FXD1型动集列供启动与保护及常见故障处理

２０２１年第２８卷第５期
ＦＸＤ１型动集列供启动与保护及常见故障处理
曾友良
（中车株洲电力机车有限公司机车事业部，湖南株洲４１２０００）
摘　要：对ＦＸＤ１型动集列供主电路构成及原理，特别是列供启动条件、启动逻辑及列供主要保护功能进行了阐述。

提出了常见故障分析与处理的方法。

关键词：列供；主电路；原理；启动条件；逻辑；保护；常见故障；分析处理
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２１．０５．０４９
　引言
ＦＸＤ１动集配置一台列供柜安装在机械间内。

列车供电装置用于机车交流和直流之间的电能变换，为旅客列车辅助设备装置提供电源。

为确保快速查找消除故障，保证动集线上正常运行，从检修角度方面，介绍列供启动条件和逻辑，以及主要保护功能，对故障分析提供参考，为检修人员或服务人员查找类似故障提供借鉴。

　主电路构成及原理
动集列供主电路分别由输入部分、整流模块、支持电容、接地检测、输出部分等组成，它由２组独立的四象限整流模块采用水冷散热方式供电单元组成，通过直流接触器进行配置供电。

以第一个主电路单元为例，介绍列车供电柜主电路的工作原理。

其原理为：升弓后、合主断，闭合列车供电＝３７－Ｆ０１自动开关，主变压器列供绕组ａ５－ｘ５输入电压首先经由ＫＭ３、Ｒ１组成的充电回路对直流电容充电，充电完成后闭合短接接触器ＫＭ１。

额定ＡＣ３４０Ｖ经四象限ＰＷＭ整流器整流为６００Ｖ直流电压。

主变压器次边绕组分别串联Ｌ１／Ｌ２电抗器作用为供输入侧蓄能及滤波，控制单元和电度表装在供电柜内。

列车供电柜控制单元具有多功能车辆总线（ＭＶＢ）、以太网通信的接口，通过该接口可实现网络对列车供电电源的监视或监控。

列供为拖车车厢辅助设备装置提供电源，如空调装置、车门集中遥控等电气设备。

　启动条件与逻辑
１）启动条件：主断路器已闭合，主逆变和辅助逆变器启动无异常；列供柜无任何故障（且接收到拖车的工作电源和供电申请信号）；分布式列车电子控制系统（ＴＣＭＳ）网络发出列供启动命令；进出水口水压大于规定值；输入同步电压范围：８８～１９０Ｖ；“供电隔离”开关在“供电位”。

２）启动逻辑：列供满足启动条件，预充电接触器１ＫＭ２／２ＫＭ２吸合，持续１ｓ后，如果＜，会报预充电故障；如果＞，则主接触器１ＫＭ１／２ＫＭ１吸合。

再持续１ｓ，预充电接触器１ＫＭ２／２ＫＭ２关断；输出接触器１ＫＭ４／２ＫＭ４吸合（短编时）；输出接触器１ＫＭ４／ＫＭ４／２ＫＭ４吸合（长编时）。

然后持续２ｓ开始调压，３ｓ后检测电压如果＜５５０Ｖ，则报输出欠压故障；如果＞５５０Ｖ，则列供正常工作。

　列供主要保护
１）交流短路保护。

列供系统具备交流短路保护功能，交变电流过零时，维持动静铁芯之间具有一定的吸力，以清除动、静铁芯之间的振动。

２）直流过载保护。

当列供系统直流电流超过７５０Ａ时，由列供控制单元完成封锁脉冲输出、分断交流接触器。

３）接地保护：全电压＞５２０Ｖ；当半电压＞×０．７５且持续３０ｓ时，判断为直流负线接地；当半电压＜×０．２５且持续３０ｓ时，判断为直流正线接地。

当列供系统主电路和负载接地时，由列供控制单元完成封锁脉冲输出、分断交、直流接触器。

４）直流过压保护。

当列供系统直流电压超过７２０Ｖ时，由列供控制单元完成封锁脉冲输出。

５）水压保护。

仅列供进出口水压低进行保护。

当进口水压与出口水压均低于规定值持续８ｓ时，列供控制单元完成封锁脉冲输出，１ｓ后分短接接触器，２ｓ后待输出电流小于２０Ａ，断开输出接触器；当进口水压与出口水压，任意一个大于规定值持续３ｓ，故障恢复重新开始工作。

　常见故障分析与处理
４ １　故障现象一
牵引／制动显示屏故障栏记录列供输入压、列供四项限二输入有限值过压（故障代码：６４０８，Ｂ级故障）
１）原因分析：网压同步信号异常；列供四象限异常；ＡＳＣ板异常。

２）处理方法：首先下载网路数据分析对比传动控制单元（ＴＣＵ）与列供四象限输入电压波形。

若ＴＣＵ和列供网压同步信号均异常，则检查公共部分高压电压互感器和弓网网压是否异常；若ＴＣＵ正常，列供四象限异常，则检查列供内部同步变压器。

检查高压电压互感器及同步变压器连线流程：高压电压互感器—Ｘ１：１３（列供边插）—同步变压器（输入信号＋）—ＡＳＣ（模拟输入出板）；高压电压互感器—Ｘ１：１４（列供边插）—同步变压器（输入信号－）—ＡＳＣ（模拟输入出板）；高压电压互感器（屏蔽）—Ｘ１：１５（列供边插）—同步变压器（屏蔽夹）。

４ ２　故障现象二
司机显示屏故障栏报列供正线接地（故障代码：６３３２，Ｂ级故障）。

１）故障原因：ＤＣ６００Ｖ正线接地、列供柜半电压传感器故障、直流回路支撑电容、回路母排放电。

２）处理方法：首先分清楚是列供，还是拖车接地。

如果拖车报了漏电流超标，则故障位置在拖车，按照拖车接地故障查找方法进行处理。

如果拖车没有报漏电流超标，则故障位置在 （下转第１２７页）
２０２１年第２８卷第５期
免故障问题的扩大。

首先，需要对以往的数据进行整合和收集，总结出不同故障发生时相关设备表现出的异常数据情况，并将分析处理完成的数据录入知识库中。

其次，需要在设备的日常检查维护过程中收集各种设备在正常运行状态下的各项数据信息，并将所采集的数据信息与知识库中的相关数据进行对比分析［５］，从而明确特定故障在发生前、发生时的数据变化，将数据作为预测故障的参考点，以此达到预测故障的目的。

这样能够提高故障维护抢修的效率，不仅可以降低时间成本，还能够避免因故障发现不及时导致的经济损失，同时提高运维管理的智能化水平。

２ ４　提高简单故障的自愈能力
在提高故障预警关联性及故障预测能力的基础上，还应对故障自愈能力的提升引起重视。

结合前期构建的知识库和预警关联的结果，可得到故障预测信息，从而选择对应的、有效的解决措施对故障问题进行处理。

具体而言，需要通过设置重启、扩容等操作模板实现。

当发现运维管理工作中出现故障问题时，系统可自动启动程序，并发出警告及自愈结果，如果自愈程序无效，再派遣维修人员进行检查维修，这样既能够减少不必要的工作量，又能够提高故障维修处理的效率及有效性。

２ ５　提高参数配置的自动化水平
在５Ｇ网络智能运维过程中，参数配置也是提高运维管理智能化水平的重要因素，只有准确地进行参数配置才能保障设备功能作用的最大限度的发挥。

环境的不同造成设备所需的参数配置也有所不同。

在５Ｇ环境下，设备数量及规模会大幅增加，运维人员的人工配置需要消耗的时间太长，效率较低。

因此，需要提高参数配置的自动化能力，同时确保参数配置能够根据实际需求做出有效调整，确保网络负载的合理性。

　结语
在５Ｇ网络时代中，为适应新的网络发展需求及运行要求，运维管理工作必然做出优化与改善。

运维管理智能化水平的提升是新时期改善运维工作效果的重要方向。

在实际优化改善过程中，需要立足于现阶段运维管理工作中人员、组织等各个方面的实际问题，在此基础上结合５Ｇ网络发展及运行的需求对故障的预警关联性、预测能力、自愈能力、自动化水平等进行提升，为５Ｇ的发展提供保障。

参考文献：
［１］　林舒刚．５Ｇ网络智能运维研究［Ｊ］．广东通信技术，２０２０，４０（３）：３２－３５．
［２］　祝祥银．５Ｇ网络智能化运维研究［Ｊ］．电子世界，２０２０（５）：５１－５２．
［３］　陆光辉，毛磊，冯建业．５Ｇ核心网创新技术研究及应用探索［Ｊ］．中兴通讯技术，２０２０，２６（３）：４９－５５．
［４］　罗芳．智能配网运维５Ｇ＋ＶＲ／ＡＲ的融合创新与应用［Ｊ］．云南电力技术，２０２０，４８（３）：２－５．
［５］　程日涛，尧文彬，汪况伦，等．５Ｇ网络智能规划建设研究［Ｊ］．电信科学，２０１９，３５（Ｓ１）：７－１２．
（上接第１２５页）
动力车列供柜、ＤＣ６００Ｖ重联大线及插头。

其次，分清１正线还是列供２正线接地。

举例介绍列供柜正线１接地的处理方法：若故障为死接地，则切换列供Ａ／Ｂ组，看故障是否消除。

打开列供柜检查直流回路相关支撑电容是否存在接地、检查直流回路母排是否有放电和烧损现象、检查四象限模块状态。

检查接地检测电路：对调列供模拟入出板（ＡＳＣ），观察故障是否转移；检查电压传感器及相关连接线；使用万用表测量各类电阻是否正常并检查电阻，外观是否异常。

最后检查放电回路：测量放电电阻阻值是否正常（正常为３０Ω）；检查放电接触器１ＫＭ３是否存在接地现象。

４ ３　故障现象三
牵引／制动显示屏故障显示栏记录列供进出口水压过低故障（故障代码：６３１５，Ｂ级故障）。

１）原因分析：冷却塔水压力不足；通往列供柜管路快速接头脱落；列供柜进出水口压力传感器漂移误差大。

２）处理方法：下载网络数据分析对比ＴＣＵ１／２进出口水压力值。

若均有异常，则处理方法为首先检查冷却塔是否缺冷却液（若缺液，则直接从膨胀水箱压力释放阀处进行补液，加注标准为从液位观察窗观察冷却液液位高于逆变器内冷却液温度１０℃即可），然后对冷却塔Ｙ型过滤网进行检查清洗。

如果水压还是上不去，则采用手动打气泵在膨胀水箱压力释放阀位置进行增压处理。

若更换部件过程中出现大量气体进入冷却塔，则需要用注油泵进行重新补液排除冷却塔内部气体。

若ＴＣＵ进出口水压正常，列供进出口水压低。

则检查冷却塔端至列供柜进、出水口快速接头安装状态；检查进入列供柜进、出水口波纹管ＤＮ２５快速接头安装状态。

若故障仍未消除，则检查列供控制单元采集的进、出口水压力传感器及相关连接线，测量传感器以及连线是否开路或短路。

　结语
当ＦＸＤ１动车组列供报短接接触器１ＫＭ１／２ＫＭ１无法闭合，列供四象限输出过压（瞬时），整流模块散热器过温故障时，列供故障自动恢复，无需应急处理，转化为单路运行，待车辆回库后检查处理。

当报正线或负线接地时，长编组列供停机，将利用非故障动力车列供进行供电；短编组列车单路运行，可接地开关打到隔离位，维持运行回段。

短编重联需要连接外重联线且按照应急处理办法执行。

任何故障为安全起见，避免故障进一步扩大，应尽早彻底查出具体接地位置，确保动车组安全正点线上运行。

参考文献：
［１］　宋欢．ＨＸＤ１Ｄ型机车列车供电装置接触器故障分析和处理［Ｊ］．铁道机车与动车，２０１９（９）：４２－４４．
［２］　王威，刘霞，郝凤荣．ＦＸ＿Ｄ３Ｇ型机车ＤＣ６００Ｖ列车供电系统［Ｊ］．电力机车与城轨车辆，２０１９，４２（４）：１３－１６．［３］　马勇，马智荣．高原环境适应性改进ＨＸ＿Ｄ１Ｄ型机车列车供电装置典型接地故障分析［Ｊ］．电力机车与城轨车
辆，２０１９，４２（２）：６７－７０．。