GFX-3S型电力机车自动过分相系统产品说明书

GFX-3S型电力机车自动过分相系统产品说明书

GFX-3S型自动过分相系统产品说明书

广铁集团公司科研所

目录

一、综述 (2)

二、系统组成 (4)

2．1 系统组成 (4)

2．2 系统外观图 (4)

三、工作原理 (6)

3．1地面感应信号接收器 (7)

3．2 控制系统 (7)

3．3 灯显指示 (9)

四、主要性能指标 (11)

五、外形尺寸和感应接收器安装要求 (13)

六、系统对外连接图 (15)

七、系统电路原理图 (16)

八、售后服务 (18)

一综述

高速重载是中国铁路的发展方向。随着列车运行速度的提高和电气化铁路运营里程的不断延长，对机车车辆安全运行标准的要求也越来越高，因此电力机车安全、准确、可靠地通过分相区间也越来越引起大家的关注。

在铁道电气化牵引区段，牵引供电采用单相工频交流供电方式。为使电力系统的三相供电负荷平衡和提高电网的利用率，电气化铁路的供电接触网采用分相段供电，各分相段采用长度不等的绝缘间隔（即分相区间），电力机车通过分相区间必须断电惰行。为了保证电力机车安全通过分相区间，在分相区前、后30m线路左侧设置断、合标志牌，以提示乘务员操纵机车安全通过分相区。长期以来断电运行均由乘务员操作完成，提前断电和滞后合闸的操纵现象屡见不鲜。由于列车无电运行时间较长，列车速度损失较大。同时，随着列车运行速度的提高，特别是在准高速、高速线路上，每小时通过多个分相区，手动操纵过于频繁，对运行安全极为不利，乘务员稍有疏忽就会产生拉电弧、烧分相绝缘器等现象，由此引起变电所跳闸，中断供电，造成行车事故。

为了适应铁路提速和高速发展的需要以及保证电气化铁路的安全运行，铁道部科教司于2000年下达了《车载式自动过分相系统的研制》的科技攻关计划，其主要任务是：

电力机车上过分相方案的系统设计；

研制满足机车运用要求的自动过分相装置和地面装置；

完成车载及地面装置的安装、运行试验以及运用考核。

《车载式自动过分相系统的研制》于2001年6月通过铁道部科教司的科技成果鉴定，与会专家一致认为该系统技术已达到国内领先水平。

GFX-3S型电力机车自动过分相系统由广铁集团公司机务处、广铁科研所和怀化机务段共同针对微机控制电力机车而研制的自动过分相控制产品。其主要功能是当电

力机车通过分相区时，系统根据当时机车速度、位置自动平滑降牵引电流、断辅助机组和分断主断路器，通过分相区后，自动闭合主断路器、闭合辅助机组和控制牵引电流平滑上升，从而实现电力机车通过分相区时操作的自动化，大大的减轻了乘务员的工作强度。系统采用了高可靠PLC作为控制单元、免维护的地面定位方式，实现精确控制电力机车通过分相区。

本装置适用于微机控制的电力机车。

二系统组成

2.1 系统组成

系统由感应接受器（简称车感器）、自动过分相信号处理器和信号指示三部分组成，系统结构如下图1

图1 车载自动过分相系统结构图2.2 系统外观

图2 自动过分相信号处理器安装图1. 2端

司机台

正常指示灯

过分相报警蜂鸣器

Ⅰ端向前预告信号

车感信号处理装置强断信号微机柜

Ⅱ端向前

车感器跳“主断”

T1 T4 T2 T3 合“主断”机车控制回路

图3 车感器安装图图4 信号指示安装图

三工作原理

本系统是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统。机车通过感应地面定位信号确定机车与分相点的相对位置，地面定位和机车感应信号分别采用斜对称埋设和备份接收，以保证自动过分相的安全和可靠。

图5 地面感应器的埋设方式

如图5所示，预先根据要求在每个分相区前后分别埋设两个地面感应器。

机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车感器和车感信号处理装置共同完成。机车过分相的控制，由微机柜及机车控制回路完成。

微机柜对机车过分相的自动控制，与司机操作控制并联，当司机操作控制过分相，自动控制起监视作用。

机车运行至G1(G4)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，信号处理器向微机柜发出过分相预告信号，微机柜根据此时机车运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断‘主断’信号给控制电路，控制电路控制机车断劈相机、断‘主断’（预告模式）；同时，司机室蜂鸣器响3s,提醒司机过分相区。当G1(G4)信号失效时，机车运行至G2(G3)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，信号处理器向微机柜发出过分相强迫断信号，微机柜

立即封锁电机电流，发出断‘主断’信号给控制电路控制机车断劈相机、断‘主断’。在正常接收到G1(G4)信号时G2(G3)信号不起作用（强迫断模式）。机车通过无电区后，根据接收G3(G1)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号信号，则通过预告信号通道向微机柜送出合‘主断’信号，司机室蜂鸣器响3s,提醒司机已通过分相区。微机柜发出合‘主断’给控制电路，控制电路控制机车合劈相机、合‘主断’。预备好后，微机柜控制电机电流缓慢恢复到过分相前工况。在正常接收G3(G1)信号时G4(2)信号不起作用。

3．1地面感应信号接收器

自动过分相的关键技术是定位，定位是否准确是系统准确性和可靠性的关键。地面感应信号安装在机车的转向架上，采用密封防水、防震设计处理，保证系统的可靠运行。

安装在机车转向架上的地面感应信号接收器通过地面感应器时，在地面感应信号接收器上感应一个幅值和宽度与机车运行速度相对应的信号。

地面感应接收器安装于机车下部转向架的两侧，共四个。前后相互备份。

3．1．1 地面感应接收器

地面感应接收器基于电磁感应原理，感应接收线圈与地面感应器的磁场相结合，完成系统的定位识别。具有识别准确高、相应时间短、抗干扰能力强、无故障运行时间长等优点。

3．1．2 地面感应器

地面感应器是嵌入到轨枕里的永久磁铁，具有耐高温、耐腐蚀、不会损坏等特点，适合安装在室外。

地面感应器的安装见附件1。

3．2 控制系统

控制系统是由系统信号处理单元以及控制单元组成。系统信号处理器采集感应接收器接收的定位信号、机车运行方向、处理相应的信息、发出相关的信息指令、自