王振威

摘要：高壓供電及牽引系統(tǒng)是動(dòng)車(chē)組最重要的系統(tǒng)之一。以E12為例，全列車(chē)分為7個(gè)動(dòng)力單元：M1+M2、M3+M4、M5+M6、M7+M8、M9+M10、M11+M12、 M13+M14，每2節(jié)車(chē)廂作為一個(gè)單元。25kV、50Hz單相交流電源從接觸網(wǎng)經(jīng)受電弓處受電通過(guò)VCB與牽引變壓器1次側(cè)繞組連接。每個(gè)動(dòng)力單元車(chē)中各設(shè)一臺(tái)牽引變壓器、兩臺(tái)牽引變流裝置（牽引變流裝置包括整流器和逆變器）及八臺(tái)牽引電機(jī)。牽引變流裝置牽引運(yùn)行時(shí)向牽引電動(dòng)機(jī)供電，制動(dòng)時(shí)將制動(dòng)再生電能反饋回電網(wǎng)。以M1+M2單元為例：牽引變流裝置M1車(chē)、M2車(chē)各設(shè)置1組牽引變流器（CI），牽引變流器（CI）除在牽引及再生制動(dòng)時(shí)向主電動(dòng)機(jī)供應(yīng)電力和制動(dòng)時(shí)電力再生控制之外還具有保護(hù)功能。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組；牽引變流器；牽引變壓器；牽引電機(jī)

1 牽引變壓器

1.1 牽引變壓器概要

TBQ343855/25A型和ATM9D型牽引變壓器分別為南車(chē)電機(jī)和大同ABB廠供貨，具有以下特點(diǎn)。[1]

（1） 2次繞組為2個(gè)獨(dú)立繞組，每個(gè)繞組與一臺(tái)牽引變流裝置連接，使2次繞組具有高電抗和弱藕合性，確保牽引變流器具有穩(wěn)定運(yùn)行的特性。另外，1次繞組配置了2個(gè)并聯(lián)結(jié)構(gòu)的線圈。

（2） 為了減輕重量，1次線圈采用了鋁質(zhì)線圈。

（3） 1次繞組接地側(cè)、2次繞組側(cè)及3次繞組側(cè)的絕緣套管采用了耐熱環(huán)氧樹(shù)脂將11根銅質(zhì)中心導(dǎo)線注塑一塊端子板。使用3次繞組側(cè)的端子，并引出2根中心導(dǎo)線。

1.2 牽引變壓器外部結(jié)構(gòu)

本變壓器與以往的牽引變壓器一樣具有金屬波紋管油枕。該油枕安裝在牽引變壓器中心附近部位，波紋管為圓形不銹鋼制的焊接管。油枕與主體箱通過(guò)連接孔與主體箱內(nèi)的油流通，油充填在波紋管的外側(cè)，波紋管的內(nèi)側(cè)與大氣相通。

1次繞組高壓側(cè)絕緣套管采用耐熱環(huán)氧樹(shù)脂注塑成一體形絕緣套管，在變壓器主體的前方橫向引出，與相鄰的高壓設(shè)備箱內(nèi)的斷路器相連。1次繞組接地側(cè)、2次繞組側(cè)、3次繞組側(cè)的各端均為成一體形注塑形端子板，在側(cè)面引出。冷卻系統(tǒng)如圖1所示。

冷卻風(fēng)由電動(dòng)送風(fēng)機(jī)從車(chē)輛側(cè)面吸入，通過(guò)撓性風(fēng)管內(nèi)的調(diào)風(fēng)柵提供給油冷卻器。另外，變壓器內(nèi)的絕緣油經(jīng)過(guò)油冷卻器冷卻后返回變壓器內(nèi)，通過(guò)繞組表面及鐵心側(cè)面吸收發(fā)生的熱量。從繞組、鐵心吸收熱量后由油泵吸出再次被送入油冷卻器進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)油在變壓器內(nèi)部循環(huán)。但因油泵的故障等有可能造成油流停止、繞組過(guò)熱燒毀，所以在一部分循環(huán)電路中設(shè)置了油流繼電器使其能夠檢測(cè)油流的停止。

2 關(guān)于牽引變流器故障1（代碼004）的信息反饋

2.1 問(wèn)題現(xiàn)象

2016年6月22日，配屬某局動(dòng)車(chē)所CRH380AL型動(dòng)車(chē)組擔(dān)當(dāng)G000次（洛陽(yáng)龍門(mén)08：07廣州南15：55）交路，01車(chē)主控，14：07分運(yùn)行至衡陽(yáng)東至郴州西區(qū)間，08、09車(chē)多次報(bào)牽引變流器故障1（代碼004），RS復(fù)位后故障消除，后續(xù)交路正常。

2.2 入庫(kù)檢查情況

（1）查看檢修模式下MON屏故障記錄信息，從6月22日14：07：16時(shí)開(kāi)始，08車(chē)多次報(bào)牽引變壓器油流停止（故障代碼：132）。如圖2、圖3所示。

（2）由于牽引變流器（CI）報(bào)“004”故障，查閱“SFE120001000003（Y）DYC變流器（CI）控制電路”可知，連接主變壓器油流量繼電器（MTOFR）觸點(diǎn)與主變壓器油流量預(yù)留繼電器（MTOFRR）的線號(hào)為7B、8T、100B2線；查閱配線圖“SFE120001000348（Y）XLC 控制繼電器盤(pán)配線表M7、M11車(chē)（22）”可知7B線、8T線、100B2線分別對(duì)應(yīng)的CN插針號(hào)：CN548針（7B線）、CN615針（8T線）、CN539針（100B22線）；查閱電路圖“SFE120001000055（Y）DYC輔助電路8號(hào)車(chē)12”可知，給主變壓器油泵電機(jī)供電線號(hào)為778、788、798線；查閱電路圖“SFE120001000087（Y）DYC信息控制裝置輸入及指示燈M1，M5，M7，M9，M13”可知報(bào)MTR油流故障的是終端裝置M132線CNM4（8針）。

（3）車(chē)輛通電后，確認(rèn)2602列MON屏08車(chē)配電盤(pán)信息中“牽引變壓器油流”正常。發(fā)現(xiàn)08車(chē)配電柜中[牽引變壓器油流]馬達(dá)啟動(dòng)器處778線有松動(dòng)。測(cè)量778、788、798線電流分別為4.5A、4.6A、4.6A均正常。

（4）車(chē)輛斷電后，對(duì)馬達(dá)啟動(dòng)器處778線進(jìn)行緊固。檢查08車(chē)組合配電柜內(nèi)CN5插、CN6插、終端裝置CNM4插緊固良好；拔出CN插后檢查CN548針（7B線）、CN539針（100B22線）、CN615針（8T線）以及終端裝置CNM4插8針（M132線）無(wú)縮針、彎針、燒損現(xiàn)象。檢查100B2接地端子良好。同時(shí)檢查牽引變壓器接線盒內(nèi)7B、8T端子壓接牢固，無(wú)虛接、搭接現(xiàn)象。

（5）檢查08車(chē)組合配電柜內(nèi)KHB3231線路板狀態(tài)良好；MTOFRR繼電器外觀無(wú)異常，線圈阻值為4373Ω（正常值）。

（6）打開(kāi)08車(chē)相應(yīng)位置裙板、底板，檢查牽引變壓器油流繼電器外觀狀態(tài)良好，線纜無(wú)松動(dòng)，用手撥動(dòng)油流繼電器指針無(wú)卡滯。檢查牽引變壓器油溫值、油位值均正常。

（7）車(chē)輛送電后，查看MON屏[配電盤(pán)信息]頁(yè)面，08車(chē)牽引變壓器油流正常，如圖4所示。

（8）下載TBDR數(shù)據(jù)，運(yùn)用相關(guān)軟件分析。對(duì)比07車(chē)可知，從14：06：57分到14：07：12分，07車(chē)與08車(chē)同時(shí)直流電壓為0；可以推測(cè)動(dòng)車(chē)在這期間駛?cè)敕窒鄥^(qū)。14：07：12分以后，駛出分相區(qū)，07車(chē)閉合VCB，正常供電，而08車(chē)由于某種原因沒(méi)有正常供電，08車(chē)，09車(chē)報(bào)牽引變流器故障1（代碼004）。14：08：34分，RS復(fù)位后故障消除。

2.3 原因分析

牽引變壓器油流檢測(cè)原理：TBQ343855/25A型牽引變壓器采用油循環(huán)風(fēng)冷的冷卻方式，變壓器送風(fēng)機(jī)從車(chē)輛側(cè)面吸入冷卻風(fēng)提供給油冷卻器，變壓器內(nèi)的絕緣油經(jīng)過(guò)油冷卻器冷卻后返回變壓器內(nèi)，通過(guò)繞組表面及鐵心側(cè)面吸收發(fā)生的熱量。油流繼電器MTOFR用于監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行中的油流量。當(dāng)油流量低于120L/min±15%時(shí)油流繼電器MTOFR動(dòng)作，繼電器MTOFRR接收到變壓器油流不足指令，進(jìn)而觸發(fā)本單元牽引變流器保護(hù)邏輯，接觸器K無(wú)法閉合，同時(shí)上報(bào)“牽引變壓器油流”故障至本車(chē)車(chē)輛信息控制裝置。

導(dǎo)致?tīng)恳儔浩饔土鞴收蠄?bào)出的可能原因?yàn)椋?/p>

（1）牽引變壓器油泵未工作或本身故障，導(dǎo)致VCB閉合情況下?tīng)恳儔浩饔土髁坎蛔恪?/p>

（2）牽引變壓器油流繼電器MTOFR故障，導(dǎo)致故障誤檢測(cè)。

（3）MTOFRR繼電器故障，反饋錯(cuò)誤指令給本車(chē)終端裝置及本單元牽引變流器。

（4）主變壓器接線盒內(nèi)接線松動(dòng)、組合配電柜內(nèi)CN插插接不良或插針損傷、線路短接等導(dǎo)致故障報(bào)出。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)故障現(xiàn)象及庫(kù)內(nèi)檢查情況，牽引變壓器油泵工作電流正常，組合配電柜內(nèi)CN插狀態(tài)良好，分析可能原因?yàn)橛土骼^電器MTOFR偶發(fā)性卡滯或KHB3231線路板上的MTOFRR繼電器故障或過(guò)分相后此單元APU未起機(jī)（天氣炎熱造成）。

2.4 處理措施

預(yù)防性更換KHB3231線路板（供應(yīng)商：小糸今創(chuàng)），庫(kù)內(nèi)試驗(yàn)良好。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)關(guān)于診斷牽引變流器故障1（代碼004）的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)并理解主電路中牽引變壓器二次側(cè)負(fù)載牽引變流器（CI）的工作原理，以及MON屏顯示“牽引變流器油流停止”故障流程。首先，當(dāng)油流量低于120L/min時(shí)，主變壓器油流量繼電器（MTOFR）觸點(diǎn)閉合，主變壓器油流量預(yù)留繼電器（MTOFRR）得電；然后，觸發(fā)本單元牽引變流器保護(hù)邏輯，MTOFRR觸電閉合，接觸器K無(wú)法閉合，當(dāng)牽引檔接通后10s以上，牽引電機(jī)電流小于100A時(shí)，報(bào)出牽引變流器MFD故障；最后，MON屏彈出“牽引變流器故障1（代碼004）”故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]中車(chē)四方股份.時(shí)速350公里速度級(jí)動(dòng)車(chē)組（16輛編組）維護(hù)檢修說(shuō)明書(shū)[M].