CRH380A型動車組牽引變流器傳輸不良故障分析和應(yīng)急處理

黃秀川

（武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北·武漢 430205）

1 概述

牽引變流器是牽引電機(jī)的動力電源。在CRH380A型動車組上，1車和8車是有司機(jī)室的拖車，其余中間車均為動車，動車上裝有牽引變流器和牽引電機(jī)，拖車上無牽引動力裝置。

列車控制采用基于TCN標(biāo)準(zhǔn)的分布式網(wǎng)絡(luò)控制，1車和8車裝有車輛信息控制中央裝置，編組中8輛車均裝有車輛信息控制終端裝置，10個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間通過光纖構(gòu)成雙環(huán)路令牌環(huán)網(wǎng)，由此形成列車級通信網(wǎng)絡(luò)。每輛車的車輛信息控制終端裝置通過光纜與牽引變流器（CI）、制動控制單元（BCU）、輔助變流器（APU）等設(shè)備控制用計(jì)算機(jī)相連形成車輛級通信網(wǎng)絡(luò)。各設(shè)備控制用計(jì)算機(jī)通過計(jì)算機(jī)輸入/輸出接口和總線等與設(shè)備相連，由此構(gòu)成設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)。整個列車通過列車級、車輛級、設(shè)備級通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個協(xié)調(diào)的有機(jī)整體。

列車牽引運(yùn)行時，由司機(jī)操作司機(jī)控制器（主控制器MC、方向手柄等）發(fā)出方向指令、牽引指令、牽引級位指令等信號，再通過輸入接口接入車輛信息控制中央裝置，由列車級通信網(wǎng)絡(luò)送入各動車的車輛信息控制終端裝置，再通過光纜接入牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)（CI計(jì)算機(jī)），CI計(jì)算機(jī)運(yùn)算后，通過設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)控制牽引變流器輸出牽引電能至牽引電機(jī)，列車開始牽引運(yùn)行。

列車制動運(yùn)行時，由司機(jī)操作司機(jī)控制器（制動手柄）或ATP（列車超速防護(hù)裝置）裝置發(fā)出制動類型指令（再生制動、空氣制動）、制動級位指令等信號，再通過輸入接口接入車輛信息控制中央裝置，由列車級通信網(wǎng)絡(luò)送入各車的車輛信息控制終端裝置，再通過光纜接入制動控制單元控制用計(jì)算機(jī)（BCU計(jì)算機(jī)）。BCU計(jì)算機(jī)運(yùn)算后進(jìn)行制動力的分配，優(yōu)先進(jìn)行電制動，通常情況下，常用制動4級以下電制動形成的制動力已經(jīng)足夠；電制動不足時，再依靠空氣制動補(bǔ)足。制動時由BCU計(jì)算機(jī)運(yùn)算后先輸出到CI計(jì)算機(jī)，CI計(jì)算機(jī)控制牽引變流器，牽引變流器控制牽引電機(jī)形成再生制動，再生制動形成的電制動力反饋給BCU計(jì)算機(jī)，由BCU計(jì)算機(jī)運(yùn)算后執(zhí)行二次分配，BCU計(jì)算機(jī)通過設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)控制制動系統(tǒng)閥件（EP閥等），進(jìn)而形成空氣制動。

牽引變流器傳輸不良故障是指動車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纖網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)了故障。出現(xiàn)該故障時，由MON觸摸屏（車輛信息控制顯示屏）可以查閱故障位置、原因和應(yīng)急故障處置措施，引導(dǎo)司機(jī)進(jìn)行應(yīng)急故障處理。圖1為MON屏顯示的牽引變流器傳輸不良故障圖片。

圖1：牽引變流器傳輸不良故障

2 牽引變流器傳輸不良故障分析

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生故障的車為2號車，2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接線變?yōu)榱思t色，說明2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接出現(xiàn)了故障。

2.1 列車牽引運(yùn)行時，牽引變流器傳輸不良故障現(xiàn)象

列車牽引運(yùn)行時，由司機(jī)操作司機(jī)控制器（主控制器MC、方向手柄等）發(fā)出的方向指令、牽引指令、牽引級位指令等信號無法到達(dá)CI計(jì)算機(jī)，因此，發(fā)生故障的動車無法牽引，損失1/6的牽引動力（見圖2）。

2.2 列車制動運(yùn)行時，牽引變流器傳輸不良故障現(xiàn)象

列車制動運(yùn)行時，由司機(jī)控制器（制動設(shè)定器手柄、方向手柄等）或ATP裝置發(fā)出的方向指令、電制動指令等信號無法到達(dá) CI計(jì)算機(jī)。由于發(fā)生故障的2號動車的車輛信息控制終端裝置與BCU計(jì)算機(jī)之間的光纜連接為正常，因此，制動級位指令信號可以傳遞到BCU計(jì)算機(jī)，BCU計(jì)算機(jī)優(yōu)先分配給CI計(jì)算機(jī)的再生制動信號無法執(zhí)行，但BCU計(jì)算機(jī)二次分配的空氣制動指令仍然可以完成。由此可知，制動運(yùn)行時，發(fā)生故障的動車無法再生制動，空氣制動不受影響。

綜合考慮，即使不進(jìn)行故障處理，列車可以繼續(xù)運(yùn)行。

3 牽引變流器傳輸不良故障應(yīng)急處理

圖2：車輛終端裝置與CI計(jì)算機(jī)及BCU計(jì)算機(jī)的光纜連接

牽引變流器傳輸不良故障應(yīng)急處理步驟：

3.1 司機(jī)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)故障

當(dāng)司機(jī)室中MON觸摸屏主菜單頁面閃現(xiàn)“故障發(fā)生信息”提示，并伴有蜂鳴器聲音報(bào)警時，說明動車組發(fā)生了故障。此時，司機(jī)觸按MON觸摸屏主菜單頁面左下方【故障詳情】鍵，確認(rèn)故障情況，并通知隨車機(jī)械師。

3.2 司機(jī)切換至“牽引變流器傳輸不良（002）”故障信息頁面

司機(jī)在MON觸摸屏上頁面切換至“牽引變流器傳輸不良（002）”故障信息頁面，根據(jù)頁面提示按步驟進(jìn)行故障應(yīng)急處理。

3.3 司機(jī)確認(rèn)故障車位置及故障原因

司機(jī)操作MON觸摸屏，頁面切換至“光傳輸狀態(tài)”頁面，確認(rèn)故障車位置，見圖1?？梢钥闯?，故障發(fā)生在2號車，2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接線變?yōu)榱思t色，說明2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接出現(xiàn)了故障。

3.4 司機(jī)遠(yuǎn)程切除相應(yīng)M車

（1）司機(jī)操作MON觸摸屏，頁面切換至“遠(yuǎn)程控制切除”頁面，單元選擇【1U】鍵，再選擇【有變壓器M車切除】，最后按下【設(shè)定】鍵，即：【單元】+【對應(yīng)設(shè)備】+【設(shè)定】。

完成遠(yuǎn)程切除相應(yīng)M車（2號車）后。司機(jī)操作MON觸摸屏，頁面切換至“切除狀態(tài)”頁面，確認(rèn)對應(yīng)設(shè)備的切除/復(fù)位狀態(tài)。

若2車沒有作動車切除，下一步中隨車機(jī)械師斷開【牽引變流器1】斷路器，牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)將失去電源，牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)中的CIFR1將失電（見圖3），將會失去合閘的條件，從而導(dǎo)致VCB分閘，損失1/3的動力。

因此，2車先作動車切除，CORR將處于得電狀態(tài)，CORR常開觸頭可以短接CIFR1常開觸頭（見圖4），以避免VCB分閘。

圖3：牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)控制的CIFR1線圈電路

圖4：VCB合閘條件

（2）司機(jī)確認(rèn)M車（2號車）處于切除狀態(tài)后，將遠(yuǎn)程切除相應(yīng)M車的結(jié)果通知隨車機(jī)械師。

3.5 隨車機(jī)械師重啟牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)

（1）隨車機(jī)械師根據(jù)司機(jī)的通知，立即到2號車將該車配電盤中的【牽引變流器1】斷路器斷開15s，然后再投入，重啟牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)重啟初始化使網(wǎng)絡(luò)通信正常。

（2）隨車機(jī)械師處理完畢后，將操作結(jié)果通知司機(jī)。

3.6 司機(jī)根據(jù)故障恢復(fù)情況，決定正常運(yùn)行或維持運(yùn)行

（1）司機(jī)操作MON觸摸屏，頁面切換至“光傳輸狀態(tài)”頁面，確認(rèn)故障恢復(fù)情況。

（2）若故障消除，即圖1中2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接線變?yōu)榱司G色，說明2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接已經(jīng)恢復(fù)正常。司機(jī)操作MON觸摸屏，頁面切換至“遠(yuǎn)程控制切除”頁面，單元選擇【1U】鍵，再選擇【M車切除復(fù)位】，最后按下【設(shè)定】鍵，即：【單元】+【對應(yīng)設(shè)備】+【設(shè)定】。遠(yuǎn)程復(fù)位M車后，列車正常運(yùn)行。

（3）若故障未消除，即圖1中2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接線任然為紅色，說明2號車的車輛信息控制終端裝置與牽引變流器控制用計(jì)算機(jī)之間的光纜連接任然故障。遠(yuǎn)程切除該M車，維持運(yùn)行。

4 結(jié)論

故障應(yīng)急處理必須要分清故障原因，故障現(xiàn)象和故障原因一定要確認(rèn)，堅(jiān)決避免臆測（未確認(rèn)或確認(rèn)不清）處理故障，防止處理小故障而變?yōu)榱舜蠊收稀⒖梢跃S持故障運(yùn)行而結(jié)果變成了機(jī)破救援。