HXD1C机车控制说明

版本:0.01.主电路1.1概述机车用于25kV,50Hz供电系统。主要的高压设备包括受电弓、高压隔离开关、主断路器、主变压器，高压电路供电的主变流器。1.2网压和网侧电流检测1.2.1高压互感器配置机车安装1台高压互感器用于检测网压信号。1.2.2网压检测(25kVAC)当受电弓升起时，TCU将通过高压互感器获得网压。配置如下图所示：图1,网压检测网压应由TCU通过MVB传送至CCU并在司机室的IDU上显示。应在TCU和CCU中实现网压的监测，在故障情况下CCU应立刻分断主断路器。CCU升弓命令发出后，将开始网压检测。正常网压应在17.5kV–31kV的范围内。欠压检测版本:0.0如果网压低于17kV超过1秒钟，主断路器将被分断。只有当网压高于17.5kV超过1秒钟后，主断路器才允许重新合上。如果在主断路器合上之后的0~0.6秒之内网压低压15kV，主断路器应断开并锁定2分钟；如果30分钟之内发生了2次，主断路器应被锁定。超压检测如果网压高于31.5kV超过40秒钟，主断路器将被分断；如果网压高于32kV，主断路器立刻断开。只有当网压低于31kV超过20秒后，主断路器才允许重新合上。1.2.3原边电流和回流电流检测TCU通过电流互感器获得网侧电流。在原边绕组的两端将安装2个网侧电流互感器=11-T02和=11-T04，分别用于测量原边电流和回流电流。配置如下：图2原边电流检测TCU应实现网侧电流的检测，在高压电路故障情况下，TCU应立刻分断主断路器。网侧电流应通过MVB传送至CCU并在司机室的IDU上显示。网侧电流保护：参数动作值动作备注原边电流和回流电流的差值（r.m.s值）Idiff＞45A时间大于2.0s.分断主断路器检测原边绕组接地故障。注：保护动作1次，合主断30分钟后清版本:0.0除记录；保护动作2次，封锁主断，必须由维护人员清除保护。原边电流（r.m.s值）I＞480A时间大于2.5s分断主断路器在主断路器合上后延时0.5秒动作；回流电流（瞬时值）I＞850A（冲击电流）分断主断路器原边电流（r.m.s值）I＞30A同时主断路器已经分断。降下受电弓如果故障时间大于1.3s，则封锁主断路器1.3主变压器保护对于主变压器的保护，控制系统主要有变压器油温的监控、变压器油流状态的监控、变压器压力释放阀监控三种，三种状态由微机系统进行监控，根据监控的情况进行相应的控制与保护。1.3.1布赫保护为了保护机车，主变压器将安装布赫继电器，它能检测主变压器内部的气体压力。布赫继电器有2级报警触头：1）一级警告2）二级报警布赫警告（延迟动作：5分钟）布赫警报（延迟动作：2秒）在出现布赫一级警告的情况下，IDU上应有提醒司机的提示信息。这消息只能由维护人员复位。在出现布赫二级报警的情况下，为了保护机车避免更大的损害，应立即分断HVB。当布赫警报消失后，HVB可以再次闭合；如果布赫二级报警出现2次，HVB应被锁定。在重联运行的情况下，其他机车可以继续运行。在HVB-LOOP中串联了一个布赫继电器的二级报警触头。1.3.2变压器油温主变压器配备2个冷却回路，每一个冷却回路都包含一个油泵。对于每一个冷却回路将配备1个油流继电器检测油路的流动。在主变压器上将配备2个PT100温度传感器检测油温。油温应由TCU读入，通过MVB网络传送至CCU，并在IDU的主要数据页面上显示。CCU的逻辑将使用2个PT100中的最高温度用于控制。将监测以下的油温等级：参数动作值动作备注油温Toil动作:Toil-41°C分主断版本:0.0复位:Toil=-40°C油温Toil-40°C=Toil=82°C正常操作油温Toil动作:82°CToil=87°C线性降功率运行,降低0%~30%.冷却塔风机满功率运行油温Toil动作:Toil87°C,复位:Toil=77°C封锁主变流器冷却塔风机满功率运行油温Toil动作:Toil92°C,复位:Toil=77°C分主断如果两个油温传感器都故障或者失效了，CCU将采用最后一次有效的油温信号同时进行一种“计算”模式，然后CCU将根据机车的牵引/制动功率来计算油温。1.3.3变压器油流在变压器的每一个油路中都有一个油流继电器，监测油的流动。CCU应在辅助变流器完成启动60秒后才开始油流监测。当油温低于+10°C时，可以不检测油流信号。在一个油路故障的情况下，机车应采用60Hz的通风，机车牵引功率下降50%。相应的故障提示信息应在IDU上显示。在两个油路同时故障超过60秒的情况下，应封锁牵引逆变器输出，保持辅助逆变器输出和列车供电正常运行。1.3.4主变压器压力释放阀保护主变压器油箱上设有压力释放阀。压力释放阀动作后，向CCU输出的信号E34_03变为低电平，CCU立即跳主断（断蓄电池可以解除故障），在IDU上显示相关故障信息。1.4牵引电机监测1.4.1牵引电机温度检测牵引电机TM1、TM2和TM3的温度由TCU1检测，牵引电机TM4、TM5和TM6的温度由TCU2检测。检测到的牵引电机温度需显示到IDU上。TCU应在线监测牵引电机定子的最高温度，并以此观测值为依据进行相关的保版本:0.0护。根据TCU监测的温度，如果牵引电机的定子最高温度高于230°C，应当降转矩运用，当定子最高温度高于240°C时，转矩被减至0。如果电机温度检测连接器接触不良导致温度突变，微机保护延时1分钟进行处理。1.4.1牵引电机速度检测牵引电机TM1、TM2和TM3的速度由TCU1检测，牵引电机TM4、TM5和TM6的速度由TCU2检测。1.6受电弓的控制和监控1.6.1受电弓模式选择一台机车将安装2台受电弓，靠近1端司机室的受电弓为=11-E07，靠近2端司机室的受电弓为=11-E08。司机可以通过受电弓模式选择开关=21-S51来选择受电弓的升弓模式。有4种模式：受电弓1、自动、受电弓2、双弓。位置/模式司机室占用说明受电弓1司机室1司机室2应升起=11-E07。如果=11-E07被=11-Q03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。自动司机室1应升起=11-E08。如果=11-E08被=11-Q04隔离了，应自动升起=11-E07同时在IDU上显示信息通知司机。司机室2应升起=11-E07。如果=11-E07被=11-Q03隔离了，应自动升起=11-E08同时在IDU上显示信息通知司机。受电弓2司机室1司机室2应升起=11-E08。如果=11-E08被=11-Q04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。双弓司机室1/司机室22台受电弓都应升起。如果=11-E07被=11-Q03隔离了，应只有=11-E08升起，同时在IDU上应有信息通知司机。如果=11-E08被=11-Q04隔离了，应只有=11-E07升起，同时在IDU上应有信息通知司机。版本:0.0输入信号：信号描述备注/部件E31_0410=“受电弓1”;00=“自动”;01=“受电弓2”;11=“双弓”受电弓模式选择开关=21-S51E31_05在重联模式下，每台机车根据自身选择开关的位置选择受电弓。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。在主断路器断开和受电弓降下后，新的模式将是有效的。1.6.2受电弓气路隔离（钥匙箱信号）状态受电弓切断阀U99（钥匙箱）可以隔离受电弓气路，如果受电弓气路被隔离了，2台受电弓都不能升起。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”，受电弓应能升起，否则受电弓应禁止升起。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。输入信号：信号描述备注/部件E33_081=“打开cutin”;0=“关断cutout”受电弓切断阀U991.6.3受电弓禁止条件：1）车顶高压隔离开关断开2）主断/受电弓自动开关断开3）控制风缸压力不足4）辅助压缩机自动开关断开(风压不足)5）辅助压缩机故障(风压不足)6）紧急按钮动作7）存在外部供电或不在正常模式8）升弓后15min内主断未闭合或无网压9）TCU自动开关同时断开10）顺序控制降弓11）CCU与TCU1&2通讯故障12）列车未占用13）受电弓隔离塞门闭合14）降弓指令15）受电弓1升弓/降弓故障16）受电弓2升弓/降弓故障17）主断卡合故障18）蓄电池电压低于77V19）TCU保护性降弓（在HVB闭合请求前已经检测到超过30A的原边电流）20）受电弓未升起检测到高网压版本:0.021）未断开故障受电弓1的高隔22）未断开故障受电弓2的高隔2.6.4升弓控制在每端的司机操纵台上有1个受电弓扳健开关，它有“升弓”和“降弓”2个自复位和1个锁定的“0”位。在1端司机室为=21-S11，2端司机室为=21-S21。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。对于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。2.6.5降弓控制降弓操作可以通过推动“降弓”扳健开关=21-S11或者=21-S21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。2.6.7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。输入信号：信号描述备注/部件E37_111=受电弓1升起受电弓1状态反馈E38_111=受电弓2升起受电弓2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：关闭蓄电池。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：关闭蓄电池。如果发生升弓故障、降弓故障，应在IDU上显示相关信息。版本:0.02.7主断的控制和监控机车安装一台主断（高压断路器），控制由硬件电路和软件部分组成。2.7.1主断路器回路主断路器回路如下图所示：版本:0.0图4,主断路器loop/主断回路版本:0.0主断路器回路由一些硬件和软件触点串联组成，一个断开的主断路器回路将引起主断路器断开。TCU发生故障被切除的时候，由CCU对故障TCU进行旁路，保持主断路器回路闭合。紧急按钮按下紧急按钮时主断路器环将被断开，闭合的主断路器将被断开，同时它将禁止合主断路器。一个按下的紧急按钮应引起一个全局的主断路器断开命令。在重联操作模式下，它对重联的机车都有效，引起每台机车断开主断路器。钥匙箱受电弓隔离阀在正常情况下，受电弓隔离阀99在“cutin”的位置。将它从“cutin”转动到“cutout”位置，主断路器应断开。2.7.2主断禁止1）主断/受电弓自动开关断开2）控制风缸压力不足3）紧急按钮按下4）受电弓隔离塞门闭合5）过分相分主断6）原边电压过压7）原边电压欠压8）TCU分主断请求9）变压器油温过高10）变压器油温过低11）主断闭合/断开故障12）主变流器水位保护13）机车模式开关不在正常模式或检测到有外部供电14）顺序控制分主断15）转向架/电机隔离版本:0.016）保护性降弓跳主断17）分主断指令18）辅助逆变器切除或故障19）蓄电池电压低于77V20）受电弓未升起21）主司控器手柄不在0位22）23）TCU1&2被