動車組高壓供電系統故障分析

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摘要：2010年9月，唐車及長客的CRH3-380型動車組定型為CRH380B系列，其中短編組動車為CRH380B，截止2015年底，總數逾200列；而長編組動車為CRH380BL，總數為115列。皆為350Km/h級別統型動車組。本文主要圍繞CRH380B、CRH380BL動車組運行中高壓供電系統發生的故障現象進行原因分析、故障處理時的注意事項，讓動車駕駛人員能對動車組運行途中的應急故障找出相應的處理辦法，確保列車的高速、安全和正點運行。

關鍵詞：高壓供電系統；故障現象；原因分析；注意事項；處理方法

CRH380B、CRH380BL動車組運行中高壓供電設備發生的故障主要包括受電弓、主斷路器、主變壓器、網側電流、HMI顯示等故障。若這些設備發生故障，將直接影響動車組列車的正常運行。因此，本文對CRH380B、CRH380BL動車組高壓供電設備的故障作分析處理，以便于動車組司機和隨車機械師對故障應急處置能力的提升。

1動車組高壓供電系統功能簡介

動車組受電弓將接觸網的AC25KV單相工頻交流電圖2HMI顯示屏圖1HMI顯示屏輸送給牽引變壓器，經牽引變壓器降壓后，將單相交流電轉換為直流電，再通過中間直流環節將直流電傳輸給牽引逆變器，牽引逆變器輸出電壓、電流、和頻率可調的三相交流電供給三相異步電動機，牽引電動機軸端輸出的轉矩、轉速通過齒輪箱的齒輪傳遞給動車組動輪輪對，轉換為輪緣牽引力、線速度。高壓供電設備主要完成從接觸網到牽引電動機之間電路的連通，包括受電弓、主斷路器、主變壓器、高壓電纜及母線等。

2動車組故障信息提示的查看及顯示屏的截屏操作

CRH380B型動車組的診斷系統將故障信息集成在動車組的5個顯示界面上（4個司機室HMI屏，1個乘務員HMI屏）。CRH380BL型動車組的診斷系統將故障信息集成在動車組的8個顯示界面上（4個司機室HMI屏，3個CCU柜HMI屏，1個乘務員HMI屏）。發生故障時，司機及隨車機械師可到HMI屏上查看故障記錄采取相應解決辦法。故障排除后，該故障信息不再顯示。在HMI屏主界面上，可使用按鍵顯示故障記錄。在故障記錄界面，按故障發生的順序顯示故障信息，每種故障，除顯示車號和故障代碼外，還顯示發生的日期、時間和故障描述。選擇“1-報告”按鍵可調出故障描述。此外，選擇“7-更改布局”按鍵可顯示故障代碼。列車靜止時，可使用按鍵查看相應的故障處理方法。列車運行時，可使用按鍵查看相應的故障處理方法。在司機室顯示屏上，按住鍵3秒以上將對顯示屏進行抓屏，抓屏時會有“咔嚓”拍照聲，此時截取的顯示屏信息將以圖片格式保存在HMI操作系統d:/scrshot文件夾下。此功能可用于在發生故障時記錄顯示屏顯示的信息。

3CRH380B系列動車組高壓供電系統常見的故障分析處理

3.1受電弓故障的分析處理方法

故障現象：受電弓無法升起。原因分析：軟件保護或控制回路故障。注意事項：①受電弓無法升起，要檢查總風管壓力。當總風管壓力低于700kPa時，單個受電弓10分鐘內升弓操作不得大于3次，否則會觸發軟件保護而鎖閉受電弓。一旦鎖閉，90分鐘后才能解鎖。②運行中換弓操作時，速度應在200km/h以下。③CRH380BL型動車組如在運行過程中操作閉合21-F98和21-F99空開，一定要在車組回到動車所后斷開21-F98和21-F99空開，并重新施加鉛封。故障處理的改進及創新：①動車組優先升后弓，當后弓不能升起時，司機在HMI屏上鎖閉后弓，升前弓，換弓升起正常后，可以正常速度運行。（如圖1所示）②如果受電弓顯示鎖閉并且在HMI屏上無法解鎖，首先在HMI屏確認維護模式已經開啟，進行三鍵復位操作。（如圖2所示）③如果復位不成功，則使用Monitor軟件連接鎖閉的受電弓所在牽引單元司機室或CCU柜內的主控CCU，顯示正確連接。④在Maintain下拉菜單中選擇“RAResetAll”選項，回車對本牽引單元進行復位。⑤如果受電弓不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇“RHVSReset”選項，回車。⑥選擇“2-ResetPANTOraisedincorrectly”對本牽引單元的受電弓進行復位。⑦選擇“e-End”結束復位。⑧復位結束后，在HMI屏上關閉維護模式。⑨重新升弓，恢復正常運行。⑩CRH380B型動車組如果受電弓仍然不能升起，在主控司機室右側的故障面板上，將“緊急情況切除回路”開關打到“關”位，然后再次嘗試升弓。如果受電弓仍然不能升起，則啟動緊急驅動模式行車，或按隨車機械師要求通知列車調度員進行救援。（如圖3所示）11CRH380BL型動車組如果受電弓仍然不能升起，在主控司機室右側的故障面板上，將“緊急情況切除回路”開關恢復到“開”位。1車占用時將1/9車電氣柜內空開21-F98、2/10車電氣柜內空開21-F99的鉛封拆除，閉合21-F98和21-F99空開；16車占用時將8/16車電氣柜內空開21-F98、7/15車電氣柜內空開21-F99的鉛封拆除，閉合21-F98和21-F99空開。12重新升弓，恢復正常運行。若受電弓仍然不能升起，切除2、10車車頂隔離開關，再次嘗試升弓。如果受電弓仍然不能升起，按隨車機械師要求通知列車調度員進行救援。

3.2主斷路器無法閉合故障的分析處理方法

故障現象：主斷路器無法閉合。原因分析：①牽引變流器故障。②主變壓器故障，如原邊過流、次邊過流、電流差動保護、瓦斯報警、電流檢測故障（6326、6327、633A、633B、6CA3、6CA4、6CA5、6CA6）主變壓器冷卻故障等。③車頂高壓部件故障，如網側電流過流、車頂電纜差動電流保護（6CA7、6CA8）。④牽引系統其他故障。注意事項：連續3次閉合不成功則主斷鎖閉。故障處理的改進及創新：①查看HMI屏，若有牽引變流器故障時，先切除故障牽引變流器，閉合主斷繼續運行。如切除故障牽引變流器后，主斷仍不能閉合，從步驟3開始執行。②若HMI上顯示2、3、4類故障時，需切除故障牽引單元的受電弓、車頂隔離開關、主斷路器、牽引變流器，起到隔離故障牽引單元的作用，具體步驟如下。1）在主頁面選擇“開關”。2）在“開關”頁面選擇“牽引”。3）在“牽引”頁面將故障牽引單元的受電弓、車頂隔離開關、主斷路器、牽引變流器切除。③閉合主斷路器，維持運行。

3.3主斷路器鎖閉的故障分析處理方法

故障現象：主斷路器鎖閉。原因分析：軟件保護。注意事項：續3次閉合不成功則主斷鎖閉。故障處理的改進：①切除故障單元的受電弓，升另一受電弓，以最大牽引力運行。②如果主斷仍然無法閉合，在占用端司機室HMI屏上開啟維護模式，進行三鍵復位操作。③如果復位不成功，則使用Monitor軟件連接主控司機室或者鎖閉的牽引設備所在牽引單元司機室或CCU柜主控CCU，顯示正確連接。④在Maintain下拉菜單中選擇“RAResetAll”選項，回車對本牽引單元進行復位。⑤如果主斷不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇“RHVSReset”選項，回車。⑥選擇“3-ResetVCBpermanentlock”對本牽引單元的主斷進行復位。⑦選擇“e-End”結束復位。⑧復位結束后，在HMI屏上關閉維護模式，重新升受電弓，合主斷路器。

3.4主變壓器故障的分析處理方法

故障現象：主變壓器油流故障，VCB跳開，主變壓器鎖閉且無法重啟，高壓封鎖；故障代碼：635A、634B、631F。原因分析：主變壓器保護。注意事項：①不需要停車，保持車輛惰行，斷主斷，對故障車輛所在牽引單元CCU進行軟件復位。②運行中換弓操作時，速度應在200km/h以下。故障處理的改進：①其它單元無牽引輔助故障，升弓合主斷繼續運行；如果需要換弓，降弓后再重新升弓，合主斷，繼續運行。如不滿足本條所述條件，從第2條開始執行。②首先在HMI屏確認維護模式已經開啟，進行三鍵復位操作。③如果復位不成功，則使用Monitor軟件連接主控司機室或者鎖閉的牽引設備所在牽引單元司機室或CCU柜的主控CCU，顯示正確連接。④在Maintain下拉菜單中選擇“RAResetAll”選項，回車對本牽引單元進行復位。⑤如果主變壓器不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇RHVSReset選項，回車。⑥選擇“5-Resettransformepermanentlock”對本牽引單元的主變壓器進行復位。⑦選擇“e-End”結束復位。⑧復位結束后，在HMI上關閉維護模式。⑨恢復正常運行。

3.5網側電流限流500A故障的分析處理方法

故障現象：網側電流限流500A。原因分析：司機室故障開關面板GFX-3A開關打至開位。故障處理的創新：①將司機室故障開關面板上的GFX-3A開關打至關位。（如圖4所示）②在HMI上將網測電流調至最大，則網側電流限值由500A提高到1000A。（如圖5所示）

3.6HMI顯示故障代碼63E2、63E4時故障的分析處理方法

故障現象：系統檢測網壓不穩定導致主斷路器起保護斷開。原因分析：接觸網網壓不穩定引起動車組軟件保護或電壓互感器故障（如熔斷器脫落、燒損）。注意事項：①在網壓不正常時，主斷路器連續閉合3次后，將會導致主斷路器鎖閉，報故障代碼6307。（主斷路器閉合間隔應大于30秒）②運行中換弓操作時，速度應在200km/h以下。故障處理的改進及創新：①查看網壓界面，檢查網壓值是否在正常范圍。②如網壓值不在正常范圍內或無網壓，且調度中心反饋該區段網壓正常，待網壓值恢復正常，主斷路器閉合信號變藍后方可閉合主斷路器。③如果短時間內多次閉合，造成主斷路器鎖閉，將報故障代碼“6307”。按主斷路器解鎖操作步驟進行主斷解鎖。復位成功結束后，升正常配置側受電弓運行；如果不能復位成功，換弓處理。④如發生電壓互感器故障需要換弓處理，故障現象如下：網壓正常，無主斷閉合允許信號，無牽引相關故障代碼；無網壓，但調度中心反饋該區段網壓正常。

3.7HMI顯示故障代碼6CA0時，網側過電流的故障分析處理方法

故障現象：運行中，過分相后主斷閉合后，司機給牽引時主斷跳開，HMI屏報網側過電流（6CA0）、車頂隔離開關鎖閉（63CE）。原因分析：由于網側過流，導致主斷斷開。注意事項：此類故障由于車頂隔離開關動作，并且報出過流故障，因此可能存在接地或短路現象，不做任何恢復操作。故障處理的改進：①停止列車。②隨車機械師下車檢查故障車車頂可見部位無異常。③切除車頂隔離開關，換升另一個受電弓后，主斷閉合正常，按最大牽引輔助能力維持運行。

3.8HMI顯示故障代碼28F7時，主斷無法閉合故障的分析處理方法

故障現象：主斷沒有閉合信號，HMI屏報28F7：由于測試真空斷路器斷開。原因分析：牽引系統故障。故障處理的改進及創新：查看列車顯示屏，是否報出與牽引有關的故障代碼，按故障代碼提示進行相應操作，如無牽引相關故障報出，執行下一步。換升另一個受電弓，如果能正常閉合主斷，繼續行駛，否則，進行下一步。斷開車頂隔離開關，如果正常閉合主斷，按最大牽引能力行駛，否則，執行下一步。在司機室顯示屏依次切除牽引變流器，是否有主斷閉合信號，如果有，閉合主斷，按最大牽引能力行駛。

3.9HMI顯示故障代碼63C0時，受電弓故障的分析處理方法

故障現象：受電弓故障,繼電器跳閘,受電弓自動降弓。原因分析：受電弓控制系統故障。注意事項：HMI在只出現63C0，而沒有63C2代碼時執行下面操作。運行中換弓操作時，速度應在200km/h以下。故障處理的創新：①重新升故障受電弓，如果受電弓正常升起、故障代碼消除，則正常運行。②如果升弓不成功，則切除故障單元的受電弓，升另一受電弓，以最大牽引力運行。

3.10HMI顯示故障代碼63C2時，受電弓故障的分析處理方法

故障現象：受電弓無法升起，HMI報故障代碼63C2。原因分析：受電弓硬件故障或者風管損壞。故障處理的改進：立即停車。

4結束語

動車組高壓供電系統由于設備較多，因此，故障原因的涉及面較廣，動車組的設計生產企業和動車組運用部門要進一步加強溝通與合作，完善供電系統部件的設計與優化，有效降低檢修人員的檢修工作壓力，最終實現提高動車組檢修效率、降低動車組高壓供電系統設備的故障率。

參考文獻：

[1]CRH5G應急處理手冊（機械師）.

[2]CRH5型動車組途中故障應急處置手冊.

[3]CRH380B動車組隨車機械師手冊.

[4]CRH380B、CRH380BL型動車組途中應急故障處理手冊.

作者：姜宇 單位：遼寧軌道交通職業學院