CRH3型动车组牵引变流器冷却系统RAMS分析
地铁车辆电气牵引系统的RAMS设计探讨
• 128 •内燃机与配件地铁车辆电气牵引系统的RAMS设计探讨崔明强(中车青岛四方机车车辆股份有限公司,青岛266000)摘要:地铁建设不仅体现了一个城市的经济发展水平,更重要的是能够对地面交通进行有效的补充,缓解交通压力,使交通拥诸的现象在一定程度上得到缓解。
作为地铁运输的重要组成部分,牵引系统为列车正常运行提供了保障,本文就地铁车辆电气牵引系统的RAMS设计探讨作简要阐述。
关键词:地铁车辆;电气牵引系统;RAMS设计0引言牵引系统作为地铁车辆核心技术,其性能对车辆运行 结果的安全性有着直接的影响,为了确保车辆在行驶过程 中安全可靠,已经开始研究制造拥有自主品牌的牵引系 统。
除了常规性设计外,系统的安全性,可靠性,可用性与 可维修性也是不可或缺的。
1RAM S概述RAMS不同英文单词首字母的缩写,其内容包括了可 维修性,可用性,安全性,可靠性等。
单从设计工作来考虑,可以将RAMS作为一项单独的工程来开展,其贯穿了产品 全生命周期。
从分析研究产品的可行性一直到产品报废,整个生命周期中,需要建立可用性,可靠性,安全性与可维 修性的论证过程中,通过论证而建立相关的要求,并在要 求形成的过程中综合相关参数。
可靠性指的是产品在规定 条件下运行,在规定时间内能够保持一定功能的能力。
而可维修性则是规定的时间与条件下,依据规定的方式进行 维修,使其恢复或者是保持到规定状态的能力。
可用性则 是在任一随机时刻,产品处于可用状态的能力,安全性则 是指产品不发生系统性危险。
RAMS不同要素其内在存有一定的关联,不同因素 之间是可以相互转换与影响的。
当外部或者是内部的影 响因素共同作用时,就可能会导致产品出现故障。
产品的 功能状态也会从正常转变为故障,从而对其可靠性造成 影响。
如果故障情况较为严重,系统可能会停止工作,从 而导致严重的后果,安全性就会受到影响。
一旦出现了故 障就需要开展维修工作,可维修性就会由此而受到影响。
CRH3型动车组牵引系统维护分析
CRH3型动车组牵引系统维护分析摘要:重点介绍了牵引系统原理分析与主功能组的电路图分析,主要涉及内容为受电弓、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、主断路器、牵引电机、冷却风机等各部件的组成及检修维护分析。
在车组运营维护过程中,根据系统原理组成、检修维护经验、客户维护资料进行相关故障排除,以达到故障的及时处理又达到预防性检修维护目的。
关键词:CRH3型动车组,牵引系统,控制原理,维护。
一、受电弓维护分析1、CRH3动车组受电弓故障类型受电弓上臂风管断裂,弓头悬挂失效等惯性故障,分析认为风管故障的原因如下:(1)风管绑扎间距过大,受气动载荷或异物冲击作用容易造成反复的折弯变形,加上该管伟铝塑管,材质较硬、脆,从而更易产生疲劳断裂,造成自动降弓。
(2)风管连接处采用的快速接头容易漏气,造成自动降弓。
根据故障类型不同,前期根据故障现象制定了应急方案:采取了将绑扎间距从40cm降低到20cm的,有效降低了气动载荷和异物冲击对风管的损伤,目前已完成全部更换工作,该类故障基本得到了有效控制。
为彻底解决该问题,将由株机公司按照ADD风管国产化方案将西门子提供的受电弓全部改为螺纹接头和软管的方案。
2、受电弓日常维护2.1受电弓碳滑条检查 I1 5000公里/2天目测碳条:⑴将碳条表面清理干净,目视检查碳条外观状态。
观察碳条有无明显磨损、裂纹,碳条有无明显烧蚀以及剥离。
⑵当目测检查发现明显的疑点时需要对碳条做全面的检查。
⑶检查炭条厚度符合要求,当炭滑板厚度不足24mm 时,更换碳滑条。
⑷如果发现距离炭条横向端头不足200mm范围内存在1处横向裂纹,必须更换碳滑条。
注意:双滑板受电弓更换碳滑条时,必须2条一起更换。
2.2受电弓检查 I2 20000公里/10天检查项目如下:①正常磨耗到限;②超过1处横向裂纹并连续到了碳条基板(当横向裂纹接近碳滑板端部200mm时,有1处裂纹的碳滑板必须更换);③纵向贯穿性裂纹;④滑板受冲撞后扭曲变形导;⑤边缘处磕碰导致滑板大面积掉块(接近宽度的1/2);⑥铝托架严重烧损(面积接近高度的1/2);二、主断路器维护分析2.1 AC主断路器检查M1 100000公里/45天目视检查断路器,尤其是绝缘体陶瓷部分(A) 的状况(瓷漆应无裂开或损坏)和 BTE 接地开关的接头 (B)。
RAMS技术在动车组电气连接器中的应用
RAMS技术在动车组电气连接器中的应用发布时间:2021-03-15T11:56:09.163Z 来源:《科学与技术》2020年10月30期作者:范洪伟[导读] 本文通过针对动车组电气连接器容易产生的故障原因及失效模式范洪伟中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春 130062摘要:本文通过针对动车组电气连接器容易产生的故障原因及失效模式,进行了详尽的分析。
本文基于如何提高动车组的安全可靠性,着重明确了RAMS工程技术在动车组电气连接器中的应用,针对故障提出了比较可行的解决措施,供今后动车组使用RAMS技术研究提供参考。
关键词:RAMS技术;动车组;电气连接器;应用前言随着我国高速铁路建设速度不断加快,集成了现代核心技术的动车组作为国家新名片,成为轨道交通行业发展的亮点。
在动车组安全平稳运行中,电气连接器可靠性连接是不容忽视的关键技术。
为保证连接器安全可靠,RAMS作为新兴技术,开始逐步运用在动车组的电气连接器上。
RAMS技术的使用有助于提高动车组的运营水平和行车安全。
1 RAMS技术的发展和应用情况高速铁路的目标是在规定时间内保证列车的安全运行及旅客和工作人员的生命安全。
安全问题的良好解决,可有效保证高速铁路的运输能力和社会效益。
在铁路高速、重载情况下,为保持和提高高速铁路运输能力及安全,以前很多学者对于铁路信号的研究仅仅局限于系统可靠性的研究,目前已扩展到对系统可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可维修性(Maintainability)和安全性(Safety)的全面评估,即RAMS评估。
伴随着我国轨道交通发展的进程,行业技术标准特别是高速铁路建设和动车组等技术标准,从无到有、从追赶到超越、从探索到成熟,各方面的技术标准显著得到了提高。
而国外轨道交通RAMS工程技术发展相对成熟,RAMS已成为先进轨道交通行业普遍采用的关键技术,法国、日本、英国、德国、美国等发达国家和地区均在轨道交通方面成功地实施了RAMS工程。
基于RAMS的动车组牵引供能系统可靠性分析
基于RAMS的动车组牵引供能系统可靠性分析摘要:高速动车组列车作为当下最流行的出行交通工具,给人们的生活工作带来了许多便利。
随着科学技术的发展,越来越多的高新技术集中与动车组列车上,如自动诊断、信息化控制等,为动车组车辆运行安全帮助。
利用动车组实时故障数据,完成动车组列车的RAMS分析研究,能够更加系统的对整车情况进行系统的认知。
本文基于RAMS研究现状分析动车组牵引供能系统的可靠性。
关键词:动车组;RAMS;牵引供能系统1.研究背景随着我国经济的快速发展,轨道行业也在突飞猛进。
截止到2018年,我国拥有铁路客车约73000辆,其中动车组列车约2935组23480辆。
动车组列车运行速度快,运行里程长,运行环境更为恶劣,所以保证动车组列车的运行安全至关重要。
动车组列车是当今科学技术的代表,集机械、电气、网络、牵引、制动、通信等高新技术于一体,装备设计各类系统及复杂的设备,各专业要求严格系统十分复杂,对于可靠性的管理成为确保车辆安全运行的关键。
本文针对动车组牵引供能系统,完成RAMS可靠性指标分析,构建合理的故障管理和处理流程。
2.RAMS研究现状RAMS于1999年在欧洲标准中最先体现,指代的是可靠性,可用性,维修性以及安全性,而我国结合国内技术发展现状,制定符合我国发展现状的国家标准GB/T21562-2008,明确RAMS为轨道交通——可靠性,可用性,可维修性和安全性规范及示例。
可靠性指的是在规定时间和条件下,产品能过够完成规定功能的能力,主要元素包括产品,规定条件,规定时间,规定功能和能力。
可用性是指在某时刻,可维修产品具备或保持规定功能的能力。
可用性指标主要通过可用度表述,包含固有可用度、达到可用度、使用可用度和正点率等。
维修性理论的发展阶段主要是从故障后改善处理的“事后维修”到故障前的“预防性维修”,我国动车组列车普遍采用预防性周期性维修与特殊故障集中维修结合的方式完成。
安全性顾名思义指的是不引起人身物质的重大损伤。
动车组高压牵引系统散热装置热保护故障分析及应对方案
动车组高压牵引系统散热装置热保护故障分析及应对方案发布时间:2021-01-28T09:34:27.923Z 来源:《当代电力文化》2020年第25期作者:何世伟[导读] 牵引变流器是保证高速动车组动力性的关键设备。
何世伟中车唐山机车车辆有限公司,河北省唐山市,064000摘要:牵引变流器是保证高速动车组动力性的关键设备。
转化器的温升直接影响电动车组的运行可靠性和转化器的使用寿命。
分析了变流器的功率损耗,建立了冷却系统条件下的温升模型,并以 CRH3型高速动车组为例设计了升温模拟软体。
该软件对电动车组运行过程中牵引变流器主要部件的温度进行监测,为动力配置和温升特性提供了科学依据。
关键词:动车组高压牵引系统散热装置热保护故障引言随着我国高速铁路的快速发展和恒速加速,列车的可靠性越来越受到人们的关注。
牵引变流器是电动车组的重要电气设备,对保证高速动车组的动力性起着重要作用。
列车的温升特性直接关系到列车的可靠运行,因此在列车运行过程中必须对牵引变流器主要部件的温升进行实时监测。
温升的主要来源是 IGBT 和二极管的功率损耗,可以用开关损耗和导通损耗的总和来计算。
电力损耗产生的热量通过冷却系统扩散,从而导致温度上升。
本文从牵引变流器的损耗分析入手,通过详细的公式推导,建立了牵引变流器温升的稳态和瞬态模型。
同时,在此基础上,设计了转炉温升实时监测模拟软体。
一.动车组牵引系统散热装置概述随着动车组于2007年4月18日在中国铁路上投入运营,这标志着动车组的引进取得了成功。
2004年以来,我国铁道部相继推出了电气化动车组,包括 CRH1、 CRH2、 CRH3。
CRH1是从加拿大的庞巴迪公司引进的。
CRH2是从日本建议重工业公司引进的。
CRH3是从德国西门子引进的,CRH5是从法国阿尔斯通引进的。
从那时起,我国通过吸收和利用国外先进技术和创新,在电动车组方面取得了巨大的成就。
CRH380系列和 CRH6系列具有自主知识产权。
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。
《2024年高速铁路供电系统RAMS评估的研究》范文
《高速铁路供电系统RAMS评估的研究》篇一一、引言随着高速铁路的快速发展,其安全性和可靠性成为了公众关注的焦点。
高速铁路供电系统(以下简称“供电系统”)作为高速铁路的重要组成部分,其可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)评估显得尤为重要。
本文旨在探讨高速铁路供电系统RAMS评估的方法、流程及实际应用,以期为提高我国高速铁路供电系统的运行效率与安全性提供理论支持。
二、高速铁路供电系统概述高速铁路供电系统主要负责为列车提供稳定、可靠的电力供应,其构成包括牵引供电系统、电力调度系统和设备维护系统等。
该系统的稳定运行对于保障高速列车的安全、高效运行具有至关重要的作用。
三、RAMS评估方法及指标1. 可靠性(Reliability):指供电系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
评估方法包括故障率分析、寿命预测等。
2. 可用性(Availability):指系统在需要时能够迅速提供服务的能力。
评估时需考虑系统的备件储备、维修响应时间等因素。
3. 可维护性(Maintainability):指系统在出现故障时,能够快速恢复运行的能力。
评估时需关注系统的模块化程度、维修人员技能等。
4. 安全性(Safety):指系统在运行过程中对人员和设备的安全保障能力。
评估时需考虑系统的防灾减灾措施、应急预案等。
四、高速铁路供电系统RAMS评估流程1. 收集资料:收集供电系统的设计资料、运行数据、维修记录等。
2. 建立模型:根据收集的资料,建立供电系统的RAMS评估模型。
3. 分析评估:运用专业的分析工具和方法,对供电系统的RAMS性能进行定量和定性分析。
4. 结果反馈:将评估结果反馈给相关管理部门和运维单位,提出改进措施和建议。
五、高速铁路供电系统RAMS评估的实践应用以某高速铁路供电系统为例,通过RAMS评估,发现该系统在可靠性、可用性和可维护性方面存在一定问题。
针对这些问题,提出了以下改进措施:1. 优化设备选型和配置,提高系统的整体可靠性。
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电平式电路,由脉冲整流器、中间直流电路、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型动车组编组形式为8辆编组,动力配置为4M+4T ( M为动力车厢,T为拖车车厢),其中相邻两动车为1个基本动力单元。
每个动力单元具有独立的牵引传动系统。
图4.1 CRH3型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。
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。
CRH3动车组牵引变压器冷却系统性能研究
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
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。
城市轨道交通牵引系统设计环节RAMS的应用分析
城市轨道交通牵引系统设计环节RAMS的应用分析作者:吴昊来源:《中国科技纵横》2017年第16期摘要:城市轨道交通牵引系统的可靠性、可维护性、可用性与安全性(简称RAMS)管理手段为整个的运输环节起着至关重要的作用。
我们在实际的工作中,必须将RAMS方式充分而又灵活的运用到城市轨道交通牵引中来,将各个供电系统的相关设施、各个子系统等方面展开融合,方可为社会提供有效的服务资源。
在这其中,RAMS的管理显得尤为重要,本文结合实际工作经验,来对城市轨道交通牵引供电系统中RAMS的应用展开讨论,希望能够为广大同行业从业人员提供一定的理论帮助。
关键词:城市轨道交通牵引系统;RAMS应用;管理中图分类号:U260.2 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)16-0046-011 牵引系统常见的问题及事故素有安全、舒适、环保、高效为特点的城市轨道交通,在国家整个交通事业当中占有着十分重要的一席之地。
随着人们工作与生活速度不断加快以及城市交通拥挤的现状,城市轨道作为最便捷的一种交通工具已经成为了很多民众出门、工作、游玩的首选,然而这种普及却为城市轨道交通工作带来了一定的弊端,其中包括:固定营运时间的客流量增加、客运人流密度加大等。
这些问题的出现都为城市轨道运输牵引系统提出了更高要求和更高挑战。
我们知道,城市轨道交通的供电系统作为列车运行的重要动力支撑,它的工作正常与否直接关系到整个城市地铁供电质量,如果在工作中出现了故障或者问题,将会直接导致供电设备部分退出工作运行,严重的还会导致整条城市轨道交通的瘫痪,甚至更为严重的还将会产生人员的重伤或者死亡。
通过对上述城市轨道交通牵引系统常见的一些问题与事故进行分析发现,整个供电系统的安全运转能够为整个的城市轨道运营工作起到了良性推进的作用。
就现阶段情况而言,牵引供电系统通常采用的是电力系统的分析手段来获取可靠性数据分析的,而其中对城市轨道交通中的特殊性却并没有充分的给予考虑。
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。
《2024年高速铁路供电系统RAMS评估的研究》范文
《高速铁路供电系统RAMS评估的研究》篇一一、引言随着高速铁路的快速发展,其供电系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)评估变得尤为重要。
高速铁路供电系统作为列车运行的动力保障,其性能的稳定性和安全性直接关系到列车的正常运行和旅客的出行安全。
因此,对高速铁路供电系统进行RAMS评估,不仅可以提高系统的可靠性,还能为后续的维护和升级提供重要依据。
二、高速铁路供电系统概述高速铁路供电系统主要由牵引供电系统、接触网系统和相关辅助设备组成。
其中,牵引供电系统负责将电能输送到列车,接触网系统则是电能传输的重要媒介,其性能的优劣直接影响到列车的运行效率和安全性。
RAMS评估是对这些系统及其组成部分的性能进行全面评估的重要手段。
三、RAMS评估方法1. 可靠性评估:通过分析供电系统的结构、元件的故障率以及维修策略等,评估系统的可靠性。
常用的方法包括故障模式与影响分析(FMEA)和可靠性框图等。
2. 可用性评估:评估系统在规定时间内能够正常工作的概率。
这需要考虑系统的冗余设计、维修策略以及环境因素等。
3. 可维护性评估:评估系统在出现故障时,维修的难易程度和所需的时间。
这需要考虑维修人员的技能、维修设备的可用性以及维修策略等。
4. 安全性评估:评估系统在运行过程中可能对人员和环境造成的潜在危害,并采取相应的安全措施。
四、高速铁路供电系统的RAMS评估1. 高速铁路供电系统的可靠性评估:通过收集和分析历史故障数据,确定系统的故障模式和故障率,并利用可靠性框图等工具进行评估。
同时,还需要考虑系统的冗余设计和预防性维护策略对可靠性的影响。
2. 可用性评估:在可靠性评估的基础上,结合系统的运行环境和维护策略,评估系统的可用性。
这需要综合考虑系统的备份方案、快速修复能力和环境因素等。
3. 可维护性评估:通过对维修人员的技能、维修设备的可用性和维修策略等进行分析,评估系统的可维护性。
这需要关注维修过程的便捷性、维修时间的长短以及维修成本等因素。
基于RAMS的高速铁路牵引供电系统可靠性评价
基于RAMS的高速铁路牵引供电系统可靠性评价提出了基于RAMS 的牵引供电系统可靠性综合评价方法,深入研究系统可靠性、可维护性及安全性。
通过对牵引供电外部电力系统、牵引变电站及接触网系统的可靠性参数计算,完成了对整个牵引供电系统的可靠性定量分析。
标签:高速铁路;牵引供电系统;可靠性评价;RAMS0 引言牵引供电系统是高速铁路的动力心脏,需要为机车提供持续可靠的电力供应,为行车提供通信用电等,是整个高速铁路的核心组成部分。
此外,由于高速铁路牵引供电系统结构复杂,受自然环境及机车运行情况(如频繁起停)影响大,故障的发生率较高。
据统计,因牵引供电系统和电力供电系统发生故障导致铁路运营中断的事故,占所有铁路事故的一半以上。
如果事先对牵引供电系统和电力系统的可靠性、可用性、可维护性、安全性进行完整而确定的评价,并采取有效措施提高系统的整体可靠性,将会避免事故的发生。
在我国电气化铁路的传统设计过程中,虽然对列车涉及系统可靠性的因素进行了校核,但均比较被动且零散,缺乏系统的理论指导和定量的评价标准。
RAMS 是可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可维护性(Maintainability)和安全性(Safety)的简称,在铁路行业应用为IEC6227 :2002 标准,但该标准在我国的高速铁路牵引供电系统评价中并未得到系统的应用。
目前学者多进行分散性研究,并未给出定量的评价模型和方法,对高速铁路牵引供电的系统性评价仍存在一定的局限性。
本文基于RAMS 牵引供电系统的综合评价方法,进行更加系统深入的研究。
综合考虑外部供电及10 kV 电力系统,牵引供电系统的RAMS 评价可划分为5 个层次(图1):①S1 外部电力系统;②S2 牵引站;③S3 接触网;④S4 牵引供电系统;⑤S5铁路电力系统。
如果将S2 看作外部电力系统的一个负荷,S1 的可靠性评价结果可以作为S4 的评价依据,本文主要针对S4 进行综合评价方法的研究。
CRH3型动车组牵引系统调试故障解析
CRH3型动车组牵引系统调试故障解析摘要:高速动车组在厂内调试或正线运行过程中,牵引系统发生将直接影响动车组的调试周期或影响动车组的正点到达以及行车安全。
本文主要对CRH380B 高寒动车组在调试或运行中发生的牵引故障,影响动车组的调试周期或影响动车组的正点到达的故障数据进行分类统计,对故障原因进行解析,为日后动车组的制造与维修提供了依据。
关键词:CRH3型动车组;牵引系统;牵引设备;牵引故障Fault analysis of traction system debugging of CRH3 EMUAbstract:The occurrence of traction system will directly affect the commissioning cycle of high-speed EMUs or the on-time arrival of EMus and the safety of high-speed EMUs in the process of in-plant commissioning or on-track running. In this paper, traction faults occurred in the commissioning or operation of the CRH380B high-cold bullet train are classified and statistically analyzed, and the fault data affecting the commissioning cycle of the bullet train or the on-time arrival of the bullet train are analyzed, which provides a basis for the future manufacturing and maintenance of the bullet train.Keyword:CRH3 type EMUs;Traction system; Traction equipment; Traction failure引言随着高速铁路列车的发展迅速,大大缩短了旅客的乘坐时间,同时也促进了区域发展和人们出行的便利。
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CRH3型动车组牵引变流器冷却系统RAMS分析
文章阐述了CRH3型动车组项目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,目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)前言
CRH3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,牵引变压器、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,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节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。
由以下主要部件构成: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,其中冷却装置由空气过滤器、散热器、风机组、安装箱体等部件组成。
典型牵引变流器冷却系统工作原理见图2。
图2 动车组牵引变流器冷却系统的原理示意图
1-截止阀;2-波纹管;3-散热器;4-风机组;5-水泵;6-膨胀箱;
7-膨胀箱视窗;8-水冷基板;9-功率模块
2 RAMS分析展开
2.1 适用范围
本次RAMS分析的范畴包括变流器冷却系统的主要部件,而不是所有部件,如空气过滤器、散热器、风机组、安装箱体、膨胀水箱、水泵、过滤器、传感器、各种控制阀门及管路等。
2.2 术语和缩写词
FMECA:故障模式、影响及危害性分析
MTBF:平均故障间隔时间
MTTR:平均修复时间
RAMS:可靠性、可用性、可维修性与安全性
RBD:可靠性框图
FTA:故障树分析
λ:反应故障发生的次数(x)与发生故障部件的数量(n)和运行时间(t)的关系
2.3 RAMS目标
可靠性目标:
可用性目标:
可维修性:
■必须保证冷却系统使用正规工厂的设备和工具,特殊工具的使用尽量少;
■避免不必要的螺钉连接,使用插接式部件防止错插;
■清洗时,能够在仅打开侧裙板,拆开过滤网和过滤器的情况下进行,并确保排水顺畅;
■能够在不使用任何特殊保护措施的情况下用自动刷洗设备清洗车辆外部。
运行中水的飞溅不会引起故障、失灵和限制,压力传感器、温度传感器等电器件插头防护等级应达到IP67;
■带冷却液运行时,不得有泄漏现象,出现故障能够单独更换冷却器或阀门;
■各部件不得有裂纹、断裂、松动现象,出现故障能单独更换故障件。
安全性:
■不允许配件出现裂纹、断裂、松动现象。
2.4 RAMS建模与设计
2.4.1 假设
一般情况下,外来因素引起的事故,如外来电力中断、水淹或员工错误等,不列为故障。
以下非责任故障不会影响产品的RAMS运行考核结果:(1)超过寿命期的损耗件;(2)连带故障(由前级故障导致的故障);(3)修复前相同故障的重复出现;(4)碰撞、事故、故意破坏;(5)操作或维修人员的疏忽或不遵守操作规程;(6)不按本公司提供的操作或维护作业指导书要求操作和维护;(6)由于预防性维护工作失误导致的故障(如忘记加冷却液等)。
2.4.2 建立RAMS可靠性框图(RBD)
当变流器在工作时,因热损耗产生的热量首先传到水冷基板上,水冷基板再将热量传导到内腔的冷却水中,系统通过水泵将水冷基板内腔中的水强制循环到散热器中,高温水在散热器中通过外部风机强制通风散热,完成热交换后的冷却水再流回水冷基板内腔重复上述冷却过程。
冷却系统中安装膨胀箱,其作用是补偿温度变化引起的冷却液体积的变化;调节水泵进口的压力,若膨胀箱内部的空气压力大于某一规定值时,可以通过膨胀箱上的螺杆阀自动排气。
膨胀箱上安装的可视液位仪可以方便地监视系统液位的变化。
由此可知,该系统中的任一部件的失效都可能导致整个系统的故障,根据串联系统的可靠性框图形式,最终得出牵引变流器冷却系统的串联可靠性框图(见图3).
图3 变流器冷却系统可靠性框图
2.5 RAMS分析过程
2.5.1 RAMS性能的预计
牵引变流器冷却单元成功借鉴CRH3动车组前身德国ICE动车组进行可靠性的预计,并结合CRH3动车组上线以来的故障记录及实际运营期间所得的故障
数据更新了预计,以准确把握RAMS性能与客户要求的相符性。
同时通过以下几方面的设计优化大大降低了冷却系统的故障率:(1)散热器外部涂层的优化,提升了防腐蚀性能;(2)风箱及底板的加强方案,避免了裂纹的发生;(3)浮标开关限位更改为焊接形式,确保了其定位的准确性和牢固性;(4)为适应运行环境,提高温度、压力传感器的防水等级。
2.5.2 RAMS目标值的测试和验证
以冷却能力为例,规范中要求的200Pa车辆负压下的初始冷却能力为67KW,而验证的结果为74.6KW,即使在负压值达到700Pa时,冷却能力虽有下降,但仍可满足67KW的总体要求。
如图4所示。
除型式试验以外,牵引变流器冷却系统的各类例行试验,如接地测试、绝缘测试、耐压测试、以及电机的功能测试,测试结果正常。
同时,通过对各类故障数据积累、FTA故障树分析、FMECA分析、维修信息的把握,最终得出结论:牵引变流器冷却系统的可靠性、可用性、可维修性以及安全性完全能够满足技术规范的要求。
3 结束语
RAMS工作是一个长期的系统不断积累不断改进的过程,还需要专业技术人员不断的坚持不懈的更新和维护,以期能够最大限度的保证产品的正常运行和使用。
参考文献
[1]牵引变流器冷却系统技术规范,2009[S].
[2]CRH3项目FMECA分析,2010[S].
[3]铁路应用.可靠型,可用性,可维修性和安全性(RAMS)的演示和规范-EN50126-1:1999[S].
[4]可靠性分析技术.可靠性方框图法-IEC61078:2006[S].
[5]系统可靠性分析技术-故障模式与效果分析程序(FMEA)IEC6081
2:1985[S].。