神華八軸車培訓(xùn)教材-電氣原理

南車株洲電力機(jī)車有限公司電路原理神華八軸機(jī)車客戶培訓(xùn)主電路原理及主要電器部件輔助電路原理及主要電器部件電氣原理圖讀圖說明目錄Page

2第3頁交流傳動（交直交）基本配置接觸網(wǎng)牽引變壓器四象限整流器直流環(huán)節(jié)三相逆變器異步牽引電機(jī)電力機(jī)車交流傳動系統(tǒng)的基本配置交流傳動（交直交）系統(tǒng)的原理圖（電壓型逆變器）主電路原理及主要電氣部件主傳動系統(tǒng)主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖主電路由網(wǎng)側(cè)電路、主變壓器、牽引變流器和牽引電機(jī)組成。主電路原理及主要電氣部件網(wǎng)側(cè)電路原理圖愛愛愛網(wǎng)側(cè)受流網(wǎng)側(cè)檢測網(wǎng)側(cè)保護(hù)a)網(wǎng)側(cè)短路保護(hù)b)網(wǎng)壓監(jiān)測保護(hù)c)網(wǎng)側(cè)過壓保護(hù)d)網(wǎng)側(cè)過流保護(hù)e)原邊接地保護(hù)f)短路保護(hù)g)接地開關(guān)保護(hù)主傳動系統(tǒng)主電路原理及主要電氣部件網(wǎng)側(cè)受流原理圖愛愛愛升單個(gè)受電弓的網(wǎng)側(cè)電路原理圖升雙受電弓的網(wǎng)側(cè)電路原理圖主傳動系統(tǒng)主電路原理及主要電氣部件第7頁主電路介紹網(wǎng)壓通過網(wǎng)側(cè)回路的高壓部件輸入主變壓器；主變壓器通過兩個(gè)4象限斬波器(4QS)向兩個(gè)獨(dú)立的中間電壓直流環(huán)節(jié)供電；一個(gè)脈寬調(diào)制逆變器向一個(gè)牽引電機(jī)供電,實(shí)現(xiàn)軸控；四象限斬波器和脈寬調(diào)制逆變器采用水冷IGBT模塊，模塊等級為3.3kV。中間直流電路環(huán)節(jié)還連接有諧波吸收電路，過壓保護(hù)電路、接地檢測電路；主變流器可通過調(diào)節(jié)cosφ來實(shí)現(xiàn)對電抗負(fù)載的補(bǔ)償，以提高功率因素；具有庫內(nèi)動車功能。主電路原理及主要電氣部件控制與監(jiān)視設(shè)備通過兩個(gè)TCU（牽引控制單元）模塊對變流器內(nèi)部兩組供電回路中所有設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)視；通過CCU（中央控制單元）對兩個(gè)TCU進(jìn)行控制和監(jiān)視。第8頁線路接觸器和預(yù)充電單元線路接觸器用于控制牽引變流器與主變壓器的通斷；只有在無電流的狀態(tài)下，該輸入斷路器才可以斷開；當(dāng)主斷路器處于閉合狀態(tài)時(shí)，不得將其斷開。預(yù)充電單元由一個(gè)預(yù)充電接觸器和一個(gè)預(yù)充電電阻組成；首先通過預(yù)充電單元對中間直流電容進(jìn)行充電，然后再閉合線路接觸器，這樣可以避免大的電流沖擊；當(dāng)中間直流電壓達(dá)到其理論終值（牽引繞組的峰值電壓）的95％后，線路接觸器才可以切換至閉合狀態(tài)。主電路原理及主要電氣部件第9頁四象限整流器(4QC)四象限整流器原理圖

四象限整流器牽引工況下的電流/電壓波形

網(wǎng)側(cè)整流器的要求-維持所要求的直流電壓Ud-功率因數(shù)接近1-諧波電流盡量小通過調(diào)節(jié)調(diào)制比M和Ur的相位（相對于Us），來調(diào)整Uf的大小和相位，以保證電流I與Us同相。牽引工況矢量圖

再生制動工況矢量圖

主電路原理及主要電氣部件第10頁四象限整流器(PWM)和普通橋式整流器比較可控整流元件的極性相反；PWM整流器為四象限，普通橋式整流器為兩象限；PWM整流器為四象限Ud>0.9Uf（Uf＝0.707MUd），而普通橋式整流器Ud

0.9Uf；能量關(guān)系，交流

直流側(cè)，相當(dāng)于升壓斬波器。主電路原理及主要電氣部件第11頁支撐電容

支撐電容起緩沖和平滑中間直流回路電壓的作用；由4×4.3mF電容器組成。主電路原理及主要電氣部件第12頁諧振吸收回路接地故障檢測簡圖

二次濾波電路由二次濾波電抗器L和二次濾波電容器C組成諧振電路，諧振頻率為100Hz，諧振電抗器置于主變壓器中。主電路原理及主要電氣部件第13頁脈寬調(diào)制逆變器脈寬調(diào)制逆變器電路圖

脈寬調(diào)制逆變器的方波工況

脈寬調(diào)制逆變器的脈沖工況

制動工況下電壓和電流的相位主電路原理及主要電氣部件第14頁脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)制比：M＝Urm/Ucm；載波比：p=fc/frM>1M<1主電路原理及主要電氣部件第15頁三相正弦脈寬調(diào)制主電路原理及主要電氣部件第16頁主變壓器主變壓器為臥式變壓器，主變壓器和諧振電抗器安裝在變壓器油箱內(nèi)，采用油循環(huán)強(qiáng)迫風(fēng)冷。主電路原理及主要電氣部件原邊繞組額定容量：5280kVA原邊繞組額定電流：356A牽引繞組額定容量：4×1320kVA牽引繞組額定電壓：4×970V牽引繞組額定電流：4×1361A

牽引變流器柜牽引變流器TCU

主傳動系統(tǒng)-主要部件介紹牽引變流器主要參數(shù)額定輸入電壓：AC970/50Hz最大輸入電流

：1640A中間額定電壓：DC1800V額定輸出電流：3AC598A額定效率：98%控制電壓：DC110V啟動轉(zhuǎn)矩：9717 NmIGBT模塊技術(shù)參數(shù)額定電壓：3300V額定電流：1200A冷卻方式：水冷

主電路原理及主要電氣部件牽引電機(jī)牽引變流器TCU

主傳動系統(tǒng)-主要部件介紹額定功率：1224kW額定轉(zhuǎn)速：1720r/min額定電流：598A額定頻率：58.1Hz額定轉(zhuǎn)矩：6796Nm啟動轉(zhuǎn)矩：9717 Nm極對數(shù)：2對絕緣等級：200級冷卻方式：強(qiáng)迫風(fēng)冷

主電路原理及主要電氣部件受電弓網(wǎng)側(cè)主要部件介紹額定工作電壓:AC30kV電壓波動范圍:AC19kV～AC31kV額定工作電流:1000A最小工作壓力:400kPa最大工作壓力:1000kPa升弓時(shí)間:

6s～10s降弓時(shí)間:≤6s主電路原理及主要電氣部件BVAC.N99D主斷路器BTE25.04D高壓接地開關(guān)主斷路器主要技術(shù)參數(shù)額定電壓：30kV額定頻率：50Hz～60Hz額定工作電流：1000A額定短路接通能力：40kA額定短路開斷能力：20kA額定短時(shí)耐受電流：25kA/1s高壓接地開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱電壓：25kV額定電壓：30kV額定電流：400A短時(shí)耐受電流：16kA峰值耐受電流：40kA網(wǎng)側(cè)主要部件介紹主電路原理及主要電氣部件高壓電壓互感器一次額定電壓：25kV額定頻率：50Hz/60

Hz二次額定電壓：150V準(zhǔn)確級次：K10.5級額定輸出容量：2×10VA爬電距離：875mm網(wǎng)側(cè)主要部件介紹主電路原理及主要電氣部件高壓隔離開關(guān)額定電壓：

25kV

額定電流：400A

峰值耐受電流：7.9kA

短時(shí)耐受電流：3.15kA,2s

驅(qū)動方式：手動網(wǎng)側(cè)主要部件介紹主電路原理及主要電氣部件高壓電纜總成電纜截面積：95m2工作電壓：27.5kV持續(xù)額定電流：520A（30℃）沖擊電壓：170kV電纜外直徑：40mm～42mm電纜最小彎曲半徑：210mm網(wǎng)側(cè)主要部件介紹主電路原理及主要電氣部件避雷器系統(tǒng)額定電壓(rms)：27.5kV避雷器額定電壓(rms)：42kV避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓(rms)：31.5kV額定頻率：50Hz標(biāo)稱放電電流：5kA諧波沖擊電流下殘壓：≥118kV雷電沖擊電流下殘壓：≥105kV操作沖擊電流下殘壓：≥89kV局部放電量（在1.05Uc下）：≥10pC（Uc=31.5kV）爬電比距：≤25mm/kV網(wǎng)側(cè)主要部件介紹主電路原理及主要電氣部件高壓電流互感器標(biāo)稱電壓：25kV額定電流比：250/1/1二次標(biāo)稱電流：1A/1A 二次標(biāo)稱輸出：20VA/5VA準(zhǔn)確次級：C1.1級/C1.0.5級網(wǎng)側(cè)主要部件介紹主電路原理及主要電氣部件3AC440V/60Hz電路AC230V電路DC110V電源及其配電輔助電氣系統(tǒng)組成及特點(diǎn)輔助電氣系統(tǒng)組成輔助電路原理及主要電氣部件輔助電壓特性及主要參數(shù)輔助電氣系統(tǒng)-主要部件介紹

輔助電壓（變頻變壓部分）輸出U/f特性曲線

定頻定壓輸出電壓和輸出頻率：440V、60Hz變頻變壓輸出電壓和輸出頻率：80~440V、10~60Hz最大輸出容量：240KVA輔助電路原理及主要電氣部件3AC440V供電電路原理圖輔助電氣系統(tǒng)原理圖和功能說明主要輔機(jī)配置冗余功能輔助電路原理及主要電氣部件230V輔助負(fù)載電路供電原理圖輔助電氣系統(tǒng)原理圖和功能說明輔助電路原理及主要電氣部件DC110V電源及其配電原理圖輔助電氣系統(tǒng)原理圖和功能說明給控制系統(tǒng)提供電源轉(zhuǎn)換DC24V給照明、儀表電路供電輔助電路原理及主要電氣部件網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——拓?fù)鋱D及主要技術(shù)特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)符合IEC61375-1標(biāo)準(zhǔn)的TCN網(wǎng)絡(luò)電磁兼容性符合EN50121標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、冗余設(shè)計(jì)輔助電路原理及主要電氣部件具有恒力矩、恒速、定速和再生制動特性控制功能機(jī)車重聯(lián)控制功能空轉(zhuǎn)、滑行保護(hù),粘著利用控制和軸重轉(zhuǎn)移補(bǔ)償控制功能機(jī)車運(yùn)行參數(shù)顯示和記憶功能機(jī)車故障檢測、故障診斷、故障處理提示的顯示和記憶功能無人警惕控制功能自動過分相和半自動過分相控制功能通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動控制冗余控制功能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要功能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)輔助電路原理及主要電氣部件網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)——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網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)-主要部件介紹

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

輔助電路原理及主要電氣部件網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)——顯示屏TPX21A型狀態(tài)顯示屏

顯示器內(nèi)部溫度背光調(diào)節(jié)音量調(diào)節(jié)信息查詢?nèi)∠蛳孪蛴谊P(guān)閉背光燈晝夜切換事件查詢幫助向上向左確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)-主要部件介紹

輔助電路原理及主要電氣部件電氣原理圖讀圖說明Page

35原理圖圖紙結(jié)構(gòu)介紹原理圖功能區(qū)分區(qū)（=01）原理圖電氣設(shè)備代碼原理圖地址代碼（=02）原理圖中的參考信息電纜線號及線束號命名電纜表、下線表、接線表及端子圖電氣原理圖讀圖說明Page

36樹形結(jié)構(gòu)繪圖區(qū)標(biāo)題欄1.原理圖圖紙結(jié)構(gòu)介紹電氣原理圖讀圖說明Page

371.原理圖圖紙結(jié)構(gòu)介紹電氣原理圖讀圖說明Page

382.原理圖功能區(qū)分區(qū)（=01）功能區(qū)分區(qū)代碼前綴：“＝”，基本定義如下：＝00圖紙注釋＝10主電路＝20牽引制動回路＝30輔助/電源供電＝40監(jiān)控和自動控制＝50照明＝60空調(diào)裝置＝70第二輔助電路＝80門控設(shè)備＝90其它設(shè)備電氣原理圖讀圖說明Page

393.原理圖電氣設(shè)備代碼電氣設(shè)備代碼前綴”-”字母代碼，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DINEN61346－2，具體電氣設(shè)備清單見ZL功能區(qū)，舉例如下：A裝配、子裝配C電容E雜項(xiàng)，如照明裝置、加熱裝置K傳感器，接觸器L互感器M電機(jī)S開關(guān)，轉(zhuǎn)換器

T變壓器X端子、插頭、插座

……電氣原理圖讀圖說明Page

404.原理圖地址代碼原理圖的地址代碼前綴“＋”，具體的地址代碼參見原理圖的02功能區(qū)，原則如下：機(jī)車頂蓋：＋100——＋110機(jī)車側(cè)墻：＋120——＋129右側(cè)側(cè)墻，＋130——＋139左側(cè)側(cè)墻。

機(jī)車內(nèi)設(shè)備：＋140——＋159，從右側(cè)到左側(cè)順序排列。機(jī)車底架：＋160——＋169電氣原理圖讀圖說明4.原理圖地址代碼電氣原理圖讀圖說明Page

425.原理圖中的參考信息圖紙中電纜連接至其它頁時(shí)，交互參考信息組成如下：電氣原理圖讀圖說明Page

436.電纜線號及線束號命名1一般類型：如：620121.0162：功能區(qū)號01：功能區(qū)原理圖圖紙頁碼號21：本頁內(nèi)順序號，2為圖幅區(qū)，1為累加號.01：同一線號的流水編號2多芯電纜：如：DS620112

，DS：多芯電纜的類型代號，如果是自帶的多芯電纜應(yīng)注明ZD或自帶電纜的類型代號。62：功能區(qū)號01：功能區(qū)原理圖圖紙頁碼號12：流水編號電氣原理圖讀圖說明Page

44線束號命名規(guī)則：111112B001111：電纜起點(diǎn)的設(shè)備位置代號（不表示出小數(shù)點(diǎn)后面的尾數(shù)）112：電纜終點(diǎn)的