CRH380B系列動(dòng)車組高壓供電系統(tǒng)的故障分析處理

姜宇 JIANG Yu

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，沈陽(yáng) 110023）

0 引言

CRH380B、CRH380BL動(dòng)車組運(yùn)行中高壓供電設(shè)備發(fā)生的故障主要包括受電弓、主斷路器、主變壓器、網(wǎng)側(cè)電流、HMI顯示等故障。若這些設(shè)備發(fā)生故障，將直接影響動(dòng)車組列車的正常運(yùn)行。因此，本文對(duì)CRH380B、CRH380BL動(dòng)車組高壓供電設(shè)備的故障作分析處理，以便于動(dòng)車組司機(jī)和隨車機(jī)械師對(duì)故障應(yīng)急處置能力的提升。

1 動(dòng)車組高壓供電系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

動(dòng)車組受電弓將接觸網(wǎng)的AC25KV單相工頻交流電輸送給牽引變壓器，經(jīng)牽引變壓器降壓后，將單相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再通過中間直流環(huán)節(jié)將直流電傳輸給牽引逆變器，牽引逆變器輸出電壓、電流、和頻率可調(diào)的三相交流電供給三相異步電動(dòng)機(jī)，牽引電動(dòng)機(jī)軸端輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速通過齒輪箱的齒輪傳遞給動(dòng)車組動(dòng)輪輪對(duì)，轉(zhuǎn)換為輪緣牽引力、線速度。

高壓供電設(shè)備主要完成從接觸網(wǎng)到牽引電動(dòng)機(jī)之間電路的連通，包括受電弓、主斷路器、主變壓器、高壓電纜及母線等。

2 動(dòng)車組故障信息提示的查看及顯示屏的截屏操作

CRH380B型動(dòng)車組的診斷系統(tǒng)將故障信息集成在動(dòng)車組的5個(gè)顯示界面上（4個(gè)司機(jī)室HMI屏，1個(gè)乘務(wù)員HMI屏）。CRH380BL型動(dòng)車組的診斷系統(tǒng)將故障信息集成在動(dòng)車組的8個(gè)顯示界面上（4個(gè)司機(jī)室HMI屏，3個(gè)CCU柜HMI屏，1個(gè)乘務(wù)員HMI屏）。

發(fā)生故障時(shí)，司機(jī)及隨車機(jī)械師可到HMI屏上查看故障記錄采取相應(yīng)解決辦法。故障排除后，該故障信息不再顯示。

在故障記錄界面，按故障發(fā)生的順序顯示故障信息，每種故障，除顯示車號(hào)和故障代碼外，還顯示發(fā)生的日期、時(shí)間和故障描述。選擇“1-報(bào)告”按鍵可調(diào)出故障描述。此外，選擇“7-更改布局”按鍵可顯示故障代碼。

3 CRH380B系列動(dòng)車組高壓供電系統(tǒng)常見的故障分析處理

3.1 受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：受電弓無法升起。

原因分析：軟件保護(hù)或控制回路故障。

注意事項(xiàng)：

①受電弓無法升起，要檢查總風(fēng)管壓力。當(dāng)總風(fēng)管壓力低于700kPa時(shí)，單個(gè)受電弓10分鐘內(nèi)升弓操作不得大于3次，否則會(huì)觸發(fā)軟件保護(hù)而鎖閉受電弓。一旦鎖閉，90分鐘后才能解鎖。

②運(yùn)行中換弓操作時(shí)，速度應(yīng)在200km/h以下。

③CRH380BL型動(dòng)車組如在運(yùn)行過程中操作閉合21-F98和21-F99空開，一定要在車組回到動(dòng)車所后斷開21-F98和21-F99空開，并重新施加鉛封。

故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新：

①動(dòng)車組優(yōu)先升后弓，當(dāng)后弓不能升起時(shí)，司機(jī)在HMI屏上鎖閉后弓，升前弓，換弓升起正常后，可以正常速度運(yùn)行。（如圖1所示）

圖1 HMI顯示屏

②如果受電弓顯示鎖閉并且在HMI屏上無法解鎖，首先在HMI屏確認(rèn)維護(hù)模式已經(jīng)開啟，進(jìn)行三鍵復(fù)位操作。（如圖2所示）

圖2 HMI顯示屏

③如果復(fù)位不成功，則使用Monitor軟件連接鎖閉的受電弓所在牽引單元司機(jī)室或CCU柜內(nèi)的主控CCU，顯示正確連接。

④在Maintain下拉菜單中選擇“RA ResetAll”選項(xiàng)，回車對(duì)本牽引單元進(jìn)行復(fù)位。

⑤如果受電弓不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇“R HVS Reset”選項(xiàng)，回車。

⑥選擇“2-Reset PANTO raised incorrectly”對(duì)本牽引單元的受電弓進(jìn)行復(fù)位。

⑦選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。

⑧復(fù)位結(jié)束后，在HMI屏上關(guān)閉維護(hù)模式。

⑨重新升弓，恢復(fù)正常運(yùn)行。

⑩CRH380B型動(dòng)車組如果受電弓仍然不能升起，在主控司機(jī)室右側(cè)的故障面板上，將“緊急情況切除回路”開關(guān)打到“關(guān)”位，然后再次嘗試升弓。如果受電弓仍然不能升起，則啟動(dòng)緊急驅(qū)動(dòng)模式行車，或按隨車機(jī)械師要求通知列車調(diào)度員進(jìn)行救援。（如圖3所示）

圖3 故障開關(guān)面板

?CRH380BL型動(dòng)車組如果受電弓仍然不能升起，在主控司機(jī)室右側(cè)的故障面板上，將“緊急情況切除回路”開關(guān)恢復(fù)到“開”位。

1車占用時(shí)將1/9車電氣柜內(nèi)空開21-F98、2/10車電氣柜內(nèi)空開21-F99的鉛封拆除，閉合21-F98和21-F99空開；

16車占用時(shí)將8/16車電氣柜內(nèi)空開21-F98、7/15車電氣柜內(nèi)空開21-F99的鉛封拆除，閉合21-F98和21-F99空開。

?重新升弓，恢復(fù)正常運(yùn)行。若受電弓仍然不能升起，切除2、10車車頂隔離開關(guān)，再次嘗試升弓。如果受電弓仍然不能升起，按隨車機(jī)械師要求通知列車調(diào)度員進(jìn)行救援。

3.2 主斷路器無法閉合故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：主斷路器無法閉合。

原因分析：

①牽引變流器故障。

②主變壓器故障，如原邊過流、次邊過流、電流差動(dòng)保護(hù)、瓦斯報(bào)警、電流檢測(cè)故障（6326、6327、633A、633B、6CA3、6CA4、6CA5、6CA6）主變壓器冷卻故障等。

③車頂高壓部件故障，如網(wǎng)側(cè)電流過流、車頂電纜差動(dòng)電流保護(hù)（6CA7、6CA8）。

④牽引系統(tǒng)其他故障。

注意事項(xiàng)：連續(xù)3次閉合不成功則主斷鎖閉。

故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新：

①查看HMI屏，若有牽引變流器故障時(shí)，先切除故障牽引變流器，閉合主斷繼續(xù)運(yùn)行。如切除故障牽引變流器后，主斷仍不能閉合，從步驟3開始執(zhí)行。

②若HMI上顯示2、3、4類故障時(shí)，需切除故障牽引單元的受電弓、車頂隔離開關(guān)、主斷路器、牽引變流器，起到隔離故障牽引單元的作用，具體步驟如下。

1）在主頁(yè)面選擇“開關(guān)”。

2）在“開關(guān)”頁(yè)面選擇“牽引”。

3）在“牽引”頁(yè)面將故障牽引單元的受電弓、車頂隔離開關(guān)、主斷路器、牽引變流器切除。

③閉合主斷路器，維持運(yùn)行。

3.3 主斷路器鎖閉的故障分析處理方法

故障現(xiàn)象：主斷路器鎖閉。

原因分析：軟件保護(hù)。

注意事項(xiàng)：續(xù)3次閉合不成功則主斷鎖閉。

故障處理的改進(jìn)：

①切除故障單元的受電弓，升另一受電弓，以最大牽引力運(yùn)行。

②如果主斷仍然無法閉合，在占用端司機(jī)室HMI屏上開啟維護(hù)模式，進(jìn)行三鍵復(fù)位操作。

③如果復(fù)位不成功，則使用Monitor軟件連接主控司機(jī)室或者鎖閉的牽引設(shè)備所在牽引單元司機(jī)室或CCU柜主控CCU，顯示正確連接。

④在Maintain下拉菜單中選擇“RA ResetAll”選項(xiàng)，回車對(duì)本牽引單元進(jìn)行復(fù)位。

⑤如果主斷不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇“R HVS Reset”選項(xiàng)，回車。

⑥選擇“3-Reset VCB permanent lock”對(duì)本牽引單元的主斷進(jìn)行復(fù)位。

⑦選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。

⑧復(fù)位結(jié)束后，在HMI屏上關(guān)閉維護(hù)模式，重新升受電弓，合主斷路器。

3.4 主變壓器故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：主變壓器油流故障，VCB跳開，主變壓器鎖閉且無法重啟，高壓封鎖；

故障代碼：635A、634B、631F。

原因分析：主變壓器保護(hù)。

注意事項(xiàng)：

①不需要停車，保持車輛惰行，斷主斷，對(duì)故障車輛所在牽引單元CCU進(jìn)行軟件復(fù)位。

②運(yùn)行中換弓操作時(shí)，速度應(yīng)在200km/h以下。

故障處理的改進(jìn)：

①其它單元無牽引輔助故障，升弓合主斷繼續(xù)運(yùn)行；如果需要換弓，降弓后再重新升弓，合主斷，繼續(xù)運(yùn)行。如不滿足本條所述條件，從第2條開始執(zhí)行。

②首先在HMI屏確認(rèn)維護(hù)模式已經(jīng)開啟，進(jìn)行三鍵復(fù)位操作。

③如果復(fù)位不成功，則使用Monitor軟件連接主控司機(jī)室或者鎖閉的牽引設(shè)備所在牽引單元司機(jī)室或CCU柜的主控CCU，顯示正確連接。

④在Maintain下拉菜單中選擇“RA ResetAll”選項(xiàng)，回車對(duì)本牽引單元進(jìn)行復(fù)位。

⑤如果主變壓器不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇R HVS Reset選項(xiàng)，回車。

⑥選擇“5-Reset transforme permanent lock”對(duì)本牽引單元的主變壓器進(jìn)行復(fù)位。

⑦選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。

⑧復(fù)位結(jié)束后，在HMI上關(guān)閉維護(hù)模式。

⑨恢復(fù)正常運(yùn)行。

3.5 網(wǎng)側(cè)電流限流500A故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：網(wǎng)側(cè)電流限流500A。

原因分析：司機(jī)室故障開關(guān)面板GFX-3A開關(guān)打至開位。

故障處理的創(chuàng)新：

①將司機(jī)室故障開關(guān)面板上的GFX-3A開關(guān)打至關(guān)位。（如圖4所示）

圖4 故障開關(guān)面板

②在HMI上將網(wǎng)測(cè)電流調(diào)至最大，則網(wǎng)側(cè)電流限值由500A提高到1000A。（如圖5所示）

圖5 HMI顯示屏（網(wǎng)壓網(wǎng)流）

3.6 HMI顯示故障代碼63E2、63E4時(shí)故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：系統(tǒng)檢測(cè)網(wǎng)壓不穩(wěn)定導(dǎo)致主斷路器起保護(hù)斷開。

原因分析：接觸網(wǎng)網(wǎng)壓不穩(wěn)定引起動(dòng)車組軟件保護(hù)或電壓互感器故障（如熔斷器脫落、燒損）。

注意事項(xiàng)：

①在網(wǎng)壓不正常時(shí)，主斷路器連續(xù)閉合3次后，將會(huì)導(dǎo)致主斷路器鎖閉，報(bào)故障代碼6307。（主斷路器閉合間隔應(yīng)大于30秒）

②運(yùn)行中換弓操作時(shí)，速度應(yīng)在200km/h以下。

故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新：

①查看網(wǎng)壓界面，檢查網(wǎng)壓值是否在正常范圍。

②如網(wǎng)壓值不在正常范圍內(nèi)或無網(wǎng)壓，且調(diào)度中心反饋該區(qū)段網(wǎng)壓正常，待網(wǎng)壓值恢復(fù)正常，主斷路器閉合信號(hào)變藍(lán)后方可閉合主斷路器。

③如果短時(shí)間內(nèi)多次閉合，造成主斷路器鎖閉，將報(bào)故障代碼“6307”。按主斷路器解鎖操作步驟進(jìn)行主斷解鎖。復(fù)位成功結(jié)束后，升正常配置側(cè)受電弓運(yùn)行；如果不能復(fù)位成功，換弓處理。

④如發(fā)生電壓互感器故障需要換弓處理，故障現(xiàn)象如下：

網(wǎng)壓正常，無主斷閉合允許信號(hào)，無牽引相關(guān)故障代碼；無網(wǎng)壓，但調(diào)度中心反饋該區(qū)段網(wǎng)壓正常。

3.7 HMI顯示故障代碼6CA0時(shí)，網(wǎng)側(cè)過電流的故障分析處理方法

故障現(xiàn)象：運(yùn)行中，過分相后主斷閉合后，司機(jī)給牽引時(shí)主斷跳開，HMI屏報(bào)網(wǎng)側(cè)過電流（6CA0）、車頂隔離開關(guān)鎖閉（63CE）。

原因分析：由于網(wǎng)側(cè)過流，導(dǎo)致主斷斷開。

注意事項(xiàng)：此類故障由于車頂隔離開關(guān)動(dòng)作，并且報(bào)出過流故障，因此可能存在接地或短路現(xiàn)象，不做任何恢復(fù)操作。

故障處理的改進(jìn)：

①停止列車。

②隨車機(jī)械師下車檢查故障車車頂可見部位無異常。

③切除車頂隔離開關(guān)，換升另一個(gè)受電弓后，主斷閉合正常，按最大牽引輔助能力維持運(yùn)行。

3.8 HMI顯示故障代碼28F7時(shí)，主斷無法閉合故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：主斷沒有閉合信號(hào)，HMI屏報(bào)28F7：由于測(cè)試真空斷路器斷開。

原因分析：牽引系統(tǒng)故障。

故障處理的改進(jìn)及創(chuàng)新：

查看列車顯示屏，是否報(bào)出與牽引有關(guān)的故障代碼，按故障代碼提示進(jìn)行相應(yīng)操作，如無牽引相關(guān)故障報(bào)出，執(zhí)行下一步。換升另一個(gè)受電弓，如果能正常閉合主斷，繼續(xù)行駛，否則，進(jìn)行下一步。斷開車頂隔離開關(guān)，如果正常閉合主斷，按最大牽引能力行駛，否則，執(zhí)行下一步。在司機(jī)室顯示屏依次切除牽引變流器，是否有主斷閉合信號(hào)，如果有，閉合主斷，按最大牽引能力行駛。

3.9 HMI顯示故障代碼63C0時(shí)，受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：受電弓故障,繼電器跳閘,受電弓自動(dòng)降弓。

原因分析：受電弓控制系統(tǒng)故障。

注意事項(xiàng)：HMI在只出現(xiàn)63C0，而沒有63C2代碼時(shí)執(zhí)行下面操作。運(yùn)行中換弓操作時(shí)，速度應(yīng)在200km/h以下。

故障處理的創(chuàng)新：

①重新升故障受電弓，如果受電弓正常升起、故障代碼消除，則正常運(yùn)行。

②如果升弓不成功，則切除故障單元的受電弓，升另一受電弓，以最大牽引力運(yùn)行。

3.10 HMI顯示故障代碼63C2時(shí)，受電弓故障的分析處理方法

故障現(xiàn)象：受電弓無法升起，HMI報(bào)故障代碼63C2。

原因分析：受電弓硬件故障或者風(fēng)管損壞。

故障處理的改進(jìn)：立即停車。

4 結(jié)束語(yǔ)

動(dòng)車組高壓供電系統(tǒng)由于設(shè)備較多，因此，故障原因的涉及面較廣，動(dòng)車組的設(shè)計(jì)生產(chǎn)企業(yè)和動(dòng)車組運(yùn)用部門要進(jìn)一步加強(qiáng)溝通與合作，完善供電系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，有效降低檢修人員的檢修工作壓力，最終實(shí)現(xiàn)提高動(dòng)車組檢修效率、降低動(dòng)車組高壓供電系統(tǒng)設(shè)備的故障率。