HXD3C型电力机车电气线路原理分析及故障处理.pdf

目 录摘要.1前言.2一、HXD3C型电 力机车 概述.31、机车 主要 技术参数.32、机车 主要 特 点.5二、HXD3C型电 力机车 设 备布局.61、机车 车 体.62、司机室.63、受电 弓.64、司机室设 备布置.75、机械间 设 备布置.7三、HXD3C型电 力机车 电 气线 路 分析.91、主电 路.92、辅 助电 路.103、列车 供电 电 路.124、机车 控制电 路.135、制动系 统 控制电 路.14四、HXD3C型电 力机车 常见 故障 分析及处理.151、受电 弓工作异常.152、途 中刮弓.153、主断合不上.164、辅 助变流器故障.165、复合冷却器风 机故障.166、牵 引风 机故障.177、主接地、牵 引电 机过 载.178、水泵、油泵、油温高 故障.179、110V充电 装 置 故障.1710、机车 列供电 故障 处理 方法.18参考 文献.19致 谢.20 湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理摘要：HXD3C型机车 电 气线 路 相 对比较 复杂，闭 合条件繁 多，从硬 件和软 件上都 作了多重 保护，在实际 运 用 过 程 中，经 常出现 电 气线 路 的 情况。本文主要 针 对 电 气部 分、故障 处理 以及综 合部 分进 行 分析和阐 述，并对电 气线 路 中的 常见 问 题 进 行 了原因分析。关键 词：HXD3C型电 力机车；电 气线 路 分析；故障 及处理第1页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理-2-1刖B重 载 运 输 代表 了铁 路 货 物 运 输 领 域的 先进 生 产力，己成为许 多国家追 求的 目 标。随 着 国民经 济迅 速 的 发展，大秦 线 原设 计 己经 远 远 不能 满足 运 量 增长 的 要 求。HXD3C型大功率 交流传动电 力机车 应运 而 生。为了促进 铁 路 机车 装 备现 代化的 要 求，株洲电 力机车 有限 公司在“先进、成熟、经 济、适 用、可靠”的 理 念下研 制了 HXD3C性大功率 交流传动电 力机车。随 着 机车 运 行 速 度的 不断提 高，机车 对受电 弓和主断路 器运 行 能 力也有了很大的 要 求。HXD3C采 用 车 空 气 管 路 与制动系 统，HXD3C大功率 交流传动电 力机车 主要 运 用 于“大秦 线、“大包 线”，冬季温度较 低，在室外运 行 的 受电 弓和主断路 器故障 率 较 高。为了分析其 故障 原因，提高 机车 的 运 行 安全。第2页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理一、HXD%型电力机车概述HXD3C型是在HXD3型和HXD3B型电 力机车 基础 上研 制的 交流传动六轴 7200kW干线 客货 电 力机车，该 机车 通 过 更换增加供电 绕 组 的 主变压器，增加 列车 供电 柜、供电 插座、客货 转 换开关、双管 供风 装 置 等，使机车 具有牵 引旅 客列车 的 功能，并可以向旅客列车 提供风 源及稳 定的DC600V电 源，与25G型 客车 良 好匹配。机车 采 用PWM矢 量 控制技术等 最新技术的 同时，尽量 考 虑 对环 境的 保护,减少维 修工作量。另外，以能 够在中国全境范 围内运 行 为前提，在满足 环 境温 度在-40C+40C,海拔高 度在2500m以下的 条件的 同时，最大考 虑 到3组 机 车 重 联 控制运 行。这 款机车 是“和谐 型”交流传动电 力机车 系 列中，首 款适 用 于客货 运 的 两用 车 型，由 中国北车 集 团大连 机车 进 行 研 发及生 产，其产品技术借鉴 了先前制造 的HXD3型（日本东芝）和HXD3B型（加拿大庞巴迪）机车。图1 HXD3C型电 力机车 外形图1、机车 主要 技术参数（1）车 辆 设 计：中国北车 集 团大连 机车 车 辆 有限 公司（2）车 辆 建造：中国北车 集 团大连 机车 车 辆 有限 公司（3）型号：HXD3C（和谐 电3C）（4）建造 年份：2010年（5）UIC轴 式:Co-Co（6）轨 距：1,435 mm；机车 前、后车 钩 中心距：20846mm；车 体底架长 第3页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理度：19630mm；车 体宽度：3100mm；车 体高 度：4100mm机车 全轴 距：14700mm；转 向架固定轴 距：2250+2000mm；车 轮 直 径：1250mm；受电 弓落 下时，滑板 顶 面 距 轨 面 高 度：4770mm；受电 弓滑板距 轨 面 的 工作范 围：5200-6500mm；车 钩 中心线 距 轨 面 高 度：88010mm；排障 器距 轨 面 高 度：110mm。（7）机车 总重：138t（无配 重）/150t（有配 重）（8）电 力系 统：单相 交流25kV/50Hzo其功率 输 出情况为：在22.5kv-31kv之间 时，机车 能 发挥额 定功率，在22.5kv-17.5和17.5kv-17.2kv 范 围内机车 功率 按不同斜率 线 性下降，在17.2kv时功率 为零；在31kv-31.3kv 范 围内机车 功率 线 性下降 至 零。图2 HXD”型电 力机车 功率 输 出与电 网 网 压关系 图（9）电 传动方式：交一直 一交，轴 控（10）输 出功率：7,200 kW（11）最大牵 引力：520kN（23t轴 重）/570kN（25t轴 重）（12）持续 牵 引力：370kN（23t轴 重）/400kN（25t轴 重）（13）最高 速 度：120km/h（14）最高 试 验 速 度：132km/h（15）持续 速 度：70km/h（23t 轴 重）/65km/h（25t 轴 重）（16）功率 因数：0.98（17）等 效干扰电 流：2.5A（18）额 定网 压下，在牵 引工矿 发挥持续 功率 时的 机车 总效率：0.85（19）机车 采 用 微机控制（20）机车 动力学性能：机车 应能 以5km/h速 度安全通 过 半径为125m的 曲线，并应能 在半径250m的 曲线 上进 行 正常摘挂作业（21）机车 单机以120km/h速 度于平直 道 上施行 紧 急空 气制动时，最大制 动距 离800m第4页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理(22)基础 制动方式：轮 盘 制动+储能 制动(23)电 制动方式：再生 制动(24)电 制动功率：7200kW2、机车 主要 特 点(1)轴 式为Co-Co,电 传动系 统 为交直 交传动，采 用IGBT水冷变流机组,1250kW大转 矩 异步牵 引电 动机，具有起 动(持续)牵 引力大、恒功率 速 度范 围宽、粘 着 性能 好、功率 因数高、能 源消耗 低等 特 点。(2)辅 助电 气系 统 采 用2组 辅 助变流器，能 分别提供VWF和CVCF三 相 辅 助电 源，对辅 助机组 进 行 分类 供电。该 系 统 冗余性强，一组 辅 助变流器故 障 后可以由 另一组 辅 助变流器对全部 辅 助机组 供电。(3)采 用 微机网 络 控制系 统，实现 了机车 特 性控制、逻 辑 控制、自 诊 断功 能，实现 了机车 的 网 络 重 联 功能，并具有信息储存和转 储功能。(4)总体设 计 采 用 高 度集 成化、模块化的 设 计 思路，电 气屏柜和各种 辅 助 机组 分功能 斜对称 布置 在中间 走 廊的 两侧，有利于平衡 机车 自 重；采 用 了规 范 化司机室，有利于机车 的 安全运 行。(5)采 用 带有中梁的、整体承载 的 框架式车 体结 构，有利于提高 车 体的 强 度和刚度。(6)转 向架采 用 滚动抱轴 承半悬挂结 构，二系 采 用 高 圆螺 旋弹簧；采 用 整 体轴 箱、推挽式低位牵 引杆等 技术。(7)采 用 下悬式安装 方式的 一体化多绕 组(全去耦)变压器，具有高 阻 抗、重 量 轻 等 特 点，并采 用 强迫 导向油循环 风 冷技术。(8)采 用 顶 盖 夹层进 风，各系 统 独 立 通 风 冷却技术。另外还 考 虑 了司机室 的 换气和机械间 的 微正压。(9)采 用 了克诺 尔集 成化气路 的 空 气制动系 统，具有空 电 制动功能。机械 制动采 用 轮 盘 制动。(10)采 用 了新型的 模式空 气干燥 器，有利于压缩 空 气的 干燥，减少制动 系 统 阀 件的 故障 率。第5页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理二、HXD3C型电力机车设备布局1、机车 车 体机车 车 体采 用 整体全钢 焊接结 构，包括：底架、侧墙、司机室、隔 墙等。车 体顶 部 装 有4个可拆卸的 顶 盖。车 体侧墙上部 结 构设 有带过 滤器的 通 风 风 道。车 钩 及缓 冲器安装 在底架的 两端。车 体侧梁每侧设 有4个检修作业用 的 吊车 销 孔。车 体侧构底部 设 有4个架车 支承座和供检修用 的4个支承点，在车 体支承 座架起 距 轨 面 高 度不超 过2500mm的 条件下，转 向架和主变压器可从车 体下推 出。在机车 检修库内，天车 吊钩 距 轨 面 高 度达 到9,000mm的 条件下，能 把机车 车 体内各屏柜和部 件单独 吊入和吊出。图3机车 车 体图2、司机室司机操纵 台的 设 计 符 合人体工程 学原理，布置 为左手边 控制，由 司机侧和 副司机侧组 成。在操纵 台前设 有两把高 度可调 节 的 座椅，也可向前和向后调 节 座椅。在司机室司机侧后墙柜和副司机侧后墙上固定有另外两把可折叠的 座椅。在机车 前部 装 有前窗 刮雨 器、2个受电 弓及绝 缘 子、2个高 压隔 离 开关、1个高 压电 压互感器、1个真 空 主断路 器、1个接地开关、1个避 雷 器一个登 顶 门、1 个高 压电 缆 组 成母线 及支撑绝 缘 天线。3、受电 弓通 常，每台机车 只升一个受电 弓。整台机车 升起 的 受电 弓的 选 择由CCU 完成，选 择取决于受电 弓选 择开关的 位置 和高 压回路 可能 出现 的 故障。只有当 HVB断开和受电 弓降 下了，改变受电 弓模式才是有效的。如果HVB是合上的 或者 受电 弓是升起 的，改变受电 弓模式是无效的，HMI应显示 相 应信息。在 HVB断开和受电 弓降 下后，新的 模式将是有效的。在机车 重 联 模式，可利用 每 第6页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计hxd3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理台机车 上的 受电 弓选 择开关选 择升弓模式。受电 弓通 过 压缩 空 气升起。升起/降 下受电 弓的 命令由 操纵 台上的 扳键 开关 给 出。如果机车 的 两个受电 弓中的 一个出现 故障，故障 受电 弓可以通 过 车 顶 隔 离 开关隔 离。机车 可以用 另外一个受电 弓继 续 牵 引。受电 弓配 备有接触 滑板监 视，控制设 备安装 在受电 弓下面 的 机械间 内。CCU的 内部 信号指示 工作压力回 路 的 状 态、已升起 的 受电 弓及检测到的 网 侧电 压。图4受电 弓外形图4、司机室设 备布置司机室及操纵 台的 设 计 考 虑 了人机工程 学，既保证 机车 乘务人员有舒 适 的 工作环 境，又能 清楚地瞭 望信号和观 察仪表、显示 屏，且方便操作。司机室的 设 计 适 应单司机操作的 要 求。在司机室内布置 有两个司机座椅供乘务人员使用,座椅具有前后调 节、体重 调 节、角 度旋转 等 功能。司机室的 设 备布置 基本可以 分为7个部 分：操纵 台、前墙设 备布置、左侧墙设 备布置、右侧墙设 备布置、司机侧后墙柜、副司机侧后墙柜、顶 棚设 备布置。5、机械间 设 备布置在冷却塔油冷却回路 中集 成了一个副油箱 和复合散热器，副油箱 用 于平衡 油热量 引起 的 膨 胀。在副油箱 上的 液位指示 器处可以检查油位。一个空 气减湿 器吸收从空 气流进 入副油箱 中的 湿气。冷却塔通 过 法兰直 接连 接到变流器水的 入口和出口，它包含用 于牵 引逆 变器的 冷却管 路 以及用 于主变压器的 冷却管 路。冷却塔拥有冷却水泵和用 于牵 引变流器冷却的 膨 胀 箱。第7页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理J工具柜率 引通 风 机短 车 铁压编 机与干燥 器图5机械间 布置 图第8页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理三、HXD”型电力机车电气线路分析HXD3C型电 力机车 的 电 气线 路 主要 由 主电 路、辅 助电 路、DC600V列车 供 电 电 路、控制电 路、制动系 统 控制电 路 和机车 安全监 控电 路 组 成。1、主电 路机车 主电 路 主要 由 网 侧电 路、主变压器、主变流器及牵 引电 动机等 组 成。(1)网 侧电 路(见 附 录1)网 侧电 路 由 受电 弓PG1、PG2、高 压隔 离 开关QS1、QS2、高 压电 流互感 器TA1、低压电 流互感器TA2、高 压电 压互感器TV1、主断路 器MCB、高 压 接地开关QS10、避 雷 器Fl、F2、F3、原边 过 流继 电 器KC1、智能 型电 度表PWH、主变压器原边 绕 组AX及接地装 置EB16等 组 成。接触 网 电 流通 过 受电 弓PG1或PG2进 入机车，经25kV高 压电 缆 进 入车 内 并经 高 压柜内的 高 压隔 离 开关QS1或QS2和主断路 器的 主触 点QF1相 连，并 穿 过 高 压电 流互感器TA1与主变压器TM1的 原边 绕 组A端 子相 连，经 过 主变 压器原边 绕 组，从X端 子流出，再穿 过 低压电 流互感器TA2后，通 过6个并 联 的 接地装 置EB1EB6,经 轮 对回流至 钢 轨。两架受电 弓和两台车 顶 避 雷 器位于车 顶 上部，六个接地装 置EB16安装 于车 轴 端 部，其余的 网 侧高 压电 器均装 于车 内高 压柜中，从而 可以避 免高 压电 器由 于雨 雪、风 沙、粉 尘等 侵蚀、污染而 引起 的 闪 络 击穿，降 低维 修成本，提 高 机车 的 可靠 性。(2)主变压器机车 采 用 轴 向分裂、心式卧放、下悬式安装 的 一体化多绕 组 变压器，具有 高 阻 抗、重 量 轻 等 特 点；采 用 了真 空 注油、强迫 风 冷、氮气密封等 特 殊的 工艺 措施，延长 变压器的 绝 缘 寿命。主变压器的6个1450V牵 引绕 组 分别用 于两套主变流器的 供电,2个399V 辅 助绕 组 分别用 于辅 助变流器的 供电，2个860V供电 绕 组 分别用 于DC600V 列车 供电 柜的 供电。主变压器内还 设 有温度继 电 器、压力释 放阀、油流继 电 器等，完成对主变 压器的 温度、过 压等 保护。主变压器的 主要 技术参数见 表1。表主变压器的 主要 技术参数高 压绕 组牵 引绕 组辅 助绕 组供电 绕 组额 定容量(kVA)9006(9233)8400(7467)606(1160)第9页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理额 定电 压(V)250001450 x 6399x 2(860 x 2)额 定电 流(A)360(369)966x 6759x 2(675x 2)(3)主变流器及牵 引电 动机电 路机车 采 用 两组 主变流器UM1、UM2,分别由 主变压器的 牵 引绕 组(al-x l)-(a6-x 6)供电，主变流器再分别给 牵 引电 动机Ml、M2、M3和M4、M5、M6供电。主变流器UM1内部 可以看 成由3个独 立 的“整流一中间 电 路 一逆 变”环 节(称 为牵 引变流器)构成。每组 牵 引变流器分别有2个接触 器、1个输 入电 流 互感器、1个充电 电 阻、1个四象 限 整流器、中间 电 路、1个PWM逆 变器、2 个输 出电 流互感器等 组 成。机车6组 牵 引变流器的 主电 路 和控制电 路 相 对独 立，分别为6个牵 引电 动 机提供交流变频 电 源。当其中一组 或几组 发生 故障 时，可通 过TCMS微机显示 屏，利用 触 摸开关将故障 的 牵 引变流器切除，剩余单元仍可继 续 工作，实现 整 车 的 冗余控制。2、辅 助电 路机车 辅 助电 路 从功能 上可以分为相 对独 立 的 三部 分电 路：三相 辅 助供电 电 路、辅 助加热电 路 和库用 电 源电 路。(1)辅 助电 动机供电 电 路辅 助电 动机供电 电 路 由 辅 助变流器、辅 助滤波装 置、电 磁 接触 器、自 动开 关、辅 助电 动机等 组 成。机车 设 有两组 独 立 的 三相 辅 助电 源，每组 电 源由 辅 助变流器UA11、UA12、滤波电 抗、滤波电 容、接触 器、自 动开关及对应辅 机等 构成。辅 助变流器UA11、UA12都 有变频 变压(VWF)和定频 定压(CVCF)两种 工作方式，可以依据 连 接的 辅 助电 动机情况进 行 设 置。机车 正常运 行 时，辅 助变流器UA11工作在 VWF方式，辅 助变流器UA12工作在CVCF方式，分别为机车 辅 助电 动机供 电。每一台辅 助变流器的 额 定容量 是按照独 立 带整车 辅 机的 情况设 计 的，因此 正常情况下，辅 助变流器UA11、UA12基本上以50%的 额 定容量 工作。(2)辅 助变流器供电 电 路(见 附 录2)机车 设 有两组 三相 辅 助电 源，向各类 辅 助负 载 供电。辅 助变流器UA11的 输 出，经 过 辅 助滤波器LC,通 过 输 出接触 器KM11给 牵 引风 机电 动机MA11、MA12和冷却塔风 机电 动机MA13、MA14供电。辅 助变流器UA12的 输 出，第10页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理同样经 过 辅 助滤波器LC,通 过 输 出接触 器KM12给 空 气压缩 机电 动机MA19、MA20、主变压器油泵A21、MA22、车 体通 风 机M23、M24、司机室空 调EV11、EV12、主变流器内部 的 水泵WP1、WP2、辅 助变流器风 机APBM1、APBM2 供电，同时UA12还 经 过ATI隔 离 变压器，分别向司机室内的 辅 助加热设 备、卫生 间 及压缩 机加热回路 和低温预 热设 备提供AC220V和ACUOV交流电 源。(3)辅 助电 动机电 路机车 上的 各辅 助电 动机均通 过 各自 的 自 动开关与辅 助变流器连 接，除2台 空 气压缩 机外，均不设 电 磁 接触 器，使得辅 助电 动机电 路 更简 化、更可靠。当 辅 助变流器采 用 软 起 动方式进 行 起 动，除 空 气压缩 机电 动机外，其他辅 助电 动 机也随 之起 动。空 气压缩 机的 起 动受电 磁 接触 器的 控制，电 磁 接触 器受机车 司 机控制扳键 开关和总风 缸 空 气压力继 电 器的 控制。(4)辅 助电 动机电 路 的 保护系 统辅 助系 统 主电 路 接地保护、辅 助变流器的 过 流和过 载 保护、辅 助变流器中 间 直 流回路 电 压保护、辅 助变流器输 入电 压的 保护、110V电 源装 置 输 入电 源的 短 路 过 载 保护。(5)辅 助加热装 置 电 路(见 附 录3)机车 辅 助加热装 置 主要 有电 热玻 璃EH11-14.脚 炉EH20-21、后墙暖风 机 EH22-25.及低温预 热回路 等，它们均由 辅 助变流器UA12通 过 隔 离 变压器ATI 进 行 供电。在脚 炉、后墙暖风 机支路 上设 置 了功能 转 换开关SA11、SA12,进 行 投入 和切除 转 换，并设 置 了空 气自 动开关QA31和QA32进 行 过 流保护。在电 热玻 璃 支路 上设 置 了功能 转 换开关SA13、SA14,进 行 投入和切除 转 换，并设 置 了空 气自 动开关QA34进 行 过 流保护。在微波炉EH33支路 上设 置 了功能 转 换开关SA15,进 行 投入和切除 转 换，并设 置 了空 气自 动开关QA33进 行 过 流保护。另外，分别在2个司机室设 置 了 电 源插座XS21、XS22和在机械间 中间 走 廊中部 设 置 了 1个电 源插座XS23,提供220V交流电 源。机车 辅 助加热回路 中，还 设 有低温预 热回路，最初采 用 DC110V低温预 热，机车 一旦可以升弓合主断，辅 助变流器可以工作，就转 由 AC110V低温预 热。当机车 需 要 低温预 热时，首 先闭 合自 动开关QA60、QA72,接触 器KM22闭 合,将采 用DC110V低温预 热方式，对辅 助变流器APU1XAPU2、110V电 源装 置UC、TCMS微机系 统 等 进 行 加热。预 热一定时间，当微机可以 升弓合主断，辅 助变流器正常工作后，继 电 器KE11和接触 器KM21闭 合，接 第11页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理触 器KM22断开，转 由AC110V进 行 低温预 热，对辅 助变流器APU1XAPU2、110V电 源装 置UC、TCMS微机系 统、APU等 进 行 加热。通 过 闭 合自 动开关 QA73,可以对撒砂 装 置 进 行 加热。通 过 闭 合自 动开关QA74,可以对压缩 机进 行 低温加热,通 过 温控开关TR-1,可以实现 压缩 机低温加热的 自 动投入和切除,当压缩 机进 行 低温加热时压缩 机不能 工作。在压缩 机的 控制回路 里，还 设 有温 度保护开关TS-1和压力保护开关PS-1,通 过 其常闭 连 锁，实现 对压缩 机的 安 全保护。3、列车 供电 电 路为满足 机车 牵 引客运 车 辆 的 需 要，机车 设 有DC600V供电 电 路。该 电 路 主 要 由2个DC600V电 源柜LG1、LG2和供电 连 接器XSA2-5组 成。其输 入电 源 分别由 主变压器TM1的 两个辅 助绕 组(a9-x 9)、(alO-x lO)供电，经 过 整流 单元整流后，在得到供电 允许 指令后可向客车 车 辆 输 出DC600V电 源。列车 供电 柜的 主要 技术参数：额 定输 出功率：400kW 额 定直 流输 出电 压：600V 额 定直 流输 出电 流：670A 过 载 直 流电 流：750A列车 供电 柜的 电 路 分为主电 路、辅 助电 路、控制电 路 和电 子电 路 四个部 分。(1)主电 路(见 附 录4)额 定交流电 压860V从151/16K 152/162端 输 入，经 真 空 接触 器与快速 熔 断器到单相 整流桥与电 流传感器，通 过 供电 柜柜内的 滤波电 抗器和柜内的 滤波 电 容器输 出直 流电 压600V。整流桥的 交流侧，并联 了由 电 阻、电 容和压敏电 阻 组 成的 过 电 压吸收电 路 与控制用 同步变压器。同时，在交流侧有元件击穿 短 路 时，快速 熔 断器能 快速 熔 断保护，分断主电 路，避 免故障 的 进 一步扩大。整流 桥内各元件两端 并联RC用 于吸收元件的 换相 过 电 压。直 流侧还 有空 载 电 阻 与 检测用 电 流传感器，接地分压电 阻1R1、1R2、电 压传感器用 于接地保护。电 压传感器3SV、5SV分别为控制箱A、B组 提供电 压反馈 信号。(2)辅 助电 路列车 供电 柜采 用 了功率 元件整流及直 流负 载 电 阻 与交流阻 容保护，工作时 会产生 热量，此时需 要 进 行 冷却通 风。柜内设 置 有一台三相 交流380V通 风 机,对柜内发热元件进 行 强制风 冷。当通 风 机断路 器未闭 合时，不允许 列车 供电 柜 投入工作，以免损坏器件。第12页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理（3）控制电 路控制电 路 由 集 控插座JKXS1UKXS2、控制箱12、通 讯 模块HCM以及电 路 表 等 组 成。列车 供电 柜输 出DC600V电 源时需 满足 以下条件：机车 与客车 通 讯 正常：客车 供电 申 请、客车110V电 源以及机车 供电 允 许 等 信号正常。机车 升弓、合主断正常，并且APU2正常工作，并发出允许 供电 柜工作 信号；操纵 台上供电 钥 匙SA105SA106打“合”位。每个供电 柜内分别设 置 有一 块电 度表，用 来测量 和记 录列车 供电 柜输 往客车 的 电 能。4、机车 控制电 路机车 的 控制系 统 是机车 控制与控制监 视 系 统（TCMS）为核心，结 合目 前 国内现 有的 机车 行 车 安全综 合信息监 控系 统 和克诺 尔的CCB-II电 控制动系 统,配 以机车 外围电 路 来进 行 设 计 的。TCMS主要 功能 是实现 机车 特 性控制、逻 辑 控制、故障 监 视 和诊 断，并将有关信息送 到司机操纵 台上的 微机显示 屏。TCMS 包括1个主控制装 置 和2个显示 单元，其中主控单元采 用 冗余设 计，设 有两套 控制环 节，一套为主控制环 节（Master）,一套为热备控制环 节（Slave）。当 主控制环 节（Master）发生 故障 时，备用 控制环 节（Slave）立 即自 动投入工作。（见 附 录5）机车 的 控制电 路 主要 完成下列功能：（1）顺 序逻 辑 控制：如升、降 受电 弓，分、合主断路 器，司机控制器的 换 向、牵 引、制动，辅 助电 动机的 逻 辑 控制，机车 库内动车 逻 辑 控制，主辅 变流 器库内试 验 逻 辑 控制等。（2）机车 特 性控制：采 用 恒牵 引力/制动力+准恒速 特 性控制，实现 对机车 的 控制要 求。（3）定速 控制：根据机车 运 行 速 度，可以实现 牵 引工况下机车 恒定速 度控 制。（4）辅 助电 动机的 控制：除 空 气压缩 机外，机车 各辅 助电 动机根据机车 准 备情况，在外部 条件具备的 前提下，由TCMS发出指令，与辅 助变流器同时启 动、运 行。空 气压缩 机则根据总风 缸 压力情况，通 过 控制接触 器的 分合来实现 控制。（5）CCB-II制动机的 电 空 网 络 控制。（6）机车 粘 着 控制：包括防 空 转、防 滑行 控制、轴 重 转 移 补 偿控制。第13页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理(7)故障 诊 断、显示 与保护：通 过 设 在司机室的 微机屏显示 机车 正常运 行 的 状 态信息，如：网 压、原边 电 流、机车 工况、级 位、机车 牵 引力、机车 速 度 等，正常的 设 备工作状 态，如：主变流器、辅 助变流器等；正常的 设 备开关状 态，如：主断路 器、辅 助接触 器、各种 故障 转 换开关；显示 机车 即时发生 的 故 障 信息，发生 故障 的 设 备、故障 处理 的 方法等，并将故障 发生 时的 有关数据记 忆。(8)机车 重 联 控制：最多可以实施同型号的3台机车 重 联。5、制动系 统 控制电 路机车 控制系 统 通 过MVB网 络 和硬 线 与制动系 统 全面 结 合，完成对制动系 统 的 控制与监 测(见 附 录6)o机车 控制系 统 采 集 各个压力开关和隔 离 阀 的 状 态信号和制动系 统 输 出信 号。状 态信号主要 包括：紧 急制动隔 离S 10.01,升弓钥 匙阀U99,辅 压机压关 KP57(U84)、KP58U43.02,辅 助风 缸 隔 离 U43.13,总风 压力开关 KPl(P50.72)、KP2(P50.74)、KP3(P50.75)、KP4(A71 MREP),弹停压力开关 KP59CB40.07),弹停隔 离B40.06,转 向架隔 离Z10.22,Z10.23,撒沙隔 离F41.02；制动系 统 输 出信号包括：卸载、BCPS、补 机故障、紧 急制动。机车 控制系 统 根据这 些信号 的 状 态进 行 逻 辑 控制。机车 控制系 统 向制动系 统 输 入机车 状 态信号和各类 控制信号。具体包括：零 速、电 空 互锁、紧 急制动、常用 制动B、紧 急制动、弹停制动、弹停缓 解、撒沙控制、干燥 器控制、风 笛 控制等 信号。第14页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理四、HXD3C型电力机车常见故障分析及处理1、受电 弓工作异常受电 弓作为电 力机车 从接触 网 取得电 能 的 电 气设 备，它的 工作状 态直 接影 响到电 力机车 的 正常运 行。受电 弓的 故障 一般 由 其运 动机构中的 风 路 管 路 异常 引起 的，常见 处理 方法如下：(1)某一段受电 弓工作异常，另一受电 弓正常维 持运 行。处理 方法：如果 运 行 中某一受电 弓频 繁 自 动降 下，第 一次自 动降 下时观 察是否发生 刮弓，则为 该 受电 弓管 路 漏风，关闭 其气路 控制板下方供风 塞门(1端 弓气路 控制板在微 机柜后方，2端 弓气路 控制板在制动柜后方)，换另一台受电 弓运 行。(2)两台受电 弓均不能 升起。在空 气柜检查升弓气路 风 压表 应高 于600kpa 以上，如风 压低，合升弓板键，辅 助压缩 机将会自 动打风，辅 助风 缸 风 压达 到 700kpa后，断开升弓板键 再次冲压即可升弓；乘务员也可不合升弓板键，在制 动柜处按压右上方辅 助压缩 机按钮SB95,使用 辅 助空 压力打风 后再升弓。检查 控制电 气柜司机控制自 动开关QA43或QA44应在闭 合位，断合几次，防 止假 跳。检查空 气柜控蓝 钥 匙是否在开放位，检查空 气柜控制风 缸 塞门U43.13是否 在开放位。检查高 压接地开关QS10是否在“运 行”位。2、途 中刮弓如在机车 运 行 过 程 中出现 受电 弓刮弓现 象，应按如下顺 序进 行 操作。(1)立 即断闸 降 弓停车，马 上向列车 调 度员报告列车 车 次、机车 号码、刮 弓地点、司机姓名等 有关内容，并根据需 要 申 请 停电，做好防 溜防 护。(2)接到停电 命令后核对将命令号码、日期、电 调 姓名、停电 起 止时间。(3)到达 停电 时间 起 点后，升前弓并确 认 升起，确 认 网 压表 无显示，闭 合 主断，确 认 辅 助变流器UA12不能 启动，对应辅 机不工作，微机屏故障 显示“接 触 网 低电 压”不消除，然后断闸 降 弓。(4)在停电 时间 内，将随 车 接地线 固定在机车 运 行 方向左1轴 头端 盖 螺 母 上，再将随 车 接地线 勾头挂在运 行 前方网 上。(5)取钥 匙上大顶，妥善处理 故障 的 受电 弓，捆紧 绑 牢，使其不可由 于震 动而 移 位或脱 落，并排除 接地处所。(6)将工具及受电 弓损坏部 件带下车 顶，各钥 匙归为，先在接触 网 上去下 接地线 勾头，再从轴 头上解 下接地线。(7)关闭 故障 受电 弓供风 塞门U98,操作控制电 源柜面 板上受电 弓隔 离 开 第15页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理关SA96,置 于故障 受电 弓位置，相 应的 受电 弓高 压格力开关应动作。(8)在停电 时间 终 点前，申 请 送 电，来电 后充风 试 闸，升弓运 行。3、主断合不上闭 合开关SB43或SB44,“主断分”指示 灯不灭，微机屏主画 面 显示 主断未 闭 合。处理 方法：观 察故障 信息，如有保护装 置 动作，按对应故障 处理；受电 弓 能 升起，观 察微机屏是否提示“主断气路 压力低”，若 低于时，使用 辅 助空 压机 打风；受电 弓升起 后确 认 网 压是否高 于17.5KV；网 压为零，检查控制电 气柜“网 侧压力”自 动开关QA1是否跳 开，断合几次防 止假跳；网 压正常检查、确 认 主 手柄回到零 位，微机屏显示 司机控制器级 位显示“0.0”级；检查、确 认 前后端 操 纵 台红 色 紧 急制动按钮QA103或QA104在弹起 状 态；关闭 自 动过 分相 装 置；检查、确 认 主断气路 塞门U43.14在开放位。4、辅 助变流器故障(1)两台辅 变流器均不工作。处理 方法：调 速 手柄回0位，按司机台“复位”按钮 进 行 复位操作后，重 合 主断如故障 消除 则继 续 运 行；检查控制电 气柜“辅 变流器”自 动开关QA47是否 跳 开，断合几次防 止假跳；仍不能 工作则断蓄 电 池进 行 微机复位。(2)某一组 辅 助变流器故障。处理 方法：某一组 辅 助变流器故障 后微机控制系 统 自 动切除 故障、转 换，进 入微机屏机器状 态下“开关状 态”画 面 第 二页，确 认KM20闭 合，则不作处理,继 续 维 持运 行；如微机不能 自 动切换，则在断开主断的 情况下，人为通 过 微机 屏切除 故障 辅 变流器后，再合主断使另一组 辅 变流器启动；如仍不能 切换，则 在电 气柜断合几次辅 助变流器自 动开关QA47,再合主断；仍不能 工作则断蓄 电 池进 行 微机复位。5、复合冷却器风 机故障微机屏显示“冷却塔风 机1”或“冷却塔风 机2”故障，对应3组 主变流器力矩 显示 为0o处理 方法：检查控制电 气柜相 应的“冷却塔风 机1”或“冷却塔风 机2”空 气自 动开关，断合几次防 止假跳；该 风 机仍不运 转 时，可暂时用3台牵 引电 机维 持 运 行。第16页 共20页湖南铁 路 科 技职 业技术学院 毕业设 计HXD3C型电 力机车 电 气线 路 原理 分析及故障 处理6、牵 引风 机故障微机屏显示“牵 引风 机1”或“牵 引风 机2”故障，对应转 向架的3组 主变流器 力矩 显示 为Oo处理 方法：检查控制电 气柜对应的“牵 引风 机1”或“牵 引风 机2”空 气自 动开 关是否跳 开，并断合几次防 止假跳；如对应的 自 动开关良 好，该 牵 引风 机仍不 运 转，则以3台牵 引电 机维 持运 行；如确 认 牵 引风 机运 转 正常，3台牵 引电 机 牵 引力不够时，可在该 风 机风 道 上将风 速 继 电 器两根线 短 接，恢复全部6台电 机牵 引力。7、主接地、牵 引电 机过 载跳 主断、“主断分”指示 灯亮，微机屏显示“主接地”或“牵 引电 机”故障,TCMS 故障 栏显示 具体故障 信息。处理 方法：调 速 手柄回0位，按“复位”按钮，再合主断恢复运 行；主断如 合不上或提手柄就跳 主断，则切除 对应故障 位的 主变流器维 持运 行。8、水泵、油泵、油温高 故障微机屏显示“水泵1”或“水泵2”故障，对应转 向架的3组 主变流器力矩 显 示 为0,暂时不处理，以3组 主变流器维 持运 行。微机屏显示“油泵1”或“油泵2”故障，而 对应转 向架的3组 主变流器力矩 显 示 正常，处理 方法为：在控制电 气柜确 认“油泵1”或“油泵2”,空 气自 动开关是 否跳 开，断合几次防 止假跳；仍不运 转 时，切除 对应转 向架3组 主变流器维 持 运 行；如牵 引力不够，则可暂时不切除 主变流器，维 持运 行 到所需 前方站，根 据牵 引线 路 所需 牵 引力是否可以切除3组 主变流器运 行。跳 主断，“主断分”指示 灯亮，微机屏显示 是油温高