CRH3动车组牵引变压器冷却系统性能研究
CRH3型动车组牵引系统的组成及工作原理研究
CRH3型动车组牵引系统的组成及工作原理研究摘要：CRH3型动车组是我国引进吸收较为成功的现役主力车型之一，本文主要针对CRH3型动车组牵引系统各组成部分的功能、作用以及其工作原理等方面进行较为全面的研究分析，为动车组牵引系统的故障处理以及日后维护工作提供参考。
关键词：CRH3型动车组；牵引系统；工作原理；牵引变流器Study on composition and working principle of CRH3 emU traction SystemAbstract：CRH3 emU is one of the main models in active service that has been successfully introduced and absorbed in China. This paper mainly conducts a comprehensive research and analysis on the functions, functions and working principles of each component of CRH3 EMU traction system, so as to provide reference for the fault treatment and future maintenance of THE EMU traction system.Keyword:CRH3 EMU; Traction system; Working principle; Traction converter引言近几年来，我国高速列车的速度等级不断提高，车辆内部构造趋于复杂，为了满足车辆的多种功能的实现，尤其是列车牵引系统的稳定及维护，才能不断提升车辆本身的性能。
我们结合CRH3型动车组牵引系统的功能原理与组成特点，并结合调试过程的经验，深入的研究车辆的牵引系统，为动车组的维护和研发提高数据参考。
浅谈CRH380BL型动车组牵引变流器冷却系统流量压力差(26C0)故障的分析与处理方法
浅谈CRH380BL型动车组牵引变流器冷却系统流量压力差（26C0）故障的分析与处理方法作者：王福庆来源：《中国科技博览》2014年第09期摘要通过对CRH380BL型动车组牵引变流器冷却系统流量压差工作原理以及常见故障的调查总结，对CRH380BL型动车组牵引变流器冷却系统流量压力差异常故障的原因进行分析，提出相应的对策及措施。
关键词CRH380BL型动车组；牵引变流器冷却系统；对策措施【分类号】：U2661.牵引变流器冷却系统介绍及工作原理1.1牵引变流器冷却系统介绍CRH380BL型动车组为16编组动车组，动拖配置为8动8拖，每列动车有8个牵引变流器，每个牵引变流器由2个4象限斩波器（4QC），带谐振电路的中间电压电路，过压限制器及脉冲宽度调制逆变器（PWMI）组成。
每个牵引变流器有独立的冷却系统。
由于在变流器中使用的半导体为6.5kV级关断电压的IGBT管，冷却方式为水冷（成分：水56%、防冻剂44%）。
通过监测冷却回路中冷却介质的温度及流量来防止牵引变流器的过热。
水冷方式除了能够防止过热外，还能预防牵引变流器的过流、过压。
1.2牵引变流器冷却系统的工作原理CRH380BL型动车组的牵引变流器正常工作后，牵引变流器中间直流环节输出2700V-3600V直流电压供辅助变流器逆变成3AC440V60HZ的三相交流电供给列车3AC440V60HZ母线，3AC440V60HZ母线供给牵引变流器冷却系统冷却风机以及泵工作。
牵引变流器冷却风扇对在冷却体毛细管中的冷却液进行冷却。
2.牵引变流器冷却系统故障（26C0）的原理分析2.1满足下述任一情况将报26C0故障：（1）在逆变器PWMI激活、AC440供电正常、水泵正常、入口水压力及出口水压力没有超限前提下，牵引控制单元TCU检测到牵引变流器冷却液压差小于0.4bar，且持续0.6s，则报出故障（在进入中间电压保持模式10s内不进行判断）。
（2）在四象限4QC或逆变器PWMI激活、入口水压力及出口水压力没有超限前提下，牵引控制单元TCU检测到牵引变流器冷却液压差小于0.35bar，且持续60s，则报出故障。
CRH3型动车组牵引变压器分析及其典型故障分析
CRH3型动车组牵引变压器分析及其典型故障分析摘要：近些年,动车组技术呈现井喷式发展，高速铁路里程不断更新，动车组的运量和运能也不断提高，在动车组运用工作中对于牵引系统的故障处理至关重要。
本文介绍了CRH3型动车组牵引变压器的主要组成，以其T型接头炸裂故障、排气不彻底导致报瓦斯报警故障为例，介绍故障的具体描述，分析故障原因，并讨论制定故障处理的具体方案。
关键词：动车组；牵引变压器；故障分析动车组运行过程中，其牵引和制动功能的运行状态是最重要的监控对象。
一旦动车组发生此类故障将会影响整个高速铁路线路的调度工作和正点运行情况。
本文重点研究CRH3型动车组牵引变压器故障,解决牵引问题导致高速动车组运行时的安全隐患。
一、CRH3型动车组牵引变压器的组成主变压器是动车组牵引系统的核心部件，通过六个V型衬吊装TCO2/TCO7车体下，其功能是将电弓从接触网接受的1AC-25KV-50Hz高压交流电，降为适用于列车系统的电压，为牵引变流器提供稳定、可靠电能。
牵引变压器主要由变压器本体、油泵、冷却单元和膨胀油箱组成。
（一）变压器本体内为铁芯和绕组。
铁芯的计算和设计与4低压和4高压绕组的特点相符。
铁芯由2个辄架和2个柱构成。
铁芯为冷轧、角铁制作的铁板，具有耐高温和绝缘表面。
为降低损耗和噪音级，铁芯片已进行了充分的堆叠和压制。
两个柱通过两个树脂浸渍带压制。
绕组为分层型绕组，通过强制冷却以环层方式固定在铁芯上。
为防止绝缘材料长期运行后收缩，绕组已被充分烘干。
绕组被紧密压实以备在短路时能够支撑轴向力。
所有绕组的绝缘，均采用是聚芳基酰胺材料。
为防止电容性负载，磁性铁芯要接地。
接地带由绝缘铜线构成，连接在铁芯和压挤框架、油箱内侧之间。
（二）变压器油作为冷却介质，通过油泵使其在变压器本体与冷却单元之间强迫循环，通过冷却单元风机进行风冷。
（三）膨胀油箱独立于变压器本体固定在车体的顶部，膨胀油箱和变压器本体通过管路连在一起。
膨胀油箱通过吸湿器与外界空气联通，满足运行过程中由于油温的变化导致的油位变化。
CRH_3型动车组高压电器系统可靠性研究
CRH_3型动车组高压电器系统可靠性研究摘要：由于动车组科技含量高、运行速度快、安全责任重大，其可靠性有严格的要求。
可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。
我国动车组还没有经过完整的生命周期，高速动车组高压电器系统部件的全生命周期的管理还没有实践经验，对高压电器系统及其部件的可靠性设计还没有实践数据的支撑，现有高压电器系统及其部件的可靠性设计还处于技术引进和理论研究的阶段。
关键词：CRH_3型动车组；高压电器系统；可靠性；CRH_3系列动车组采用一些控制继电器来根据乘务人员的指令信号和动车上各种装置的运行工况，自动检测和传递信号，以实现动车组各种电路的自动转换，实现简单的逻辑运算和控制，保证各有关独立器件正常工作。
对于一些频繁动作的高压电器，其控制电路中继电器动作次数较多，易发生触头粘连现象，从而影响动车组正常运行。
一、可靠性分配原则可靠性分配就是在产品研制任务书（或合同）中规定的总体可靠性指标，自顶向底，由上到下，从整体到局部，逐步分解，分配到各系统、分系统及设备。
也就是上一级产品对其下一级产品的可靠度定量要求，是一个演绎分解的过程。
由于ＣＲＨ３Ｃ型动车组服役时间比较短，牵引系统在运用阶段经过了大量的质量整改（尤其是武广线），利用现有的故障信息统计其故障率和寿命指标分布难度较大。
因此根据ＣＲＨ３Ｃ型动车组牵引传动系统结构和特点，采用专家评分分配法对在武广线运用的ＣＲＨ３Ｃ型动车组牵引系统可靠性指标进行预分配。
专家评分分配法参考以下的准则进行评价。
各个因素评分值范围为１分～１０分，评分越高说明对产品的可靠性指标越低。
（１）复杂程度。
它是根据产品组成单元的数量以及组装的难易程度来评定的，越复杂的产品，可靠性就越低，要达到高可靠性就需要付出高代价，最复杂的评１０分，最简单的评１分。
（２）重要程度。
根据在牵引传动系统重要程度评定，重要的部件可靠性要求高，给以较低的评分，如齿轮箱，影响不大的评１０分，最重要的评１分。
CRH3C 型动车组牵引系统热容量研究
CRH3C 型动车组牵引系统热容量研究发表时间：2020-01-15T15:37:58.860Z 来源：《科学与技术》2019年17期作者：段阳春孙朋飞武振杰王新生郑茂新王伟[导读] 开展 CRH3C 型动车组牵引系统热容量研究，通过测试牵引变流器输出电参数，研究动车组牵引系统控制特性，建立系统的牵引系统动态行为研究基础数据。
摘要：开展 CRH3C 型动车组牵引系统热容量研究，通过测试牵引变流器输出电参数，研究动车组牵引系统控制特性，建立系统的牵引系统动态行为研究基础数据。
通过测试规定负载周期下动车组牵引系统关键部件的温升情况，对牵引传动系统能力及其冷却系统容量进行综合评估。
验证CRH3C型动车组牵引系统冷却系统是否满足动车组高速运行时的冷却要求。
关键字：CRH3C型动车组, 热容量, 冷却系统中图分类号：U266.2 文献标识码：A0 引言随着科技的进步，动车组运行速度提高，相应功耗增大，动车组散热问题成为当前面临主要问题之一，如果散热不好，严重时电气设备会过热损坏。
因此必须对动车组的热容量进行试验和分析，找出高速动车组牵引系统设备的升温参数随列车运行速度变化规律，为考核牵引系统设备安全性和使用寿命提供依据，并为新一代高速列车牵引系统开发以及高速列车运行综合仿真系统的研究提供准确、丰富和可靠的试验依据。
1 试验方案1.1牵引系统热容量试验用折返法进行试验，试验时选择100公里左右线路，要求线路限速350km/h以上，分别在以下三种情况下进行测试：1）满级位加速到330km/h后恒速运行，到达指定地点常用制动满级位停车后立折，反复运行直至牵引系统温升平衡，试验时间约2个小时；2）满级位加速到350km/h后恒速运行，到达指定地点常用制动满级位停车后立折，反复运行直至牵引系统温升平衡，试验时间约2个小时；3）切除部分动力单元，满级位加速起车，如平衡速度不超过动车组牵引功率限制点或线路限速，则持续运行，否则，到达一定速度后，电制满级减速直至速度下降至规定值后，再满级加速至规定值，整个运行过程中尽量确保6车持续满功率运行，到达指定地点后常用制动满级位停车后立即折返。
CRH3型动车组牵引传动系统探究
CRH3型动车组牵引传动系统探究摘要：本文简述了我国动车组牵引传动系统的特点及发展现状，阐述了动车传动系统的设计思路，并讲解了动车组牵引传动系统分析仿真模型理论知识。
论述了动车组牵引传动系统设计中包括传动系统功率的分析，牵引功率、黏着牵引力、启动加速度、平均加速度、列车运行最高速度等进行列车牵引特性的设计。
通过动车组牵引传动系统的设计过程分析得到了设计过程中的规律讨论了在设计过程中遇到的问题，总结了设计时应注意的问题。
关键词：牵引传动系统分析仿真模型牵引功率黏着牵引引言：牵引传动系统的设计思路的分析，牵引传动系统的特点、牵引传动系统的简介、动车组牵引传动系统分析、列车牵引传动系统容量设计、列车牵引特性设计、列车牵引功率设计等过程。
正文：一、CRH3型动车组的牵引传动系统的简介CRH3型动车组为8辆编组的动力分散交流传动电动车组，4动4拖，其中相邻的两辆动车为一个基本动力单元，每个动力单元具有独立的牵引传动系统，如图l所示，主要由1台主变压器、2台牵引变流器和8台牵引电机等组成。
牵引变压器原边额定电压为单相交流25 kV／50 Hz，副边为l 550 V／50 Hz。
牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4QC)，2个4QC并联为一个共同的DC连接供电，中间电容区部分存储能量，输出平滑的直流电压。
输出端为一个PWM逆变器，将DC连接电压转换成牵引系统所要求的变压变频i相电源驱动4个并联的异步牵引电机。
本研究采用DTC系统来控制逆变和电机驱动部分，并对整个牵引传动系统进行建模研究。
二、CRH3型动车组的牵引传动系统的特点CRH3型动车组在不同的速度时刻根据牵引／制动曲线输出所需的牵引力，使动车组顺利完成牵引或制动过程。
牵引工况时，牵引力和速度的数学关系为：三、牵引传动系统的设计对于高速列车的牵引传动系统的设计，首先对列车牵引功率进行设计；其次根据牵引功率、黏着牵引力、启动加速度、平均加速度、列车运行最高速度等进行列车牵引特性设计；最后根据列车的动拖比计算牵引电动机的容量、牵引变流器的容量及牵引变压器的容量。
4 CRH3型动车组变流器系统分析
4 CRH3型动车组变流器系统分析4crh3型动车组变流器系统分析4crh3动车组变流器系统分析crh3型动车组牵引变流器结构紧凑，牵引变流器设计成车下牵引箱，易于运用和检修的模块化结构。
牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4qc)，2个4qc并联为一个共同的直流环节供电，中间电容区部分存储能量，输出平滑的直流电压。
输出端为一个pwm逆变器，将直流环节电压转换成牵引系统所要求的变压变频三相电源驱动4个并联的异步牵引电机。
列车工作在牵引状态时作为逆变器，将直流电转变成电压频率变化的三相交流电供给牵引电动机；列车处于再生制动时牵引电动机作为发电机运行，牵引逆变器工作于整流状态，将三相交流电转变成直流电，再由四相限整流器回馈电网。
4.1牵引变流器主电路结构crh3型动车组牵引变流器采用电压型2电平电路，由脉冲整流器和中间电路组成直流电路、逆变器构成。
变压器牵引绕组ac1550v、50hz交流电输入脉冲整流器。
2电平pwm变频脉冲整流器采用igbt元件，实现输出直流电压2600v～3000v定压控制、牵引变压器原边电压、电流、功率因数的控制，以及无接点控制装置保护。
再生制动时，脉冲整流器接收滤波电容器输出的直流3000v电压，向牵引变压器供应ac1500v、50hz交流电并返回电网。
滤波电容器直流电压输入逆变器，根据igbt控制信号，输出变频变压的三相交流电，对4台并联的牵引电机进行转速、转矩控制。
再生制动时逆变器控制在功能上按正向程序转换，感应电机发出三相交流电，逆变器向滤波电容器输出直流电压。
牵引电机采用直接转矩控制方式，使转矩控制反应高速化，提高了系统动态响应性能。
CRH3动车组由8辆车组成，动力配置为4m+4T（M为动车，t为拖车），其中两辆相邻的动车组为一个基本动力单元。
每个动力装置都有一个独立的牵引传动系统。
受电弓真空断路器牵引变流器牵引电机逆变器滤波电容器脉冲整流器脉冲整流器牵引变流器滤波电容器逆变器牵引电机x4x4牵引变压器图4.1 CRH3动车组牵引传动系统crh3牵引传动系统组成原理图如图4.1所示，在动车组中装有4个完全相同且互相独立的动力单元，每个独立的动力单元都相同，其电路如图4.2所示。
CRH3型动车组牵引便变压器冷却系统维护分析
CRH3型动车组牵引便变压器冷却系统维护分析摘要：动车组牵引变压器在工作时产生大量的热，若散热不及时会造成设备温度升高，触发温度保护，限制运行功率，严重的影响设备使用寿命。
牵引冷却系统是主要的散热设备，其散热性能受外界条件影响较大，柳絮期极易发生超温现象。
本文对季节性温度升高进行了分析，并制定了对应的解决方案。
通过研究，确定增加滤棉的方案可靠，并且借结合设备温度确定了更合理的维护时间，实现了降低温度升高故障率的同时，又避免了过渡维修，降低了维护成本。
关键词：CRH3型动车组冷却系统清网周期温度升高牵引系统作为动车组的动力系统关系到动车组的运行状态，而牵引系统能否可靠工作很大程度上又依赖于其冷却系统的性能。
在冷却系统工作过程中，为了加快热量的散发，通常采用冷却风机来加大空气对流速度，提高散热效率。
而随着季节的变化，冷却系统的温度升高现象呈现显著的规律性。
一、动车组冷却系统概述CRH3C和CRH380B(L)型动车组高压系统冷却单元采用FSA型空气过滤器，该结构对于过滤水、砂尘颗粒的综合效果较好，被广泛采用。
但该结构过滤柳絮、短纤维等外物的效果较差，柳絮等纤维物能够通过过滤设备，直接附着在冷却器表面，容易造成冷却器散热性能不佳。
夏初冷却器滤网表面易附着杨柳絮等杂物，这将导致新风难以从变流器及牵引电机冷却系统的风道入口处进入，此时风量减少，情况严重时，牵引变流器及牵引变压器会因过热而停止工作，威胁运行秩序。
每年4、5月前后，在京津城际、京广和京沪高铁运营的CRH3C和CRH380B(L)动车组，经常发生牵引变流器、变压器冷却液温度过高的现象，列车诊断系统自动降低牵引功率，导致车组降速运行。
现场检查后发现冷却单元空气过滤网表面、散热器表面柳絮污染严重，如图1所示。
经过调查确定，在日常维护过程中，车组均严格按照正常的清网周期进行清网，清网质量符合要求，不存在漏检漏修、作业质量不达标现象。
因此有必要对季节性温度升高问题进行研究，确定合理的可靠的冷却系统滤网维护方案，既要达到预期的清网效果，避免冷却系统超温，又要避免“过度维修”、“成本浪费”、“次生灾害”等问题或隐患。
CRH3型动车组牵引冷却系统季节性超温的原因及优化方案武旭博
CRH3型动车组牵引冷却系统季节性超温的原因及优化方案武旭博发布时间：2021-09-14T03:43:54.168Z 来源：《中国科技人才》2021年第16期作者：武旭博王蒙孙鹏飞[导读] 本文阐述了CRH3型动车组牵引变压器、牵引变流器、牵引电机冷却系统功能的实现方式及空气过滤器工作原理，牵引冷却系统是主要的散热设备，其散热性能受外界条件影响较大，柳絮期极易发生超温现象，列车诊断系统自动降低整车牵引功率，导致动车组降速运行，影响正常的运营秩序，通过对季节性温度升高进行了分析，并制定了对应的解决方案，保证牵引冷却系统正常工作，确保列车的正常运行。
中国中车集团唐山机车车辆有限公司总装配一厂河北唐山 063035摘要：本文阐述了CRH3型动车组牵引变压器、牵引变流器、牵引电机冷却系统功能的实现方式及空气过滤器工作原理，牵引冷却系统是主要的散热设备，其散热性能受外界条件影响较大，柳絮期极易发生超温现象，列车诊断系统自动降低整车牵引功率，导致动车组降速运行，影响正常的运营秩序，通过对季节性温度升高进行了分析，并制定了对应的解决方案，保证牵引冷却系统正常工作，确保列车的正常运行。
关键词：动车组；牵引冷却系统；清网；防杨柳絮一、牵引冷却系统的组成1.牵引变压器的散热装置布置在主变压器旁边，通过法兰与主变压器连通，主变压器冷却液通过法兰进入散热装置，油泵为油的循环提供充足的动力，将变压器顶层高温油送入冷却管内，使其产生的热量传送给冷却管内壁和翅片，再由管壁和翅片将热量传到空气中。
同时，使用冷却风机通过空气过滤器沿垂直于车辆的走行方向从外部抽入冷却空气，将冷空气吹入冷却器管束内，带走从冷却器管束放出的热量，热空气在穿过冷却器后朝着道床向下吹出，使热油加速冷却，冷却后的油从冷却器下端进入变压器下部油箱内，达到降低主变压器冷却剂温度的效果，实现主变压器器身的冷却。
为了取得最大的冷却效益，通过介质循环泵和风扇使得冷却介质和空气以设定好的速度和压力流动。
CRH3型动车组冷却系统在柳絮季节的维护方案
探讨CRH3型动车组冷却系统在柳絮季节的维护方案[摘要]crh3型动车组在柳絮季节运营时，非常容易发生杨柳絮堵塞冷却单元散热器的问题，导致冷却性能不良，内部冷却液温度急剧升高的现象。
针对该问题，进行制定维护方案；对方案进行验证；并进行运用考核；确认该维护方案能满足动车组冷却单元的相关工作性能。
[关键词]动车组；冷却单元；柳絮；维护中图分类号：td407文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0000-010 引言目前，根据crh3型动车组在中国北方的运营情况，发现该套空气过滤系统过滤柳絮的效果不佳，在每年4、5月份，会发现大量柳絮直接通过该空气过滤系统，附着在散热器表面，造成了冷却系统通风量不足，散热功率无法满足大型电气设备的冷却需求。
相关空气过滤系统需要进行改进。
1 冷却单元空气过滤系统介绍crh3型动车组车下主要电气设备均设有冷却单元，例如：牵引变压器、牵引变流器、辅助变流器、电池充电机等。
其中牵引变压器的散热功率需求最大，在环境温度40℃，空气流量50 m3/h，冷却液温度105℃时，冷却功率要求达到300kw，而且要考虑散热器表面10%污染的情况。
其中，牵引变压器冷却单元的空气过滤系统分为3部分，相关名称和功能如下：1.1 裙板格栅：作为第一层空气过滤系统，主要防止动车组高速运行中异物对进风口的击打，防护等级在ip21左右，防止石块、飞禽类等异物进入进风口。
1.2 细网眼污物粗滤器：该粗滤器上，过滤孔的直径约1mm，防止大颗粒的尘土和落叶等异物进入进风口。
1.3 fsa空气过滤器：该空气过滤器安装在细网眼污物粗滤器的后部，能对空气中细小颗粒、水份有一定的过滤效果，相关照片如图1所示：图1 fsa空气过滤器2 空气过滤系统中增加过滤棉的方案现选取了一种纤维过滤棉，安装在细网眼污物粗滤器和fsa空气过滤器之间，通过细网眼污物粗滤器过滤大颗粒杂质，而该纤维过滤棉能较好的过滤空气中的柳絮，最后fsa空气过滤器能过滤空气中的冷凝水。
CRH380B高寒型动车组牵引变流器冷却单元功率测试
CRH380B高寒型动车组牵引变流器冷却单元功率测试马昭钰【摘要】根据工业散热器热交换原理特性，建立了冷却系统功率测试平台，基于热量交换公式，设计出一套能够实际测量动车组牵引变流器冷却单元冷却功率的试验平台。
研究冷却系统不同工况下的影响，进而提出了一种准确的冷却功率计算方法。
将此方法应用于某动车组牵引变流器冷却单元实际功率的测量中，结果表明实际测量值能够满足车辆运行的需要，可广泛应用于动车组牵引变流冷却单元散热功率的测量。
%According to the industrial radiator heat exchange principle,a cooling system power testing platform which can actually measure the cooling power of EMU traction converter is established based on the heat exchange formula.A precise method to calculate the cooling power is presented by analyzing the cooling system under different conditions.The method is applied to measuring the actual power of the cooling system of the particular EMU traction converter.The result shows that the actual measured value can meet the requirement of vehicles and the method can be widely used in the cooling power measure-ment of the cooling system of EMU traction converter.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P145-147)【关键词】牵引变流器;冷却单元;散热【作者】马昭钰【作者单位】长春轨道客车股份有限公司铁路客车开发部，吉林长春 130062【正文语种】中文【中图分类】U269近年来随着高铁的发展，车辆的速度变得越来越快，给人们带来了便捷、舒适的旅程.因为随着车辆速度的增加，牵引系统的功率变得越来越大，大功率牵引部件的散热就成为了设计者不得不考虑的问题.随着列车速度的增加，列车表面负压急剧增加，空气流量减少，致使冷却风机工作效率将会下降，严重时会影响牵引变流器的散热.所以必须设计出一套大功率、可靠性强的冷却系统，以满足列车在高速运行时的散热需求.1 冷却单元工作原理CRH380B高寒动车组为4M4T编组形式，在每个动车上设有一个牵引变流器，每个牵引变流器配有一个冷却单元.冷却单元的冷却方式为水循环冷却，冷却液为乙二醇与去离子水的混合液，高寒动车组中牵引变流器冷却液中乙二醇与去离子水比例为56%：44%.冷却单元吊装在车体上紧靠牵引变流器.牵引变流器冷却单元工作原理为冷却介质由水泵泵往主变流器外的热交换器，冷却介质经由热交换器冷却后流回主变流器，流入并行连接的牵引变流器所有的功率模块，与功率模块的散热板进行热量交换；然后由泵泵出，再由水泵泵往热交换器，如此循环往复［1］.此外在冷却单元内还有膨胀水箱、压力传感器、温度传感器等保护和检查装置.依据牵引变流器冷却单元的工作原理，整个牵引变流器冷却系统的性能主要取决于热交换器散热的效果.高寒动车组冷却循环系统效果图如图1所示.图1 CRH380B高寒车牵引变流器冷却单元循环散热效果图Fig.1 The circulating cooling effect diagram of cooling unit of CRH380BLTT Traction converters 2 试验研究2.1 试验台搭建冷却单元试验台主要有以下几个部分组成，待测冷却单元，冷却液加热源，体积流量测量设备，上位机，压力传感器，温度传感器等.试验原理是通过冷却单元自身循环带动整个循环散热系统工作，将冷却单元流出的冷却液进行加热，经过一套热源装置使冷却液升温，来模拟牵引变流器所产生的热量，通过冷却单元散热器将热量通过冷却风机散发到空气中去［2］.冷却液循环试验如图2所示.试验中所用的各主要测试仪器及设备见表1所示.图2 冷却单元冷却液循环试验Fig.2 Coolant circulating test of cooling unit 冷却单元的散热量是根据牵引变流器在不同工况下能够产生最大热量的多少来最终确定［3］.按照CRH380B高寒车牵引变流器在最高时速时产生的热量，以及在实际运行中散热效率和列车运行负压带来的影响等综合分析后，得出此冷却系统的冷却功率在海拔1 500m处工作时应不小于67kW，67kW是冷却系统能否满足实际要求的一个重要依据［4］.数据处理系统包括数据采集、信号处理及数据分析系统［5］，如图3所示.表1 测量仪器与设备Tab.1 Measuring instruments and equipment设备名称型号测量范围精度数量温度传感器 PT100 0～100℃ ±0.8℃ 8热电偶 K -40～100℃±0.8℃ 18流速计 MAG60 25l／s ±0.5% 1差压计 P903VG 0～10bar ≤1% 2风速计 Testo435 0～20m·s-12% 1图3 数据处理系统Fig.3 Data processing system2.2 冷却单元冷却效率计算CRH380B高寒车牵引变流器冷却单元功率测试的理论依据为单位时间内由冷却液所带走的热量为冷却单元的功率，即：由式（2）可以推导出：由式（2）和式（3）可以得出：其中：Q为冷却液散发热量；P为冷却单元功率；Cl为冷却液的比热；ρl为冷却液密度；Ml为冷却液质量；ΔT为进出口液体温度差；v为冷却液流速.由式（4）可知，要实现冷却单元功率的测量就需要冷却液的比热、密度、流速及进出口温度差值.因此需要在冷却单元的进出口处，设有温度传感器.冷却液密度随温度增高而变小，实际密度将根据通用乙二醇冷却液密度表进行准确选取，以确保试验的准确性.在循环的管路里设有流速计，并将数据及时送入上位机.2.3 散热功率试验试验的理论基础并不是很复杂，然而在实际的操作中，影响到试验的准确性还有其他因素［6］.如：冷却液的密度随温度的增高而改变、冷却液的比热随温度增高而改变、空气密度、空气温度.此外列车在实际运行中产生的负压，污染等因素都是影响到冷却单元性能的重要因素［7-8］.尤其是列车在高速运行时产生的负压有时严重影响新风的进气量，从而影响冷却效果.鉴于此为了让冷却单元能够更接近真实情况，本试验采用了3种不同工况.工况1：300 Pa外压，无污染；工况2：350Pa外压，10%污染；工况3：700Pa外压，10%污染；模拟污染等级则采用遮挡进风口面积的比例来选取，进风口被遮挡的面积越多则表明污染越严重，在本次试验中采用方法是使用胶条对进风口过滤器进行粘贴遮挡的办法.具体试验结果如表2所示.表2 不同工况下的冷却功率试验结果Tab.2 The test result of cooling power under different conditions试验次数1 2 3进风口温度／℃27.93 23.46 26.3冷却液入口温度／℃ 51.47 46.64 47.63冷却液出口温度／℃ 44.18 39.4841.39平均温度／℃ 47.83 43.06 44.51冷却液体积流量／s-1 3.29 3.28 3.3冷却液密度／（kg·m-3） 1 059 1 062 1 060比热容／（J·（kgK）-1） 3 515 3 500 3 510海拔1 500m下实际功率／kW 76 74 71试验结果表明无论是哪种工况下，冷却单元的冷却功率都高于要求的67kW，故此冷却单元能够满足CRH380B高寒车牵引变流器所需的散热功率.3 结论本文结合CRH380B高寒型动车组牵引传动系统热特性，研制出牵引变流器热冷却单元测试平台，对各种不同运行条件下牵引变流器冷却系统的功率进行了准确的测量.测试结果表明：CRH380B高寒型高速动车组在复杂条件下，牵引变流器的冷却系统能够满足动车组以300km·h-1持续运行的要求.【相关文献】［1］刘建强，郑琼林，郭超勇，等.高速动车组牵引变流器热容量［J］.电工技术学报，2011，26（10）：205-210.［2］郭晓燕，张波，黄金.城铁列车牵引系统集成设计技术研究［J］.铁道机车车辆，2013，33（3）：56-62.［3］董焕彬，林范坤，陈乐恒.CRH3型高速动车组牵引变流器冷却系统试验研究［J］.电力机车与城轨车辆，2012，35（6）：28-30.［4］王业峰，白军，梁雪.牵引变流器中IGBT的水冷实验研究［J］.甘肃科技，2011，27（23）：51-53.［5］刘俊杰.交流传动八轴9600kW货运机车冷却系统研究［J］.内燃机车，2013（6）：1-4. ［6］董雪婷，黄超.大功率交流传动电力机车牵引特性分析［J］.兰州交通大学学报，2010，29（1）：90-94.［7］邓学寿，肖石.高速动车组牵引传动跟踪测试系统的研究与应用［J］.机车电传动，2011（6）：13-16.［8］王晶，孔丽君，刘俊杰，等.高速动车组冷却单元故障模式分析及预防［J］.内燃机车，2013（6）：22-25.。
动车组冷却系统维护策略分析
动车组冷却系统维护策略分析发布时间：2021-08-10T15:41:04.580Z 来源：《工程建设标准化》2021年第36卷第8期作者：付云强1 孙鹏帅2[导读] 本文阐述了CRH3型动车组主要设备（牵引变压器、牵引变流器、牵引电机）冷却系统的工作方式及工作原理。
付云强1 孙鹏帅2中国中车集团唐山机车车辆有限公司服务事业部河北唐山 063035摘要：本文阐述了CRH3型动车组主要设备（牵引变压器、牵引变流器、牵引电机）冷却系统的工作方式及工作原理。
主要研究了季节对冷却装置的影响，并制定恰当的滤网清洁方案，达到节约清网成本的同时降低设备高温故障风险。
关键词：CRH3型动车组牵引冷却系统牵引变压器空气过滤器 CRH3型动车组主要牵引高压系统均设置有冷却设备，冷却设备以油、冷却液等为介质，以风冷为主要方式，因此设备均设置有过滤网，为避免冷却器中堆积杂质过多影响冷却效果，需要定期进行清洁。
但是在不同季节，滤网中堆积的杂质成分有很大不同，因此有必要对不同季节的清网问题进行研究，实现在节约清网成本的同时降低设备高温故障风险。
一、冷却系统滤网清洁维护概述电网提供 25kv 50Hz单相工频高压电，经网侧高压电气设备传递给牵引变压器，牵引变压器将高压电降压后的单相工频（1550V50Hz）输出给牵引变流器，牵引变流器将输入电流通过四象限斩波器进行整流、正弦滤波器滤波，脉宽调制逆变器逆变后，输出可以调频、调压的三相交流电，驱动三相交流异步牵引电机转动，通过齿轮箱带动车轮转动，列车运行。
在这个能量转化和动力传递过程中，牵引变压器、牵引变流器和牵引电机的电气元件在工作中会产生大量热损耗，引起电气元件温度上升，如果温度超出元件所能承受的范围，牵引变压器、牵引变流器和牵引电机等将不能正常工作，甚至可能会使电气元件产生绝缘失效、着火等危险。
因此，必须采用合适的冷却系统及时将牵引变压器、牵引变流器和牵引电机工作时产生的热量带走，这样才能保证牵引系统正常工作，从而保证动车组安全运行。
CRH3型动车组牵引系统电气安全性能分析
CRH3型动车组牵引系统电气安全性能分析摘要：CRH3型动车组牵引系统主要包括牵引变压器、牵引变流器和牵引电机等主要部件。
牵引系统部件的电气安全主要是电气连接，其连接形式为端子和连接器等结构，通过分析部件的载流量和耐压评估其性能优劣。
电气安全性能对动车组安全运行至关重要，因此在设计之初应做好分析和选型，确保动车组安全运行。
关键词：CRH3型动车组、牵引系统、电气安全、载流量、耐压一、牵引系统概述动车组牵引系统有两个互相对称的牵引单元组成，两个牵引单元通过车顶电缆连接在一起，牵引单元主要包括牵引变压器，牵引变流器，牵引电机。
分别布置在车下，部件之间通过动力电缆连接。
二、电气连接部件牵引系统电气连接主要使用大A端子，连接器、大线端子等连接方式。
牵引变压器输入为大A端子/T型头，输出为连接器；牵引变流器输入和输出均为大线端子；牵引电机输入包括连接器和大线端子。
三、主要部件介绍3.1牵引变压器3.1.1大A端子和T型头大线端子使用铜材质，执行EN13600《铜-铜合金电气连接的无缝铜管》，端子的结构执行DIN46235《挤压连接用的电缆终端》,紧固件的选择及扭矩值执行DIN25201-3《轨道车辆及其部件的结构设计导则-螺旋连接件-第3部分，结构设计-电气上的应用》。
电气螺栓连接件的接触面按照大平面设计，连接导线之间无毛刺和凸起。
T型头采用NKT公司生产的高压T型插头，型号为CB36-630。
高压T型插头主要部件包括接线端子、应力锥和高压套管。
高压套管执行GB/T4109标准，高压电缆及其附件符合GB/T12706.3-2008《额定电压1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）挤包绝缘电力电缆及附件第3部分：额定电压35kV（Um=40.5kV）电缆》标准规定。
表1套管及T型头电气性能由上表可知T型头满足载流量要求。
3.1.2低压连接器变压器采用完全相同的牵引端连接器座，连接器的油密封通过密封圈实现，油箱内电气连接通过连接器的紧固螺栓实现，连接器座和连接器插头的密封通过密封胶圈实现，在连接器连接前通过保护盖进行防护，连接体依靠基座压紧固定。
CRH3型动车组牵引变流器冷却系统RAMS分析
CRH3型动车组牵引变流器冷却系统RAMS分析文章阐述了CRH3型动车组项IJ牵引变流器冷却系统的系统安全性与系统可靠性、可用性以及可维修性(RAMS)的要求，LI的是确保冷却系统的系统保证工作能够与车辆厂保持同步开展，以保证列车的正常运行。
标签：CRH3型动车组；牵引变流器冷却系统；RAMS；可靠性框图(RBD)前gCRH3电动车组在运行过程中，牵引变流器会产生大量的热损耗，而牵引变流器冷却系统的作用就是能够及时将这些热量带走，足见其地位的重要性，因此对其安全性、可靠性、可用性以及可维修性的分析验证，也就变得尤为关键。
1系统概述电网提供25kv单相工频高压电、高压电经网侧髙压电气设备传递给牵引变压器，牵引变压器将高圧电降压后的单相丄频电流输出给牵引变流器，牵引变流器将输入电流进行整流、滤波和逆变，输出可调频、调压的三相交流电，驱动三相交流异步牵引电机转动，带动车轮转动、列车运行。
在这个能量转化和动力传递过程中，牵引变圧器、牵引变流器和牵引电机的电气元件在工作中会产生热损耗，引起电气元件温度上升，如果温度超出元件所能承受的范围，变压器、变流器和电机等将不能正常工作，其至可能会使电气元件产生绝缘失效、着火等危险。
因此,必须采用合适的冷却系统将变压器、变流器和电机工作时产生的热量带走, 这样才能保证牵引变压器、牵引变流器和牵引电机正常工作，从而保证机车安全运行。
以16予车厢的动车组长编组为例，牵引变流器冷却系统共8个，分别悬挂在动力车厢EC01、VC03. IC06、IC08> BC09、IC11、IC14、EC16 的车底。
如图1所示。
图1牵引变流器冷却系统在列车上的分布牵引变流器冷却系统构成及原理：CRH3高速电动车组牵引变流器冷却系统为水冷却系统。
山以下主要部件构成：水冷基板、冷却装置.膨胀水箱、水泵、过滤器、传感器、各种控制阀门及管路等，其中冷却装置山空气过滤器、散热器、风机组、安装箱体等部件组成。
2CRH3型动车组牵引与控制特性分析
2 CRH3 型动车组牵引与控制特性分析2.1 CRH3 动车组牵引系统组成部分在CRH3 动车组上装有四个完全相同且互相独立的动力单元。
每一个动力单元有一个牵引变流器和一个控制单元，四个并联的牵引电动机以及一个制动电阻器单元。
牵引零部件辅助设备所需的3相AC 440V60Hz 电流由动车组的辅助变流器单元提供。
每个基本的动力单元主要包含以下关键器件：1. 主变压器。
主变压器设计成单制式的变压器，额定电压为单相AC 25kV50Hz。
变压器被布置在动车组没有驱动的变压器车车底，并且每一个变压器的附近都布置有一套冷却系统。
主变压器箱体是由钢板焊接的，主变压器箱安装在车下，主变压器采用强迫导向油循环风冷方式。
主变压器的次级绕组为牵引变流器提供电能。
它使用一个电气差动保护、冷却液流量计和电子温度计对主变压器进行监控和保护。
2. 牵引变流器。
牵引变流器采用结构紧凑，易于运用和检修的模块化结构。
在运用现场通过更换模块可方便更换和维修。
牵引变流器由多重四象限变流器、直流电压中间环节和逆变器组成，牵引变流器的模块具有互换性。
3. 牵引电机。
动车组总共由16 个牵引电机驱动，位于动力转向架上。
牵引电机按高速列车的特殊要求而设计。
具有坚固的结构，优化重量，低噪音排放，高效率和紧凑设计的特征。
四极三相异步牵引电机按绝缘等级200 制造。
牵引电机是强迫风冷式。
牵引电机使用的是牵引变流器的电压源逆变器供电，变频变压( VVVF) 调速运行方式。
4. 其他部件。
动车组其他牵引系统部件还包括牵引电机通风机、过压限制电阻等。
某些零部件被设计成即使出现故障也能在小幅度减少或不减少性能的情况下运行。
CRH3 型动车组采用交-直-交传动方式。
以交流异步感应电动机作为牵引电机的高速动车组适宜采用再生制动方式。
制动时它将交流电动机做为发电机使用，从而产生制动力矩，并将其所发出的电能反馈回电网。
在所有的制动方式中，再生制动是唯一向电网反馈能量的制动方式，同电阻制动相比，减少了庞大而笨重的制动电阻，同时免去了一整套通风冷却装置。
CRH3型动车组主变压器系统高级修浅析
CRH3型动车组主变压器系统高级修浅析发表时间：2016-03-18T15:20:30.667Z 来源：《基层建设》2015年24期供稿作者：许士伟徐世木[导读] 唐山轨道客车有限责任公司随着运营里程的增加，CRH3型动车组主变压器的维护、维修等级逐步加深，为使其更好、更安全、更可靠地服务于高铁运营。
唐山轨道客车有限责任公司河北唐山 063035 摘要：本文从CRH3型动车组主变压器系统的组成、主要技术参数等方面进行了介绍，并对其高级修的深度和广度进行了阐述。
关键词：CRH3型动车组；主变压器；高级修1概述CRH3型动车组主变压器亦称牵引变压器，其功能为将铁路接触网侧单相AC 25 kV电压降至供 4 个牵引绕组使用的AC 1551V 的二次电压，并供给于牵引变流系统，主要用于本牵引单元的电力需求。
2主变压器系统组成及电气数据1变压器主体 2膨胀油箱 3干燥器4冷却单元 5冷却油泵 6集成构架 2.1系统组成主变压器系统由主变压器和冷却单元组成，具体包含变压器主体、膨胀油箱、冷却单元、冷却油泵、冷却管路以及集成构架。
冷却系统采取强制风冷，即冷却风机的形式，通过冷却油泵实现变压器主体与冷却单元间冷却介质（矿物质油）的循环。
2.2电气数据高压绕组额定功率 5644 kVA 额定电压 25 kV额定电流 226 A额定频率 50 Hz低压绕组（4 牵引绕组）额定功率 4 x 1411 kVA 额定电压 4 x 1551 V 额定电流 4 x 910 A 3主变压器系统高级修内容及要求 3.1主变压器检修 1）清洁、检查主变压器，无渗漏。
2）主变压器油取油样检测油介损值、击穿电压、含水量及含气量，符合表1要求。
3）断开电气连接，从主变压器上拆下冷却单元、油循环泵。
4）分解油循环泵，更换轴承和O型密封圈；油泵组装后，功能正常。
5）检查主变压器，油箱及油箱盖外观良好，无影响功能的机械损伤，油漆破损的部位须补漆，紧固件无松动，防松标识清晰目视检查吊装轴外观无裂纹。
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时提供补给 。通过在副 油箱上安装 的可 视液位检测仪 来观
察系统油量变化。 Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型高速动车组牵 引变压器冷却 方式将油 的循 环速
压器 是高漏抗 、多绕 组变压器 ，当采用饼 式 、分裂 式绕组
度 比自然对流时提高３ 倍 ，则变压器可增加容量３ ０ ％ 。
９
遇和 挑战 。 目前 以Ｃ Ｒ Ｈ ３ 系列 为代表 的高速 动车组 已经奔驰 在全 国的 高速 铁路上 ，京滓城 际客运专 线、武广客运 专线 为 国产 高速动 车组提供 了广阔的舞 台。 目前 ，高速 电动车组 全部是动 力分散 式交流传 动 电动 车 组 。在 交 流传 动 电动 车组 将 电能 转变 为 机械 能这个 能
３ 冷却 系统构成及原理
３ ． １ 牵 引变压 器冷 却系统 构成
Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型高速动车组牵引变压器 （ Ｔ Ｆ ）位于动车 组Ｔ Ｃ ０ ２ ／
Ｔ Ｃ ０ ７ 拖车的地板下，变压器冷却装置 （ Ｃ Ｌ Ｆ ）在每个变压器
的旁边 。牵 引变压器冷却 系统包含过滤 器、热交换器 、油 泵 、冷却风 扇、通风道 、主要框架 、带液位测量仪 的补 偿 水箱和冷却 剂等主要部件 ，过滤器包括 入 口过滤器和污 垢 粗过滤器及精 过滤器 。冷 却系统 的大部 分冷却液和绝缘 介
些热 能主要来 自于 空载损耗和 负载损耗两 个方面 ，变压器
运行 时发热 的同时也在 向外界 散热 ，当发 热量大 于散热量 时设 备的各个 部件 的温 度就会升 高 ，当发热 量与散热 量相 同时 设备温度 保持不变 ，当设备长 时间处 于发热量大 于散 热量 工况 时设 备各部件 会持续升温 ，这需要 冷却装 置的冷 却性 能足够 强才 能将 设备的温升控制在允许 的范 围内。 牵 引变压器 是高速 动车组 的关 键部件 ，其损耗主 要有 空载 损 耗 和 负载 损耗 ，但是 高速 动 车 组所 采用 的牵 引变
质在变压器 箱里 ，用作冷 却和绝缘 。当冷却液流过冷却 器
量转 化和动力 传递过程 中 ，牵 引变 压器作 为大功率 的 电气 元件 在工作 中会产生大 量的热损耗 ，引起 电气部件温度 升
高 ，如果温度 超过 电气 部件所 能承 受的 范围，牵 引变 压器 将不 能正常工 作，甚至会 破坏 电气 部件 的绝 Ｒ Ｈ ３ 高速动车组牵引变压器散热需求这一 问题，文章阐述 了ｃ Ｒ Ｈ ３ 型动车组牵 引变压器冷却 系统的构成及原理 ，通过广州南至西安北拉通试验 ，验证 了在常态运行工况下ｃ Ｒ Ｈ ３ 型 高速动车 组牵引变压器的冷却 系统的冷却性能完全能满足牵引变压器的散热需求。 关键词 ：高速动车组；牵引变压器；冷却性能
２ 牵 引变压器热损耗 因素分析
牵 引变压 器在运行 时 由于产 生热能而 使设备 发热 ，这
低到 设计要求 的数值 。在空气冷却 式换热器 中，被冷却 的 油是在封 闭的管板通 道 内流动 ，空 气则绕管板外侧 流动 。
为 了取得 最大的冷却 效益 ，通过介质循 环泵和风扇 使得冷 却介质和空气 以确定的速度 和压 力流 动。 变压器副 油箱与主油箱之 间有联接通 路 ，当变压 器 内 因为温度升 高或其他故 障原因产生气体 时，气体可 以经过 联接通路排 到副油箱 中，副油箱还可 以在主油箱油量 不足
考依据 。
３ ． ２ 牵引变 压器 冷却 系统工 作原 理
Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型 高速 动车组牵 引变 压器采用强 油风冷的冷却方
式 。它属于强迫 油循 环冷却方 式。是采用在 油箱 周 围安装
强油风冷式冷却装 置 ，它把变压器 中的油 ，利用 油泵打入 油冷 却装置 中后再 复回油箱 ，油冷 却装置做成容 易散热 的 特殊 形状，利用风扇 吹风把热量 带走 ，使变压器 油温度 降
２ ０ １ ３ 年第２ ９ 期
（ 总第２ ７ ２ 期）
鸯 熟 蕊
（ Ｃ ｕ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｎ ｔ ｙ Ｏ Ｎ ． ２ Ｏ ９ ． ２ ０ １ ３ ２ ７ ２）
．
Ｃ Ｒ Ｈ３ 动车组 牵 弓 Ｉ 变压器冷却系统性能研究
孙海 荣 侯红 学 蒋 洁
（ 唐 山轨道客 车有 限责 任公 司产品技 术研究 中心 ，河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ３ ５ ）
时 ，循环泵 从变压器吸取 热的冷却液 。变 压器系统配有膨
胀箱 ，它位于Ｔ Ｃ Ｏ ２ ／ Ｔ Ｃ ０ ７ 车的车顶 ，从而补偿因温度 变化 而
产 生 的冷 却剂 量 的变 化 。
着火 等危险 。因此 ，采用 冷却性 能 良好 的冷 却系统将牵 引
变压器 工作 时散发的大量 热量带走 是非常必 要的 。文章 对 牵引变压 器 的热损 耗进 行 了深入分析 ，阐述 了Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型动 车 组牵 引变 压器冷 却系统 的构成及原 理，通过 拉通试验 ，在 常态运行 工况下Ｃ Ｒ Ｈ ３ 型 高速动车组 牵引变压器 的冷却系 统 的冷却性 能完全 能满足牵 引变 压器 的散热要求 ，为新一代 高速 动车 组牵 引变 压器冷却 系统设备 的研发设计 提供 了参
中 图分 类号 ：Ｕ ２ ６ ６ 文 献标识 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３ ）２ ９ — ０ ０ ０ ９ — ０ ２
时， 由于横 向漏磁场大，油箱的损耗 也较 高。
１ 概述
我 国高速铁 路的蓬勃 发展给 高速列车 的制造带 来 了机