CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案_第1頁(yè)
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GD中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSIFANGC0?,LTD.項(xiàng)目名稱CRH6F型動(dòng)車組文件名稱牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案文件編號(hào)提交目的報(bào)中國(guó)鐵路動(dòng)車組技術(shù)中心摘要:CRH6F型動(dòng)車組在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中報(bào)出牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障,經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),原因是四象限啟動(dòng)重?cái)?shù)發(fā)生變化后,四象限會(huì)重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配,在網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻進(jìn)行載波移相可能造成載波異常,從而導(dǎo)致報(bào)出四象限輸入過(guò)流故障。編制校核審核主管總體批準(zhǔn)更改履歷更改標(biāo)記日期更改內(nèi)容EOcrrcCRH6F型動(dòng)車組EOcrrc牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障

的整治方案CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案.問(wèn)題描述截止2018年6月29日,CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器二重四象限輸入過(guò)流故障共發(fā)生三起:2018年5月10日,配屬?gòu)V州局長(zhǎng)沙動(dòng)車所CRH6F-0410列動(dòng)車組擔(dān)當(dāng)C6957(湘潭-長(zhǎng)沙西)次交路,01車主控,升06車受電弓。9:53分HMI屏報(bào)02車牽引變流器故障[1527]、二重四象限輸入過(guò)流[1105]。2018年6月17日,配屬?gòu)V州局長(zhǎng)沙動(dòng)車所CRH6F-0410列動(dòng)車組擔(dān)當(dāng)C7684次(株洲南-長(zhǎng)沙西),16:24分02車報(bào)牽引變流器故障[1527]、二重四象限輸入過(guò)流[1105]。2018年6月25日,配屬?gòu)V州局長(zhǎng)沙動(dòng)車所CRH6F-0411列動(dòng)車組擔(dān)當(dāng)C7872次(株洲南-長(zhǎng)沙西)交路,01車主控。19:14分02車報(bào)牽引變流器故障[1527]、二重四象限輸入過(guò)流[1105]。.原因分析控制原理1)故障判定條件四象限輸入過(guò)流:當(dāng)四象限輸入電流瞬時(shí)值大于1900A時(shí),牽引變流器報(bào)二重四象限輸入過(guò)流故障(故障代碼:1105)。牽引變流器故障:為總故障,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到牽引變流器上報(bào)需要斷開(kāi)主斷的故障時(shí),報(bào)出牽引變流器故障(故障代碼:1527)?,F(xiàn)車調(diào)查分析情況1)狀態(tài)檢查CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案第1頁(yè)共9頁(yè)中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGLTD.

GDcrrcCRH6F型動(dòng)車組GDcrrc牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障

的整治方案良好。檢查故障車牽引變流器DCU機(jī)箱各連接器狀態(tài)正常,各狀態(tài)指示燈正常。將故障車DCU機(jī)箱加。板卡(四象限控制板)拆下檢查,外觀無(wú)明顯異常。2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析5月10日故障時(shí)數(shù)據(jù):09:52:55時(shí)列車速度由9.74速/卜變?yōu)?3.15km/h。09:52:56時(shí)01車VCB斷開(kāi),斷開(kāi)原因?yàn)?2車報(bào)二重四象限輸入過(guò)流故障。m7占方注re車MCI3年G囹百?用二重因防騰育’萼阿列搴速度ZDLB-M-JdD9.SE.5E:?■j?:7:SDIEHH-lfl09GE氈r:rlEir|Kl§ST2flle-C6-1flg5:544Ei1Ki3<12£F1D1叫11Inoib卻SDIEHfi-lflg密可LIrl0br|Kli自盥RHEB-l口g討b'1&&ST密3sZUItrti5-:iag5:M1CiD&訕E4OT2UIErtl5-ja啊#Cfl1ri1506Km2DLB-C6-J(1D9.S3.C0LD1Cibb24.47gcebrlc.bb21.332fll6-C6-1flg53S51Elb%h.2Lzui?-ja西力CKib1ri0H乩3圖1WTD數(shù)據(jù)分析6月17日故障時(shí)數(shù)據(jù):16:23:59時(shí)列車速度由9.72速度變?yōu)?0.25km/h。16:24:02時(shí)01車VCB斷開(kāi),斷開(kāi)原因?yàn)?2車報(bào)二重四象限輸入過(guò)流故障。時(shí)國(guó)庫(kù)號(hào):041001)1車占有效復(fù)位圈制動(dòng)]黑據(jù)制動(dòng)3期制動(dòng)q軀制動(dòng)5森.制動(dòng)6轉(zhuǎn)制動(dòng)丁繳制動(dòng)包轉(zhuǎn)TC主VCB陽(yáng)臺(tái),赫一口車\'CBM白狀態(tài)V匚葡廿匚日間ff82N合皇引切除B6M牽引泰位列主生苴km/h2018-06-171田汪的1DD0D0□0D01L□0068S.93201S^)6-17L6:23:581LDCD0?J0L0110?J06S8.932D18^36-1715:23:5910DQD0000011000639.722D1&O&-171CD0D0□0C011000689J22D18-06-1716:23:591CDCD000C011000699.722D18-06-1716:23:591rDCn0n0r01t0n06810.252018^36-1716:23:591LDULI0a0L0110a06S10.252D16^36-1716:23:5910DQD00000110006310.252018-06-1716:汪5g1CD0D0□0C01L□00的10.86圖2WTD數(shù)據(jù)分析(一)CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案第2頁(yè)共9頁(yè)中華青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCQ.tLTD.CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案EOcrrcCRH6F型動(dòng)車組EOcrrc牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障

的整治方案時(shí)間(主號(hào):MIOS)工占有辿復(fù)位將制如級(jí)制動(dòng)之匐制動(dòng)3級(jí)制動(dòng)4級(jí)制動(dòng)5繚制動(dòng)6翎制既圾制動(dòng)E級(jí)T匚車VtB磔4怖一口車VCB間含狀態(tài)VCBif開(kāi)般MVCB閑含93M葷引切除S6M牽引弱為車傳,I'll列譚kr201B-06-1716:24sDl10a0D0a000110a010D16.5416.54201B-064716:24:D2I0nnD0cn001I0nr:10Dp018^0b-l?Lb:24:D210uaU0ca0u110uL10D17.15201B-06-1716:24:D210a0D0aa00010a010D17.15p0LB-06-L71&:24:D210a□D0a□00□10aD10017.15201B-06-1716:2^D210c0D0c000c10cC10D16.07201B-06-1716:24:0210000000000100030D18.07201B-06-17lb:24:D210Q00Q0000L10QL1001&.07圖2WTD數(shù)據(jù)分析(二)6月25日故障時(shí)數(shù)據(jù):19:14:38時(shí)列車速度由9.6加4變?yōu)?0.57km/h。19:14:41時(shí)01車VCB斷開(kāi),斷開(kāi)原因?yàn)?2車報(bào)二重四象限輸入過(guò)流故障。時(shí)同年占有地閉白城分n車vc>al3狀y■—事網(wǎng)例凰R二“4一垂四向限出臼牽引泰位列車湮席修“20B3-0B-2519:14.34FFTS-T知201i=i-0&-2519J435rrb%-201S-0B-Z5IB:14:36r尸j工z.;2018-0B-25IQ:14:37*]T~廠b廠zt?t2010-OB^S19:14:36FF\5\ak匚72010-0&-319:1439rrA匚rhr:2018-0B-2S19:1440rr]&-F14.562038-06-2519:U:4Lr]FT4ri2018-0B-25IQ:14:42丁T~&bIe.2;20ie-i:iB-2S19:14:43Fai55k.c:2016-06-2519:1444r0\&&匚ki.O22D3S-DB-Z519:J4-45rrir.h[亂日E2018-06-251Q:U:46*]丁b6[It.ttE0B3-0B-SS19:14:47F工55k.ri圖3WTD數(shù)據(jù)分析3)DCU數(shù)據(jù)分析三起四象限輸入過(guò)流故障的DCU故障數(shù)據(jù)均類似,以6月17日CRH6F-0410列2車第二重四象限輸入過(guò)流故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析說(shuō)明。CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案通過(guò)對(duì)故障分析發(fā)現(xiàn),故障前02車變流器僅啟動(dòng)第二重四象限(整列車共4重四象限啟動(dòng)),整車速度大于10km/h后,02車未啟動(dòng)的四象限開(kāi)始啟動(dòng)(此時(shí)整車未啟動(dòng)的四象限也同時(shí)啟動(dòng)),由只啟動(dòng)一重轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝?、二重均啟?dòng),1040ms(網(wǎng)絡(luò)將整車其余四象限啟動(dòng)狀態(tài)傳輸給DCU需要1040ms)CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案第3頁(yè)共9頁(yè)中華青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGLTD.

CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障

的整治方案時(shí)第二重四象限出現(xiàn)輸入過(guò)流現(xiàn)象。約工040m$MO.O僅翳二重四彘限運(yùn)行變?yōu)榈谝坏诙伤南笙拚脒^(guò)流H捌SOW/ffiflO.U.S?(i.i:i池山七」曜孚OKUM第屏西障時(shí)間二約工040m$MO.O僅翳二重四彘限運(yùn)行變?yōu)榈谝坏诙伤南笙拚脒^(guò)流H捌SOW/ffiflO.U.S?(i.i:i池山七」曜孚OKUM第屏西障時(shí)間二S01弭/月。曰1甜按)弁59沙3M1.0—1—里回象限輸入電源2。盟人3000□T-lixtl0-1-SMIOH-L5D00-LWJ(I.3M0.i:i圖4故障時(shí)刻四象限記錄實(shí)時(shí)波形(一)FUiJ—JERH"UXS!li.僧項(xiàng)FUiJ—JERH"UXS!li.僧項(xiàng)1皿泗明「日》5由出出圖5故障時(shí)刻四象限記錄實(shí)時(shí)波形(二)地面調(diào)查分析情況根據(jù)以上分析,故障發(fā)生工況為:故障發(fā)生在變流器在四象限啟動(dòng)重?cái)?shù)發(fā)生變化時(shí),四象限重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配,恰好網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)。依照此工況,在試驗(yàn)室搭建半實(shí)物仿真平臺(tái),進(jìn)行了半實(shí)物仿真驗(yàn)證,模擬在四象限啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)生啟動(dòng)重?cái)?shù)變化。CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案第4頁(yè)共9頁(yè)中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCO.tLTD.CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案圖6搭建的模擬現(xiàn)場(chǎng)工況的半實(shí)物仿真臺(tái)圖6搭建的模擬現(xiàn)場(chǎng)工況的半實(shí)物仿真臺(tái)CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案5月10日-5月20日期間半實(shí)物仿真模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M出一次故障,發(fā)現(xiàn)僅在網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻進(jìn)行相位角度重新分配過(guò)程中,才會(huì)出現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)故障一致的故障現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)故障得以重現(xiàn)。CRH6FCRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案第5頁(yè)共9頁(yè)中車青恩四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCO.tLTD.CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案就黑電常用拈?變冷盛大值.一息后干調(diào)制拽,造MUJE.CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案就黑電常用拈?變冷盛大值.一息后干調(diào)制拽,造MUJE.悟趾沿?由班一,HUUU I-答至肺一下百播讀H盤.月壓 因堂限電相鬲VM幃沖啊廄下音符般皆留后,四象陽(yáng)電諦特生處于如躋狀*,fwmMi”中「卦重力d作博C速上升至觸發(fā)河惶保小國(guó)捐弱圖7(b)仿真模擬故障波形卡亞乂脈沖分析四象限PWM脈沖產(chǎn)生是通過(guò)調(diào)制波和載波比較生成,正常的脈沖調(diào)制過(guò)CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案EOcrrc程為:>調(diào)制波》載波橋臂上管導(dǎo)通,下管關(guān)斷;>調(diào)制波〈載波橋臂上管關(guān)斷,下管導(dǎo)通;從半實(shí)物復(fù)現(xiàn)的過(guò)流故障波形分析(如圖7a、b),當(dāng)載波出現(xiàn)重置異常后,載波一直大于調(diào)制波,造成四象限模塊A、B兩橋臂上管關(guān)斷,下管持續(xù)導(dǎo)通(A橋臂下管IGBT導(dǎo)通,B橋臂下管續(xù)流二極管導(dǎo)通),從而導(dǎo)致四象限電路持續(xù)處于短路狀態(tài),PWM脈沖電壓(a2、x2點(diǎn)之間的電壓)一直為0,四象限輸入電流迅速增大至1900A,觸發(fā)過(guò)流故障,故障時(shí)刻,IGBT的換流狀態(tài)如圖8所示。第6頁(yè)共9頁(yè)中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCd,LTD.中國(guó)中車 CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案圖8故障時(shí)刻第二重四象限電路原理圖四象限載波重置在整個(gè)網(wǎng)壓信號(hào)周期任何一個(gè)時(shí)刻都有可能,該故障僅載波重置時(shí)恰好網(wǎng)壓信號(hào)在過(guò)零點(diǎn)時(shí)才會(huì)發(fā)生,對(duì)于整個(gè)網(wǎng)壓信號(hào)周期而言概率極小。通過(guò)仿真及故障時(shí)刻的數(shù)據(jù)分析,關(guān)于異常原因?yàn)椋菏蹹CU信號(hào)離散性采樣的限制,網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)的時(shí)刻DCU無(wú)法準(zhǔn)確判定,存在偏差。如果載波重置恰好在過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行,由于網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)判斷存在偏差,會(huì)導(dǎo)致載波重置出現(xiàn)異常,進(jìn)而引發(fā)PWM脈沖異常,導(dǎo)致四象限過(guò)流故障發(fā)生。分析結(jié)論通過(guò)對(duì)故障數(shù)據(jù)分析,搭建半實(shí)物仿真平臺(tái)模擬現(xiàn)場(chǎng)工況試驗(yàn),結(jié)果顯示:只有在網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行四象限載波相位更新操作才可能引起載波異常,進(jìn)而造成四象限過(guò)流現(xiàn)象,由于該操作執(zhí)行時(shí)刻恰好處于網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)對(duì)于整個(gè)網(wǎng)壓信號(hào)周期而言屬于極小的概率,因此也驗(yàn)證了該故障屬于偶發(fā)性故障。相對(duì)于整車工況,需要在變流器由靜止加速至速度大于10km/h過(guò)程中,同時(shí)網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn),故障概率更小。.整治方案臨時(shí)過(guò)渡措施CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案 第7頁(yè)共9頁(yè)中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSIFANGCO.,LTD.

CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障

的整治方案整治方案(1)改進(jìn)方案針對(duì)網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零時(shí)刻進(jìn)行載波相位重新分配會(huì)引發(fā)過(guò)流故障現(xiàn)象,對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化,在四象限重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配時(shí)避開(kāi)網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻,以防此類故障發(fā)生。對(duì)牽引變流器DCU軟件進(jìn)行優(yōu)化,軟件版本由丫40.7不提升至V40.8.0。(2)地面試驗(yàn)驗(yàn)證5月23日-6月18日在試驗(yàn)室依照故障發(fā)生工況,再次對(duì)軟件進(jìn)行半實(shí)物仿真模擬測(cè)試,未出現(xiàn)故障,軟件工作正常。,1.1-iwi.aI ? ,1.1-iwi.aI ? ;I" h11Hi I尸皿口v?111J/in11J 1 1 J11卜111 1』八M "1' \ 1,,1\1\a\\\I I1,, 1■ , 1 ,, "1■ ,■■ ■, ■,11 I1, 1 / 'l s.Wl巾II加Wl皿?a? , I 1 1IIIIL1 bi-.J)iiiiiiiiaI;111?4Do0-a? 1/1,1?\J\ 1,\( /Ji ,/、『/I ,I..卜J ,.jf.Ir.4..J_ULdtJj_L_I_ / ULLLL-aooo.ady叫歸Tpgr罐七pw;:?--2CCO.O|L5L95D 152i:i00 15ZC6O L5E1DD 152150 152200 152233 152300 152350 15E4CO 152450圖9軟件優(yōu)化后的正常運(yùn)行波形安全評(píng)估表1:整改前后安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估序號(hào)影響范圍整改前整改后1四象限控制在車速上升到10km/h以上時(shí),由一重四象限啟動(dòng)變?yōu)閮芍厮南笙迒?dòng),如此時(shí)正好為網(wǎng)壓過(guò)零點(diǎn),則可能造成載波異常,導(dǎo)致四象限輸在四象限重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配時(shí)避開(kāi)網(wǎng)壓信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻,不會(huì)發(fā)生輸入過(guò)流故障。CRH6F型動(dòng)車組牽引變流器四象限輸入過(guò)流故障的整治方案 第8頁(yè)共9頁(yè)中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDA

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