HXD1C型机车主回路接地故障分析及处理.doc

HXD1C型机车主回路接地故障分析及处理向文锋 （株洲南车时代电气股份有限公司 售后服务中心 412001）摘 要：HXD1C型交流传动电力机车由株洲南车时代电气股份有限公司和南车株洲电力机车有限公司在2009年合作开发的，时代电气提供了牵引变流器、辅助变流器及网络控制系统等关键部件。自机车于2009年10月上线运用到2011年6月，机车报主回路接地故障频繁初步统计为：兰州机务段20车/次，洛阳机务段11车/次，重庆50车/次，株洲机务段11车/次。本文主旨在于根据以往的事故发生及处理总结主回路接地故障发生原因及处理方法。关键词：中国南车、牵引变流器、接地 HXD1C locomotive of main loop ground fault analysis and processing Wenfeng Xiang (ZHUZHOU CSR TIMES ELECTRIC CO.LTD.，After-sale Service，Hunan Zhuzhou city ，412001，China )Abstract: HXD1C type of ac driving locomotive zhuzhou south by car times electric Co., LTD and south car zhuzhou electric locomotive Co., LTD in 2009 years of development cooperation, provide the time electrical traction converters, auxiliary converter and network control system, and other key parts.Since the locomotive in October 2009 to apply online in June 2011, the locomotive of main loop for ground fault frequent preliminary statistics for: lanzhou locomotive car/times 20, luoyang locomotive car/time, chongqing 11 50 car/time, zhuzhou locomotive car / 11 times. The main theme is that according to the former accidents and processing summary of main loop ground fault causes and solutions.Keywords: China South Locomotive and Rolling Stock, Traction converters, Grounded一主回路电路 图 1 .1 主回路电路TGA9型牵引变流器为HXD1C-7200KW机车提供牵引力，每个主变流器控制一个转向架的三个轴，三个轴的电路相同。每轴首先由主变压器的次边牵引绕组提供AC970V（50HZ）电源，经四象限整流模块整流为中间直流电压1800V，经过三相逆变器转换成VVVF（变压变频）的三相电源供给异步牵引电机。二主回路接地故障判断原理 图2.1 主回路电路接地原理图 HXD1C7200KW电力机车主回路接地主要检测通过全电压与半电压的比较得出，原理如图所示的判断条件为“(全电压/2)-半电压720V持续超过850ms”，此时机车跳主断进行保护。三主回路接地检测原理 图3.1接地检测原理流程接地检测控制流程由模拟输入A板采样VH1检测到的主电路接地电压（中点电压）信号，进行放大处理同时将电流信号转换为电压信号，再由网侧信号板对主电路接地电压信号进行低通滤波，放大等处理，并与中间直流电压进行合成，以形成主回路接地保护信号。在正常工况下，传感器测得的电压值等于直流支撑电压的1/2，即DC900V。当电压出现变动，当|(全电压/2)-半电压|720V超过850ms时，接地检测电路动作，主断路器（HVB）断开并在显示屏上显示主回路接地故障，信号流程如图3.1所示，四主回路接地故障及处理（一）检测部分出现故障报主回路接地故障及处理1.接地检测回路电路故障及处理 由图2.1可知主变接地检测回路部分包括R12、R13电阻，VH1、VH2电压传感器及连接线组成，其中每个部分有问题都可能造成主回路接地故障，下面从各个部分进行分析一下： 图4.1放点电阻组件假设R12电阻完全烧损，因为R12和R13中间已经做接地处理，此时电阻为0，半电压传感器VH1检测到的电压为0，“(全电压/2)-半电压=(1800/2)-0=900720V”条件满足，会报主回路接地故障；当R13电阻完全烧损，VH1传感器就变成了全电压传感器，此时“(全电压/2)-半电压=(1800/2)-1800=900720V” 条件满足，也会报主回路接地故障。当然接地检测电阻不一定完全烧损，任意一个电阻的阻值变化，都会引起中间检测电压产生变化。在测量R12和R13时，必须要把固定放电电阻组件的外部接线全部甩掉，此时测量固定放电电阻组件端子7、8点阻值应为10K；8、9点阻值应为10K ；7、9点阻值应为20K，值不对则更换相应的电阻或电阻组件。 图4.2 电压传感器接线图若VH1、VH2测量失真，使(全电压/2)-半电压=(1800/2)-1800=900720V报主回路接地故障，此时应当检测电压传感器是否真的故障，在低压情况下，检测信号M线，正常情况应为DC0.02V左右，并可拔下传感器的外接线，单独用电阻档测量传感器（红表笔接M脚，黑表笔接+脚，阻值应约为6M），初步判断电压传感器是否故障。若电压传感器没故障，则测量电压传感器+、-脚是否有15V电压，可更换两架电源开关板初步判断是否故障转移。2.电压检测电路故障及处理 检查电压传感器及电阻没有故障时，可测量模拟输入A板中的1A和2B测试孔，若测得|(1A/2)-2B|值大于3.24V，检查中间半电压传感器VH1和全电压传感器VH2及传感器工作电源15V，并更换故障品；若测得|(1A/2)-2B|值不大于3.24V，此时可检查信号处理环节，逐步互换模拟输入A、网侧信号板和SMC板，看故障是否转移；若故障依旧，可检查中间电压检测信号线路：分别检查以下连接线：VH1(+15V)：VH1:(+)X92:12X92:1XD16:1VH1(-15V)：VH1:(-)X92:11X92:10XD16:9VH1(M)： VH1:(M)XD5:10VH2(+15V)：VH2:(+)X92:13X92:1XD16:1VH2(-15V)：VH2:(-)X92:23X92:10XD16:9VH2(M)： VH2:(M)XD5:13。（二）主回路电路接地报接地故障及处理1.主变次边绕组正线接地故障及处理1、应重点检查主变次边绕组对地绝缘情况。2、由于主变流器四象限模块未投入工作即报主回路接地故障，因此从控制方面来说，可能原因为原边回流互感器烧损，变流器内部通过电阻采样互感器电流，再由TCU的模拟采样通道进行滤波、放大进行保护动作。在采样通道中，设有对+15V和-15V电源的的二极管嵌位电路，当互感器正线对地放电，通过箝位电路对+15V和-15V电源造成严重干扰。由于电压传感器由+15V和-15V电源供电，放电干扰使传感器的输出存在瞬间失真，造成TCU检测到的中间电压存在挖坑现象，在挖坑剧烈，达到主接地保护设定值时会报出接地。2.中间直流电路及主变绕组负线接地故障及处理重点检查中间直流电路及主变绕组负线对地绝缘情况（需要切除相应主变柜内部K1、K2、K3闸刀隔离开关）。（1）首先确定接地检测电阻R12和R13电阻阻值。假设R12电阻完全烧损，因为R12和R13中间已经做接地处理，此时电阻为0，半电压传感器VH1检测到的电压为0，“(全电压/2)-半电压=(1800/2)-0=900720V”条件满足，会报主回路接地故障；当R13电阻完全烧损，VH1传感器就变成了全电压传感器，此时“(全电压/2)-半电压=(1800/2)-1800=900720V” 条件满足，也会报主回路接地故障。当然接地检测电阻不一定完全烧损，任意一个电阻的阻值变化，都会引起中间检测电压产生变化。3.逆变模块和牵引电机接地故障及处理检查逆变模块和外部电机对地绝缘情况（应急处理：应切除相应电机隔离维持运用）。在株机公司试运期间，273机车出现一次2位电机接地，造成主回路接地跳主断，分析故障原因为负载电流产生变化，通过逆变模块内部反向二极管影响中间电压变化，造成主接地。五试运遇故障应如何处理 主回路接地故障是一类很典型的故障，涉及回路设备多，线路复杂，各串、并联支路都可能出现接地点，故障点判断起来会有一定困难，有一些接地现象不是死故障，需要我们添乘观察，在试运过程中遇到机车报主回路接地时应注意：1、看中间直流电压是否有1800V2、在故障维持的时刻迅速隔离电机看是哪一轴接地（主要查看的是逆变模块和牵引电机接地），如判断出故障则隔离根据负载情况看能否继续运行3、若第2步没能判断出故障，则将第几轴风机开关关掉，隔离一轴判断是否是整流及直流环节出现故障六总结 本文从主回路电路走向，信号流程，基本部件构造，故障处理与维修，现场应急处理对主回路接地故障做了深入的诠释，对主回路接地故障处理进行了归纳，意在让现场的服务人员更好地对此类故障作出相应的处理，能快速、有效、更好地完成绿荫服务工作七.参考文献【1】罗铁军、孔涛. HXDIC型电力机车使用维护说明书-TGA9型牵引变流器 2010.10 （第3.0版）【2】技术支持部. HXD1C型电力机车电气系统检修技术资料 2010.11 （第1.0版）【3】技术支持部.HXD1C型电力机车电气系统故障处理手册 2010.10 （第1.0版） 致 谢 本论文是在师傅罗铁军的百忙之中指导、帮助下，及现场师傅刘乐平的相互交流之下完成的。师傅在我学习主回路接地的过程中给予了大量学习资料，并对我的学习进行了监督，让我对主回路接地故障处理有了全面、透彻的了解。罗师傅在我学些的过程中多次询问学习进程，并为我指点迷津，帮助我开拓处理故障的思路，精心点拨、热诚鼓励，使我获益匪浅。在本文完成之际，谨向为本人倾注了大