和諧機(jī)車電氣線路分析電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)

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1、` 和諧機(jī)車電氣線路分析 摘 要 隨著我國電氣化鐵路及電力機(jī)車技術(shù)的迅速發(fā)展，電力機(jī)車在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、形式方面都有了很大的改進(jìn)和提高，專業(yè)的對口，作為司乘人員，在鐵路機(jī)務(wù)部門工作，必須熟悉和掌握電力機(jī)車控制電路的基本工作原理，和通過系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)來提高自己的專業(yè)素質(zhì)。 HXD3C型電力機(jī)車電氣線路分析是選自機(jī)車運(yùn)用的實(shí)際課題，涉及范圍較廣。電力機(jī)車的控制線路是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。本課題要求學(xué)生在已學(xué)的機(jī)車線路基礎(chǔ)上整體分析HXD3C型電力機(jī)車主電路、輔助電路和控制電路，并能了解電力機(jī)車的故障判斷處理。使學(xué)生更好的理解電力機(jī)車工作控制原理培養(yǎng)學(xué)生

2、所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)，并利用其中的基本理論和技能來分析解決本專業(yè)內(nèi)的相關(guān)問題，完成電氣工程技術(shù)人員必須具備的基本能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。 通過對此課題的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，使學(xué)生能更好地理解電力機(jī)車電氣原理，掌握電力機(jī)車實(shí)際運(yùn)用中的基本專業(yè)技能。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的能力，提高學(xué)生利用所學(xué)基本理論和自身具備的技能來綜合分析解決本專業(yè)相應(yīng)問題的能里，使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，完成電氣工程技術(shù)人員必須具備的基本能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。 關(guān)鍵詞：控制電路；主斷路器； 故障處理 - I - 目 錄 HXD3C電氣線路分析 1 摘 要 I 引 言 1 第一章

3、 主電路 2 1.1 網(wǎng)側(cè)電路 2 1.1.1 受電弓PG1、PG2 2 1.1.2 高壓隔離開關(guān)QS1、QS2 2 1.1.3 主斷路器QF1 3 1.1.4 原邊電壓互感器TV1 3 1.1.5 避雷器F1、F2 和F3 3 1.1.6 高壓電流互感器TA1 3 1.1.7 低壓電流互感器TA2 3 1.1.8 高壓接地開關(guān)QS3 3 1.1.9 電度表PWH 4 1.1.10 接地裝置EB1～EB6 4 1.2 主變壓器 4 1.3 主變流器和牽引電機(jī)電路 5 1.3.1 四象限整流器 5 1.3.2 中間直流環(huán)節(jié) 5 1.4 保護(hù)電路 7 1.4.1

4、主變壓器牽引繞組過流保護(hù) 7 1.4.2 主接地保護(hù)電路 7 1.4.3 牽引電動(dòng)機(jī)過流保護(hù) 7 1.4.4 原邊電壓保護(hù) 8 1.4.5 瞬時(shí)過電壓保護(hù) 8 1.5 其它 8 1.5.1 原邊電壓顯示 8 1.5.2 庫內(nèi)動(dòng)車 8 第二章 輔助電路 9 2.1 輔助變流器及輔助供電電路 9 2.1.1 輔助變流器 9 2.1.2 輔助變流器供電電路 10 2.1.3 輔助電動(dòng)機(jī)電路 12 2.1.4 輔助電動(dòng)機(jī)電路的保護(hù)系統(tǒng) 12 2.2. 輔助加熱裝置電路 13 2.2.1 機(jī)車輔助加熱裝置 13 第三章 列車供電電路 15 3.1 主電路 15

5、 3.2 輔助電路 15 3.3 控制電路 15 第四章 控制電路 17 4.1 控制系統(tǒng)概述 17 4.2 控制電源電路 18 4.2.1 低壓電源柜 18 4.2.2 控制電源的分配 18 4.2.3 110V 電源裝置的控制 18 4.2.4 控制電路的監(jiān)測與保護(hù) 19 4.3 司機(jī)指令與控制功能 19 4.3.1 電鑰匙SA49（SA50） 19 4.3.2 司機(jī)控制器AC41（AC42） 19 4.3.3 受電弓扳鍵開關(guān)SB41（SB42） 20 4.3.4 主斷路器扳鍵開關(guān)SB43（SB44） 20 4.3.5 壓縮機(jī)扳鍵開關(guān)SB45（SB46） 20

6、 4.3.6 緊急制動(dòng)、半自動(dòng)過分相和定速按鈕 20 4.3.7 停放控制 21 4.3.8 無人警惕控制 21 4.3.9 微機(jī)復(fù)位 22 4.3.10 信息顯示屏和狀態(tài)指示燈 22 4.4 機(jī)車邏輯控制和保護(hù)電路 22 4.4.1 各輔助電動(dòng)機(jī)自動(dòng)開關(guān)功能 22 4.4.2 各輔助電動(dòng)機(jī)接觸器功能 23 4.4.3 原邊過流繼電器KC1 23 4.4.4 主變壓器保護(hù)電路 23 4.4.5 主斷路器快速保護(hù)電路 23 4.4.6 主變流器控制電路 24 4.4.7 輔助變流器控制電路 25 4.4.8 空調(diào)機(jī)組的控制電路 25 4.4.9 機(jī)車重聯(lián)控制電路 2

7、6 4.4.10 自動(dòng)過分相控制電路 26 4.4.11 軸溫檢測電路 26 4.4.12 列車供電控制電路（僅客運(yùn)方案） 26 4.4.13 機(jī)車照明電路 27 4.4.14 其他輔助設(shè)備控制 27 4.4.15 機(jī)車控制系統(tǒng)與行車安全綜合信息系統(tǒng)的接口 28 4.4.16 快速降弓控制電路 28 4.4.17 輪緣潤滑控制電路 28 第五章 制動(dòng)系統(tǒng)控制 29 結(jié) 論 30 致 謝 31 參 考 文 獻(xiàn) 32 附錄A 附錄內(nèi)容名稱 33 - III - 引 言 HXD3C型電力機(jī)車是在HXD3型電力機(jī)車設(shè)計(jì)制造技術(shù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上

8、，借鑒了HXD3B型電力機(jī)車的成熟技術(shù)，開發(fā)研制而成的交流傳動(dòng)客貨運(yùn)通用電力機(jī)車。機(jī)車牽引系統(tǒng)采用交—直—交流電傳動(dòng)、水冷IGBT牽引逆變器、變頻異步牽引電動(dòng)機(jī)、分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，單軸功率1200千瓦，額定總功率為7200千瓦，最高運(yùn)行速度為120公里/小時(shí)；為滿足牽引直供電旅客列車的需要，HXD3C型電力機(jī)車采用了增加供電繞組的主變壓器，并設(shè)置了列車供電柜、供電插座、客貨轉(zhuǎn)換開關(guān)、雙管供風(fēng)裝置等，使機(jī)車具有向旅客列車提供風(fēng)源及600伏直流電電源的功能。該機(jī)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(fēng)裝置等，使機(jī)車具有牽引旅客列車的功能，并可以向旅客列車

9、提供風(fēng)源及穩(wěn)定的DC600V 電源，與25G型客車良好匹配。 機(jī)車采用PWM矢量控制技術(shù)等最新技術(shù)的同時(shí)，盡量考慮對環(huán)境的保護(hù)，減少維修工作量。另外，以能夠在中國全境范圍內(nèi)運(yùn)行為前提，在滿足環(huán)境溫度在-40℃～+40℃，海拔高度在2500m 以下的條件的同時(shí)，最大考慮到3組機(jī)車重聯(lián)控制運(yùn)行。 這款機(jī)車是“和諧型”交流傳動(dòng)電力機(jī)車系列中，首款適用于客貨運(yùn)的兩用車型，由中國北車集團(tuán)大連機(jī)車進(jìn)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（德國龐巴迪）機(jī)車，和諧電3C機(jī)車包括：HXD3C快速型、HXD3C準(zhǔn)高速型、HXD3C普通貨運(yùn)型、HXD3C。 第

10、一章 主電路 HXD3C 型電力機(jī)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(dòng)系統(tǒng)控制電路和機(jī)車安全監(jiān)控電路組成。 機(jī)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(dòng)機(jī)等組成。 1.1 網(wǎng)側(cè)電路 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F1、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(jìn)入機(jī)車，經(jīng)25kV

11、 高壓電纜進(jìn)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(diǎn)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(gè)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(tái)車頂避雷器位于車頂上部，六個(gè)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(fēng)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(jī)車的可靠性。 1.1.1 受電弓PG1、PG2 采用兩架適用于200km/h 以下的單臂受電弓

12、，受電弓的控制上設(shè)置了受電弓升/降扳鍵開關(guān)。 1.1.2 高壓隔離開關(guān)QS1、QS2 采用兩臺(tái)電空控制方式的高壓隔離開關(guān)。當(dāng)高壓隔離開關(guān)處于隔離位時(shí)，動(dòng)觸頭端自動(dòng)接地，確保故障端受電弓可靠接地，同時(shí)保證高壓柜內(nèi)部安全可靠?？赏ㄟ^控制電器柜上的隔離開關(guān)SA96，將其打至對應(yīng)隔離位，通過TCMS 發(fā)出指令來控制相應(yīng)的電空閥，實(shí)現(xiàn)高壓隔離開關(guān)的開閉操作，以切除故障的受電弓，同時(shí)使用另一架受電弓維持機(jī)車正常運(yùn)行，降低機(jī)破率，提高機(jī)車運(yùn)用可靠性。 1.1.3 主斷路器QF1 主斷路器采用真空斷路器。該斷路器除接通和開斷機(jī)車的總電源外，當(dāng)機(jī)車發(fā)生原邊過流、主輔變流器故障或司機(jī)按下緊急按鈕時(shí)，主斷路

13、器QF1 迅速斷開，起機(jī)車最后一級(jí)保護(hù)作用。 1.1.4 原邊電壓互感器TV1 采用干式高壓電壓互感器，其次邊輸出通過保護(hù)用的自動(dòng)開關(guān)QA1，分別送到主變流器UM1 和主變流器UM2 的控制單元，作為主變流器控制的同步信號(hào)使用，還可為原邊電壓的檢測和電度表的計(jì)量提供電壓輸入，其變25000V/100V。 1.1.5 避雷器F1、F2 和F3 避雷器F1 和F2 屬于車頂避雷器，型號(hào)為YH10WT-42/105D，分別并聯(lián)于受電弓和高壓隔離開關(guān)之間，可以抑制機(jī)車外部的雷擊過電壓和電網(wǎng)過電壓，保護(hù)車頂和車內(nèi)的高壓電器。避雷器F3 屬于車內(nèi)避雷器，型號(hào)為YH10WT-43/108BN，并聯(lián)于

14、主斷路器和高壓原邊電流傳感器之間，它主要抑制主斷路器開 .時(shí) .生的操作過 .壓，避免對機(jī)車內(nèi)部的控制電器產(chǎn)生過電壓侵害。 車頂避雷器F1、F2 的持續(xù)額定工作電壓低于車內(nèi)避雷器F3 的持續(xù)額定工作電壓，從而確保機(jī)車外部的雷擊過電壓和電網(wǎng)過電壓在車頂上就被抑制，避免進(jìn)入車內(nèi)造成危害。 1.1.6 高壓電流互感器TA1 高壓電流互感器TA1 主要用作短路電流的檢測，是保護(hù)用互感器，用以驅(qū)動(dòng)過電流繼電器KC1 動(dòng)作，因而對其飽和度有較高要求，對其檢測精度要求比測量用互感器低。 1.1.7 低壓電流互感器TA2 低壓電流互感器TA2 是為電度表的計(jì)量提供電流輸入，為機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)提供原邊

15、電流信號(hào)，用于原邊電流顯示，屬于測量用互感器，要求有較高的測量精度。 1.1.8 高壓接地開關(guān)QS3 高壓接地開關(guān)與主斷路器集成在一起，具有高壓電路接地保護(hù)功能，并集成于機(jī)車高壓安全聯(lián)鎖系統(tǒng)中，它只能在降弓并且切斷受電弓氣源之后才能操作。 高壓接地開關(guān)與機(jī)車鑰匙箱聯(lián)鎖控制，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)車的高壓安全互鎖。高壓接地開關(guān)上配有一個(gè)藍(lán)色鎖芯、一個(gè)黃色鎖芯和一個(gè)黃色鑰匙。當(dāng)升弓氣路閥關(guān)閉時(shí)，藍(lán)色鑰匙（位于空氣管路柜內(nèi)）才能拔出，待其插入到高壓接地開關(guān)后，高壓接地開關(guān)才可以打至接地位，此時(shí)主斷路器的兩端及高壓隔離開關(guān)通過高壓接地開關(guān)與車體地相連；高壓接地開關(guān)上的黃色鑰匙只有當(dāng)接地開關(guān)打至接地位時(shí)才能拔

16、出，并插入到機(jī)車鑰匙箱，使鑰匙箱上的其他鑰匙解除聯(lián)鎖，從而確保只有在網(wǎng)側(cè)回路完全接地的情況下才可打開機(jī)車的其他電器柜門，實(shí)現(xiàn)高壓安全互鎖。反之亦然，只有當(dāng)所有柜門關(guān)閉上鎖，鑰匙全部插入機(jī)車鑰匙箱，黃色鑰匙才可拔出，插入到高壓接地開關(guān)上，高壓接地開關(guān)才可打至正常運(yùn)行位，此時(shí)藍(lán)色鑰匙才可拔出，并插入升弓氣路閥，開啟升弓氣路。 1.1.9 電度表PWH 機(jī)車裝有一塊電度表，通過采集原邊高壓電壓互感器TV1 和原邊低壓電流互感器TA2提供的電壓和電流信號(hào)來實(shí)現(xiàn)機(jī)車牽引、再生電能的計(jì)量。電度表設(shè)有屏顯窗口和切換按鈕，通過按鈕切換，可以顯示正、反向有功計(jì)量以及電壓和電流值。 1.1.10 接地裝置E

17、B1～EB6 接地裝置保證網(wǎng)側(cè)回路向鋼軌的回流及機(jī)車可靠的接地性能，同時(shí)保護(hù)機(jī)車輪對軸承不受電蝕。 1.2 主變壓器 機(jī)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(diǎn)；采用了真空注油、強(qiáng)迫風(fēng)冷、氮?dú)饷芊獾忍厥獾墓に嚧胧?，延長變壓器的絕緣壽命。 主變壓器的6 個(gè)1450V 牽引繞組分別用于兩套主變流器的供電，2 個(gè)399V 輔助繞組分別用于輔助變流器的供電，2 個(gè)860V 供電繞組分別用于DC600V 列車供電柜的供電（僅客運(yùn)方案）。 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(hù)。主變壓器的主要技術(shù)參數(shù)見表

18、 1.3 主變流器和牽引電機(jī)電路 機(jī)車采用兩組主變流器UM1、UM2，分別由主變壓器的牽引繞組（a1-x1）~（a6-x6）供電，主變流器再分別給牽引電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3 和M4、M5、M6 供電。 主變流器UM1 內(nèi)部可以看成由3 個(gè)獨(dú)立的“整流—中間電路—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(gè)接觸器、1 個(gè)輸入電流互感器、1 個(gè)充電電阻、1個(gè)四象限整流器、中間電路、1 個(gè)PWM 逆變器、2 個(gè)輸出電流互感器等組成。 機(jī)車6 組牽引變流器的主電路和控制電路相對獨(dú)立，分別為6 個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)提供交流變頻電源。當(dāng)其中一組或幾組發(fā)生故障時(shí)，可通過TCMS 微機(jī)顯示屏，利

19、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(shí)現(xiàn)整車的冗余控制。 1.3.1 四象限整流器 1.3.1.1 四象限整流器是一個(gè)脈寬調(diào)制變流器，它將電源的交流電壓，通過脈沖寬度控制，控制中間直流電壓的幅值和流入變流器的交流電流相位，使交流電流的波形盡量接近正弦，使得交流側(cè)的基波電壓和基波電流的相位差接近于0，這樣既限制了諧波電流分量，又提高了機(jī)車功率因數(shù)。因此與相控整流器比較，四象限整流器有很高的功率因數(shù)，諧波電流含量也小得多。 對 HXD3C 型電力機(jī)車，6 組四象限整流器的調(diào)制波相位是一致的，但載波的相位不一致，依次相差30°，從而達(dá)到消除諧波的目的，通

20、過這樣做還可以保證等效干擾電流Jp≤2.5A。 1.3.1.2 四象限整流器參數(shù)如下： 額定輸入電壓： 1450VAC 輸入頻率： 50Hz 額定輸入電流： 965A 額定輸入容量： 1280kVA 中間電壓： 2800V 1.3.2 中間直流環(huán)節(jié) 中間直流環(huán)節(jié)是四象限整流器和PWM 逆變器之間的中間環(huán)節(jié)。中間直流電路主要由中間電壓支撐電容、瞬時(shí)過電壓限制電路和主接地保護(hù)電路組成。該車中間直流電路與歐洲和國內(nèi)以往的交流傳動(dòng)電力機(jī)車不同，取消了二次濾波電路，它是通過逆變器的軟件控制，來消除二次諧波電壓的影響，大幅度抑制牽引電機(jī)電流脈動(dòng)現(xiàn)象和轉(zhuǎn)

21、矩脈動(dòng)現(xiàn)象。 瞬時(shí)過電壓限制電路由IGBT 和限流電阻組成。 主接地保護(hù)電路由跨接在中間回路的兩個(gè)串聯(lián)電容和一個(gè)接地信號(hào)傳感器組成。每臺(tái)主變流器含有三套獨(dú)立的接地保護(hù)電路，可以分別對3 組牽引變流器進(jìn)行接地監(jiān)測和保護(hù)。接地檢測信息送至TCMS，可以實(shí)現(xiàn)故障顯示。 1.3.3 PWM 逆變器 PWM 逆變器由中間直流環(huán)節(jié)供電，輸出三相變壓變頻（VVVF）電源供給牽引電機(jī)。 根據(jù)控制指令，PWM 逆變器能夠平穩(wěn)快速的從牽引工況轉(zhuǎn)換到制動(dòng)工況，反之亦然。制動(dòng)工況下，再生能量反饋到接觸網(wǎng)（再生制動(dòng)）。這些過程都由變流器控制單元來實(shí)現(xiàn)，機(jī)車的六個(gè)PWM 逆變器分別向六臺(tái)牽引電機(jī)供電。PWM 逆

22、變器采用了最新的控制策略，從而使在整個(gè)速度范圍內(nèi)力矩的波動(dòng)最小，并且在軌面狀態(tài)不好的情況下獲得最大限度的粘著利用。由于整車采用軸控方式，當(dāng)整臺(tái)機(jī)車的六個(gè)軸的輪徑差、軸重轉(zhuǎn)移及空轉(zhuǎn)等可能引起的負(fù)載分配不均勻時(shí)，均可以通過PWM 逆變器的控制進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)最大限度地發(fā)揮機(jī)車牽引力。 PWM 逆變器參數(shù)如下： 額定輸入電壓 2800V 額定輸出電壓 2150V 額定輸出電流 390A 最大輸出電流 520A 輸出頻率 0～120Hz 牽引電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)： 額定輸出功率 1250kW 額定電壓 2150V 額定電流 390A 極數(shù) 4 額定轉(zhuǎn)速 1365rpm

23、 最高轉(zhuǎn)速 3195rpm 效率 0.95 HXD3C 型交流傳動(dòng)貨運(yùn)電力機(jī)車的牽引逆變器是由IGBT 元件組成的PWM逆變單元， 整車的6 個(gè)牽引逆變器分別向6 臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)供電。由于牽引逆變器采用矢量控制模式，使異步牽引電動(dòng)機(jī)具有快速反應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)車每個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的獨(dú)立控制。由于整車采用軸控方式，當(dāng)整臺(tái)機(jī)車的6 個(gè)軸的輪徑差、軸重轉(zhuǎn)移及空轉(zhuǎn)等可能引起的負(fù)載分配不均勻時(shí)，均可以通過牽引變流器的控制進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)最大限度地發(fā)揮機(jī)車牽引力。 1.4 保護(hù)電路 1.4.1 主變壓器牽引繞組過流保護(hù) 在每組牽引變流器的輸入回路中，設(shè)有1 個(gè)輸入電流互感器ACCT，起控

24、制和監(jiān)視變流器充電電流及牽引繞組短路電流的作用，其動(dòng)作保護(hù)值為1960A。保護(hù)發(fā)生時(shí)，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時(shí)向微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出跳主斷信號(hào)，通過復(fù)位開關(guān)可進(jìn)行恢復(fù)。若這種故障在3 分鐘內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩次，故障將被鎖定，必須切斷CI 控制電源，才能恢復(fù)正常。 1.4.2 主接地保護(hù)電路 電路構(gòu)成如上所述。主牽引回路正常時(shí)，由于只有1 點(diǎn)接地，接地保護(hù)電路中流過的電流為零，接地信號(hào)檢測傳感器無信號(hào)輸出。 當(dāng)主電路某一點(diǎn)接地時(shí)則形成回路，接地檢測回路有故障電流流過，傳感器輸出電流 信號(hào)，使保護(hù)裝置動(dòng)作，其動(dòng)作保護(hù)值為10A。保護(hù)發(fā)生時(shí)，四象限脈沖整

25、流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時(shí)向微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出跳主斷信號(hào)。 此時(shí)司機(jī)可將故障支路的變流器切除,機(jī)車還剩5／6 的牽引動(dòng)力，繼續(xù)維持機(jī)車運(yùn)行，回段后再作處理。若確認(rèn)只有一點(diǎn)接地，也可將控制電器柜上對應(yīng)的接地開關(guān)打至“中立位”，繼續(xù)維持機(jī)車運(yùn)行，回段后再作處理。 1.4.3 牽引電動(dòng)機(jī)過流保護(hù) 在每組牽引變流器的輸出回路中，設(shè)有輸出電流互感器CTU、CTW，對牽引電機(jī)過載及牽引電機(jī)三相不平衡起控制和監(jiān)視保護(hù)作用。牽引電機(jī)過載保護(hù)的動(dòng)作值為1400A。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時(shí)主變流器控制單元向微機(jī)柜T

26、CMS 發(fā)出CI 過流信息，實(shí)施跳主斷。 1.4.4 原邊電壓保護(hù) 當(dāng)原邊網(wǎng)壓高于32kV 且持續(xù)10ms 或者是高于35kV 且持續(xù)1ms 時(shí)，CI 實(shí)施保護(hù)，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時(shí)向微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出原邊過電壓信息。 當(dāng)原邊網(wǎng)壓低于16kV 且持續(xù)10ms 時(shí)，CI 實(shí)施保護(hù)，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開，同時(shí)向微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出原邊欠壓信息。 1.4.5 瞬時(shí)過電壓保護(hù) 在機(jī)車出現(xiàn)空轉(zhuǎn)、滑行或者受電弓離線造成的網(wǎng)壓中斷等情況時(shí)，牽引變流器的中間回路上可能出現(xiàn)瞬時(shí)過電壓，為了防止這種過電壓對變流器

27、造成損壞，在中間直流回路設(shè)有瞬時(shí)過電壓限制電路，由IGBT 和限流電阻組成，通過牽引變流器中間直流回路電壓傳感器的監(jiān)測。這是一種多次重復(fù)方式的保護(hù)，當(dāng)過電壓存在時(shí)，該IGBT 將導(dǎo)通，直流回路能量經(jīng)限流電阻釋放，消除過電壓。 當(dāng)中間回路電壓大于等于3200V 時(shí)，瞬時(shí)過電壓保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開。 此外，當(dāng)中間回路電壓小于等于2000V 時(shí)，中間回路低電壓保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作，四象限脈沖整流器和逆變器的門極均被封鎖，輸入回路中的工作接觸器斷開（庫內(nèi)動(dòng)車除外）。 1.5 其它 1.5.1 原邊電壓顯示 機(jī)車設(shè)置了2 塊網(wǎng)壓表PV1、PV

28、2。當(dāng)受電弓升起后，可分別用來顯示接觸網(wǎng)電壓。 在機(jī)車控制系統(tǒng)自檢正常后，通過微機(jī)顯示屏也可觀察到原邊電流和網(wǎng)壓。 1.5.2 庫內(nèi)動(dòng)車 庫內(nèi)電源通過單相插座送到二、五位牽引電動(dòng)機(jī)的牽引變流器環(huán)節(jié)，進(jìn)行庫內(nèi)動(dòng)車作業(yè)。機(jī)車共設(shè)置2 個(gè)主電路入庫插座和2 個(gè)主電路入庫轉(zhuǎn)換開關(guān)，方便庫內(nèi)動(dòng)車需要。 當(dāng)需要用牽引電動(dòng)機(jī)M2 動(dòng)車時(shí)，在主電路入庫插座XSM1 處接入庫內(nèi)動(dòng)車電源引線，轉(zhuǎn)換主電路入庫轉(zhuǎn)換開關(guān)QS3，再閉合地面電源，通過操縱司機(jī)控制器機(jī)車便可以向前、后移動(dòng)；當(dāng)需要用牽引電動(dòng)機(jī)M5 動(dòng)車時(shí)，在主電路入庫插座XSM2 處接入庫內(nèi)動(dòng)車電源引

29、線，轉(zhuǎn)換主電路入庫轉(zhuǎn)換開關(guān)QS4，再閉合地面電源，通過操縱司機(jī)控制器機(jī)車便可以向前、后移動(dòng)。 第二章 輔助電路 機(jī)車輔助電路從功能上可以分成相對獨(dú)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。 2.1 輔助變流器及輔助供電電路 輔助電動(dòng)機(jī)供電電路由輔助變流器、輔助濾波裝置、電磁接觸器、自動(dòng)開關(guān)、輔助電動(dòng)機(jī)等組成。 2.1.1 輔助變流器 機(jī)車設(shè)有兩組獨(dú)立的三相輔助電源，每組電源由輔助變流器UA11、UA12（又稱作 APU1、APU2）、濾波電抗、濾波電容、接觸器、自動(dòng)開關(guān)及對應(yīng)輔機(jī)等構(gòu)成。 輔助變流器UA11、UA12 都有變頻變壓（VVVF）和定頻定壓

30、（CVCF）兩種工作方式， 可以依據(jù)連接的輔助電動(dòng)機(jī)情況進(jìn)行設(shè)置。機(jī)車正常運(yùn)行時(shí)，輔助變流器UA11 工作在 VVVF 方式，輔助變流器UA12 工作在CVCF 方式，分別為機(jī)車輔助電動(dòng)機(jī)供電。每一臺(tái)輔助變流器的額定容量是按照獨(dú)立帶整車輔機(jī)的情況設(shè)計(jì)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。 當(dāng)某一套輔助變流器發(fā)生故障時(shí)，不需要切除任何輔助電動(dòng)機(jī)，另一套輔助變流器可以承擔(dān)機(jī)車全部的輔助電動(dòng)機(jī)負(fù)載。此時(shí)，該輔助變流器按照CVCF 方式工作，輔助電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)按全功率運(yùn)行，唯有兩臺(tái)壓縮機(jī)中，只有操縱端壓縮機(jī)可以投入工作，從而確保機(jī)車輔助電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)的可靠性

31、。輔助變流器的故障轉(zhuǎn)換控制由機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)（TCMS）自動(dòng)完成。 輔助變流器的中間直流回路同時(shí)給110V 電源裝置供電。輔助變流器UA12 的輸出還經(jīng)隔離變壓器，給司機(jī)室各加熱設(shè)備及低溫預(yù)熱回路。 輔助變流器內(nèi)設(shè)有元器件過壓、過流等保護(hù)。 2.1.1.1 輔助變流器的參數(shù)如下： 每臺(tái)機(jī)車數(shù)量 2 輔助變流器參數(shù)： 額定輸入電壓： 399VAC（單相） 額定輸入頻率： 50Hz 直流中間回路電壓： 750VDC 元件類型： IGBT（1700V、1200A） 調(diào)制方式： 四象限整流（輸入）＋PWM（輸出） 恒頻恒壓變流器輸出容量： 230kVA 輸出電壓： 380VAC

32、（三相） 輸出頻率： 50Hz 變頻變壓變流器輸出容量： 230kVA 頻率控制范圍： 0.2～50Hz 電壓控制范圍： 2～380VAC 2.1.1.2 輔助變流器 輔助變流器采用最新的IGBT元件（1.7kV/1200A），其輸入電源分別由主變壓器TM1的兩個(gè)輔助繞組（a7-x7）、（a8-x8）供電，輸出送入輔助濾波柜LC，輔助繞組的電壓均為399V，經(jīng)過輸出接觸器向各類輔機(jī)供電。 2.1.1.3 輔助濾波柜LC 對輔助變流器輸出的PWM 波進(jìn)行濾波，降低諧波含量，輸出近似正弦波的三相交流電，向各類輔機(jī)供電。 2.1.2 輔助變流器供電電路 2.1.2.1

33、輔助電源 機(jī)車設(shè)有兩組三相輔助電源，向各類輔助負(fù)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(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)MA11、MA12 和冷卻塔風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)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(jī)電動(dòng)機(jī)MA19、MA20、主變壓器油泵MA21、MA22、車體通風(fēng)機(jī)M23、M24、司機(jī)室空調(diào)EV11、EV12、主變流器內(nèi)部的水泵WP1、WP2、輔助變流器風(fēng)機(jī)APBM1、APBM2供電，同時(shí)UA12 還經(jīng)過AT1 隔離變壓器，分別向司機(jī)室內(nèi)的輔助加熱設(shè)備、衛(wèi)生間及壓縮機(jī)加熱回路和低溫預(yù)熱設(shè)

34、備提供AC220V 和AC110V 交流電源。 a）輔助電源1（VVVF）： 輸出電壓（可變） 2 ～380V 輸出頻率（可變） 0.2～50Hz 輔助電源1 經(jīng)自動(dòng)開關(guān)向兩臺(tái)冷卻塔通風(fēng)機(jī)電機(jī)和兩臺(tái)牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)供電。 b）輔助電源2（CVCF） 輸出電壓 380V 輸出頻率 50Hz 輔助電源2 經(jīng)過自動(dòng)開關(guān)和接觸器，通過軟啟動(dòng)方式向空壓機(jī)、油泵、水泵、輔 助變流器風(fēng)機(jī)、列車供電柜（如有）風(fēng)機(jī)、司機(jī)室空調(diào)、機(jī)器間風(fēng)機(jī)和各類單相輔助 加熱器等供電。 正常工作情況下，輔助變流器的負(fù)載功率分配情況見表2。 2.1.2.2 輔助變流器 在輔助變流器UA11 或輔助變流器

35、UA12 發(fā)生故障的情況下， TCMS 將自動(dòng)斷開其相應(yīng)的輸出接觸器KM11 或輸出接觸器KM12，再閉合故障轉(zhuǎn)換接觸器KM20，把發(fā)生故障的輔助變流器的負(fù)載切換到另一套輔助變流器上，由該輔助變流器對全車的三相輔助電動(dòng)機(jī)供電。 2.1.3 輔助電動(dòng)機(jī)電路 機(jī)車上的各輔助電動(dòng)機(jī)均通過各自的自動(dòng)開關(guān)與輔助變流器連接，除2 臺(tái)空氣壓縮機(jī)外，均不設(shè)電磁接觸器，使得輔助電動(dòng)機(jī)電路更簡化、更可靠。當(dāng)輔助變流器采用軟起動(dòng)方式進(jìn)行起動(dòng)，除空氣壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)外，其他輔助電動(dòng)機(jī)也隨之起動(dòng)。空氣壓縮機(jī)的起動(dòng)受電磁接觸器的控制，電磁接觸器受機(jī)車司機(jī)控制扳鍵開關(guān)和總風(fēng)缸空氣壓力繼電器的控制。 2.1.4 輔助電動(dòng)機(jī)

36、電路的保護(hù)系統(tǒng) 2.1.4.1 輔助系統(tǒng)主電路接地保護(hù) 在輔助變流器UA11、UA12 內(nèi)部，分別設(shè)有1 套接地保護(hù)裝置，進(jìn)行輔助系統(tǒng)主電路的接地保護(hù)。當(dāng)對應(yīng)輔助回路發(fā)生接地故障時(shí)，該輔助變流器實(shí)施保護(hù)，可將該故障的輔助變流器切除，機(jī)車轉(zhuǎn)由另一組輔助變流器對全部輔機(jī)供電。 2.1.4.2 輔助變流器的過流和過載保護(hù) 在每一組輔助變流器的輸入回路中，設(shè)有輸入電流互感器ACCT，起控制和監(jiān)視輔助變流器充電電流及輔助繞組短路電流的作用，其動(dòng)作保護(hù)值為1600A。保護(hù)發(fā)生時(shí)，四象限整流器的門極均被封鎖，工作接觸器K、AK 均斷開，同時(shí)向微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出跳主斷的信號(hào)，該故障消除后10s 內(nèi)自動(dòng)復(fù)

37、位，如果此故障在2 分鐘內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩次，該輔助變流器將被鎖死，必須切斷輔助變流器的控制電源，才可解鎖。 在每一組輔助變流器的輸出回路中，設(shè)有輸出電流互感器CTU 和 CTW，對輔助電動(dòng)機(jī)回路過載及短路保護(hù)作用，輔助電動(dòng)機(jī)回路過載保護(hù)的動(dòng)作值為850A。保護(hù)發(fā)生時(shí)，逆變器的門極均被封鎖，同時(shí)向微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出跳主斷的信號(hào)。該故障消除后10s 內(nèi)自動(dòng)復(fù)位，如果此故障在2 分鐘內(nèi)連續(xù)發(fā)生6 次，該輔助變流器將被鎖死，必須切斷輔助變流器的控制電源，才可解鎖。 2.1.4.3 輔助變流器中間直流回路電壓保護(hù) 輔助變流器中間直流回路設(shè)有兩組電壓監(jiān)測環(huán)節(jié)，其中DCPT4 是用于四象限整流器的控制，DC

38、PT5 是用于逆變器的控制：當(dāng)DCPT5 監(jiān)測到中間回路電壓大于等于825V 或小于等于580V 時(shí)，中間回路電壓保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作，逆變器門極被封鎖，逆變器停止輸出；當(dāng)DCPT4 監(jiān)測到中間回路電壓大于等于825V 或小于等于270V 時(shí)，四象限整流器門極被封鎖，四象限整流器停止輸出。 2.1.4.4 輔助變流器輸入電壓的保護(hù) 當(dāng)輔助變流器的輸入電壓低于279V 即網(wǎng)壓低于17.5kV 時(shí)，低壓保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作，四象限整流器門極被封鎖，工作接觸器K、AK 斷開，四象限整流器停止輸出。 當(dāng)輔助變流器的輸入電壓高于502V 即網(wǎng)壓高于31.5kV 時(shí)，過壓保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作，四象限整流器的門極被封鎖，工作

39、接觸器K、AK 斷開，四象限整流器停止輸出。 2.1.4.5 110V 電源裝置輸入電源的短路過載保護(hù) 每組輔助變流器，均可向110V 電源裝置提供DC750 電源，輸出電源回路通過熔斷器 DF 進(jìn)行短路過載保護(hù)，熔絲額定值為32A。當(dāng)DF 出現(xiàn)熔斷后，輔助變流器將通知微機(jī)控制系統(tǒng)TCMS，進(jìn)行110V 電源裝置輸入電源的轉(zhuǎn)換，由非故障的輔助變流器向110V 電源裝置提供直流電源，同時(shí)微機(jī)顯示屏也進(jìn)行相應(yīng)故障顯示和記錄。 2.2. 輔助加熱裝置電路 2.2.1 機(jī)車輔助加熱裝置 機(jī)車輔助加熱裝置主要有電熱玻璃EH11-14、腳爐EH20-21、后墻暖風(fēng)機(jī)EH22-25、 及低溫預(yù)

40、熱回路等，它們均由輔助變流器UA12 通過隔離變壓器AT1 進(jìn)行供電。 在腳爐、后墻暖風(fēng)機(jī)支路上設(shè)置了功能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA11、SA12，進(jìn)行投入和切除轉(zhuǎn)換，并設(shè)置了空氣自動(dòng)開關(guān)QA31 和QA32 進(jìn)行過流保護(hù)。 在電熱玻璃支路上設(shè)置了功能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA13、SA14，進(jìn)行投入和切除轉(zhuǎn)換，并設(shè)置了空氣自動(dòng)開關(guān)QA34 進(jìn)行過流保護(hù)。 在微波爐EH33 支路上設(shè)置了功能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA15，進(jìn)行投入和切除轉(zhuǎn)換，并設(shè)置了空氣自動(dòng)開關(guān)QA33 進(jìn)行過流保護(hù)。另外，分別在2 個(gè)司機(jī)室設(shè)置了電源插座XS21、XS22和在機(jī)械間中間走廊中部設(shè)置了1 個(gè)電源插座XS23，提供220V 交流電源。 機(jī)

41、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(jī)車一旦可以升弓合主斷，輔助變流器可以工作，就轉(zhuǎn)由AC110 V 低溫預(yù)熱。當(dāng)機(jī)車需要低溫預(yù)熱時(shí)，首先閉合自動(dòng)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APU1\APU2、110V 電源裝置UC、TCMS 微機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行加熱。預(yù)熱一定時(shí)間，當(dāng)微機(jī)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(jìn)行低溫預(yù)熱，對輔助變流器APU1\APU2、110V電源裝置UC、TCMS 微機(jī)系統(tǒng)、APU 等進(jìn)行加熱。通過閉合自

42、動(dòng)開關(guān)QA73，可以對撒砂裝置進(jìn)行加熱。通過閉合自動(dòng)開關(guān)QA74，可以對壓縮機(jī)進(jìn)行低溫加熱，通過溫控開關(guān)TR-1，可以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)低溫加熱的自動(dòng)投入和切除，當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)行低溫加熱時(shí)壓縮機(jī)不能工作。在壓縮機(jī)的控制回路里，還設(shè)有溫度保護(hù)開關(guān)TS-1 和壓力保護(hù)開關(guān)PS-1，通過其常閉連鎖，實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)的安全保護(hù)。 第三章 列車供電電路 為滿足機(jī)車牽引客運(yùn)車輛的需要，機(jī)車設(shè)有DC600V 供電電路。該電路主要由2 個(gè) DC600V 電源柜LG1、LG2 和供電連接器XSA2~5 組成。其輸入電源分

43、別由主變壓器TM1的兩個(gè)輔助繞組（a9-x9）、（a10-x10）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(gè)部分。 3.1 主電路 額定交流電壓860V 從151/161、152/162 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

44、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(shí)，在交流側(cè)有元件擊穿短路時(shí)，快速熔斷器能快速熔斷保護(hù)，分?jǐn)嘀麟娐?，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)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(hù)。電壓傳感器3SV、5SV 分別為控制箱A、B 組提供電壓反饋信號(hào)。 3.2 輔助電路 列車供電柜采用了功率元件整流及直流負(fù)載電阻與交流阻容保護(hù)，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，此時(shí)需要進(jìn)行冷卻通風(fēng)。柜內(nèi)設(shè)置有一臺(tái)三相交流380V 通風(fēng)機(jī)， 對柜內(nèi)發(fā)熱元件進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。當(dāng)通風(fēng)機(jī)斷路器未閉合時(shí)，不允許列車供電柜投入工作，以免損壞

45、器件。 3.3 控制電路 控制電路由集控插座JKXS1\JKXS2、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(shí)需滿足一下條件： —機(jī)車與客車通訊正常：客車供電申請、客車110V 電源以及機(jī)車供電允許等信 號(hào)正常。 —機(jī)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(hào)； —操縱臺(tái)上供電鑰匙SA105\SA106 打“合”位。 每個(gè)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。 第

46、四章 控制電路 4.1 控制系統(tǒng)概述 機(jī)車的控制系統(tǒng)是機(jī)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(jī)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(dòng)系統(tǒng)，配以機(jī)車外圍電路來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。TCMS 主要功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)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(jī)操縱臺(tái)上的微機(jī)顯示屏。TCMS 包括1 個(gè)主控制裝置和2 個(gè)顯示單元，其中主控單元采用冗余設(shè)計(jì)，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(dāng)主控制環(huán)節(jié)（Master）發(fā)生故障時(shí)，備用控制環(huán)節(jié)（Slave）立即自動(dòng)投入工作。 機(jī)車的控制電路主要完成下列功能：

47、 順序邏輯控制：如升、降受電弓，分、合主斷路器，司機(jī)控制器的換向、牽引、 制動(dòng)，輔助電動(dòng)機(jī)的邏輯控制，機(jī)車庫內(nèi)動(dòng)車邏輯控制，主輔變流器庫內(nèi)試驗(yàn)邏輯控制等。 — 機(jī)車特性控制：采用恒牽引力/制動(dòng)力+準(zhǔn)恒速特性控制，實(shí)現(xiàn)對機(jī)車的控制要求。 — 定速控制：根據(jù)機(jī)車運(yùn)行速度，可以實(shí)現(xiàn)牽引工況下機(jī)車恒定速度控制。 — 輔助電動(dòng)機(jī)的控制：除空氣壓縮機(jī)外，機(jī)車各輔助電動(dòng)機(jī)根據(jù)機(jī)車準(zhǔn)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(shí)啟動(dòng)、運(yùn)行。空氣壓縮機(jī)則根據(jù)總風(fēng)缸壓力情況，通過控制接觸器的分合來實(shí)現(xiàn)控制。 — CCB-Ⅱ制動(dòng)機(jī)的電空網(wǎng)絡(luò)控制。 — 機(jī)車粘著控制：包括防空轉(zhuǎn)、防

48、滑行控制、軸重轉(zhuǎn)移補(bǔ)償控制。 — 故障診斷、顯示與保護(hù)：通過設(shè)在司機(jī)室的微機(jī)屏顯示機(jī)車正常運(yùn)行的狀態(tài)信息，如：網(wǎng)壓、原邊電流、機(jī)車工況、級(jí)位、機(jī)車牽引力、機(jī)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(jī)車即時(shí)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(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)記憶。 — 機(jī)車重聯(lián)控制：最多可以實(shí)施同型號(hào)的3 臺(tái)機(jī)車重聯(lián)。 4.2 控制電源電路 4.2.1 低壓電源柜 機(jī)車設(shè)有一個(gè)低壓電源柜（含110V 電源裝置UC 和蓄電池組）提供機(jī)車所需的DC110V 控制電源，同

49、時(shí)蓄電池充電單元向蓄電池組充電。110V 電源裝置中有兩組功率為11kW 的高頻充電單元UR1 和UR2，蓄電池充電器UC 的輸入電源來自UA11 和UA12 的中間回路，UA11 向UR1 輸入DC750V 電源，UA12 向UR2 輸入DC750V 電源。 充電單元UR1 和UR2 同時(shí)工作，UR1 給蓄電池充電，UR2 給機(jī)車的控制電路輸送DC110V。當(dāng)其中一組充電單元故障后，充電單元控制系統(tǒng)經(jīng)過自動(dòng)切換，轉(zhuǎn)由另一組充電單元給整車控制電路供電及蓄電池充電。 機(jī)車還設(shè)有一個(gè)外接的蓄電池充電插座XSC3，當(dāng)蓄電池組饋電嚴(yán)重，低于機(jī)車電器的最低控制電壓，不能保證電源模塊的正常工作時(shí)，作為

50、蓄電池的備用充電插座，或機(jī)車調(diào)試檢修時(shí)的外接電源的引入插座。 4.2.2 控制電源的分配 機(jī)車控制電源由蓄電池電壓經(jīng)蓄電池自動(dòng)開關(guān)QA61 后與110V電源裝置并聯(lián)提供。 控制電路自動(dòng)開關(guān)有：微機(jī)I 控制自動(dòng)開關(guān)QA41、微機(jī)II 控制自動(dòng)開關(guān)QA42、 司機(jī)控制I 自動(dòng)開關(guān)QA43、司機(jī)控制II 自動(dòng)開關(guān)QA44、機(jī)車控制自動(dòng)開關(guān)QA45、主變流器自動(dòng)開關(guān)QA46、輔助變流器自動(dòng)開關(guān)QA47、列車供電柜I 自動(dòng)開關(guān)QA48、列車供電柜II 自動(dòng)開關(guān)QA49（QA48、QA49 僅在客運(yùn)方案時(shí)執(zhí)行）、制動(dòng)柜自動(dòng)開關(guān)QA50、輔助設(shè)備自動(dòng)開關(guān)QA62、自動(dòng)過分相自動(dòng)開關(guān)QA52、司機(jī)室照

51、明自動(dòng)開關(guān)QA53、機(jī)械間照明自動(dòng)開關(guān)QA54、車外照明自動(dòng)開關(guān)QA55、監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)開關(guān)QA56，信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)開關(guān)QA57、機(jī)車電臺(tái)自動(dòng)開關(guān)QA58、直流加熱自動(dòng)開關(guān)QA62、頭燈自動(dòng)開關(guān)QA51、電源裝置自動(dòng)開關(guān)QA63 等。 在兩端操縱臺(tái)上設(shè)置了控制電源電壓表PV41、PV42，用于隨時(shí)監(jiān)視控制電源的電壓情況，并且通過微機(jī)顯示屏也可監(jiān)視控制電源的電壓情況。 4.2.3 110V 電源裝置的控制 110V 電源裝置可以通過RS485 網(wǎng)絡(luò)向機(jī)車控制系統(tǒng)TCMS 提供故障信息及輸出電壓、電流和蓄電池充放電電流等狀態(tài)信息，并通過微機(jī)顯示屏進(jìn)行信息提示。 當(dāng)110V 電源裝置發(fā)生故障時(shí)，

52、不僅通過RS485 網(wǎng)絡(luò)向機(jī)車控制系統(tǒng)TCMS 發(fā)出具體故障內(nèi)容，同時(shí)也通過硬線向機(jī)車控制系統(tǒng)TCMS 發(fā)送故障信號(hào)，“故障信號(hào)”為兩路DO 接口，其編碼意義如表3 所示。 4.2.4 控制電路的監(jiān)測與保護(hù) 4.2.4.1 110V 電源裝置輸出電流及蓄電池組充放電電流的監(jiān)測 低壓電源柜可采集、監(jiān)測110V 電源裝置輸出電流、蓄電池充放電電流等信號(hào)，并將這 些信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到微機(jī)顯示屏，供司機(jī)查看；并在低壓電源柜上設(shè)有控制電壓表及蓄電池充放電電流表，方便查看。 4.2.4.2 控制電源的低電壓保護(hù) 機(jī)車控制系統(tǒng)具有控制電源的低電壓保護(hù)功能，共分兩級(jí)。第一級(jí)，當(dāng)控制電壓低于88V

53、時(shí)，低壓電源柜處蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警，同時(shí)微機(jī)顯示屏彈出低壓故障預(yù)警信息，狀態(tài)顯示模塊“蓄電池虧電”燈亮；第二級(jí)，當(dāng)控制電壓低于77V 時(shí), 控制系統(tǒng)斷電保護(hù)。 4.3 司機(jī)指令與控制功能 在機(jī)車的I、II 端司機(jī)室設(shè)置了完全相同的控制指令開關(guān)，可以分別向機(jī)車控制系統(tǒng)發(fā)出命令，機(jī)車控制系統(tǒng)經(jīng)邏輯處理后，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)車的控制。下面以I 端司機(jī)室控制指令為例進(jìn)行說明，同時(shí)將II 端對應(yīng)的控制器件代號(hào)用“（）”進(jìn)行表示。 4.3.1 電鑰匙SA49（SA50） 司機(jī)電鑰匙開關(guān)SA49（SA50）：有兩個(gè)位置：“合”、“分”，當(dāng)置“合”位置時(shí)，機(jī)車 4.3.2 司機(jī)控制器AC41（AC42

54、） 司機(jī)控制器（簡稱司控器）有兩個(gè)手柄：方向手柄和調(diào)速手柄。方向手柄有“向前”、 “0” 、“向后”三個(gè)位置，調(diào)速手柄可以提供牽引級(jí)位*～13 級(jí)，制動(dòng)級(jí)位*～12 級(jí)。兩個(gè)手柄之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖：當(dāng)調(diào)速手柄在“0”位時(shí)，方向手柄方可進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換；方向手柄在“0”位時(shí)，調(diào)速手柄不能移動(dòng)，只能在“0”位。 4.3.3 受電弓扳鍵開關(guān)SB41（SB42） 受電弓扳鍵開關(guān)設(shè)有“前受電弓”、“0”和“后受電弓”3 個(gè)位置，正常位置為“0”位。當(dāng)SB41置“前受電弓”或“后受電弓”位時(shí)，受電弓電空閥YV41 或YV42 線圈得電，在空氣管路壓力正常的前提下，受電弓PG1 或受電弓升起；當(dāng)SB41

55、置“0”位，受電弓PG1 或受電弓PG2均降下。 4.3.4 主斷路器扳鍵開關(guān)SB43（SB44） 司機(jī)通過操縱主斷路器扳鍵開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)對主斷路器的控制。主斷路器扳鍵開關(guān)設(shè)有“主斷合”、“0”和“主斷分”三個(gè)位置。 “主斷合”為自復(fù)式，正常位置為“0”位。 - “主斷合”位：閉合主斷路器； - “主斷分”位：斷開主斷路器； - “0”位：維持主斷路器的當(dāng)前狀態(tài)。 4.3.5 壓縮機(jī)扳鍵開關(guān)SB45（SB46） 壓縮機(jī)扳鍵開關(guān)設(shè)有三個(gè)位置，分別為“0”、“合”、“強(qiáng)泵”位?！皬?qiáng)泵”位是自復(fù)位置。 - “合”位：壓縮機(jī)根據(jù)總風(fēng)壓力開關(guān)KP51-1 和KP51-2 的狀態(tài)投入工作；

56、 - “強(qiáng)泵”位：強(qiáng)制頭車兩臺(tái)壓縮機(jī)投入工作，補(bǔ)機(jī)主壓縮機(jī)投入工作； - “0”位：壓縮機(jī)停止工作。 4.3.6 緊急制動(dòng)、半自動(dòng)過分相和定速按鈕 半自動(dòng)過分相按鈕SB67（SB68）、定速按鈕SB69（SB70）為自復(fù)位按鈕，緊急制動(dòng)按鈕SA103（SA104）為自鎖按鈕。 按下緊急制動(dòng)按鈕，機(jī)車將實(shí)施緊急制動(dòng)，一方面斷開主斷路器，另一方面對列車實(shí)施緊急制動(dòng)。 機(jī)車通過分相區(qū)前，司機(jī)可以按動(dòng)“半自動(dòng)過分相”按鈕一次，機(jī)車采用半自動(dòng)方式通過分相區(qū)。機(jī)車自動(dòng)將牽引或制動(dòng)力降為零并斷開主斷路器，通過分相區(qū)后，自動(dòng)恢復(fù)到過分相區(qū)前的狀態(tài)。 當(dāng)機(jī)車速度大于等于15km/h，且機(jī)車未實(shí)施空

57、氣制動(dòng)時(shí)，若按下“定速控制”按鈕 SB69（SB70），當(dāng)時(shí)的機(jī)車運(yùn)行速度被確定為“目標(biāo)速度”，機(jī)車進(jìn)入“定速控制”狀態(tài)。 - 當(dāng)機(jī)車實(shí)際速度大于“目標(biāo)速度＋2km/h”時(shí)，TCMS 控制機(jī)車進(jìn)入電氣制動(dòng)工 況；當(dāng)機(jī)車的實(shí)際速度降低到“目標(biāo)速度＋1km/h”時(shí)，電氣制動(dòng)力降至0。 - 當(dāng)機(jī)車實(shí)際速度小于“目標(biāo)速度－2km/h”時(shí)，TCMS 自動(dòng)控制機(jī)車進(jìn)入牽引工 況；當(dāng)機(jī)車的實(shí)際速度升高到“目標(biāo)速度－1km/h”時(shí)，牽引力降至0。 - 機(jī)車進(jìn)入“定速控制”狀態(tài)后，司機(jī)控制器調(diào)速手柄的級(jí)位變化超過1 級(jí)以上時(shí)， 機(jī)車“定速控制”狀態(tài)自動(dòng)解除。 4.3.7 停放控制 為了防止機(jī)車

58、在停放狀態(tài)下發(fā)生溜車事故，設(shè)置了彈簧停車功能。 該功能相關(guān)按鈕有： 停放制動(dòng)按鈕SB99（SB100），停放緩解按鈕SB107（SB108），均為自復(fù)位按鈕。 - 停放制動(dòng)按鈕：機(jī)車進(jìn)入“停放制動(dòng)”狀態(tài)，“停放制動(dòng)”指示燈亮； - 停放緩解按鈕：機(jī)車退出“停放制動(dòng)”狀態(tài)，“停放制動(dòng)”指示燈滅。 4.3.8 無人警惕控制 機(jī)車運(yùn)行時(shí)，如果司機(jī)出現(xiàn)打瞌睡、離崗或因緊急傷病等情況喪失操控能力時(shí)，無人警惕功能將主動(dòng)實(shí)施停車，保證行車安全。該功能是通過微機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)施，并在操縱臺(tái)上設(shè)有聲光報(bào)警和信息提示，直至實(shí)施懲罰制動(dòng)。 當(dāng)機(jī)車速度≥3km/h，并且司機(jī)控制器的方向手柄離開零位，60s

59、 內(nèi)如果司機(jī)沒有操縱任何復(fù)位開關(guān)，司機(jī)室的語音箱開始發(fā)出“無人警惕”的語音報(bào)警，微機(jī)屏同時(shí)進(jìn)行無人警惕預(yù)警提示，如果再經(jīng)過10s 仍沒有施加任何無人警惕復(fù)位指令，TCMS 微機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出懲罰制動(dòng)指令，機(jī)車實(shí)施最大常用制動(dòng)。 操縱端司機(jī)室的下列任一操作均可復(fù)位無人警惕功能： - 警惕開關(guān)：包括警惕按鈕SB95（SB96）和警惕腳踏開關(guān)SA101（SA102）； - 高音風(fēng)笛按鈕：SB81（SB82）、SB85（SB86）； - 低音風(fēng)笛腳踏開關(guān)：SA85（SA86）； - 撒砂腳踏SA83（SA84）； - 司控器的級(jí)位轉(zhuǎn)換； - 制動(dòng)手柄的移動(dòng)。 4.3.9 微機(jī)復(fù)位 當(dāng)

60、機(jī)車在正常運(yùn)行中發(fā)生微機(jī)故障，不能自行恢復(fù)時(shí)，故障信息在司機(jī)室信息顯示單元中顯示出來，司機(jī)可以根據(jù)提示，通過按動(dòng)故障復(fù)位按鈕SB61（SB62）1 次，實(shí)現(xiàn)故障的恢復(fù)。 4.3.10 信息顯示屏和狀態(tài)指示燈 機(jī)車兩端司機(jī)室分別設(shè)置了完全相同的微機(jī)顯示屏PD41、PD42，用于顯示機(jī)車運(yùn)行時(shí)的各類狀態(tài)信息、制動(dòng)信息及各個(gè)電器設(shè)備、控制繼電器、接觸器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等的信息，還能夠顯示機(jī)車的各種故障信息，并提供相應(yīng)的故障處理建議。司機(jī)還可以通過微機(jī)顯示屏實(shí)現(xiàn)制動(dòng)模式的轉(zhuǎn)換及機(jī)車部分設(shè)備的控制和隔離。 機(jī)車兩端司機(jī)室還分別設(shè)置了完全相同的機(jī)車狀態(tài)指示燈，用于機(jī)車狀態(tài)指示。 分別為：微機(jī)正常、主斷分

61、、電制動(dòng)、空轉(zhuǎn)\滑行、停放制動(dòng)、控制接地、蓄電池虧電、故障，除微機(jī)正常、電制動(dòng)為綠色指示燈外，其他均為紅色指示燈。 4.4 機(jī)車邏輯控制和保護(hù)電路 機(jī)車的邏輯控制和保護(hù)電路主要是將各輔助電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)開關(guān)、各控制電器用自動(dòng)開關(guān)、輔助變流器庫內(nèi)試驗(yàn)開關(guān)、高壓隔離開關(guān)狀態(tài)、各接觸器狀態(tài)、主斷路器狀態(tài)、各操作開關(guān)狀態(tài)、空氣管路系統(tǒng)壓力開關(guān)等，以及各類接觸器、繼電器和電控閥等的狀態(tài)指令送入TCMS，用于機(jī)車的各種工作邏輯及保護(hù)邏輯控制，并通過TCMS 與主變流器和輔助變流器之間的通信，將有關(guān)控制指令信息送到主變流器和輔助變流器，達(dá)到整車聯(lián)控目的。 4.4.1 各輔助電動(dòng)機(jī)自動(dòng)開關(guān)功能 牽引通風(fēng)機(jī)

62、自動(dòng)開關(guān)QA11、QA12：用于牽引通風(fēng)機(jī)的故障保護(hù)和相應(yīng)的邏輯控制。 當(dāng)牽引通風(fēng)機(jī)過流造成自動(dòng)開關(guān)斷開后，主觸點(diǎn)斷開對應(yīng)牽引通風(fēng)機(jī)的供電電路，輔助觸點(diǎn)將故障信號(hào)送到TCMS，然后通過TCMS 一方面送到司機(jī)故障顯示燈，另一方面自動(dòng)隔離對應(yīng)變流柜內(nèi)的3 組主變流器，同時(shí)對應(yīng)的3 組牽引電動(dòng)機(jī)全部停止工作。 冷卻塔通風(fēng)機(jī)自動(dòng)開關(guān)QA13、QA14：用于冷卻塔通風(fēng)機(jī)的故障保護(hù)和相應(yīng)的邏輯控制。當(dāng)冷卻塔通風(fēng)機(jī)過流造成自動(dòng)開關(guān)斷開后，主觸點(diǎn)斷開對應(yīng)冷卻塔通風(fēng)機(jī)的供電電路，輔助觸點(diǎn)將故障信號(hào)送到TCMS，然后通過TCMS 一方面送到司機(jī)故障顯示燈，另一方面自動(dòng)隔離對應(yīng)變流柜內(nèi)的3 組主變流器，同時(shí)對

63、應(yīng)的3 組牽引電動(dòng)機(jī)全部停止工作。 壓縮機(jī)自動(dòng)開關(guān)QA19、QA20：用于空氣壓縮機(jī)的故障保護(hù)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)自動(dòng)開 關(guān)斷開后，斷開對應(yīng)空氣壓縮機(jī)的供電電路，并將故障信號(hào)通過TCMS 送到司機(jī)故障顯示燈，同時(shí)斷開對應(yīng)空氣壓縮機(jī)的控制接觸器線圈支路，使該接觸器不能得電閉合。 油泵自動(dòng)開關(guān)QA21、QA22：用于主變壓器油泵的故障保護(hù)和相應(yīng)的邏輯控制。當(dāng) 油泵自動(dòng)開關(guān)斷開后，斷開對應(yīng)油泵供電電路，故障信號(hào)一方面送到司機(jī)故障顯示燈，另一方面自動(dòng)隔離對應(yīng)變流柜內(nèi)的3 組主變流器，同時(shí)對應(yīng)的3 組牽引電動(dòng)機(jī)全部停止工作。 機(jī)械間通風(fēng)機(jī)自動(dòng)開關(guān)QA23、QA24：用于給機(jī)械間通風(fēng)，并降低機(jī)械間溫度

64、。當(dāng) 自動(dòng)開關(guān)斷開后，其主觸點(diǎn)斷開對應(yīng)輔助電動(dòng)機(jī)的供電電路，同時(shí)輔助觸點(diǎn)將故障信息送入機(jī)車控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)進(jìn)行故障應(yīng)急處理和故障顯示。 4.4.2 各輔助電動(dòng)機(jī)接觸器功能 機(jī)車輔助系統(tǒng)安裝有各類接觸器，包括輔助供電接觸器KM11、KM12、KM20，壓縮機(jī)接觸器KM13、KM14，輔助壓縮機(jī)接觸器KMC1。接觸器的主觸點(diǎn)用于接通對應(yīng)輔機(jī)的供電電路，輔助觸點(diǎn)用于該接觸器的工作確認(rèn)，確保輔機(jī)能夠投入工作。 4.4.3 原邊過流繼電器KC1 當(dāng)機(jī)車發(fā)生原邊過流故障時(shí)，原邊過流繼電器KC1 動(dòng)作，其聯(lián)鎖觸點(diǎn)信號(hào)送入TCMS，跳開主斷路器，實(shí)施故障保護(hù)。原邊電流的保護(hù)值為800A，對應(yīng)次邊

65、電流為10A，此時(shí)KC1 動(dòng)作。 4.4.4 主變壓器保護(hù)電路 機(jī)車控制系統(tǒng)通過設(shè)置的溫度繼電器KP52，油流繼電器KP49、KP50，壓力釋放閥 KP62 對主變壓器實(shí)施溫度保護(hù)和過壓保護(hù)。 溫度繼電器KP52，檢測油路的油溫，當(dāng)主變壓器的油溫超過100℃時(shí)， 斷開主斷 路器。 主變壓器具有兩路油循環(huán)冷卻系統(tǒng)，各設(shè)有一個(gè)油流繼電器對油流情況進(jìn)行監(jiān)測。 如果一個(gè)油流繼電器檢測到無油循環(huán)，則該冷卻支路對 .的兩 .牽引變流器停止功率輸 出，機(jī)車的牽引功率下降50%。如果兩個(gè)油流繼電器都檢測到無油循環(huán)，主變流器封鎖， 停止輸出功率。 主變壓器安裝有壓力釋放閥KP62。當(dāng)變壓器內(nèi)

66、部壓力達(dá)到95±15kPa 時(shí)，壓力釋放 閥動(dòng)作，釋放壓力，同時(shí)在微機(jī)顯示屏上顯示。 4.4.5 主斷路器快速保護(hù)電路 當(dāng)機(jī)車發(fā)生故障時(shí)，為了在最短的時(shí)間內(nèi)分?jǐn)嘀鲾嗦菲?，機(jī)車設(shè)置了硬線的快速分 斷電路。主斷路器線圈閉合回路中串入緊急制動(dòng)開關(guān)的常閉觸點(diǎn),按下緊急制動(dòng)按鈕會(huì)立即切斷主斷路器線圈閉合回路，使主斷路器立即斷開。 主斷路器的輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)信息送入機(jī)車控制系統(tǒng)中，方便機(jī)車控制系統(tǒng)的對設(shè)備 狀態(tài)的確認(rèn)和故障判斷。 4.4.6 主變流器控制電路 機(jī)車設(shè)有兩組完全相同的變流柜UM1、UM2，每組變流柜中有三套主變流器，用以控制三臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)。不同的是，變流柜UM1 的裝置識(shí)別信號(hào)設(shè)定為110V，變流柜UM2 的裝置識(shí)別信號(hào)設(shè)定為0V，下面以變流柜UM1 的控制進(jìn)行說明，（）內(nèi)為UM2 的外圍設(shè)備信號(hào)。 機(jī)車主變流器的控制是機(jī)車控制單元TCMS 根據(jù)司控器給定指令，通過RS485 網(wǎng) 絡(luò)傳送給主變流器控制單元，并按照機(jī)車的牽引/制動(dòng)特性完成對牽引電動(dòng)機(jī)的控制。牽引電動(dòng)機(jī)的速度傳感器BV41、BV42、BV43（BV44、BV45、BV46）將信號(hào)反饋回主變流器，完成對牽引電動(dòng)機(jī)