CRH1A—A動(dòng)車組ACM/IGBT故障影響探究

劉潤(rùn)偉

摘 要：針對(duì)CRH1A-A動(dòng)車組運(yùn)行中ACM/IGBT炸裂導(dǎo)致主變壓器油溫過(guò)高故障進(jìn)行分析，通過(guò)具體故障案例的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，結(jié)合硬件及軟件圖進(jìn)行邏輯分析，得出CRH1A-A動(dòng)車組ACM故障停機(jī)后的故障影響及故障報(bào)出邏輯，并提出合理化建議，對(duì)后續(xù)CRH1A-A動(dòng)車組正線故障應(yīng)急處理有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：ACM/IGBT；主變壓器；CRH1A-A動(dòng)車組

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.054

0 引言

CRH1A-A動(dòng)車組，運(yùn)行途中，3車牽引繞組1過(guò)流，牽引繞組2過(guò)流，ACM直流測(cè)量故障，ACM自動(dòng)隔離，主斷斷開(kāi)，升弓按鈕閃爍，按升弓按鈕后主斷閉合。后續(xù)2車報(bào)主變壓器油溫高于115度。

1 原理分析

1.1 ODBS數(shù)據(jù)分析

下載故障列車ODBS數(shù)據(jù)如下圖1所示。03車報(bào)相電流不平衡故障，5526；03車報(bào)交流電流超限故障，5589。

環(huán)境數(shù)據(jù)顯示受電弓升起、主斷閉合，DCU/A運(yùn)行狀態(tài)31（變流器被隔離），如下圖2，圖3所示。

后續(xù)列車報(bào)出一系列故障，02車主變壓器油溫高于115度，3013；02車LCB被切除，3041；02車RS被切除，3053；02車切除受電弓，3037；如圖4所示。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

強(qiáng)制2車主變壓器低速/高速風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，油泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

打開(kāi)3車變流器箱發(fā)現(xiàn)ACM IGBT炸裂，直流環(huán)節(jié)母排發(fā)黑，更換新的ACM，供電后正常，如下圖5所示。

1.3 模擬試驗(yàn)

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，車組1車主控，升7車弓，7車主斷閉合，3車ACM故障后，7車主斷斷開(kāi)，4車三相隔離接觸器斷開(kāi)，1車按激活高壓按鈕后，7車主斷閉合，2車主變壓器油溫逐漸上升至超溫報(bào)警。

模擬1車主控，升7車受電弓，強(qiáng)制斷開(kāi)4車三相分離接觸器后，切除3車ACM。

發(fā)現(xiàn)切除ACM后，2車主變油泵和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)均變?yōu)?，持續(xù)工作一段時(shí)間后，油溫逐漸上升。對(duì)比4車主變壓器油泵和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)征程，油溫?zé)o上升趨勢(shì)。

2車：油泵和風(fēng)機(jī)未工作，油溫逐漸上升。如下圖6所示。

4車：油泵和風(fēng)機(jī)工作，油溫穩(wěn)定無(wú)上升，如下圖7所示。

（下轉(zhuǎn)第3頁(yè)）

（上接第60頁(yè)）

判斷1177-02車主變超溫的原因?yàn)?車ACM故障，4車三相分離接觸器斷開(kāi)，2車主變油泵和風(fēng)機(jī)未工作，主變失去冷卻作用導(dǎo)致油溫超溫。油泵與風(fēng)機(jī)停止工作后，雖然主變繼續(xù)工作，但并未報(bào)出“沒(méi)油流”故障。

2 工作邏輯分析

2.1 主變壓器油泵工作邏輯

主變壓器冷卻系統(tǒng)采用油冷方式，通過(guò)油泵和冷卻風(fēng)扇使冷卻油循環(huán)實(shí)現(xiàn)冷卻功能，并通過(guò)油溫、油位、油流傳感器來(lái)監(jiān)控冷卻系統(tǒng)工作狀態(tài)保障主變壓器正常工作。當(dāng)主變壓器油泵及冷卻風(fēng)扇停止工作后，冷卻系統(tǒng)循環(huán)停止工作，油溫逐步上升，根據(jù)CRH1A-A控制邏輯要求，當(dāng)02車主變壓器油溫高于110度時(shí)，IDU報(bào)出超溫故障，1、3車LCM功率受限；當(dāng)油溫高于115度時(shí)，降弓、斷開(kāi)并封鎖2車的LCB和RS，主變保護(hù)性停機(jī)。

關(guān)于2車主變油泵和風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)的原因，根據(jù)軟件圖可知，在三相分離接觸器斷開(kāi)時(shí)，被分成兩段的單元1～4車（共有2個(gè)ACM）和5～8車（共有3個(gè)ACM）各自需要有至少2個(gè)ACM工作，所在的主變油泵和風(fēng)機(jī)才允許啟動(dòng)。因1177-03車ACM故障，導(dǎo)致了三相分離接觸器斷開(kāi)，1～4車僅剩1個(gè)ACM工作，所以2車主變油泵和風(fēng)機(jī)均未啟動(dòng)。如圖8所示。

2.2 主變壓器沒(méi)油流故障報(bào)出邏輯

關(guān)于油泵停止工作后未報(bào)“沒(méi)油流”故障的原因，根據(jù)軟件圖可知，當(dāng)油泵和風(fēng)機(jī)允許啟動(dòng)、油泵接觸器閉合、油溫≥10℃條件同時(shí)滿足，沒(méi)有收到有油流的反饋信號(hào)時(shí)，會(huì)報(bào)出“沒(méi)油流”故障，然后TCMS將LCM的最大功率降為0，起到保護(hù)主變壓器的作用。由上面的分析可知，三相分離接觸器斷開(kāi)后，因第一單元工作的ACM不足2個(gè)，所以油泵和風(fēng)機(jī)允許啟動(dòng)的條件不滿足，所以雖然油泵未工作，也不會(huì)報(bào)出“沒(méi)油流”故障，此時(shí)LCM功率并未受限，主變未能得到及時(shí)保護(hù)。如圖9所示。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)結(jié)論

根據(jù)數(shù)據(jù)分析及故障模擬情況，判斷1177-02車主變油溫超溫的原因?yàn)?車ACM故障導(dǎo)致三相分離接觸器斷開(kāi)，第一單元僅1車1個(gè)ACM工作的條件下，2車主變油泵和風(fēng)機(jī)不工作，主變?nèi)岳^續(xù)工作導(dǎo)致油溫超溫故障。

當(dāng)02車主變壓器油泵和風(fēng)機(jī)停止工作后，并未報(bào)出“沒(méi)油流”故障，主變未得到相應(yīng)保護(hù)且牽引負(fù)載繼續(xù)工作，當(dāng)主變超溫故障發(fā)生后，主斷斷開(kāi)，主變才停止工作。根據(jù)ABB提供的油樣化驗(yàn)結(jié)果，各項(xiàng)指標(biāo)均合格，主變壓器正常。

3 改進(jìn)建議

在深入分析故障數(shù)據(jù)及油流停止故障報(bào)出邏輯的基礎(chǔ)上，針對(duì)沒(méi)油流的故障未報(bào)出，建議當(dāng)三相分離接觸器斷開(kāi)后，TBU1內(nèi)ACM數(shù)量少于2個(gè)時(shí)，主變油泵和風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)時(shí)，司機(jī)IDU界面報(bào)出相應(yīng)故障信息，且牽引變流器應(yīng)適當(dāng)限制功率，保護(hù)主變壓器，使ACM/IGBT故障影響范圍最小。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曙光.CRH1型動(dòng)車組[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.