论文部分内容阅读
[摘 要]介绍了HXD1D型机车TGA9C型牵引变流器水温差保护的条件及报警保护动作，结合案例总结了水温差保护故障的处理和分析思路。
[关键词]HXD1D；TGA9C；辅助逆变器；脉冲封锁；水温差
中图分类号：U264.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）41-0116-01
0 引言
HXD1D-0001机车于2012年3月10日新造出厂，前往北京铁科院环铁试验站做整车的型式试验。机车停车一段时间后，机车给DC110V控制电，显示器多次出现牵引变流器冷却水温差保护，牵引变流器和辅助逆变器都无法正常工作。
该机车采用TGA9C型牵引变流器（如图1所示），最大的特点是主、辅一体化，将原来的辅助变流柜集成到牵引变流器柜内，采用一个辅助变流器模块并联到中间直流回路中，将中间直流电压经辅助逆变转换为三相交流电，再经辅助变压器隔离、滤波后输出三相60Hz的正弦波AC440V电源，提供给机车辅助系统，以用来供机车辅助设备工作，比如各种风机、冷却风塔、空调等设备。
1 理论依据
1.1 水温差报警的条件
水温差报警判断由牵引变流器传动控制系统（以下简称为TCU）完成，TCU通过采集牵引变流器的进水口和出水口温度进行比较，当两者关系满足以下条件时（如公式1），TCU就上报牵引变流器冷却水温差报警保护。
θ出-θ入>8℃
公式1式中：θ出——牵引变流器出水口水温值，℃；
θ入——牵引变流器进水口水温值，℃。
1.2 判断水温差报警的时间
原设计，只要TCU得电正常工作之后，SMC就开始进行牵引变流器出水口、进水口水温比较，当两者关系满足公式1时，TCU判断为牵引变流器冷却水温异常，报差报牵引变流器水温差报警保護。
1.3 保护动作
当TCU判断为牵引变流器冷却水温异常时，TCU将采取封锁整架变流器、断开短接和充电接触器保护。
2 故障分析处理过程
2.1 故障现象
机车库内停车时连续四天出现故障，每天在下午13：00左右，机车就会出现水温差报警保护，引起牵引变流器不能正常工作（辅助逆变器也不启动），且为“死”故障；但每次故障现象维持30分钟左右后，又能自动消失。
2.2 现象处理
故障时刻，用手触摸温进、出水口传感器处的温度，发现出水口处明显有烫手的感觉，而进水口处没有。之后使用监视软件监测发现，牵引变流器出水口水温比进水口水温高，且差值大于8℃。则确定为牵引变流器真实水差超出設定值，引起TCU判断为牵引变流器水温差异常，采取封锁整架变流器、断开短接和充电接触器保护。导致牵引变流器无法工作。
优化牵引变流器的水温差判断逻加后，类似故障不再出现。
2.3 原因分析
1）由于机车处于静止状态下，在太阳下暴晒一个中午后，使得机车顶部（牵引变流器出水口）温度高于机车底部（牵引变流器进水口）的温度，所以造成牵引变流器出、进水口水温差较大，且值超过设TCU水温差保护的设定值。
2）TCU水温差判断时间不合适，应当在牵引变流器内部冷却水循环后再去判断，这样可以避免因坏境因素所引的类似故障发生。
2.4 改进措施
1）将原设计触发水温差判断条件“TCU得电正常工作”，改为牵引变流器冷却水泵工作后再判断；
2）将原设计判断条件θ出-θ入>8℃，改为|θ出-θ入|>8℃。
3 总结及建议
通过此次故障处理，对机车TCU传动控制系统水温差控制有了一个全面深刻的认识，对于TCU保护逻辑有了新的认识，有利于以后的处理故障。
HXD1D型机车辅助系统是集成在牵引变流器内，只有牵引变流器的四象限整流正常工作后，辅助逆变器才能工作。建议在以后的主、辅一体化的牵引变流器调试过程中，能够考虑该特殊情况，将逻辑保护优化到最合理状态，以保证机车正常运行。
参考文献
[1] 成正林.系统传动控制单元（系统）技术设计说明书.株洲：株洲中车时代电气股份有限公司，2011.
[2] 李顺.HXD1D机车LCR控制要求说明文件.株洲：中车株洲电力机车有限公司，2011.
[3] 彭江山，李天义.TGA9C型牵引变流器使用维护说明书.株洲：株洲中车时代电气股份有限公司，2012.
[关键词]HXD1D；TGA9C；辅助逆变器；脉冲封锁；水温差
中图分类号：U264.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）41-0116-01
0 引言
HXD1D-0001机车于2012年3月10日新造出厂，前往北京铁科院环铁试验站做整车的型式试验。机车停车一段时间后，机车给DC110V控制电，显示器多次出现牵引变流器冷却水温差保护，牵引变流器和辅助逆变器都无法正常工作。
该机车采用TGA9C型牵引变流器（如图1所示），最大的特点是主、辅一体化，将原来的辅助变流柜集成到牵引变流器柜内，采用一个辅助变流器模块并联到中间直流回路中，将中间直流电压经辅助逆变转换为三相交流电，再经辅助变压器隔离、滤波后输出三相60Hz的正弦波AC440V电源，提供给机车辅助系统，以用来供机车辅助设备工作，比如各种风机、冷却风塔、空调等设备。
1 理论依据
1.1 水温差报警的条件
水温差报警判断由牵引变流器传动控制系统（以下简称为TCU）完成，TCU通过采集牵引变流器的进水口和出水口温度进行比较，当两者关系满足以下条件时（如公式1），TCU就上报牵引变流器冷却水温差报警保护。
θ出-θ入>8℃
公式1式中：θ出——牵引变流器出水口水温值，℃；
θ入——牵引变流器进水口水温值，℃。
1.2 判断水温差报警的时间
原设计，只要TCU得电正常工作之后，SMC就开始进行牵引变流器出水口、进水口水温比较，当两者关系满足公式1时，TCU判断为牵引变流器冷却水温异常，报差报牵引变流器水温差报警保護。
1.3 保护动作
当TCU判断为牵引变流器冷却水温异常时，TCU将采取封锁整架变流器、断开短接和充电接触器保护。
2 故障分析处理过程
2.1 故障现象
机车库内停车时连续四天出现故障，每天在下午13：00左右，机车就会出现水温差报警保护，引起牵引变流器不能正常工作（辅助逆变器也不启动），且为“死”故障；但每次故障现象维持30分钟左右后，又能自动消失。
2.2 现象处理
故障时刻，用手触摸温进、出水口传感器处的温度，发现出水口处明显有烫手的感觉，而进水口处没有。之后使用监视软件监测发现，牵引变流器出水口水温比进水口水温高，且差值大于8℃。则确定为牵引变流器真实水差超出設定值，引起TCU判断为牵引变流器水温差异常，采取封锁整架变流器、断开短接和充电接触器保护。导致牵引变流器无法工作。
优化牵引变流器的水温差判断逻加后，类似故障不再出现。
2.3 原因分析
1）由于机车处于静止状态下，在太阳下暴晒一个中午后，使得机车顶部（牵引变流器出水口）温度高于机车底部（牵引变流器进水口）的温度，所以造成牵引变流器出、进水口水温差较大，且值超过设TCU水温差保护的设定值。
2）TCU水温差判断时间不合适，应当在牵引变流器内部冷却水循环后再去判断，这样可以避免因坏境因素所引的类似故障发生。
2.4 改进措施
1）将原设计触发水温差判断条件“TCU得电正常工作”，改为牵引变流器冷却水泵工作后再判断；
2）将原设计判断条件θ出-θ入>8℃，改为|θ出-θ入|>8℃。
3 总结及建议
通过此次故障处理，对机车TCU传动控制系统水温差控制有了一个全面深刻的认识，对于TCU保护逻辑有了新的认识，有利于以后的处理故障。
HXD1D型机车辅助系统是集成在牵引变流器内，只有牵引变流器的四象限整流正常工作后，辅助逆变器才能工作。建议在以后的主、辅一体化的牵引变流器调试过程中，能够考虑该特殊情况，将逻辑保护优化到最合理状态，以保证机车正常运行。
参考文献
[1] 成正林.系统传动控制单元（系统）技术设计说明书.株洲：株洲中车时代电气股份有限公司，2011.
[2] 李顺.HXD1D机车LCR控制要求说明文件.株洲：中车株洲电力机车有限公司，2011.
[3] 彭江山，李天义.TGA9C型牵引变流器使用维护说明书.株洲：株洲中车时代电气股份有限公司，2012.