CRH2A型動車組牽引系統工作原理及故障處理

摘 要：本文對CRH2A型動車組在載客運營及檢修作業中牽引系統的應用進行概述，首先介紹了工作原理及牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機關鍵部件，最后對CRH2A型動車組牽引系統牽引電機溫度高故障處理進行介紹。

關鍵詞：牽引系統；牽引電機；牽引變壓器；牽引變流器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.053

1 關于CRH2A型動車組牽引系統組成簡介

1.1 牽引系統概述

動車組分為 2 個動力單元：M1+M2，M3+M4。動車組要求的弓網電壓為 25kV、50Hz 的單相交流電，由受電弓從接觸網受電、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，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且具有保護功能。牽引電動機使用 3 相鼠籠式感應電動機，軸端安裝有速度傳感器，檢測轉子頻率，并將信息反饋給牽引變換裝置、制動控制器 。

1.2 牽引系統關鍵部件簡述

1.2.1 牽引變壓器

CRH2A型動車組牽引變壓器具有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，確保牽引變換裝置具有穩定運行的特性。另外，為對應于每個 2 次繞組的增容，1 次繞組配置了 2 個并聯結構的線圈；為了減輕重量，1 次，2 次線圈采用了鋁質線圈；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體成形的端子板。相對于 3 次繞組側的一端子使用并引出了 2 根中心導線的特點。3次繞組對應的電壓、電流及容量值如下表：

CRH2A型動車組牽引變壓器具有殼式變壓器結構，油箱分為上下兩個部分。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。

1.2.2 牽引變流裝置

CRH2A型動車組牽引變流裝置用于控制 4 臺牽引電機的電源。其結構簡潔，整流器、直流中間電路、逆變器、真空交流接觸器等的主電路機器、無觸點控制裝置、控制電源等控制電路器具均安置在一個箱體內的一箱體構造，從而縮小了安裝空間。牽引變流器裝置安裝在 2、3、6、7 號車的底盤下。另外，雖然一部分內部裝置各自使用了獨特的形式，但每個單元均在結構和控制方面確保其互換性。牽引變流裝置由單相交流變為直流電力的整流器部分和直流電流變為 3 相交流的逆變器部分、吸收電壓波動獲得直流定壓的直流電壓電路（濾波電容器）部分構成。作為主電路的半導體元器件由于采用了能高速開閉的 IGBT 或 IPM，能減小交流電壓波形的失真，由此降低了牽引電機、牽引變壓器的電磁噪聲，因而減少了轉矩波動。

2 CRH2A型動車組牽引系統典型故障案例及處置

CRH2A型動車組在運行中會發生牽引電機溫度高故障，現在我們就對該故障的處置進行詳細的介紹。

（1）在MON屏一般模式下，查看故障一欄、配電盤信息、切除狀態界面，確認故障車輛信息；檢修模式下，查看故障記錄，確認故障詳細信息。

（2）下載TBDR/DRWTD數據，分析故障時刻車輛的運行工況；下載軸溫實時檢測系統的車輛實時軸溫數據，查看故障時刻數據有無異常。

（3）檢查【牽引電機溫度高報警】斷路器狀態，分別閉合、斷開【牽引電機溫度高報警】斷路器，用萬用表直流電壓檔測量斷路器進出線電壓，并查看“MON屏--配電盤信息界面--電氣設備--牽引電機溫度高”有無變紅；若“MON屏--配電盤信息界面--電氣設備--牽引電機溫度高”一直變紅，斷開【牽引電機溫度高報警】斷路器（暫不閉合），檢查組合配電柜內MMThR繼電器插接狀態，拔下MMThR繼電器（用萬用表測量MMThR繼電器4、5針導通情況，暫不恢復），查看“MON屏--配電盤信息界面--電氣設備--牽引電機溫度高”是否變白。以此首先判斷是否為終端方面出現問題。

（4）檢查【牽引電機送風1】【牽引電機送風2】馬達啟動器狀態，并測試其功能有無異常。

（5）檢查四個軸的軸溫連接器固定情況，拔下四個軸的12芯軸溫連接器，檢查連接器插針狀態；重點檢查針腳狀態，有無縮針、彎針、電蝕等異常情況。用低電阻測量儀分別測量每個連接器的3-4針阻值（標準≤200mΩ），用絕緣測試儀測量每個針的絕緣值（標準≥10MΩ），測量時注意適當晃動端子匯接處、牽引電機繼電器線纜根部；若出現阻值、絕緣值異常，則拆解牽引電機溫度繼電器端子匯接處，從匯接處直接測量牽引電機溫度繼電器阻值（標準≤40mΩ）、絕緣值（標準≥10MΩ）。

（6）牽引電機溫度繼電器故障，更換牽引電機溫度繼電器；端子匯接不良，重新匯接；終端方面問題，更換終端相關板卡。

（7）更換完故障部件后，庫內車輛通高壓，車輛無故障報出，“MON屏--配電盤信息界面--電氣設備--牽引電機溫度高”為白色。

3 總結

本論文通過對CRH2A型動車組牽引系統進行介紹，通過邏輯控制理論、關鍵部件的設計原理及實際應用故障處理情況，突出了牽引系統設計的合理性，同時，也對牽引系統日常運營中發生的牽引電機溫度高故障，如何處理進行了專項描述，使得人們對CRH2A型動車組牽引系統有了更深刻的理解。

參考文獻：

[1]黃濟榮.電力牽引交流傳動與控制[M].北京：機械工業出版社， 1998.

[2]劉建強，鄭瓊林，郭超勇等.高速動車組牽引變流器熱容量[J].電工技術學報，2011（10）.

作者簡介：李瀟天（1992-），男，山東青島人，本科，助理工程師。