韶山型電力機車變流裝置均流系數(shù)波動大原因分析及改進措施

張國香

摘要：本文通過對韶山型電力機車均流試驗均流系數(shù)波動較大的分析與現(xiàn)場處理，從變流裝置均流試驗的設備、檢測儀器、檢測方法出發(fā)，找到了均流系數(shù)波動大的原因，并提出相應的改進措施，取得了很好的效果。

關鍵詞：均流試驗;均流系數(shù);檢測

引言

機車運用過程中，由于硅變流裝置并聯(lián)元件電流分配不均勻，分擔最大電流的元件就有可能過流而損壞，或者由于它而限制了整個回路電流的增加，使元件利用率降低。

為保證變流裝置均流試驗合格，在組裝前應對元件進行分組，選配正向壓降相同的元件來并聯(lián)或使各并聯(lián)支路元件正向壓降之和相等。為了驗證變流裝置均流的好壞，我們通常采用均流試驗來檢查各橋臂并聯(lián)支路電流分配情況。

1 、變流裝置均流試驗案例事故概述

公司在進行SS7E機車及SS4機車變流裝置在均流試驗時，突發(fā)橋臂并聯(lián)支路均流系數(shù)波動大的情況。

SS7E機車Ⅰ#柜1V1橋臂的均流系數(shù)從0.97變?yōu)?.79（變化0.18），1V7均流系數(shù)變成0.81，均流系數(shù)都變成小于0.9（SS7E機車均流系數(shù)≥0.9）。

SS4機車一變流裝置T3橋臂均流系數(shù)上下波動，對T3、T4橋臂4個元件進行更換，均流試驗合格;保險起見，我們對該變流裝置進行均流試驗驗證試驗，試驗至11分半時，均流系數(shù)由0.94突降至0.69（SS4機車均流系數(shù)≥0.85）。

2 、故障分析與排查

2.1 初步原因分析

我們對變流裝置均流試驗情況進行分析，初步確定導致均流系數(shù)發(fā)生變化的原因如下：

1.硅元件試驗設備有故障，元件UTM—晶閘管通態(tài)峰值壓降、UFM—整流管正向峰值壓降采集不準確，導致元件配組不準確，影響均流系數(shù);

2.元件本身性能差異影響每個橋臂并聯(lián)元件均流系數(shù)。

3.元件的選配會影響到均流系數(shù)的變化。

4.晶閘管觸發(fā)脈沖盒有問題，會造成同一橋臂的兩個元件的開通時間有差異，元件分配電流不均，影響均流系數(shù)發(fā)生變化。

5.試驗過程中，同一橋臂各支路鉗形電流表的測量誤差不同，會影響到均流系數(shù)發(fā)生變化。

6.硅機微機試驗臺如存在問題，采集數(shù)據(jù)不準確，會導致均流系數(shù)發(fā)生變化。

2.2 制定故障排查方案

根據(jù)初步分析結果，為查找存在的問題，確定排查方案：

1.對硅機微機試驗臺、鉗形電流表等檢測設備、器具進行排查;

2.對觸發(fā)脈沖盒的工作性能進行排查;

3.對元件試驗設備、元件配組情況、元件檢測情況進行排查;

4.將SS7EⅠ#柜進行拆解，將SS4機車變流裝置均流系數(shù)波動的橋臂4個元件拆下，對上述元件重新進行檢測。

2.3 故障排查情況

1.元件通態(tài)峰值壓降測量時，分別將數(shù)據(jù)采集端卡在元件兩散熱器最遠端（原始測量位置）、兩散熱器最近端、一端接管芯陰極線另一端接陽極散熱器，通過試驗發(fā)現(xiàn)最后一種方法測量結果更穩(wěn)定一些，因此決定在測量過程中一律采用最后一種方法進行測試。

2.將SS7E機車硅元件全數(shù)在硅元件測試的規(guī)定的條件下重新進行了檢測，檢測結果穩(wěn)定，雖然與原測試參數(shù)有差異但均符合規(guī)定要求。

3.將出問題的SS4機車更換下來的4個元件在硅元件測試的規(guī)定的條件下重新進行了檢測，在同等測試條件下，連續(xù)測試5次每一次的元件UTM值變化都不相同，與原始記錄差異較大。

將其中變化最大的2個元件進行了解體，判定元件的組裝及壓裝不存在問題，將解體后的兩個元件的管芯進行了熱穩(wěn)態(tài)測試，參數(shù)符合要求，見下表。

現(xiàn)場隨機抽取SS4機車元件測試發(fā)現(xiàn)UTM值波動較大，查看測試通態(tài)峰值壓降的測試線為3×0.5mm2的屏蔽線，門極脈沖線與測量線共用一根屏蔽線;為了減少干擾，將測試線更換為2×1.5mm2的屏蔽線，門極脈沖線單獨使用一根屏蔽線，通過試驗對比，這一措施對測試結果的穩(wěn)定性有一定的效果。

將裝在SS4機車（鋁散熱器）上不穩(wěn)定的元件管芯裝在SS8（銅散熱器）上測試，在同等條件下測試參數(shù)穩(wěn)定，因此認為銅和鋁散熱器對元件自身的穩(wěn)定性有影響。隨后用接觸電阻測試儀對測試端的接觸電阻進行檢測，發(fā)現(xiàn)鋁散熱器的接觸電阻較銅散熱器略大，因此對SS4元件的測試采用增加測試次數(shù)再取平均值的方法。

4.將使用的12塊鉗形電流表比對試驗：在變流裝置輸出510A左右的情況下，將12塊表同時卡在輸出端，發(fā)現(xiàn)有兩塊表數(shù)據(jù)偏大，已經超過560A。其余鉗形電流表在510A—520A之間變化，屬于正常范圍。將所有鉗形電流表全部重新進行校檢，將數(shù)據(jù)偏大的兩塊表進行報廢處理。并根據(jù)檢測中心出具的檢測報告，將檢測數(shù)據(jù)接近的表進行分配進行固定化，將數(shù)據(jù)接近的兩個鉗形電流表做好標記，用來測量同一橋臂兩并支路橋臂電流。

5.對試驗設備進行了驗證，設備運轉正常、穩(wěn)定。對試驗臺外部線路進行了檢查，并將部分線路重新進行了維護;查看機車變流裝置元件配組表，橋臂元件UTM—晶閘管通態(tài)峰值壓降、UFM—整流管正向峰值壓降均≤0.02V，符合配組要求;試驗SS4機車變流裝置驗證脈沖信號，使用數(shù)字示波器檢測脈沖波形，波形穩(wěn)定，由此判定觸發(fā)脈沖盒工作正常。

3、措施實施及效果

為避免變流裝置均流試驗過程出現(xiàn)橋臂均流系數(shù)波動大的現(xiàn)象，我們制定了改進措施：1）元件試驗時，將數(shù)據(jù)采集端一端接管芯陰極線另一端接陽極散熱器;2）將測試通態(tài)峰值壓降測量線更換為2×1.5mm2的屏蔽線，門極脈沖線單獨使用一根屏蔽線;3）對SS4元件的測試采用增加測試次數(shù)再取平均值的方法使測試結果更接近真實數(shù)據(jù);4）每三個月對鉗形電流表進行一次比對試驗，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對鉗形表重新進行配組。

通過上述改進措施的制定，公司變流裝置均流試驗橋臂均流系數(shù)波動大的現(xiàn)象得到很大的改善，目前再未出現(xiàn)此類現(xiàn)象。