韶山8型电力机车列车供电系统.doc

SS8型电力机车列车供电系统性能、特性、故障分析与维修

学 号
姓 名 乔成甲
专 业 机车车辆

摘 要
韶山8型电力机车列车供电系统的性能、特性、故障分析与维修主要是对韶山8型电力机车供电系统的概述；机车列车供电系统的原来、性能和构成（从中附有韶山8列车供电原理图）；列车供电系统的故障分析与维护。
与此同时，新技术的产生，也要求我们乘务员去了解掌握。特此翻阅有关介绍，在此做一个泛释。

关键词:
过压 接地保护 过流保护 保护控制 延时起动

目 录
一、 SS8型电力机车列车供电系统概述
1、 电气化区段应用
2、 列车供电装置的安全使用要求
3、 列车供电系统的保护
二、 机车列车供电系统的原来、性能和构成
1、 列车供电系统主电路工作原理和构成
（！）过压吸收电路
（2）接地保护电路
（3）过流保护电路
2、列车供电系统的性能、特性
（1）供电接触器控制
（2）保护控制（技术性）
3、信号及显示控制
4、通风机、油泵、变压器风机延时起动的控制
三、列车供电系统的故障分析与维护

韶山8型电力机车列车供电系统的
性能、特性、故障分析与维护
长期以来，我国普通客车一直采用轴驱式发电机供电，软卧空调车有利用柴油发电机组和轴驱式发电机两种。轴驱式空调客车供电方案，由于其效率低，且停车时不能发电，从而限制了该供电方式的发展。随着客车空调装置的普遍使用，从 20世纪80年代起，我国开始研制使用柴油机发电车提供三相380V交流电对空调列车集中供电，但是，根据我国的能源政策，在电气化区段采用发电车供电，从发展的角度是不合理的，所以自1998年科研部门开始研究由机车向旅客列车供电的技术。98年根据部科技机函[1998]34号文的要求加装了DC600V列车供电装置，目前这一系统已研制成功，这项新技术已成功应用在ＳＳ8型及其他电力机车。
一、SS8型电力机车列车供电系统概述:　
电力机车向旅客列车供电的电源装置为DC600／AC380兼容供电空调客车（该客车上包括客车充电器、空调采暖用逆变电源、列车安全供电控制监测装置――集控供电控制器、客车漏电监测器等）。
1、　电气化区段应用：SS8型机车列车供电装置将受电弓接受的25 kV单相交流电，经降压整流，滤波成600 V直流电压，分两路向空调客车供电。空调客车通过配电柜供电选择开关将其中一路600 V直流送人空调逆变电源装置(简称逆变器)及直流110 V电源装置(简称充电器)。逆变器将600 V直流逆变成三相50 Hz交流电向空调、电开水炉等三相交流电器负载供电。DCll0 V充电器将600 V直流变换成110 V直流，给蓄电池充电的同时向照明、供电控制等负载供电。
2、　列车供电装置的安全使用要求：为防止误操作客车配电柜供电开关引起DC600V、AC380 V供电回路短路，确保列车安全供电，列车设供电集控系统。供电集控系统由机车或发电车上的集控器及贯穿全列车的集控线组成。机车或发电车供电均受供电钥匙及各车辆供电控制开关位置的制约，机车或发电车只有得到供电钥匙各车厢供电控制选择开关处于相对应的状态位时，才能向客车供电。
3、 供电系统的保护：列车供电装置设置二级接地保护检测，以提高供电安全性。客车设本车漏电检测电路，当 DC600 V供电线路及三相交流用电负载对地绝缘不良时，自动切除DC600 V供电。机车设有源接地保护，当空调列车干线或三相负载对地绝缘低于允许值时，保护电路动作，停止机车向客车供电。
空调列车供电原理图
空调列车供电原理图见下页：SS8列车供电原理图

二、机车列车供电系统的原理、性能和构成
SS8型机车设有列车供电系统。采用集中整流分散逆变的方式，即集中由机车整流，机车上设有两套供电绕组及整流装置，同时工作分别向列车供给两路DC600 V电源（2×400KW），车辆各用户根据需要变换、取用，机车列车供电电路作为机车电气线路的一个独立系统，又分为主电路和控制电路。
1、　列车供电系统主电路工作原理和构成：主电路的功能是将供电绕组输出的交流电压整流滤波成为直流600 V向列车供电。它由二套相同的整流电路组成，分别向客车供电。
主要电气设备有：主变压器供电绕组a7x7、a8x8电压为870 V，列车供电接触器30KM、31KM，半控桥式整流装置3V、4V，滤波电路5L、6L、29C、30C，列车供电保护插座15～18XS及保护器件。下面以I路供电电路为例介绍主电路的构成及工作原理。
供电绕组a7x7输出870 V电压一真空交流接触器30KM→整流器3V半控桥整流(整流输出额定电压平均值600 V，额定电流670 A) →滤波电抗器5L和滤波电容29C→导线309、311→列车供电插座15XS、17XS　→客车车厢。
电路的检测及保护分为：
(1) 过压吸收电路：由阻容吸收网络67R、31C、压敏电阻6RV组成。
列车供电系统主电路工作原理图
(2)接地保护电路：由1lQlP接地故障隔离开关、限流电阻73R、经济电阻69R、接地继电器7KE及浪涌吸收电容33C组成。主电路的接地沿用传统有源保护电路，目的是消除保护死区，提高保护的可靠性。当列车供电主电路及客车600 V干线上发生接地故障时，7KE动作，使供电接触器30KM断开，切断该路供电。接地故障若不能排除，可将11QP置非常位，使30KM断开，则该路供电无法继续工作需特别指明的是：列车供电主电路不能在有接地故障时（一点都不可）带故障运行，以防止客车供电主干线发生多点接地而使事故扩大。

(3)过流保护电路：
１．交流侧过流保护由llKC、7TA组成，过流整定值为(1000±100)A。当出现交流侧过流时，11KC动作使30KM断开，切除供电电路。
２．直流侧过流由9SC、5SV检测送人微机，构成恒压限流控制及过流保护控制。当检测到供电输出(即直流侧)过流时，由微机发出指令使30KM断开。
2、　列车供电系统的性能、特性
列车供电控制电路的功能是供电接触器通断控制，故障保护控制，供电电路状态显示，供电电压显示，通风机延时起动控制。如前所述，列车供电电路不能在有故障时带故障运行，如接地、过流，以防止客车供电主干线发生多点故障，而使故障扩大，危及旅客生命安全。列车供电的控制电路见下图：
列车供电控制电路原理图

(1)　供电接触器控制(30KM、31KM)
供电接触器是列车供电装置的总开关，又是该装置总的保护开关。供电接触器由47Qs(48QS)供电钥匙开关及机车集控器7AC的联锁来控制。机车向列车供电之前需要具备两个条件：
①供电钥匙交到司机手中；
②客车允许机车向后供电。
那么，闭合供电钥匙，列车供电接触器30KM、31KM线圈得电，控制电路为：
454·(47Qs+48Qs)·595·7AC·572·11QP·42KA·9QP·24KA·30KM·400
454·(47Qs+48Qs)·595·7AC·572·12QP·43KA·10QP·40KA·31KM·400
列车供电接触器闭合，机车开始向客车供电。其中：9QP、10QP是直流侧隔离开关，正常位时该联锁闭合；若整流电路3V、4V，则将9QP、10QP置“非常”位，该联锁打开。11QP、12QP是接地故障隔离开关，正常时该联锁闭合，置“非常”位时，该联锁打开。43KA、42KA为接地保护中间继电器。24KA、40KA为过流中间继电器。若使列车供电接触器30KM、31KM得电，控制电路需经６道安全门锁，其中有：接地故障隔离开关、接地保护、过流保护、直流隔离、供电钥匙、机车集控器等联锁开关，极端的强调了安全性。
(2)　保护控制（技术性）
①接地保护：由7KE、8KE供电接地继电器进行保护。
·当I路接地，则7KE动作，其联锁使42KA接地中间继电器得电自持，电路为：
454·(47Qs+48Qs)·7AC·572·(42KA+7KE)·42KA·400一组42KA常闭联锁打开，切断30KM供电电路，30KM断开，切除I路列车供电电路。
·当Ⅱ路接地，则8KE动作，其联锁接通43KA供电电路并自持，电路为：
572·(43KA+8KE)·43KA·400一组43KA常闭联锁打开，切断31KM供电电路，31KM断开，切除Ⅱ路列车供电电路。
②过流保护：分交流侧和直流侧过流分别保护。
·交流侧过流保护：当7TA(8TA)检测到I(Ⅱ)路交流侧过流时，llKC(12KC)动作，使过流中继24KA(40KA)得电并自持：
I路：454·11KC·24KA·400一组24KA常闭联锁切断30KM供电电路，30KM断开，切除I路列车供电电路。
Ⅱ路：454·12KC·40KA·400一组40KA联锁，切断31KM供电电路，31KM断开，切除Ⅱ路列车供电电路。
·直流侧过流保护：当出现直流侧过流时，微机由导线667送出信号，使24KA(40KA)过流中继得电自持，电路为：
I路：667·37V·35V·24KA·400
Ⅱ路：668·38V·36V·40KA·400
24KA(40KA)反联锁打开使30KM(31KM)的失电断开，切除列车供电电路。同时亦使供电输出过流继电器41KA得电自持，电路为：
　　　667·（37V+668）·（38V+572）·41KA·698·41KA·400接通故障信号灯。
需要特别指出：若运行途中有一套供电装置故障，机车乘务员必须通知车辆乘务员调整负载，减载维持运行若整个机车供电系统装置故障，不能向客车供电时，机车乘务员须与车辆乘务员联系改用发电车供电（安全性）。
3、+　信号及显示控制
主司机台上故障显示屏(即主显示屏)中“列车供电I”、“列车供电Ⅱ”、“供电接地１”、“供电接地２”、“供电输出”用于指示供电装置的工作状态及故障状态。由副司机台左侧电流表、电压表分别显示两路供电输出电压和电流，

主显示屏显示：
·列车供电状态显示：只要30KM、31KM断开，则接通显示电路：
499·30KM·列车供电1·400
499·31KM·列车供电1·400表示列车供电装置现在不工作，一旦列车供电装置投入工作，则该信号灯指示灭。
·列车供电接地故障显示：I或Ⅱ路出现接地故障时该灯亮，电路为：
499.7KE·供电接地1·400　　 499·8KE·供电接地2·400
　同时列车供电状态显示灯亦亮。
列车供电接地的故障的恢复采用合主断路器的方法，闭合主断路器的同时恢复线圈7KER、8KER得电，使7KE恢复到保护前状态，电路为：
454.13KA·669(7KER+8KER)·400　此时供电接地灯灭。
4、　通风机、油泵、变压器风机延时起动的控制
设置该环节的目的：是保证机车向客车供电过程中，即列车供电装置工作时，司机若断开通风机按键开关(例如站停)，变压器仍能冷却通风，以确保机车主变压器工作时通风正常。该环节控制电路如下图所示。

供电钥匙闭合时，595线有电，若此时断开通风机按键开关，则通风机电源接触器18KM失电打开，其一组18KM常闭联锁闭合使时间继电器22KT和14KT得电，电路为： 490·18KM·(22KT+14KT)·400 延时6 s后22KT联锁闭合，接通通风机Ⅱ、油泵、变压器风机接触器供电电路，电路分别为：
595·22KT·28Qs·529·19KM·400　→19KM闭合，通风机Ⅱ工作。
595·22KT·535·(30Qs·536·25KM+31Qs·539·23KM)·400

　　　25KM闭合，油泵工作。
23KM闭合，变压器风机工作。
在列车供电时，若断开通风机按键开关，通风机均先停止工作，但延时6 s后通风机Ⅱ、油泵、变压器风机又重新起动工作，冷却主变压器。（暂停后延时一定时间后继续运行，为保障列车供电不间断）。

三、列车供电系统的故障分析与维护
前面讲到，列车供电系统中的供电接触器是列车供电系统的总开关（30KM、31KM），同时又是该系统总的保护开关。当列车中的用电设备、线路等出现接地、过流等危及行车及生命安全的故障和隐患时，通过各类传感器、检测装置所采集到的瞬时状态作出不同的判断和动作，都要作用于供电接触器30KM、31KM，所以，列车供电系统的故障分析与维护都要以供电接触器30KM、31KM为分水岭，判知导致30KM、31KM状态发生变化的原因是分析列车供电系统的故障的线索。
由于机车列车供电电路是一个相对独立的系统，其工作原理比较清晰，都是围绕着保护和安全的目的，电路也相对的比较简洁，所以熟知列车供电系统的各类电路原理和了解掌握电路中的各类器件的性能是分析和判断故障的基础（如各类器件的功率、温升、绝缘性能、机械强度、电器特性等）
总 结
列车供电系统所采用的都是通用的电子电气设备，都有相关的维护、维修工艺可供参考，主要的分析与维护重点要放在如何判断和查找故障的原因处所，如何根据列车供电系统的特性去实现其设计目标是必须建立在精通列车供电系统的原理这个基础上。
由于列车供电系统是一种前沿的列车供电技术，其先进性、经济性是有目共睹的，但是由于我们认识时间短，从业务知识上还不是非常熟悉，所以认识还是比较肤浅，希望各位老师和同学给与帮助，在这种新技术的认识、学习和应用上再提高一步。

致谢

参考文献：
　　《电力机车电机》　　　张　龙　　主编 电力机车运用与检修专业课程教材
　　《电力机车电器》　　　赵嘉涛　　主编
　　《电力机车电子技术》　马德育　　主编
　 《电力机车控制》　　　华　平　　主编
《机车电传动》2004年第四期《电力机车DC600V供电系统的改进》 王小芳 主编

致谢

本人论文是在 李广才老师的直接指导下完成的，在论文的选题及其写作思路上老师多次给予我指导，两次修改论文提纲，当这篇论文的初稿完成后，老师们在百忙中抽出时间，仔细地阅读了论文初稿。提出了许多建设性修改意见并作了部分修改。在本次毕业论文的编写过程中，能得到吴凤丽及培训中心老师的指导使我感到非常的荣幸，吴凤丽老师严谨的治学作风，高尚的学术品质，热情的待人态度给我留下了深刻的印象，在完成论文之际，在此向老师表示衷心的致谢。
在完成论文的编写、整理、资料的收集等方面，得到了济南铁道职业技术学院的积极帮助，占用了他们许多宝贵的时间，在此也向他们表示由衷的感谢。还要感谢三年来各位老师对我的教诲，使我具备了写论文的基础。
在论文即将付印之时，对以上老师们给予我真诚的帮助再次表示万分的感谢。

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