關于處理CRH380A型動車組でＲ變流器故障1（代碼004）的學習

王振威

摘要：高壓供電及牽引系統是動車組最重要的系統之一。以E12為例，全列車分為7個動力單元：M1+M2、M3+M4、M5+M6、M7+M8、M9+M10、M11+M12、 M13+M14，每2節車廂作為一個單元。25kV、50Hz單相交流電源從接觸網經受電弓處受電通過VCB與牽引變壓器1次側繞組連接。每個動力單元車中各設一臺牽引變壓器、兩臺牽引變流裝置（牽引變流裝置包括整流器和逆變器）及八臺牽引電機。牽引變流裝置牽引運行時向牽引電動機供電，制動時將制動再生電能反饋回電網。以M1+M2單元為例：牽引變流裝置M1車、M2車各設置1組牽引變流器（CI），牽引變流器（CI）除在牽引及再生制動時向主電動機供應電力和制動時電力再生控制之外還具有保護功能。

關鍵詞：動車組；牽引變流器；牽引變壓器；牽引電機

1 牽引變壓器

1.1 牽引變壓器概要

TBQ343855/25A型和ATM9D型牽引變壓器分別為南車電機和大同ABB廠供貨，具有以下特點。[1]

（1） 2次繞組為2個獨立繞組，每個繞組與一臺牽引變流裝置連接，使2次繞組具有高電抗和弱藕合性，確保牽引變流器具有穩定運行的特性。另外，1次繞組配置了2個并聯結構的線圈。

（2） 為了減輕重量，1次線圈采用了鋁質線圈。

（3） 1次繞組接地側、2次繞組側及3次繞組側的絕緣套管采用了耐熱環氧樹脂將11根銅質中心導線注塑一塊端子板。使用3次繞組側的端子，并引出2根中心導線。

1.2 牽引變壓器外部結構

本變壓器與以往的牽引變壓器一樣具有金屬波紋管油枕。該油枕安裝在牽引變壓器中心附近部位，波紋管為圓形不銹鋼制的焊接管。油枕與主體箱通過連接孔與主體箱內的油流通，油充填在波紋管的外側，波紋管的內側與大氣相通。

1次繞組高壓側絕緣套管采用耐熱環氧樹脂注塑成一體形絕緣套管，在變壓器主體的前方橫向引出，與相鄰的高壓設備箱內的斷路器相連。1次繞組接地側、2次繞組側、3次繞組側的各端均為成一體形注塑形端子板，在側面引出。冷卻系統如圖1所示。

冷卻風由電動送風機從車輛側面吸入，通過撓性風管內的調風柵提供給油冷卻器。另外，變壓器內的絕緣油經過油冷卻器冷卻后返回變壓器內，通過繞組表面及鐵心側面吸收發生的熱量。從繞組、鐵心吸收熱量后由油泵吸出再次被送入油冷卻器進行熱交換實現油在變壓器內部循環。但因油泵的故障等有可能造成油流停止、繞組過熱燒毀，所以在一部分循環電路中設置了油流繼電器使其能夠檢測油流的停止。

2 關于牽引變流器故障1（代碼004）的信息反饋

2.1 問題現象

2016年6月22日，配屬某局動車所CRH380AL型動車組擔當G000次（洛陽龍門08：07廣州南15：55）交路，01車主控，14：07分運行至衡陽東至郴州西區間，08、09車多次報牽引變流器故障1（代碼004），RS復位后故障消除，后續交路正常。

2.2 入庫檢查情況

（1）查看檢修模式下MON屏故障記錄信息，從6月22日14：07：16時開始，08車多次報牽引變壓器油流停止（故障代碼：132）。如圖2、圖3所示。

（2）由于牽引變流器（CI）報“004”故障，查閱“SFE120001000003（Y）DYC變流器（CI）控制電路”可知，連接主變壓器油流量繼電器（MTOFR）觸點與主變壓器油流量預留繼電器（MTOFRR）的線號為7B、8T、100B2線；查閱配線圖“SFE120001000348（Y）XLC 控制繼電器盤配線表M7、M11車（22）”可知7B線、8T線、100B2線分別對應的CN插針號：CN548針（7B線）、CN615針（8T線）、CN539針（100B22線）；查閱電路圖“SFE120001000055（Y）DYC輔助電路8號車12”可知，給主變壓器油泵電機供電線號為778、788、798線；查閱電路圖“SFE120001000087（Y）DYC信息控制裝置輸入及指示燈M1，M5，M7，M9，M13”可知報MTR油流故障的是終端裝置M132線CNM4（8針）。

（3）車輛通電后，確認2602列MON屏08車配電盤信息中“牽引變壓器油流”正常。發現08車配電柜中[牽引變壓器油流]馬達啟動器處778線有松動。測量778、788、798線電流分別為4.5A、4.6A、4.6A均正常。

（4）車輛斷電后，對馬達啟動器處778線進行緊固。檢查08車組合配電柜內CN5插、CN6插、終端裝置CNM4插緊固良好；拔出CN插后檢查CN548針（7B線）、CN539針（100B22線）、CN615針（8T線）以及終端裝置CNM4插8針（M132線）無縮針、彎針、燒損現象。檢查100B2接地端子良好。同時檢查牽引變壓器接線盒內7B、8T端子壓接牢固，無虛接、搭接現象。

（5）檢查08車組合配電柜內KHB3231線路板狀態良好；MTOFRR繼電器外觀無異常，線圈阻值為4373Ω（正常值）。

（6）打開08車相應位置裙板、底板，檢查牽引變壓器油流繼電器外觀狀態良好，線纜無松動，用手撥動油流繼電器指針無卡滯。檢查牽引變壓器油溫值、油位值均正常。

（7）車輛送電后，查看MON屏[配電盤信息]頁面，08車牽引變壓器油流正常，如圖4所示。

（8）下載TBDR數據，運用相關軟件分析。對比07車可知，從14：06：57分到14：07：12分，07車與08車同時直流電壓為0；可以推測動車在這期間駛入分相區。14：07：12分以后，駛出分相區，07車閉合VCB，正常供電，而08車由于某種原因沒有正常供電，08車，09車報牽引變流器故障1（代碼004）。14：08：34分，RS復位后故障消除。

2.3 原因分析

牽引變壓器油流檢測原理：TBQ343855/25A型牽引變壓器采用油循環風冷的冷卻方式，變壓器送風機從車輛側面吸入冷卻風提供給油冷卻器，變壓器內的絕緣油經過油冷卻器冷卻后返回變壓器內，通過繞組表面及鐵心側面吸收發生的熱量。油流繼電器MTOFR用于監測變壓器運行中的油流量。當油流量低于120L/min±15%時油流繼電器MTOFR動作，繼電器MTOFRR接收到變壓器油流不足指令，進而觸發本單元牽引變流器保護邏輯，接觸器K無法閉合，同時上報“牽引變壓器油流”故障至本車車輛信息控制裝置。

導致牽引變壓器油流故障報出的可能原因為：

（1）牽引變壓器油泵未工作或本身故障，導致VCB閉合情況下牽引變壓器油流量不足。

（2）牽引變壓器油流繼電器MTOFR故障，導致故障誤檢測。

（3）MTOFRR繼電器故障，反饋錯誤指令給本車終端裝置及本單元牽引變流器。

（4）主變壓器接線盒內接線松動、組合配電柜內CN插插接不良或插針損傷、線路短接等導致故障報出。

結合現場故障現象及庫內檢查情況，牽引變壓器油泵工作電流正常，組合配電柜內CN插狀態良好，分析可能原因為油流繼電器MTOFR偶發性卡滯或KHB3231線路板上的MTOFRR繼電器故障或過分相后此單元APU未起機（天氣炎熱造成）。

2.4 處理措施

預防性更換KHB3231線路板（供應商：小糸今創），庫內試驗良好。

3 結論

通過對關于診斷牽引變流器故障1（代碼004）的學習，認識并理解主電路中牽引變壓器二次側負載牽引變流器（CI）的工作原理，以及MON屏顯示“牽引變流器油流停止”故障流程。首先，當油流量低于120L/min時，主變壓器油流量繼電器（MTOFR）觸點閉合，主變壓器油流量預留繼電器（MTOFRR）得電；然后，觸發本單元牽引變流器保護邏輯，MTOFRR觸電閉合，接觸器K無法閉合，當牽引檔接通后10s以上，牽引電機電流小于100A時，報出牽引變流器MFD故障；最后，MON屏彈出“牽引變流器故障1（代碼004）”故障。

參考文獻：

[1]中車四方股份.時速350公里速度級動車組（16輛編組）維護檢修說明書[M].