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标题 CRH1A—A动车组ACM/IGBT故障影响探究
范文

    刘润伟

    摘 要:针对CRH1A-A动车组运行中ACM/IGBT炸裂导致主变压器油温过高故障进行分析,通过具体故障案例的现象及数据,结合硬件及软件图进行逻辑分析,得出CRH1A-A动车组ACM故障停机后的故障影响及故障报出逻辑,并提出合理化建议,对后续CRH1A-A动车组正线故障应急处理有一定的指导意义。

    关键词:ACM/IGBT;主变压器;CRH1A-A动车组

    DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.054

    0 引言

    CRH1A-A动车组,运行途中,3车牵引绕组1过流,牵引绕组2过流,ACM直流测量故障,ACM自动隔离,主断断开,升弓按钮闪烁,按升弓按钮后主断闭合。后续2车报主变压器油温高于115度。

    1 原理分析

    1.1 ODBS数据分析

    下载故障列车ODBS数据如下图1所示。03车报相电流不平衡故障,5526;03车报交流电流超限故障,5589。

    环境数据显示受电弓升起、主断闭合,DCU/A运行状态31(变流器被隔离),如下图2,图3所示。

    后续列车报出一系列故障,02车主变压器油温高于115度,3013;02车LCB被切除,3041;02车RS被切除,3053;02车切除受电弓,3037;如图4所示。

    1.2 现场检查情况

    强制2车主变压器低速/高速风机运转正常,油泵运转正常。

    打开3车变流器箱发现ACM IGBT炸裂,直流环节母排发黑,更换新的ACM,供电后正常,如下图5所示。

    1.3 模拟试验

    根据数据分析,车组1车主控,升7车弓,7车主断闭合,3车ACM故障后,7车主断断开,4车三相隔离接触器断开,1车按激活高压按钮后,7车主断闭合,2车主变压器油温逐渐上升至超温报警。

    模拟1车主控,升7车受电弓,强制断开4车三相分离接触器后,切除3车ACM。

    发现切除ACM后,2车主变油泵和风机启动信号均变为0,持续工作一段时间后,油温逐渐上升。对比4车主变压器油泵和风机启动征程,油温无上升趋势。

    2车:油泵和风机未工作,油温逐渐上升。如下图6所示。

    4车:油泵和风机工作,油温稳定无上升,如下图7所示。

    (下转第3页)

    (上接第60页)

    判断1177-02车主变超温的原因为3车ACM故障,4车三相分离接触器断开,2车主变油泵和风机未工作,主变失去冷却作用导致油温超温。油泵与风机停止工作后,虽然主变继续工作,但并未报出“没油流”故障。

    2 工作逻辑分析

    2.1 主变压器油泵工作逻辑

    主变压器冷却系统采用油冷方式,通过油泵和冷却风扇使冷却油循环实现冷却功能,并通过油温、油位、油流传感器来监控冷却系统工作状态保障主变压器正常工作。当主变压器油泵及冷却风扇停止工作后,冷却系统循环停止工作,油温逐步上升,根据CRH1A-A控制逻辑要求,当02车主变压器油温高于110度时,IDU报出超温故障,1、3车LCM功率受限;当油温高于115度时,降弓、断开并封锁2车的LCB和RS,主变保护性停机。

    关于2车主变油泵和风机不启动的原因,根据软件图可知,在三相分离接触器断开时,被分成两段的单元1~4车(共有2个ACM)和5~8车(共有3个ACM)各自需要有至少2个ACM工作,所在的主变油泵和风机才允许启动。因1177-03车ACM故障,导致了三相分离接触器断开,1~4车仅剩1个ACM工作,所以2车主变油泵和风机均未启动。如图8所示。

    2.2 主变压器没油流故障报出逻辑

    关于油泵停止工作后未報“没油流”故障的原因,根据软件图可知,当油泵和风机允许启动、油泵接触器闭合、油温≥10℃条件同时满足,没有收到有油流的反馈信号时,会报出“没油流”故障,然后TCMS将LCM的最大功率降为0,起到保护主变压器的作用。由上面的分析可知,三相分离接触器断开后,因第一单元工作的ACM不足2个,所以油泵和风机允许启动的条件不满足,所以虽然油泵未工作,也不会报出“没油流”故障,此时LCM功率并未受限,主变未能得到及时保护。如图9所示。

    2.3 现场结论

    根据数据分析及故障模拟情况,判断1177-02车主变油温超温的原因为3车ACM故障导致三相分离接触器断开,第一单元仅1车1个ACM工作的条件下,2车主变油泵和风机不工作,主变仍继续工作导致油温超温故障。

    当02车主变压器油泵和风机停止工作后,并未报出“没油流”故障,主变未得到相应保护且牵引负载继续工作,当主变超温故障发生后,主断断开,主变才停止工作。根据ABB提供的油样化验结果,各项指标均合格,主变压器正常。

    3 改进建议

    在深入分析故障数据及油流停止故障报出逻辑的基础上,针对没油流的故障未报出,建议当三相分离接触器断开后,TBU1内ACM数量少于2个时,主变油泵和风机不启动时,司机IDU界面报出相应故障信息,且牵引变流器应适当限制功率,保护主变压器,使ACM/IGBT故障影响范围最小。

    参考文献:

    [1]张曙光.CRH1型动车组[M].北京:中国铁道出版社,2007.

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更新时间:2025/3/12 0:44:04