HXD1C机车电气系统介绍——电气专业班完成稿

HX D1C型电力机车电气系统介绍
南车株洲电力机车有限公司
2009-10
和
谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
HX D 1C型电力机车电气系统主要由主传动系统、辅助电气系统、控制系统组成。

和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车主要技术特点概要 主传动系统采用先进的水冷IGBT变流器； 辅机电源为3AC 440V供电，部分辅机具有变频功能，节能性好； 机车控制电源为DC 110V，照明供电为DC 24V； 控制系统采用微机控制，符合IEC 61375 标准的TCN网络； 机车具有先进的智能化诊断功能，能对主传动系统、辅助电气系统、控制系统以及空气制动系统的故障进行诊断和安全导向； 机车电磁兼容满足EN 50121-1，EN 50121-2，EN 50121-3-1的标
准要求。

和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车1主传动系统介绍2辅助电气系统介绍3控制系统介绍
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车主传动系统结构及特点主电路原理图和功能说明主传动系统介绍主要部件介绍
和
谐H
X D 1型
大功
率
重
载
货运电力机车主电路结构
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车主要技术特点 采用先进的交流传动系统 采用标准化、模块化设计 采用先进的水冷IGBT模块
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车主传动系统结构及特点主电路原理图和功能说明主传动系统介绍主要部件介绍
机车电气系统
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车主电路原理图
网侧电路说明 变流器逆变器电路说明
和谐H X
D 1型大功率重载货运电力机车网侧电路及保护
网侧受流 网侧保护
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
变流器逆变电路
交直交逆变
变流系统保护功能
主电路原理图和功能说明
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
主传动系统结构及特点主电路原理图和功能说明主传动系统介绍
主要部件性能
机车电气系统
和
谐H
X
D 1
型大功率重载货
运电力
机
车
网侧主要电气部件
TSG15B受电弓
BVAC.N99D主断路器和
BTE25.04D高压接地开关
THG2B型高压隔离开关
避雷器
TBY1-25型电压互感器
高压电缆总成
原边电流互感器
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
冲击耐受电压170 kV 爬电距离1000mm
高压电缆总成（连接车顶母线和主变压器）
精度等级CI 1/CI 0.5 高压电流互感器（干式）
精度等级CI 0.5高压互感器（油浸式、SS系列机车广泛采用）额定电流400A 短时电流16kA 接地开关（手动、无载操作）
网侧主要部件电气性能
最大放电电流10kA 避雷器（氧化锌电阻片，内部无间隙）
开断容量600MVA 真空主断路器（绝缘子爬电距离大于1000mm）最大速度200km/h 受电弓（具有ADD功能）
额定电流400A 开断角度60°高压隔离开关（手动、无载操作）
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
连接完好，车顶部分密封良好、表面清洁
高压电缆总成（目视检查、密封检查）
连接完好、二次绕组间及对地绝缘电阻≥100ＭΩ
高压电流互感器（目视检查、绝缘测试）干燥剂更换、绝缘电阻测试、更换变压器油、变比检查
高压互感器（目视检查、更换小部件、绝缘电阻测试、变压器油理化分析、变比测试）
触头油脂润滑、安全锁测试接地开关（目视检查、加脂、更换小部件）
直流测试不小于58kV ，泄漏电流不大于50μA
避雷器（目视检查、U 1mA 直流电压测试性能）密封件和紧固件完好、风缸、真空泡、主触头
真空主断路器（目视检查、更换小部件、真空度检查、触头检查）
碳滑板到限更换、气囊等紧固件受电弓（目视检查、更换小部件）
触头油脂润滑、辅助联锁测试、主触头到限更换
高压隔离开关（目视检查、加脂、更换小部件）网侧主要部件维修
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
主变压器、牵引变流器和牵引电机
“先进、成熟、经济、适用、可靠”的设计理念TBQ35-8900/25型主变压器
TGA9型牵引变流器
JD160A 型牵引电机
采用标准化、模块化设计 采用轴控方式，提高机车的可利用率
采用先进的再生制动方式，节能效果显著
牵引变流器TCU
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
2×0.27 mH 电感值包含在主变压器内谐振电抗器强迫油循环冷却
冷却方式
主变压器电气性能参数
2×300kVA 辅助绕组额定容量6×1383kVA 牵引绕组额定容量8900 kVA 原边绕组额定容量≥97 %
额定效率
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
3×814A 最大输出电流强迫水循环冷却
冷却方式
牵引变流器电气性能参数
DC1800V 中间电压3×1390A 额定输入电流AC970V/ 50 Hz 额定输入电压≥97.5%效率3AC1375V 额定输出电压3×598A 额定输出电流
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
≥94.5 % 额定效率（持续点）强迫风冷
冷却方式
牵引电机性能参数
1720rpm 额定转速1419V 最高电压≥1225 kW 额定功率200级绝缘等级598 A 额定电流58.1Hz 额定频率
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
按要求更换干燥剂，按规程排气
日常需检查冷却塔上干燥器，更换变压器后需进行冷却系统排气工作
更换有故障变压器
变压器烧损
更换压力释放阀压力释放阀无信号或信号错误，机械故障、不动作更换有故障油泵油泵不规则运行、运行噪音、轴承故障、绕组故障、阻塞、漏油等
更换有故障电阻温度计温度无指示或指示错误，机械故障等
更换油流继电器油流继电器无信号或信号错误，机械故障、不动作主变压器的维修
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
清除牵引变流器柜内所有接地连线、任何工具、测量设备和其它物品后关闭柜门。

维修后恢复
56% 防冻剂, 44 % 水
冷却液回路（配比测试）匹配试验，设定值6×1.566mF 谐振吸收回路电容器（电容值检测）设定值：6 ×4.3mF (+5%/-1%) 直流支撑回路电容器（电容值检测）断路器、电连接、散热器良好，触头未到限、导线无变色断路器、电连接、水-风冷交换器（目视检查）清洁、紧固件良好
门，柜子，内部（目视检查）
需对牵引变流器放电和接地打开牵引变流器
检查电机的间隙和噪音风机电机（目视检查、更换小部件）牵引变流器的维修
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
在维修完成后，按规程进行检查
组装、试验及其它
需按修程，在解体后更换密封圈端盖检查
需解体后，由专家按规程操作定子、转子检查需专家按规程操作
电机解体前的检查直流测试不小于58kV ，泄漏电流不大于50μA
速度传感器（绝缘检查）轴承（N 端）补充Mobilith
SHC220润滑脂轴承检查
紧固件良好，电连接可靠，轴承无漏油，清洁磁性螺栓外观检查（目视检查）触头油脂润滑、辅助联锁测试、主触头到限更换温度传感器（绝缘检查）牵引电机的维修
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
1主传动系统介绍
2辅助电气系统介绍
3
控制系统介绍
机车电气系统
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
组成及特点原理图和功能说明辅助电气系统介绍
主要部件介绍
机车电气系统
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
辅助电气系统组成
3AC 440V/60Hz 电路 AC 220V 电路
DC110V 电源及其配电
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
辅助电气系统特点
采用冗余设计 变频功能，节能性好 采用标准化、模块化设计 为防寒设计预留接口和余量
配置卫生间、转波炉、冷藏箱等生活设施
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
组成及特点原理图和功能说明辅助电气系统介绍
主要部件介绍
机车电气系统
和谐H X D 1型大
功
率
重
载货运电力机车
3AC440V供电电路原理图
主要辅机配置 冗余功能
库用辅机起动
和谐H X D 1
型
大
功
率重载货运电力机车
220V辅助负载电路供电原理图
220V负载介绍
电源波动
和谐H X D 1
型
大
功
率重载货运电力机车
DC110V电源及其配电原理图
给控制系统提供电源
转化DC 24V给照明、仪表电路供电
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
组成及特点原理图和功能说明辅助电气系统介绍
主要部件介绍
机车电气系统
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
辅助变流器柜特性及主要参数
TGF54型辅助变流器
辅助变流器输出U/f 特性曲线
248KVA 额定容量
80～440V(10～60Hz)VVVF输出电压和输出频率
440V（60Hz）
CVCF输出电压和输出频率
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
密封件、紧固件、电连接良好。

电容无破损、漏液。

电缆无老化，母线无起泡。

接触器触头和辅助触头良好。

内部检查（目视检查、更换小部件）
密封件、紧固件、电连接良好。

导线无老化、电容无破损、漏液内部检查（目视检查、更换小部件）
密封件、紧固件、电连接良好柜体检查（目视检查、更换小部件）辅助逆变器的维修
降下受电弓，至少需要10分钟让中间电容放电完成，静止水洗。

维修前状态确认
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
控制电源柜性能参数
TGY03型控制电源柜
DC115.2V±1%快速充电电压DC108.0V±1%浮充电压DC24V±2%
DC24V输出输出电压等级最大持续输出电流90A DC110V 25A DC24V
DC35A
蓄电池最大充电电流
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
清洁灰尘、检查紧固件、电连接应良好。

柜内部件检查（目视检查）
控制电源柜的维修
各指示灯、开关状态应良好。

指示灯、开关状态检查（目视检查）
断开电源柜的输入电源，断开蓄电池的连接。

模块电容器的放电时间约8分钟维修前状态确认
和谐
H
X D 1型大
功率
重载货运
电力机
车
辅助电气系统
——
主要电气部件
THTF4.5牵引风机
冷却塔风机
主压缩机冷却塔（含风机、水泵）
司机室空调
和谐
H X
D 1型大
功率
重载货运电
力机
车
辅助电气系统—生活设施
冷藏箱转波炉
上水式卫生间
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
散热功率168kW 循环油量40m 3/h 冷却塔（主变压器油散热器）送水能力：17.2 m3/h 水压：250kPa 牵引变流器水泵通风能力：10.5 m 3/s 静态压力：1400 Pa 冷却塔风机额定油流量：45 m 3/h 扬程：≥16m 主变压器油泵
通风能力：1.4m 3/s
静态压力：3800Pa ±5% 牵引风机主要部件性能
散热功率80kW 循环油量
17.2m 3/h
冷却塔（牵引变流器水散热器）
排风量：≥2400L/min 额定压力：1000kPa 主压缩机制冷量：6 kW 制热量：6 kW
司机室空调
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
功能检查，更换压缩机，过滤器等。

空调（目视检查、更换小部件）
主要部件维修
加压缩机油，更换空气滤清器、油过滤器和油细分离器。

主压缩机（目视检查、更换小部件）
密封件、紧固件完好，叶轮动平衡、绝缘耐压符合要求
牵引风机（目视检查、绝缘检查、动平衡试验）
水位、油位检查，干燥剂、旋压阀更换。

风机检查同牵引风机
冷却塔（目视检查、更换小部件、风机检查）
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车
1主电路介绍
2辅助电路介绍
3
控制电路介绍
机车电气系统
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车控制系统结构和特点控制系统主要功能控制系统介绍主要部件介绍
机车电气系统
和
谐H
X D 1型大功
率重载货运电力机车
控制系统结构——拓扑图
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车主要功能模块介绍 中央控制单元CCU 司机室输入输出单元CIO 机械间输入输出单元MIO 微机显示屏IDU
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车中央控制单元CCU 中央控制单元CCU组成由车辆控制模块VCM、WTB/MVB网关GWM和记录存储模块ERM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。

实现车辆级过程控制、通信管理控制、显示控制、故障诊断、列车级过程控制、列车总线管理、列车级数据通信、数据记录、数据转储功能。

和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车司机室输入输出单元CIO 司机室输入输出单元CIO组成司机室输入输出单元CIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。

输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；
控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如
继电器等设备。

和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车机械间输入输出单元MIO 机械间输入输出单元MIO组成机械间输入输出单元MIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB 连接。

输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；
控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如
继电器等设备。

和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车微机显示屏IDU 微机显示屏IDU 是网络控制系统TCMS 的终端设备。

车信息显示：向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理等功能； 参数设定：对轮径值、列车重量、站点、时间日期等参数进行更改与设定； 模拟测试：静止情况下，对辅助变流器系统相关部件进行模拟测试； 数据转储：通过USB接口，将故障信息转储地面进行统计、
分析。

和谐H X
D 1型大功率重载货运电力机车主要技术特点 符合IEC 61375-1标准的TCN网络 电磁兼容性符合EN 50121标准 标准化、模块化设计 采用冗余设计
控制系统结构和特点
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车控制系统结构和特点控制系统主要功能控制系统介绍主要部件介绍
机车电气系统
和谐H X D 1型大功率重载货运电力机车 具有恒力矩、恒速和定速控制功能 机车重联控制功能 空转、滑行保护,粘着利用控制和轴重转移补偿控制功能 机车运行参数显示和记忆功能 机车故障检测、故障诊断、故障处理提示的显示和记忆功能 无人警惕控制功能 自动过分相和半自动过分相控制功能
通风机转速自动控制 冗余控制功能控制系统主要功能介绍控制系统主要功能。