HXD1型新型八轴电力机车控制原理说明

HXD1型新八轴电力机车控制功能说明版权申明本文所包含的信息内容均为南车株洲电力机车有限公司版权所有。对本文使用或拥有，并非意味着有权利将文件转让或提供给第三方，或对其内容进行整体或部分地复印或传播。除非得到南车株洲电力机车有限公司的事先书面许可，否则，严禁以任何电子或机械的形式或方式，整体或部分地使用、复制或传播该培训教材的内容。违约行为将予以起诉，以补偿损失。所有版权，尤其是已批准的专利或公司注册的产品，均为保留版权1概述本文件描述了HXD1型新八轴电力机车控制功能说明。1.1逻辑0-1定义在本文件中，“0”表示低电平，“1”表示高电平，“0→1”表示脉冲的上升沿，“1→0”表示脉冲的下降沿，“1-闭合”/“1-合上”和“0-打开”/“0-断开”表示部件的状态是闭合/合上和打开/断开。对于微机控制系统的I/O模块，逻辑“0”电压范围：0～35VDC，逻辑“1”电压范围：58～137VDC。1.2机车布置定义机车的布置定义如下：电机1电机2电机4电机3电机1电机3电机4电机2图1,机车布置机车定义方向1/方向2两个运行方向：方向描述定义备注/部件方向1A车占用，向前A车B车方向输出相反方向描述定义备注/部件B车占用，向后方向2B车占用，向前A车占用，向后A车B车方向输出相反1.3机车工作模式定义机车定义三种运行模式：库内动车，正常运行、辅机测试。¾库内动车：机车在库内时，通过外部供电以很低的速度（最高5km/h）移动机车。¾正常运行：机车正常运用的时的工作状态。¾辅机测试：通过接通外部电源测试辅助机组的功能是否正常。2主电路2.1概述设计的机车用于25kV,50Hz供电系统。每节机车主要的高压设备包括受电弓1台、高压隔离开关1台、主断路器1台、主变压器1台，高压电路供电的主变流器2台。2.2主电路配置主电路的可能存在配置如下：A节机车B节机车机车运用模式受电弓A主断路器A高压隔离开关A高压隔离开关B主断路器B受电弓B升起闭合闭合闭合断开降下A节机车升弓合主断，AB节机车主电路都工作降下断开闭合闭合闭合升起B节机车升弓合主断，AB节机车主电路都工作升起闭合断开断开闭合升起单机模式（单节A和单节B），AB节机车主电路都工作升起闭合断开断开断开降下单节机车（只有A节有高压）降下断开断开断开闭合升起单节机车（只有B节有高压）2.2.1受电弓配置受电弓配置取决于以下因素：1)机车是否占用2)受电弓选择开关3)受电弓是否存在故障4)机车模式5)主断路器是否故障6)主变流器是否有重大故障7)高压接地开关是否在接地位8)高压隔离开关是否故障9)受电弓隔离塞门是否在隔离位10)TCU是否允许升弓合主断路器11)CCU是否允许升弓合主断路器占用机车的受电弓选择开关为有效受电弓选择开关，忽略非占用机车的受电弓选择开关信号。WTB故障，受电弓故障，主断路器故障，高压隔离开关故障，主变压器故障，主变流器故障等因素将决定受电弓的最终配置。输入信号：信号描述备注/部件E12_24E12_2500=自动10=前弓01=后弓11=双机1）占用机车的受电弓选择开关处于自动位时，自动配置后车受电弓。2）占用机车的受电弓选择开关处于前弓位时，自动配置本车受电弓。3）占用机车的受电弓选择开关处于后弓位时，自动配置它车车受电弓。4）占用机车的受电弓选择开关处于双弓位时，自动配置两车车受电弓。¾WTB故障：从控机车受电弓退出配置，如果已升弓则降弓分主断。¾受电弓故障：封锁该受电弓，自动配置另外它车受电弓。¾主断路器故障：封锁本车受电弓，自动配置另外它车受电弓。¾高压隔离开关闭合故障：自动配置双弓。¾高压隔离开关断开故障：禁止升双弓。¾TCU禁止升弓：自动配置另外它车受电弓。¾受电弓隔离塞门在隔离位：封锁本车和重联机车受电弓。2.2.2主断路器配置主断路器的配置取决于受电弓配置（见2.2.1节）。2.2.3高压互感器配置高压互感器的配置取决于受电弓配置。升起的受电弓A节检测继电器B节检测继电器网压检测继电器控制信号A34_05A34_05A节升起，B节降下ON闭合OFF断开B节升起，A节降下OFF断开ON闭合A节升起，A节升起ON闭合ON闭合网压检测原理见下图：2.2.4高压隔离开关配置正常情况下高压隔离开关配置取决于机车受电弓的配置：受电弓A主断路器A高压隔离开关A高压隔离开关B主断路器B受电弓B机车运用模式升起闭合闭合闭合断开降下A节机车升弓,B节机车不升弓降下断开闭合闭合闭合升起B节机车升弓,A节机车不升弓升起闭合断开断开闭合升起A节机车升弓,B节机车升弓升起闭合断开断开断开降下单节机车（只有A节有高压）降下断开断开断开闭合升起单节机车（只有B节有高压）高压隔离开关有闭合故障，机车可以转入双机运行或单节运行。只有一个高压隔离开关有断开故障，机车正常运用；两个高压隔离开关有断开故障，机车禁止升双弓以及单节模式；2.3受电弓控制2.3.1受电弓模式选择每节机车安装1台受电弓，司机可以通过占用机车受电弓模式选择开关来选择受电弓的升弓模式。机车有4种模式：前弓、自动、后弓、双弓。位置/模式司机室占用说明前弓A车或B车应升起本车受电弓。如果本车受电弓被隔离了，应没有受电弓被升起，在IDU上应有信息通知司机去改变受电弓模式。A车应升起它车受电弓。如果它车受电弓隔离了，应自动升起本车受电弓同时在IDU上显示信息通知司机。自动B车应升起它车受电弓。如果它车受电弓隔离了，应自动升起本车受电弓同时在IDU上显示信息通知司机。后弓A车或B车应升起它车受电弓。如果它车受电弓被隔离了，应没有受电弓被升起，在IDU上应有信息通知司机去改变受电弓模式。双弓A车或B车本车和它车2台受电弓都应升起。如果本车受电弓被隔离了，它车受电弓被升起，同时在IDU上应有信息通知司机。如果它车受电弓被隔离了，本车受电弓被升起，同时在IDU上应有信息通知司机。只有主控司机室的受电弓模式选择开关是有效的。只有当主断路器断开和受电弓降下了，改变受电弓模式才是有效的。如果主断路器是合上的或者受电弓是升起的，改变受电弓模式是无效的，IDU应显示相应帮助信息。2.3.2受电弓气路隔离（钥匙箱信号）状态受电弓切断阀U60（钥匙箱）可以隔离受电弓气路，如果受电弓气路被隔离了，本节机车受电弓和它车受电弓都不能升起。受电弓切断阀的状态应由CCU通过MIO进行检测，如果状态是“隔离塞门打开”，受电弓可以纳入配置。如果状态是“隔离塞门关闭”，则受电弓禁止升起。如果受电弓已经升起，这个状态转变为“关断”，受电弓应降下并封锁。2.3.3升弓条件在升起受电弓之前，以下条件必须完全满足，IDU应该显示这些内容：受电弓状态备注1.受电弓/主断路器自动开关断开21F01自动开关必须闭合2.本车或它节受电弓由截止阀封锁截止阀必须打开3.辅助压缩机自动开关断开（没有足够空气压力情况下）21F02辅助压缩机的自动开关要闭合4.因为紧急按钮按下而引起的“降弓”命令解锁紧急按钮5.无升弓命令或正在配置等待配置完成或按下升弓开关6.来自司机室的降弓Æ升弓指令来自本务机车的集中升弓命令7.在升弓命令15分钟后主断没有闭合；在升弓命令１５分钟后主断路器没有闭合。受电弓降下以节约蓄电池。运用时需要一个新的升弓命令。8.机车模式开关(=21-S54)不在正常位或检测到外接电源司机需要检查机车模式开关9.无足够的空气压力和辅助压缩机故障使用“双节”模式。当另外一节机车受电弓升起时，空气可以来自于另外一节机车。10.出现禁止的网侧电压此机车有禁止电压。不能升弓，同时高压隔离开关输电也禁止。11.本节机车无足够的气压等待足够的气压12.在CCU和I/O之间无通讯需要维修人员，此节机车不能有任何牵引。13.蓄电池电压小于77Ｖ操纵台不能有任何操作。如果可能，到另外一节的司机室。14.司机未选择受电弓或故障ＣＣＵ没有选择受电弓。司机没有选择受电弓或受电弓故障15.CCU没有选择已经选择的受电弓ＣＣＵ选择了另外一个配置16.受电弓或主断路器禁止因为受电弓或主断路器故障，受电弓不能作用17.受电弓滑板故障（在有速度的情况下，突然失去空气压力，然后检测网压丢失判断为滑板故障）18.TCU1和TCU2断开或CCU和TCU1/2之检查自动开关。间无通讯通过按下占用操纵台上的“升弓”扳键开关，机车司机可以激活受电弓升弓命令。如果受电弓已经升起，此命令无效。控制系统在主断路器闭合前受电弓应该已经升起，且受电弓的配置功能已经完成。在升起受电弓之前，所有升弓的条件必须满足。同样在重联机车，升起受电弓的指令（由WTB）要评估。升起受电弓的条件显示在占用端司机室显示屏的状态总览上可见。在升起受电弓（电磁阀控制，4－6秒），５秒钟延迟之后网侧电压检测闭合。如果风压不够，蓄电池供电的辅助压缩机启动。这在按下“升弓”扳键开关之后马上开始。气压的控制过程由降弓停止。如果风压足够，CCU控制升弓电磁阀。2.3.4升弓控制司机操纵台上有1个受电弓扳键开关，它有“升弓”和“降弓”2个自复位和1个锁定的“0”位。如果所有升弓条件都满足，在占用端司机室，司机可以通过推动“升弓”扳健开关来升起受电弓。这个命令在一列车中重联的所有机车上都有效。如果受电弓已经升起，这个命令将不再起作用。每一台机车的升弓条件应在占用端司机室的IDU上采用“状态总览”的方式显示。CCU将通过控制受电弓电控阀升起被选择的受电弓。如果在受电弓升起20秒后TCU没有检测到网压，应在IDU上显示信息提示司机无网压。司机可以进一步检查受电弓是否升起。如果需要再试一次，司机应先给“降弓”命令再给“升弓”命令。如果受电弓已经升起15分钟，但没有检测到网压或者主断路器没有合上，CCU应控制受电弓自动降下。2.3.5降弓控制降弓操作可以通过推动“降弓”扳键开关进行。同样当升弓条件不满足时（受电弓禁止），受电弓也会降下。降弓时，如果主断路器是闭合的，主断路器应首先断开，受电弓延时0.6秒后降下。在重联运行时，本务机车的降弓命令应同样导致重联机车降弓。当重联机车退出重联运行模式时，受电弓应该自动降下重新配置。2.3.6受电弓监控受电弓安装有滑板检测装置，它能得到受电弓的状态反馈。升弓故障：控制受电弓电空阀升弓后，没有检测到压力存在的反馈信号（延时15秒）。这故障应由CCU储存同时CCU封锁故障受电弓。复位条件：复位控制电源。降弓故障：有降弓请求后，仍然检测到了存在压力的反馈信号或网压信号（延时15秒）。这故障应由CCU储存同时CCU封锁故障受电弓。复位条件：复位控制电源。如果发生升弓故障、降弓故障，应在IDU上显示相关信息。2.4主断路器控制每节机车安装一台主断（高压断路器），控制由硬件电路和软件部分组成。主断路器控制继电器包括21-K01,21-K02,21-K04,21-K06,21-K07,21-K08，21-K11,21-K12。序号代码功能备注1备注2121-K01主断路器合中继：需要自检221-K02主断路器状态中继需要自检321-K04主断路器允许中继：需要自检421-K06单机模式模式中继1（单节模式，高压不重联）：单机模式时闭合需要自检521-K07单机模式模式中继2（单节模式，高压不重联）：单机模式时闭合需要自检621-K08本机主断模式中继（单节模式，高压不重联）：本机主断被配置时闭合需要自检721-K11换端允许中继；换端时闭合需要自检821-K12换端中继；换端时闭合需要自检主断路器控制继电器配置表如下：主断路器控制继电器配置表序机车模式主断路器继电器A节机车B节机车21-K01√×21-K04√×21-K06√×21-K07√×1单节机车（A节）21-K08√×21-K01×√21-K04×√21-K06×√21-K07×√2单节机车（B节）21-K08×√21-K01√√21-K04√√21-K06√√21-K07√√3高压不重联双机模式（A节和B节）21-K08√√21-K01√×21-K04√×21-K06××21-K07××A节21-K08√×4高压重联B节21-K01×√21-K04×√21-K06××21-