運車輛的需要，機車設(shè)有DC600V供電電路。該電路主要由2個DC600V電源柜LG1、LG2和供電連接器XSA2-5組成。其輸入電源分別由主變壓器TM1的兩個輔助繞組(a9-x9)、(alO-xlO)供電，經(jīng)過整流單元整流后，在得到供電允許指令后可向客車車輛輸出DC600V電源。列車供電柜的主要技術(shù)參數(shù)：額定輸出功率：400kW額定直流輸出電壓：600V額定直流輸出電流：670A過載直流電流：750A列車供電柜的電路分為主電路、輔助電路、控制電路和電子電路四個部分。主電路(見附錄4)額定交流電壓860V從151/16K152/162端輸入，經(jīng)真空接觸器與快速熔斷器到單相整流橋與電流傳感器，通過供電柜柜內(nèi)的濾波電抗器和柜內(nèi)的濾波電容器輸出直流電壓600V。整流橋的交流側(cè)，并聯(lián)了由電阻、電容和壓敏電阻組成的過電壓吸收電路與控制用同步變壓器。同時，在交流側(cè)有元件擊穿短路時，快速熔斷器能快速熔斷保護，分斷主電路，避免故障的進一步擴大。整流橋內(nèi)各元件兩端并聯(lián)RC用于吸收元件的換相過電壓。直流側(cè)還有空載電阻與檢測用電流傳感器，接地分壓電阻1R1、1R2、電壓傳感器用于接地保護。電壓傳感器3SV、5SV分別為控制箱A、B組提供電壓反饋信號。輔助電路列車供電柜采用了功率元件整流及直流負載電阻與交流阻容保護，工作時會產(chǎn)生熱量，此時需要進行冷卻通風。柜內(nèi)設(shè)置有一臺三相交流380V通風機,對柜內(nèi)發(fā)熱元件進行強制風冷。當通風機斷路器未閉合時，不允許列車供電柜投入工作，以免損壞器件。（3）控制電路控制電路由集控插座JKXS1UKXS2、控制箱1\2、通訊模塊HCM以及電路表等組成。列車供電柜輸出DC600V電源時需滿足以下條件：機車與客車通訊正常：客車供電申請、客車110V電源以及機車供電允許等信號正常。機車升弓、合主斷正常，并且APU2正常工作，并發(fā)出允許供電柜工作信號；操縱臺上供電鑰匙SA105\SA106打“合”位。每個供電柜內(nèi)分別設(shè)置有一塊電度表，用來測量和記錄列車供電柜輸往客車的電能。4、機車控制電路機車的控制系統(tǒng)是機車控制與控制監(jiān)視系統(tǒng)（TCMS）為核心，結(jié)合目前國內(nèi)現(xiàn)有的機車行車安全綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)和克諾爾的CCB-II電控制動系統(tǒng),配以機車外圍電路來進行設(shè)計的。TCMS主要功能是實現(xiàn)機車特性控制、邏輯控制、故障監(jiān)視和診斷，并將有關(guān)信息送到司機操縱臺上的微機顯示屏。TCMS包括1個主控制裝置和2個顯示單元，其中主控單元采用冗余設(shè)計，設(shè)有兩套控制環(huán)節(jié)，一套為主控制環(huán)節(jié)（Master）,一套為熱備控制環(huán)節(jié)（Slave）。當主控制環(huán)節(jié)（Master）發(fā)生故障時，備用控制環(huán)節(jié)（Slave）立即自動投入工作。（見附錄5）機車的控制電路主要完成下列功能：（1） 順序邏輯控制：如升、降受電弓，分、合主斷路器，司機控制器的換向、牽引、制動，輔助電動機的邏輯控制，機車庫內(nèi)動車邏輯控制，主輔變流器庫內(nèi)試驗邏輯控制等。（2） 機車特性控制：采用恒牽引力/制動力+準恒速特性控制，實現(xiàn)對機車的控制要求。（3） 定速控制：根據(jù)機車運行速度，可以實現(xiàn)牽引工況下機車恒定速度控制。（4） 輔助電動機的控制：除空氣壓縮機外，機車各輔助電動機根據(jù)機車準備情況，在外部條件具備的前提下，由TCMS發(fā)出指令，與輔助變流器同時啟動、運行。空氣壓縮機則根據(jù)總風缸壓力情況，通過控制接觸器的分合來實現(xiàn)控制。（5） CCB-II制動機的電空網(wǎng)絡(luò)控制。（6） 機車粘著控制：包括防空轉(zhuǎn)、防滑行控制、軸重轉(zhuǎn)移補償控制。故障診斷、顯示與保護：通過設(shè)在司機室的微機屏顯示機車正常運行的狀態(tài)信息，如：網(wǎng)壓、原邊電流、機車工況、級位、機車牽引力、機車速度等，正常的設(shè)備工作狀態(tài)，如：主變流器、輔助變流器等；正常的設(shè)備開關(guān)狀態(tài)，如：主斷路器、輔助接觸器、各種故障轉(zhuǎn)換開關(guān)；顯示機車即時發(fā)生的故障信息，發(fā)生故障的設(shè)備、故障處理的方法等，并將故障發(fā)生時的有關(guān)數(shù)據(jù)記憶。機車重聯(lián)控制：最多可以實施同型號的3臺機車重聯(lián)。5、制動系統(tǒng)控制電路機車控制系統(tǒng)通過MVB網(wǎng)絡(luò)和硬線與制動系統(tǒng)全面結(jié)合，完成對制動系統(tǒng)的控制與監(jiān)測(見附錄6)o機車控制系統(tǒng)采集各個壓力開關(guān)和隔離閥的狀態(tài)信號和制動系統(tǒng)輸出信號。狀態(tài)信號主要包括：緊急制動隔離S10.01,升弓鑰匙閥U99,輔壓機壓關(guān)KP57(U84)、KP58U43.02,輔助風缸隔離U43.13,總風壓力開關(guān)KPl(P50.72)、KP2(P50.74)、KP3(P50.75)、KP4(A71MREP),彈停壓力開關(guān)KP59CB40.07),彈停隔離B40.06,轉(zhuǎn)向架隔離Z10.22,Z10.23,撒沙隔離F41.02；制動系統(tǒng)輸出信號包括：卸載、BCPS、補機故障、緊急制動。機車控制系統(tǒng)根據(jù)這些信號的狀態(tài)進行邏輯控制。機車控制系統(tǒng)向制動系統(tǒng)輸入機車狀態(tài)信號和各類控制信號。具體包括：零速、電空互鎖、緊急制動、常用制動B、緊急制動、彈停制動、彈停緩解、撒沙控制、干燥器控制、風笛控制等信號。四、HXD3C型電力機車常見故障分析及處理1、 受電弓工作異常受電弓作為電力機車從接觸網(wǎng)取得電能的電氣設(shè)備，它的工作狀態(tài)直接影響到電力機車的正常運行。受電弓的故障一般由其運動機構(gòu)中的風路管路異常引起的，常見處理方法如下：某一段受電弓工作異常，另一受電弓正常維持運行。處理方法：如果運行中某一受電弓頻繁自動降下，第一次自動降下時觀察是否發(fā)生刮弓，則為該受電弓管路漏風，關(guān)閉其氣路控制板下方供風塞門(1端弓氣路控制板在微機柜后方，2端弓氣路控制板在制動柜后方)，換另一臺受電弓運行。兩臺受電弓均不能升起。在空氣柜檢查升弓氣路風壓表應(yīng)高于600kpa以上，如風壓低，合升弓板鍵，輔助壓縮機將會自動打風，輔助風缸風壓達到700kpa后，斷開升弓板鍵再次沖壓即可升弓；乘務(wù)員也可不合升弓板鍵，在制動柜處按壓右上方輔助壓縮機按鈕SB95,使用輔助空壓力打風后再升弓。檢查控制電氣柜司機控制自動開關(guān)QA43或QA44應(yīng)在閉合位，斷合幾次，防止假跳。檢查空氣柜控藍鑰匙是否在開放位，檢查空氣柜控制風缸塞門U43.13是否在開放位。檢查高壓接地開關(guān)QS10是否在“運行”位。2、 途中刮弓如在機車運行過程中出現(xiàn)受電弓刮弓現(xiàn)象，應(yīng)按如下順序進行操作。立即斷閘降弓停車，馬上向列車調(diào)度員報告列車車次、機車號碼、刮弓地點、司機姓名等有關(guān)內(nèi)容，并根據(jù)需要申請停電，做好防溜防護。接到停電命令后核對將命令號碼、日期、電調(diào)姓名、停電起止時間。到達停電時間起點后，升前弓并確認升起，確認網(wǎng)壓表無顯示，閉合主斷，確認輔助變流器UA12不能啟動，對應(yīng)輔機不工作，微機屏故障顯示“接觸網(wǎng)低電壓”不消除，然后斷閘降弓。在停電時間內(nèi)，將隨車接地線固定在機車運行方向左1軸頭端蓋螺母上，再將隨車接地線勾頭掛在運行前方網(wǎng)上。取鑰匙上大頂，妥善處理故障的受電弓，捆緊綁牢，使其不可由于震動而移位或脫落，并排除接地處所。將工具及受電弓損壞部件帶下車頂，各鑰匙歸為，先在接觸網(wǎng)上去下接地線勾頭，再從軸頭上解下接地線。關(guān)閉故障受電弓供風塞門U98,操作控制電源柜面板上受電弓隔離開關(guān)SA96,置于故障受電弓位置，相應(yīng)的受電弓高壓格力開關(guān)應(yīng)動作。在停電時間終點前，申請送電，來電后充風試閘，升弓運行。3、 主斷合不上閉合開關(guān)SB43或SB44,“主斷分”指示燈不滅，微機屏主畫面顯示主斷未閉合。處理方法：觀察故障信息，如有保護裝置動作，按對應(yīng)故障處理；受電弓能升起，觀察微機屏是否提示“主斷氣路壓力低”，若低于時，使用輔助空壓機打風；受電弓升起后確認網(wǎng)壓是否高于17.5KV；網(wǎng)壓為零，檢查控制電氣柜“網(wǎng)側(cè)壓力”自動開關(guān)QA1是否跳開，斷合幾次防止假跳；網(wǎng)壓正常檢查、確認主手柄回到零位，微機屏顯示司機控制器級位顯示“0.0”級；檢查、確認前后端操縱臺紅色緊急制動按鈕QA103或QA104在彈起狀態(tài)；關(guān)閉自動過分相裝置；檢查、確認主斷氣路塞門U43.14在開放位。4、 輔助變流器故障兩臺輔變流器均不工作。處理方法：調(diào)速手柄回0位，按司機臺“復(fù)位”按鈕進行復(fù)位操作后，重合主斷如故障消除則繼續(xù)運行；檢查控制電氣柜“輔變流器”自動開關(guān)QA47是否跳開，斷合幾次防止假跳；仍不能工作則斷蓄電池進行微機復(fù)位。某一組輔助變流器故障。處理方法：某一組輔助變流器故障后微機控制系統(tǒng)自動切除故障、轉(zhuǎn)換，進入微機屏機器狀態(tài)下“開關(guān)狀態(tài)”畫面第二頁，確認KM20閉合，則不作處理,繼續(xù)維持運行；如微機不能自動切換，則在斷開主斷的情況下，人為通過微機屏切除故障輔變流器后，再合主斷使另一組輔變流器啟動；如仍不能切換，則在電氣柜斷合幾次輔助變流器自動開關(guān)QA47,再合主斷；仍不能工作則斷蓄電池進行微機復(fù)位。5、 復(fù)合冷卻器風機故障微機屏顯示“冷卻塔風機1”或“冷卻塔風機2”故障，對應(yīng)3組主變流器力矩顯示為0o處理方法：檢查控制電氣柜相應(yīng)的“冷卻塔風機1”或“冷卻塔風機2”空氣自動開關(guān)，斷合幾次防止假跳；該風機仍不運轉(zhuǎn)時，可暫時用3臺牽引電機維持運行。6、 牽引風機故障微機屏顯示“牽引風機1”或“牽引風機2”故障，對應(yīng)轉(zhuǎn)向架的3組主變流器力矩顯示為Oo處理方法：檢查控制電氣柜對應(yīng)的“牽引風機1”或“牽引風機2”空氣自動開關(guān)是否跳開，并斷合幾次防止假跳；如對應(yīng)的自動開關(guān)良好，該牽引風機仍不運轉(zhuǎn)，則以3臺牽引電機維持運行；如確認牽引風機運轉(zhuǎn)正常，3臺牽引電機牽引力不夠時，可在該風機風道上將風速繼電器兩根線短接，恢復(fù)全部6臺電機牽引力。7、 主接地、牽引電機過載跳主斷、“主斷分”指示燈亮，微機屏顯示“主接地”或“牽引電機”故障,TCMS故障欄顯示具體故障信息。處理方法：調(diào)速手柄回0位，按“復(fù)位”按鈕，再合主斷恢復(fù)運行；主斷如合不上或提手柄就跳主斷，則切除對應(yīng)故障位的主變流器維持運行。8、 水泵、油泵、油溫高故障微機屏顯示“水泵1”或“水泵2”故障，對應(yīng)轉(zhuǎn)向架的3組主變流器力矩顯示為0,暫時不處理，以3組主變流器維持運行。微機屏顯示“油泵1”或“油泵2”故障，而對應(yīng)轉(zhuǎn)向架的3組主變流器力矩顯示正常，處理方法為：在控制電氣柜確認“油泵1”或“油泵2”,空氣自動開關(guān)是否跳開，斷合幾次防止假跳；仍不運轉(zhuǎn)時，切除對應(yīng)轉(zhuǎn)向架3組主變流器維持運行；如牽引力不夠，則可暫時不切除主變流器，維持運行到所需前方站，根據(jù)牽引線路所需牽引力是否可以切除3組主變流器運行。跳主斷，“主斷分”指示燈亮，微機屏顯示是油溫高故障信息，處理方法為:惰力運行到前方站停車請求救援，無法到達前方站時應(yīng)立即停車請求救援。9、 110V充電裝置故障處理方法：PSU有兩組，正常時同時工作，當有一組出現(xiàn)故障，微機會自動轉(zhuǎn)換；若微機沒有自動轉(zhuǎn)換，則到電源柜處將面板上SW1單元選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)至于單元1或單元2位；如PSU兩套轉(zhuǎn)換及斷電復(fù)位均無效，如機車DCU0V電源正常，維持運行。注意機車正常出庫時，SW1開關(guān)應(yīng)在自動位；升弓合主斷后，用微機屏的輔助電源畫面價差PSU1、PSU2狀態(tài)，紅色為故障，綠色為運轉(zhuǎn)正常，黑色為停止中。10、機車列供電故障處理方法兩路不能供電處理方法：機車與車輛聯(lián)掛好后，車輛請求供電，給供電鑰匙，微機顯示屏兩路供電無DC600V顯示，則斷供電鑰匙及主