CCD00000178561-牽引變流器- 動車組 CRH380B 用戶手冊

1目的/]?能.......................................................

2描述/操作...............7

2.1介紹.............................................................7

2.1.1定義.............................................................7

2.1.2質(zhì)保.............................................................8

2.1.3對變流器進(jìn)行工作時的安全信息和說明...............................9

2.1.4其他信息........................................................16

2.2使用條件/技術(shù)轆...............................................19

2.2.1電氣數(shù)據(jù)........................................................19

2.2.2絕緣等級........................................................20

2.23冷卻............................................................21

2.2.4礴數(shù)據(jù)........................................................21

2.2.5運行的環(huán)境條件..................................................22

2.2.6存儲和運輸?shù)沫h(huán)境條件............................................23

2.2.7保護(hù)............................................................24

228其他數(shù)據(jù)........................................................24

2.2.9類型名稱........................................................24

2.2.10連接器插針配置..................................................24

2.3技術(shù)描述........................................................28

2.3.1設(shè)計概述........................................................28

2.3.2介紹............................................................31

23.3牽引變流器的構(gòu)成................................................31

2.3.4線路斷路器和預(yù)充電裝置..........................................33

2.3.5四象限斬波器（4QC）..................................................................................34

2.3.6鏈路電容器......................................................36

2.3.7諧波吸收器......................................................36

23.8DC鏈路中帶接地故障探測的連續(xù)放電電阻...........................37

2.3.9諧波電路電容器的連續(xù)放電........................................38

2.3.10脈沖逆變器的變流器輸出（PWM）.................................38

2.3.11輔助變流器的DC電源............................................40

2.3.12制動捽制器......................................................40

2.3.13無感匯流排......................................................41

3操作和使用監(jiān)控..........42

3.1操作............................................................42

3.2使用監(jiān)控........................................................42

4安裝和調(diào)試..............43

4.1運輸/轉(zhuǎn)胡儲..................................................43

4.1.1運輸/裝運.......................................................43

4.1.2存儲............................................................49

4.2安裝............................................................52

4.2.1牽引變流器在列車內(nèi)的安裝........................................52

4.2.2電氣連接........................................................60

4.3調(diào)試............................................................64

4.3.1調(diào)試前的檢查....................................................64

4.3.2調(diào)試............................................................64

4.3.3停車............................................................64

4.4維護(hù)............................................................65

4.4.1運行條件........................................................65

4.4.2維護(hù)等級........................................................66

4.4.3維護(hù)一覽表......................................................66

4.4.4椅杳............................................................69

4.4.5大修............................................................71

4.4.6維護(hù)說明........................................................72

4.5故障查找、更換概念/修理.........................................73

4.5.1故障查找........................................................73

4.5.2拆除............................................................73

4.5.3調(diào)換概念........................................................78

4.5.4拆解...........................................................130

4.5.5修理...........................................................130

4.5.6組裝...........................................................130

4.5.7重新安裝.......................................................130

4.5.8設(shè)置和公差.....................................................131

4.5.9清潔/噴漆......................................................131

4.5.10重啟/功能郵..................................................131

4.6特殊工具列表....................................................132

5有插圖的零件列表（"UP"）.......................................................137

6輔助文件.......................138

6.1軟件文件.......................................................138

6.2DP硬件文件....................................................138

6.3安全數(shù)據(jù)單.....................................................138

6.4批準(zhǔn)文彳牛.......................................................138

6.5圖紙...........................................................139

7附錄...........................140

7.1縮寫列表.......................................................140

1目的/功能

Figure1-1牽引變流器

牽引變流器的設(shè)計用于由中國鐵道部使用的CRH380BK高速列車上。這些列車運行在交流25kV,

50Hz的供電線路上，此供電電壓通過列車上的車載變壓器將輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?850V。

每個列車包含八個牽引變流器箱。每個變流器箱包含2個四象限斬波器、一個三相PWM逆變

器，用它來驅(qū)動四個牽引電機(jī)及一個制動斬波器。

變流器有一個用于為輔助變流器供電的中間直流環(huán)節(jié)輸出。

100Hz諧振電路的電容器也位于變流器內(nèi)。

為得到需要的電機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速，功率變流器控制電源（主）和牽引電機(jī)之間的能量流。為此，必

須根據(jù)功率電子變流器的要求調(diào)整電機(jī)端子上的電湍口電壓波形。

牽引變流器以整體組裝的裝置的形式交付。因為牽引變流器的安裝設(shè)計于列車下面，在裝置處無

操作或指示器元件。牽引控制單元（TCU）位于設(shè)備箱內(nèi)側(cè)；操作和指示燈元件必須方便司機(jī)操作，為

此，其設(shè)計于司機(jī)室內(nèi)。

2描述/操作

2.1介紹

2.1.1定義

在此假定,只有有資質(zhì)的人員去操作、檢置、查找故障和維修此文件中描述的部件。由于不遵守

此條而出現(xiàn)的損壞不包含在質(zhì)保范圍內(nèi)。

有資質(zhì)的人員

有奧質(zhì)的人員是指已經(jīng)接受過培訓(xùn)、經(jīng)歷過實踐和指導(dǎo)并且了解技能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定、意外防止

規(guī)定和操作條件并且被負(fù)責(zé)部件/系統(tǒng)安全的人授權(quán)進(jìn)行指定的工作和行為的人。這些人能夠識別并避

免可能的危險（也參考DINVDE0105或IEC364）。

這些人員必須接受急救培訓(xùn)并且了解現(xiàn)場急救設(shè)施和資源。

DINVDE0105和IEC364標(biāo)準(zhǔn)明確闡述了禁止配置無資質(zhì)人員從事電氣功率設(shè)備相關(guān)的工作。

2.1.2質(zhì)保

注意如果在質(zhì)保期內(nèi)，牽引變流器或牽引變流器內(nèi)部部件被返回西門子股份公

司，那么，為使此質(zhì)保得到承認(rèn),下列文件是絕對必要的：

?故障存儲記錄

?故障描述

?部件位置

?列車運行小時數(shù)/里程

?牽引變流器的序列號

?西門子股份公司保留索要其他資料的權(quán)利

必須仔細(xì)的包裝所有部件。在運輸期間發(fā)生的損壞不包含在質(zhì)保范圍內(nèi)。

2.13對變流器進(jìn)行工作時的安全信息和說明

2.13.1五個安全規(guī)則

在牽弓I變流器上或在鄰近牽弓I變流器區(qū)域開始任何工作以前，必須注意遵守下列5個電氣安全規(guī)

則：

1.將牽引變流器設(shè)備與電源斷開；

2.保證電源不能被再次接通，即：采取防止再次關(guān)閉的措施；

3.檢查設(shè)備是否處于無電壓的條件下

4.接地并短接

5.封閉并隔離設(shè)備的鄰近帶電區(qū)域。

2.13.2其他規(guī)定

必須考慮牽引系統(tǒng)制造商和運營商（營運公司）的所有安全規(guī)定。

在變流器鄰近區(qū)域內(nèi)工作時（例婦：在牽引電機(jī)上工作、變壓器上或主開關(guān)上工作時），要當(dāng)心

你自己的安全和你同事的安全。

牽引變流器內(nèi)包含大的電容器。即使列車與接觸網(wǎng)線路隔離，這些電容器可能在較長時間內(nèi)還處

于危瞼電壓下。這意味著在牽引系統(tǒng)上開始工作以前，它必須首先被導(dǎo)入安全條件。

在牽引變流器上或在其鄰近區(qū)域內(nèi)工作的每個人要對他們自己的安全和他們同事的安全負(fù)責(zé)。

如果牽引系統(tǒng)部件有電壓（也包括輔助供電電壓和電池電壓）：必須穿戴正確的絕緣手套和護(hù)目

鏡。

2.13.3不尋常的情況

對于與標(biāo)準(zhǔn)操作不相符的情況,應(yīng)特別注意。這些情況包括：

?設(shè)備箱的機(jī)械損壞

?第三方的非授權(quán)行為（即：牽引變流器被非授權(quán)人員打開）

?牽引變流器內(nèi)的螺栓松動或電纜連接松動；

?牽引變流器內(nèi)的變化（即：如果電纜或匯流排的顏色已經(jīng)變化，可見的燃燒跡象、燃燒氣味）

如果此種情況已經(jīng)出現(xiàn)，牽引系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)設(shè)備可能已被損壞或不能用。這意味著在某些情況

下危瞼電壓可能會出現(xiàn)；否則認(rèn)為是不危險的。

2.13.4給牽引變流器放電并接地

圖2.1.3.4-1牽引變流器按地點的位置

此部分僅涉及牽引變流器處于未知運行狀態(tài)的情況。

對于正常運行狀態(tài)，牽引系統(tǒng)制造商必須符合保證給牽引變流器可靠放電的程序。

如果牽引變流器處于未知運行狀態(tài)下，必須假定中間直流環(huán)節(jié)的電容器已經(jīng)被充至高電壓狀態(tài)。

這也適合于牽引變流器（例如：牽引電機(jī)）鄰近區(qū)域系統(tǒng)部件的情形。

在牽引變流器上進(jìn)行可工作以前，必須絕對保證中間直流環(huán)節(jié)已經(jīng)被徹底放電。

注意：在直流鏈路已經(jīng)放電后，還可能存在危險電壓：

?可能由電源處的電壓導(dǎo)致危險電壓。在斷路器Q1和預(yù)充電的接觸器K4

打開時，連接點xUl未直接連接到接地線上。如果交流電源未斷開,即

使已經(jīng)連接接地線，在端子處仍存在電壓。

?仔細(xì)閱讀并遵守牽引系統(tǒng)制造商的說明！

如果主斷路器未打開或受電弓未降下，決不能打開變流器箱。

?在諧波吸收電感未連接到變流器的情況下，也可能存在危險電壓。在此情

況下，諧波吸收電容器不能通過制動斬波器放電。僅泄漏電阻給電容器放

電，其可能持續(xù)幾個小時。

如果在牽引變流器中的電器部件損壞/斷開（通過肉眼檢查;目測?。词?/p>

接地線束被連接上，牽引變流器仍可能處于危險電壓下，在這些情況下，必

須假定，即使接地線束被連接上，牽引系統(tǒng)仍有電壓。如有疑問，請聯(lián)系適

當(dāng)?shù)闹圃烊恕?/p>

危險按照EN50153的53.1和5.3.2部分，變流器的低電壓側(cè)與高壓側(cè)無安全的

電氣絕緣。

警告低壓側(cè)的電子控制裝置一牽引控制單元TCU的工作電壓為110V。此電壓

必須被認(rèn)為對生命和健康是有危險的。

1.必須保證不能給牽引變流器供電。一般通過降下受電弓和打開主電池開關(guān)實現(xiàn)。而且要打開輔助變流

器電源的接觸器。

2.必須保證供電電源不能被激活（接通）

3.如果可能（也請參考牽引系統(tǒng)制造商的描述）：關(guān)斷牽引控制單元。

這激活牽引變流器內(nèi)的保護(hù)系統(tǒng)。在假定牽引控制單元仍未供電的情況下，先接通牽引控制單元，然

后關(guān)斷。

4.關(guān)斷牽引變流器的所有電池供電電壓（先切斷牽引變流器中開關(guān)裝置的，然后切斷門控單元電源和

牽引控制單元的）

5.關(guān)斷內(nèi)部冷卻器的3相AC440V電源

6.準(zhǔn)備一塊數(shù)字萬用表（例如：帶合適的高電壓探針的FLUKE189）o俁證測量工具正確運行。

7.打開牽引控制單元對面的蓋（左側(cè)第一個蓋）。中間直流環(huán)節(jié)的測量點和接地點位于此蓋的后面（球

形試臉點，直徑20mm）

8.將接地測量電纜連接到變流器接地點上。

9.使用高壓探針在球形試驗點XN1和XP1處進(jìn)行測量。這些試驗點處的電壓都低于20V嗎？

如果是：繼續(xù)第11步

如果不是：繼續(xù)第10步

10.如果在DC鏈路處測得高于20V的電壓：

使用集成在牽引變流器中的持續(xù)放電電阻器給DC鏈路放電（放電操作的時間常數(shù)＜15分鐘）

約1.5小時后設(shè)備箱內(nèi)的電壓降至非危險值（＜50V）（按照6-8步重復(fù)測量）

如果約2小時后電壓未降至非危險值，那么集成在牽引變流器中的放電電阻器是有缺陷的并且必須

盡快修理。

在此特殊情況下，必須通過牽引變流器內(nèi)的寄生電阻給DC鏈路放電。在這些電阻極高時，這需要2

天。

11.如果測量的電壓低于20V,可以將接it啜連接到接地點上。戴手套并使用防護(hù)鏡。

先將接地線連接到接地XE1上,然后連接至XN1和XP1上。

在連接接地線束時，如果DC鏈路電容器仍有些微電，可能出現(xiàn)輕微的電弧。

12.使用高壓探針在球形試驗點XN2和XP2處進(jìn)行測量。

所有這些試驗點處的電壓都低于20V嗎？

如果是：繼續(xù)第13點

如果不是：繼續(xù)第14點

13.如果在DC鏈路處測得高于20V的電壓：

檢道是否通過其他牽引變流器給外部輔助變流器的DC鏈路供電。在第二個牽引變流器中的接觸器

K11必須被打開。

使用集成在輔助變流器中的連續(xù)放電電阻給DC鏈路放電（參考輔助變流器手冊）

14.如果測得的電壓低于20V,可以將接地線連接到接地點上。帶手套并使用防護(hù)鏡。

先將接地線連接至U接地XE2上,然后連接至XN2和XP2上。

在連接接地線束時，如果DC鏈路電容器仍有些微電，可能產(chǎn)生微小的電弧。

15.在重新調(diào)試葷引變流器前，必須拆除所有接畸。將工具、測量設(shè)備和其他物體從牽引變流拿開也

是非常重要的。在工作完成后，必須將所有蓋都正確閉合。

2.13.5靜電敏感裝置（ESD）

a二導(dǎo)電地板d二防靜電服

b二防靜電桌子e二防靜電鏈

c二防靜電鞋f二電器柜的接地連接

圖2.1.3.5-1在處理靜電敏感裝置時必需的防護(hù)措施

小心如果不正確處理，包含靜電敏感裝置的電子模塊可能毀壞。但是，如果你的

工作確實涉及此類裝置的處理，請遵守下列信息：

?如果不是必須在它們上面進(jìn)行工作，不應(yīng)接觸電子模塊。

?如果接觸電子模塊是必需的，要首先保證你的身體的靜電被放電的。

?不允許模塊接觸電絕緣材料，例如塑料薄片、絕緣的桌面或人造纖維制

成的衣服。

?僅可以將模塊放置與導(dǎo)電面上。

?在存儲或裝運前，應(yīng)用導(dǎo)電的箱子（例如：電化塑料盒或金屬罐）包裝

模塊和電子部件

?如果使用非導(dǎo)電的包裝箱，必須先用導(dǎo)電材料包裝模塊和電路板。這些

材料包括：導(dǎo)電泡沫橡膠或家用的鋁箔。

為便于參考,在圖2.13.5-1中闡明了處理靜電敏感裝置時必需的防護(hù)措施。

小心使用的IGBT（絕緣門極場效應(yīng)晶體管）是通過靜電放電可能毀壞的裝置。如

果不正確的處理它們，這些裝置可能非常容易毀壞。必須將上述所有措施應(yīng)

用于IGBT以避免牽引變流器損壞并且必須保證它繼續(xù)正確的起作用。此

夕卜，在運輸裝置以前，IGBT的門極和發(fā)射極連接必須短路。

2.1.4其他信息

注意如果使用者未完全遵守此手冊中的信息和說明，制造商的擔(dān)保將是有限的。

警告?只有適當(dāng)有資質(zhì)的并且經(jīng)過培訓(xùn)的人員才可以在牽引變流器上或其鄰近區(qū)

域內(nèi)工作。

?此人必須完全了解此手冊內(nèi)指定的所有警告和使用/維護(hù)措施。

?此牽引變流器的無錯誤、安全操作表示它被專業(yè)運輸、存儲口安裝及正確

的操作和使用/維護(hù)。

?如果未小心遵守這些警告說明，可能導(dǎo)致死亡、嚴(yán)重的身體傷害或材料損

壞！

指定用法

注意下列各項：

小心此裝置只能用于目錄或技術(shù)描述中規(guī)定的和與西門子批準(zhǔn)或建議的其他制造

商的裝置或部件有關(guān)的應(yīng)用。產(chǎn)品的正確、可靠操作需要適當(dāng)?shù)倪\輸、存

儲、定位和組裝及小心的操作和維護(hù)。

必須小心的遵守國內(nèi)安全指南和規(guī)定。

商標(biāo)

由?標(biāo)識的所有名稱的是西門子股份公司的商標(biāo)。在此出版物中的剩余商標(biāo)可以是可能違背所有

者權(quán)利為它們自身目的而由第三方使用的商標(biāo)。

版權(quán)

未經(jīng)書面明確授權(quán)，不允許此文件或其內(nèi)容的復(fù)制、傳播或使用。違反者將對損害負(fù)責(zé)。保留所

有權(quán)利，包括專利授予或登記或施用新型或設(shè)計創(chuàng)造的權(quán)利。

2.2使用條件/技術(shù)數(shù)據(jù)

2.2.1電氣數(shù)據(jù)

4QC-變流器

額定輸入電壓2x1850V,1AC

輸入電壓范圍1085V-1922V

輸入頻率50Hz

脈沖4QC7步

IGBT一開關(guān)頻率350Hz

牽引運行最大輸入電流2x985A

（最大有效基波電流）

逆變器（電機(jī)的）

輸出電壓范圍0V-2500V

基波輸出頻率（驅(qū)動/制動）0Hzto200Hz

IGBT開關(guān)頻率max.460Hz

牽引運行時的最大輸出電流1x880A（有效值3相）

DC鏈路

牽弓1/制動運行的DC鏈路電壓Max.3600V

DC鏈路電容3mF+4%-0%

諧波電路電容范圍3.04-4.56mF±3%

控制電壓

控制電壓（車輛電池）110V

控制電壓范圍77Vto138V

接口

接口電源連接

控制信號連接

冷卻系統(tǒng)連接

在列車底架下機(jī)械安裝

運行模式牽引運行

制動運行（再生工況）

2.2.2絕緣等級

電路爬電距離按照EN50124-1為18mm

SKIw.r.t.環(huán)境

電路爬電距離（絕緣材料組I/n/IlIa）

（設(shè)備箱內(nèi)PD2）18.5mm/26.3mm/37mm

過壓等級按照EN50124-1為OV2

電源模塊10S的試驗電壓,AC,50Hz,6900V,DC9760V

控制單元60s的試驗電壓AC,50Hz,500/1000/1500V

接地Ohmic

警告符合EN50153,第5.3.1和532部分的電絕緣在牽引變流器內(nèi)未實現(xiàn)。

2.23冷卻

冷卻類型水冷卻

冷卻介質(zhì)成分水（56%）/防凍劑（44%）

冷卻水流速190l/min

最大冷卻介質(zhì)溫度57℃

（全功率運行）

冷卻劑的數(shù)量大約20升

（僅牽引變流器）

2.2.4機(jī)械數(shù)據(jù)

尺寸(LxWxH)2978mmx2900mmx697mm

重量2180kg±50kg

末道漆RAL7012

安裝類型懸掛在列車底架下

結(jié)構(gòu)StandardsteelS235J2WC,S235JRG2,

X6CrNiTil810,XSCrNil89,

X5CrNil810,S235JR

蓋的插銷鎖、帶矩形橫截面的搭扣、六角螺栓M8

接地連接4xMIOx11/77/77(innerthread)

電源連接帶14.5mm和7mm直徑的孔，鍍錫的

銅

控制連接（連接器）Harting

24pin,(-X11,-X12,-X13)

(4x12pinmodular+2x4pinHAN

Quintax)(-X14)

(1x2+1x3)pin,modular(-X17)

2.2.5運行的環(huán)境條件

按照DINEN60721-3-5

氣候環(huán)境條件5K2(rain:5K3)

生物學(xué)環(huán)境條件5B2

化學(xué)活性環(huán)境條件5C2

機(jī)械活性環(huán)境條件5S2

污染物質(zhì)等級5F2

機(jī)械環(huán)境條件5M1

2.2.6存儲和運輸?shù)沫h(huán)境條件

按照DINEN60721-3-5

氣候環(huán)境條件2K5

例外，K點2Z1

例外，第I點2Z6

例外，P點2Z9

生物環(huán)境條件2B1

化學(xué)活性環(huán)境條件2C2

機(jī)械活性環(huán)境條件2S1

機(jī)械環(huán)境條件2M1

2.2.7保護(hù)

保護(hù)等級1

麟儂IP54

防火Stage2

2.2.8其他數(shù)據(jù)

最高運行海拔海平面以上1500米

噪音發(fā)展w86dBA按照IEC61287-1

環(huán)境保護(hù)按照SN36350第1部分和209/94部

分

2.2.9類型名稱

類型E1550D2800/880M5rfaq

2.2.10連接器插針配置

注意黑點指示編碼插頭。

白點指示編碼插座。

-X11-X11

rX

?(?)?oO

01O13O13O1

O2O14O14O2

03O15O15O3

O4O16O16O4

O5O17O17Ob

O6O18O18O6

O7O19O19O7

O8O20O20O8

0902102109

O10O22O22O10

011O23O23O11

O12O24O24O12

OO??

I7

插頭連接器（設(shè)備箱側(cè)）襯套（車輛側(cè)）

-X12-X12

Z\

?o?@O

O1O13O13O1

O2O14O14O2

O3O15O15O3

O4O16O16O4

O5O17O17O5

O6O18O18O6

O7O19O19O7

O8O20O20O8

O9O21O21O9

O10O22O22O10

O11023O23O11

O24

O12O24O12

?

?0o

_7JJ

插頭連接器（設(shè)備箱側(cè)）襯套（車輛側(cè)）

-X13-X13

■O?o

O1O13O13O1

O2O14O14O2

O3015O1503

O4O16O16O4

O5O17O1705

O6018O1806

O7O19O19O7

O8O20O20O8

O9O21O2109

O10O22O22O10

O11023O23011

O12O24O24O12

O■o?

插頭連接器（設(shè)備箱側(cè)）襯套（車輛側(cè)）

-X14-X14

o0?o(?)e]

11OOOOOOO11OOOOOOO11

aA

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120OOOOO0220OOOOOO1；

11OOOOOOO11OOOOOOO11

cC

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1OOOOOOO11

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E

F

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插頭連接器（設(shè)備箱側(cè)）襯套（車輛側(cè)）

-X16-X16

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O1O13O13O1

02O14O1402

O3O15O15O3

O4O16O16O4

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O6O18O18O6

O7O19O19O7

O8020O2008

O9O21O21O9

010O22O22010

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V

插頭連接器（設(shè)備箱側(cè)）襯套（車輛側(cè)）

-X17-X17

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A

B

C

D

E

F

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?O------------------------7

\_____________7

插頭連接器（設(shè)備箱側(cè)）襯套（車輛側(cè)）

請參考6.5部分中的電路圖。

2.3技術(shù)描述

2.3.1設(shè)計概述

23.1.1電氣設(shè)計概述

下圖顯示牽引變流器的原理性應(yīng)用。