HXD3C机车列车供电柜"突停"故障处理及原因分析

引言

HXD3C型机车采用TGF60型列车供电柜(下文简称"列供柜"),供电控制系统具备与机车微机控制系统进行通信的功能,两者之间通过约定的通信协议进行数据交换,该功能使得现场技术人员在故障检修时可通过机车状态显示屏获得列供柜故障时的相关信息,对快速查找故障原因提供了很大的帮助。但在现场故障处理中,有时会出现显示屏没有任何故障提示,但列供柜却"突停"(异常停止工作)的情况,碰到此类故障如何处理呢?本文通过一起典型的故障案例,分析了产生此类故障的原因及相应的处理方法。

1TGF60型列供柜主电路

TGF60型列供柜的电路分为主电路、辅助电路、控制电路和电子电路四个部分。列供柜将2路独立的额定交流输入电压860V,分别经相控整流电路,输出2路独立的额定直流600V电压给客车电源供电。主电路图如图1所示。

2故障现象

某HXD3C型机车TGF60型列供柜启动正常,但在工作一段时间后,列供柜自行停止工作,无DC600V输出,机车状态显示屏上不报任何故障。关闭供电钥匙后重新启动,列供柜可以正常工作,但工作一段时间后又自行停止工作。

3原因分析

列供柜启动条件及流程如图2所示。

根据图2所示的列供柜启动条件及流程分析,造成列供电停止工作可能的故障原因如下:

3.1控制系统故障

由于控制箱负责供电控制的调节运算、逻辑判断和故障诊断等功能,因此,即使所有状态信号均正常送到控制系统,但若系统工作不正常,也会导致列供柜故障并停止工作。

3.2供电钥匙闭合信号故障

列供柜必须在接收到供电钥匙信号后才能正常工作。

3.3客车输入信号故障

列供柜在集控器未被置于隔离位的前提下,必须接收到客车供电申请信号及客车控制电源,才能启动。

3.4辅变正常信号故障

列供柜必须在检测到辅变正常工作后,确保风机能够正常启动的状态下,才能启动。

3.5温度继电器反馈信号故障

列供柜必须在正常接收到该信号并且在电抗器没有超过设定温度时才能工作。

3.6隔离闸刀信号故障

列供柜必须在检测到隔离闸刀闭合到位的状态信号后,才能正常启动。

4处理过程

针对该起故障,首先对列供柜控制箱进行转组试验,故障现象依旧,因此可以排除控制系统故障的可能性。

由于列供柜可以工作一段时间且另一路工作正常,因此可推断外部送给供电柜的所有信号应该是正常的,据此可排除供电钥匙闭合故障及客车输入信号故障的可能。

接下来重点对"辅变正常""温度继电器反馈信号""隔离闸刀信号"三个可能的故障点进行检查,再次进行高压试验,对数字入出插件灯显状态进行了仔细观察,经观察发现,列供柜正常工作时,6A(风机联锁信号)灯常亮,当该灯熄灭时,列供柜随即停止了工作,6A灯为风机接触器14KM闭合后的反馈信号,据此可判断故障应为14KM断开或其辅助触头故障所致。

根据图3所示的风机启动逻辑图,详细检查了接触器14KM、中间继电器13KA、断路器11FA,没有发现异常,由此判断故障应为风机温度继电器"wJ"断开导致。但该温度继电器为什么会断开呢?通过测量APU对列供柜提供的输出电压发现,UV相电压190V,Uw相电压210V,Vw相电压380V。列供柜风机工作电压存在三相不平衡现象,经过进一步检查发现,APU输出接线U相端子松动,处理后故障现象消除。

5结论与建议

在本次故障中列供柜由于散热风机工作电压不平衡,导致其温度快速上升,温度继电器断开。根据图3所示,此时14KM接触器将断开,造成列供柜风机联锁无反馈信号,因此列供柜停止工作。

针对此类故障,在后续的列供柜设计中,建议将风机温度继电器闭合信号送给供电控制箱,完善列供柜的故障诊断功能。