《HXD3型机车APU辅助变流器常见故障现象及原因浅析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HXD3型机车APU辅助变流器常见故障现象及原因浅析.docx（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、HXD3 型机车 APU 辅助变流器常见故障现象及原因浅析2010 年第 1 期2010 年 1 月 l0 日机电传动ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVESM 1.2010Jan.10.2O10运用检修HXD3 型机车 APU 辅助变流器常见故障现象及原因浅析严骏 ,乐俊(江岸机务段验收室,湖北武汉430012)摘要 :根据江岸机务段对HXo3 机车近 2年来的现场使用情况,统计收集了APU 辅助变流器的故障种类,查找分析了这些故障发生的原因 ,并且提出了相应的解决措施.关键词 :HXD3 型机车 ;APU 辅助变流器;故障现象 ;原因 ;对策中图分类号：U269.6;U264
2、.3+7文献标识码：B文章编号:1000-128X(2010)01-0073 02江岸机务段目前已经配属了 l25 台 HXo3 型机车 .在近 2 年的运用时间里,机车上的 APU 辅助变流装置表现出了各种各样的故障类型和质量隐患,给机车的安全运行带来了较大的威胁.以下对江岸机务段HXo3 型机车近 2 年来 APU 辅助变流装置故障频率及其造成机破 ,临修情况进行分析 .1APU 辅助变流装置原理及性能参数1.1 基本原理辅助变流器APU 通过 IGBT 的四象限整流器单元把牵引变压器二次线圈提供的交流电转换为电压恒定的750V直流电，一方面向110V蓄电池充电装置PSU提供电源 ,另一方
3、面供给由 IGBT 构成的 PWM 脉宽调制逆变器单元,通过逆变器最终转换为相交流电源提供给辅助电动机组.每台 HXo3 机车均设有2 台变流装置,每台变流装置内含有 3 组主变流器和 1 组 APU 辅助变流器.因此 ,每台机车共设置有2 组 APU.2 组 APU 的额定容量均为230kVA, 分别由牵引变压器的2 个辅助绕组供电,辅助绕组的电压均为 399V.APU1 主要是为 6 台牵引电机通风机和 2 台复合冷却器通风机提供变压变频(VVVF) 电源,APU2主要是为了给2台压缩机电动机，2台牵引变压器油泵 ,2 台主变流器水泵,2 台司机室空调 ,2 台辅助变流器风机提供恒压恒频(
4、CVCF) 的电源.同时 APU2还经过隔离变压器,分别向司机室辅助加热设备,卫生间及压缩机加热回路和低温预热设备提供AC220V和 AC110V 交流电源 .在正常情况下 2 组辅助变流器全部投入T 作 ,基本上均以50%的额定容量运行.辅助变流器APUl 丁作在收稿日期:2009 02 24;收修改稿日期:2009 09 07变压变频(vvvF)方式，辅助变流器APU2工作在恒压恒频 (CVCF) 方式 ,分别为机车辅助电动机及电路供电 .当某一套辅助变流器发生故障时,机车微机控制系统 (TCMS) 通过监控,自动发出指令,断开故障APU相对应的输出接触器(KMll或KM12),再自动闭合
5、故障转换接触器(KM20)，切除故障APU1,把发生故障的组辅助变流器的负载切换到另一组辅助变流器上,由该组变流器承担起机车全部的辅助电动机负载.此时 ,该辅助变流器按照恒压恒频(CVCF) 方式工作 ,从而确保机车辅助电动机供电系统的可靠运行.1.2 基本性能参数APU 构成整流器单元1台+逆变器单元1台2组/机车 输入电压单相 AC399V输入频率中间直流环节电压50HzDC750V元件类型 IGBT（1700V,1200A）调制方式四象限整流（输入）+PWM（输出）恒压恒频（CVCF） 变流器输出容量230kVA输出电压三相 AC380V输出频率50Hz变压变频（厂,F）变流器输出容量2
6、30kVA电压控制范围2380V可变频率控制范围0.250Hz可变冷却方式强制风冷2 常见故障现象,原因分析及对策措施2.1 APU 不启动原因 :同期电源线92 与 100 线接反 ,造成相位不符 ;因 KM11 或 KM12 信号异常或信号中断而未输入到变流器中,变流器无法进行确认导致APU 不启动 ;.DCPT故障,造成对中间直流环节电压的错误判断导致APU 不启动.对策措施 :同期电源接反,可将 92线与 100线对调 ; KMll 或 KM12 信号异常或未输入,需确认该信号是否已输入到cN5.26 中,或者检查KM11,KM12 上信号是否已经输出了 ;DCPT故障，需检测确认DC
7、PT的电阻阻值和输出值是否正常.2.2 APU 装置 DF 熔断现象 :显示器上出现<DF 熔断 >.原因分析 :DF 熔断器是一个保险装置,是 APU 中间直流环节向110v充电电路PSU供给750V直流电源的保护元件,DF 熔断现象一般有2 种情况 .一是负载瞬间过载,造成 DF 熔断 ,如果是这样机车电传动可以从 DF 外表看出 ,DF 上的红色钮将会弹出.二是PSU负载故障（包括烧损 ,过流 ,过载等）,造成 DF 熔断.三是 DF 并没有真的熔断,而是由于 DF 辅助触点接线错误导致显示电路故障所造成的一种假象,这时可以检查是否是辅助触点有问题 .正常的状态应该是接在常开
8、点上,如图 1 所示 .如果辅助触点接在常闭点上 ,就会导致报 DF 熔断的故障 ,如图2 所示 .对策措施 :图 1 辅助触点接在常开点 I-_在第 1 种情况下 ,更换 DF 就可以恢复正常.在第 2 种情况下,必须首先检查PSU 装置 ,对故障的Psu装置进行更换处理后才能更换DF熔断 器.在第 3 种情况下 ,应先检查确认辅助触点的接线状态 ,并将其恢复到常开点上就可以恢复正常了.2.3 APU 故障 （KM20 误动作 ）现象:显示器出现APU不动作,FC过电压或接地.原因分析 :因发生在特定的机车上,初步判断受到干扰影响的可能性非常大.对策措施 :对发生故障问题的机车,为了保证2
9、台 APU 装置均正常工作时,使延长供电接触器（KM20） 不产生受干扰而导致的误动作,变更配线,将 KM1-1 与 KM12 的辅助触点并入KM20 的启动电路,增加联锁装置.具体配线如图 3 所示 .DE:100一2.4 APU 故障 （辅助触点异常）现象 :机车在运行的时候,水泵和辅助变流器灯闪烁 ,同时牵引电机电流归零.原因 :Lv柜后侧CN3连接器的15PIN（线号:665，去往KM12处）松动,这样使APU CTR误判断认为KM12辅助触点虚连,造成水泵和辅助变流器灯闪烁现象;22PIN（线号:762，去往KM14）松动.对策措施:检查15PIN,22PIN针连接状态，确认连接良好
10、后再行试验.2.5 APU 故障 （温度过高）现象 :TCMS 显示屏显示APU 温度过高 .原因 :变流柜进风入口处只设计安装有百叶窗而未设计灰尘过滤网 ,因此 ,在 APU 工作中进行风循环冷却时 ,大量灰尘随空气直接从百叶窗进风口进入风道,时间一长,导致APU 整流 ,逆变单元冷却用的散热器散热片上积聚大量灰尘（如图4）,堵塞散热片通图4 积聚大量灰尘的散热器散热片风和散热的通道,散热效果差,造成 APU 温度升高.机车运行中一旦检测到 APU 温度过高,就会自动报警,显示 APU 温度过高(如图5),并自动切除故障的一组APU,维持故障运行.当另一组APU同时出现温度过高时 ,则无法维
11、持运行,将中断机车的正常牵引 .缱号名称 / 内容矬悯问 114l9 蝴24:2-I 龌过高 12:43 呲 l2:5314kV/5AF10 擐 4l(- i1鼬翻悔 09f02/12I2 舢 10级 66lc_ Il27伤J lIc 常0211211:1902112 艄 y/1AF0 级 86234I 不动 09f020212:1602/1212:533晒 I(y/珊 f97 级 77101/1删 1-I 吆/1212:16l2:53305l(W55IIff7 级竹1 抵虹 02/1211:5202/1211:521IlkV/0 级 I5lcI 1】9f 毗 08:58021209:581l
12、0 级 741 岖置的位置在压缩机的主壳体上,对于通过压力维持阀之后的压缩空气没纳入监控范围,尤其是没有及时获取空气冷却器这个区域内空气温度的准确数据 .所以该泵系统中,压力维持阀故障,空气冷却器等部件出现高温,回窜到油细分离器中的高温气体将与润滑油含量较高的气体混合,其混合气体温度超过润滑油闪点,将润滑油点燃,引爆 .压缩机壳内的润滑油闪点为240260c.此时，系统中的安全阀，温度控制阀没有时间作出反应.故障过程摸拟 :压力维持阀顶盖下座而边缘先损坏 ,缺块,压力维持阀故障对螺杆泵系统压力控制失效 ,大量润滑油与压缩空气一起排出,再次造成螺杆泵缸体内各运转部件T 作中缺油而产生高温.高温及
13、混合油气在空气冷却器内聚集,高温不断将冷却器管路中的油气碳化,对空气冷却器形成堵塞,导致空气冷却器高温.高温油气混合体发生回窜时引爆油细分离器 .SS90135机车TAS.230A型螺杆泵入库检修，拆下空气冷却器试验,发现它通风量小,几乎呈淤堵状态.更换空气冷却器,压力维持阀后螺杆泵运用正常.2.3螺杆泵油细分离器下垫破损的故障原因分析这类故障与油细分离器爆炸故障同属一个类型 ,但现场检修过程中 ,往往对油细分离器下垫的使用没有足够的重视,对其下垫使用耐压,耐油材料没有充分认识 .垫子使用不合要求材料,错装垫子引发故障;对垫子使用期没有确认,下垫长期过期使用发生泄漏通过对10台SS9型机车8台
14、螺杆泵油细分离器下垫进行检查 ,对 4 台已发生下垫漏气的油细分离器下垫及时检修 ,消灭了几起可能扩大的故障 .3 防止措施对螺杆泵检修时,空气冷却器通风量,散热量要按规定检修检查各阀部件试验检修要按规定进行.特别是压力维持阀顶盖检查检修,密封圈检查及密封压力试验要按 T 艺规定执行到位.建议顶盖下座面采用全金属座面线性密封,避免橡胶密封圈老化 ,损坏 ,泄漏引发故障 .油细分离器下垫使用符合要求的专用材质垫子.4 结语Ss9型机车在日常整备，小辅修中,加强了空气冷却器散热片表面清扫 ,除尘,各部件油润检查,保养 ,各保护系统的测试等.螺杆泵中修过程中,重点对各空气进出通路清洗,疏通 ,特别是
15、对空气冷却器通路除碳畅通.对压力维持阀顶盖加强检查检修,尤其是密封圈更新和密封压力试验按工艺规定执行到位.自 2009年 4 月份以来 ,所配属22台SS9型机车，也基本消除了这类螺杆泵油细分离器故障.参考文献:1曹福南,朱志英,张世芳 .东风 4 型内燃机车结构和原理M.北京 :中围铁道出版社,1986.（上接第74 页）定期清洗散热器散热片建议厂家改进设计,在 APU 进风口百叶窗内侧加装防止灰尘进入的防护滤网,对灰尘进行隔离,也便于定期对滤网进行清洗.3 结束语HXo3 型电力机车作为我国目前最先进的交流传动货运电力机车之一,在江岸机务段运用时间不长,检修人员还处于不断学习和摸索阶段.对现阶段江岸机务段HXo3 机车 APU 发生的一些主要故障现象,提出了自己的一些想法,希望能与同行共同交流,以达到更好地维修和使用好HXo3 型机车的目的 .参考文献 :1 中国北车集团大连机车车辆有限公司 .Hxo3 型交流传动货运电力机车培训教材z.大连:中国北车集团大连机车车辆有限公司 ,2oo6.2 中国北车集团大连机车车辆有限公司 .HxD3 型交流传动货运电力机车检修手册 K. 夫连 :中国北车集团大连机车车辆有限公司 ,2006.