CRH380B型动车组牵引系统故障分析研究.pdf

CRH380B型动车组牵引系统故障分析研

究

摘要:目前,高速铁路快速建设发展,动车组已成为一种新型的高效铁路交通

运输专用工具,在高速动车组的牵引车辆正常运行中,牵引传动系统供电发挥着重

要主导作用，本文以CRH380B型系列动车组为研究对象,对牵引系统中包含的重

要部件进行了分析找出导致系统失效原因,来延长部件的寿命,减少故障发生率。

关键词:CRH380B型动车组、牵引系统故障、整治措施

随着当前我国现代铁路运输事业的快速健康发展,动车组也不断呈现出蓬勃

展,电力传动牵引系统是一种新型铁路有轨电车运输电力牵引综合动力系统形式,

动车组电力牵引传动系统管理仍然是一项较为复杂且系统的复杂工作,其在有效

确保铁路动车安全正常运营运行方面的主导地位和重要作用。

一、绪论

1.1.动车组牵引系统故障现状

牵引传动系统技术主要由包括牵引电动变压器、牵引传动变流器、牵引整流

电机、冷却装置等组成,负责为动车组运行提供动力、协同制动系统实施调速,起

着承上启下的作用。动车组的高速运行与牵引系统密不可分,自身工作状态的优

劣对稳定运行起到决定性作用,同时长距离、高温、严寒、复杂气候的运行特点

对牵引系统更是提出更高的要求。然而,如何确保动车组列车安全、平稳、正点、

高效运行是铁路运输部门面临的重要问题,牵引部件运行中发生故障轻则会造成

动车组降速,重则会导致动车组停车、停运,严重的影响铁路运输秩序。所以,对

牵引系统故障进行诊断、分析、处理、预防等工作具有重要意义。

1.2.CRH380B型动车组牵引系统组成结构及工作原理

1.2.1组成结构

CRH380B型动车组是基于250kV/50Hz交流供电条件设计的,是持续运行速度

为300km/h的动力分散型动车组。动车组内部牵引系统的零部件一般安装在每个

牵引动车上,它主要部件包括一台牵引电动变压器、牵引传动变流器、牵引总发

电机、冷却装置等。每个高频牵引器和变流器分别包括两个高频四象形有限斩波

器、一个中间直流控制环节、一个高频制动斩波器和一个高频脉宽调制器和逆变

器。

1.2.2工作原理

(1)主电路工作原理。牵引变流器作为能量转换装置在牵引状态为电机提供

能量,在制动状态将电机反馈的电能转换后反馈至接触网。

(2)设置牵引整流控制管理单元。每台新型牵引中央变流器内都设置有一个

专门的牵引中央整流控制管理单元用于进行自动监视控制和电压调节驱动牵引机

和变流器。

(3)整流器中两个四象限斩波器的结构为并联形式,四象限斩波器的功能是把

输入的单相交流电压整流成直流电压,控制牵引变压器和直流环节直接按的能量

传递。再由中间直流环节谐振电路对直流电压进行滤波,以减少电压波动。再由

中间直流环节电容器对电容器进行储能。

(4)直流电能依次由直流逆变供电模块、中间直流供电环节、四象形极限斩

波器、牵引机和变压器通过反馈输送至移动接触网。电制动过程中电能的反馈由

制动斩波器决定,当牵引电机的再生电压达到DC环节电压时,制动斩波器就处于

导通状态,以实现电制动功能,车顶的过压限制电阻器用于吸收DC环节不能反馈

至接触网的能量。

二、牵引系统主要故障问题

(1)无功功率损耗问题。能够直接造成系统牵引供电中的线路以及牵引供电

机等设备的使用热量不断升高,造成电力系统供电能量的较大程度损耗;导致系统

无效有功设备容量的不断增加,导致系统安全无法有效正常运行;还可能会直接造

成系统有功设备容量的不断减少,导致系统以及送变电机等设备使用中的系统无

效有功设备容量不断大大增加,反而也会造成系统有功设备容量的不断减少,这对

于电力系统的安全有效正常运行也可能会对其产生不利性的影响。

(2)谐波产生电流耗损问题。整流负荷谐波功率大的负荷谐波产生电流,还可

能会直接导致动力电网中各个相关电力元件间的谐波电流耗损程度增加,影响电

力设备正常运行使用工作效率,三次及以上的产生过量负荷谐波甚至可能会直接

造成铁路火灾事故,谐波电流问题对于电力车辆中的牵引控制系统以及电站整体

的车辆运行安全来说都会对其产生一定的较大威胁。

(3)负电流故障问题。主要是高速列车线路牵引系统供电传动系统中常见的

一种故障处理问题之一,造成无功功率波的产生,降低牵引变压器的牵引输出传动

功率,影响牵引供电传动系统的设备运行维护效率。导致一些高速列车线路中的

牵引设备及供电线路内部出现车体