CRH3型动车组牵引变压器分析及其典型故障分析

CRH3型动车组主变压器系统高级修浅析发表时间：2016-03-18T15:20:30.667Z 来源：《基层建设》2015年24期供稿作者：许士伟徐世木[导读] 唐山轨道客车有限责任公司随着运营里程的增加，CRH3型动车组主变压器的维护、维修等级逐步加深，为使其更好、更安全、更可靠地服务于高铁运营。

唐山轨道客车有限责任公司河北唐山 063035 摘要：本文从CRH3型动车组主变压器系统的组成、主要技术参数等方面进行了介绍，并对其高级修的深度和广度进行了阐述。

关键词：CRH3型动车组；主变压器；高级修1概述CRH3型动车组主变压器亦称牵引变压器，其功能为将铁路接触网侧单相AC 25 kV电压降至供 4 个牵引绕组使用的AC 1551V 的二次电压，并供给于牵引变流系统，主要用于本牵引单元的电力需求。

2主变压器系统组成及电气数据1变压器主体 2膨胀油箱 3干燥器4冷却单元 5冷却油泵 6集成构架 2.1系统组成主变压器系统由主变压器和冷却单元组成，具体包含变压器主体、膨胀油箱、冷却单元、冷却油泵、冷却管路以及集成构架。

冷却系统采取强制风冷，即冷却风机的形式，通过冷却油泵实现变压器主体与冷却单元间冷却介质（矿物质油）的循环。

2.2电气数据高压绕组额定功率 5644 kVA 额定电压 25 kV额定电流 226 A额定频率 50 Hz低压绕组（4 牵引绕组）额定功率 4 x 1411 kVA 额定电压 4 x 1551 V 额定电流 4 x 910 A 3主变压器系统高级修内容及要求 3.1主变压器检修 1）清洁、检查主变压器，无渗漏。

2）主变压器油取油样检测油介损值、击穿电压、含水量及含气量，符合表1要求。

3）断开电气连接，从主变压器上拆下冷却单元、油循环泵。

4）分解油循环泵，更换轴承和O型密封圈；油泵组装后，功能正常。

5）检查主变压器，油箱及油箱盖外观良好，无影响功能的机械损伤，油漆破损的部位须补漆，紧固件无松动，防松标识清晰目视检查吊装轴外观无裂纹。

CRH3型动车组牵引系统维护分析摘要：重点介绍了牵引系统原理分析与主功能组的电路图分析，主要涉及内容为受电弓、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、主断路器、牵引电机、冷却风机等各部件的组成及检修维护分析。

在车组运营维护过程中，根据系统原理组成、检修维护经验、客户维护资料进行相关故障排除，以达到故障的及时处理又达到预防性检修维护目的。

关键词：CRH3型动车组，牵引系统，控制原理，维护。

一、受电弓维护分析1、CRH3动车组受电弓故障类型受电弓上臂风管断裂，弓头悬挂失效等惯性故障，分析认为风管故障的原因如下：（1）风管绑扎间距过大，受气动载荷或异物冲击作用容易造成反复的折弯变形，加上该管伟铝塑管，材质较硬、脆，从而更易产生疲劳断裂，造成自动降弓。

（2）风管连接处采用的快速接头容易漏气，造成自动降弓。

根据故障类型不同，前期根据故障现象制定了应急方案：采取了将绑扎间距从40cm降低到20cm的，有效降低了气动载荷和异物冲击对风管的损伤，目前已完成全部更换工作，该类故障基本得到了有效控制。

为彻底解决该问题，将由株机公司按照ADD风管国产化方案将西门子提供的受电弓全部改为螺纹接头和软管的方案。

2、受电弓日常维护2.1受电弓碳滑条检查 I1 5000公里/2天目测碳条：⑴将碳条表面清理干净，目视检查碳条外观状态。

观察碳条有无明显磨损、裂纹，碳条有无明显烧蚀以及剥离。

⑵当目测检查发现明显的疑点时需要对碳条做全面的检查。

⑶检查炭条厚度符合要求，当炭滑板厚度不足24mm 时，更换碳滑条。

⑷如果发现距离炭条横向端头不足200mm范围内存在1处横向裂纹，必须更换碳滑条。

注意：双滑板受电弓更换碳滑条时，必须2条一起更换。

2.2受电弓检查 I2 20000公里/10天检查项目如下：①正常磨耗到限；②超过1处横向裂纹并连续到了碳条基板（当横向裂纹接近碳滑板端部200mm时，有1处裂纹的碳滑板必须更换）；③纵向贯穿性裂纹；④滑板受冲撞后扭曲变形导；⑤边缘处磕碰导致滑板大面积掉块（接近宽度的1/2）；⑥铝托架严重烧损（面积接近高度的1/2）；二、主断路器维护分析2.1 AC主断路器检查M1 100000公里/45天目视检查断路器，尤其是绝缘体陶瓷部分(A) 的状况（瓷漆应无裂开或损坏）和 BTE 接地开关的接头 (B)。

牵引变流器故障原因及类型一、引言牵引变流器是电力电子技术在铁路牵引领域的应用，其主要作用是将交流电转化为直流电，以驱动列车牵引系统。

但是，在实际运行过程中，牵引变流器会出现各种故障，影响列车正常运行。

因此，本文将从故障原因和类型两方面进行分析和总结。

二、牵引变流器故障原因1. 电网质量问题电网质量问题是导致牵引变流器故障的重要原因之一。

当电网电压波动或者频率偏差较大时，会导致牵引变流器输出直流电压不稳定或波动较大，从而影响列车正常运行。

2. 外部干扰外部干扰也是导致牵引变流器故障的原因之一。

例如雷击、静电放电等都可能对牵引变流器产生干扰，进而影响其正常工作。

3. 内部元件损坏内部元件损坏也是导致牵引变流器故障的原因之一。

例如IGBT管损坏、控制板卡失效等都可能导致整个系统无法正常工作。

4. 车辆运行情况车辆运行情况也会对牵引变流器产生影响，例如列车启动和制动时的大电流冲击、高温环境等都可能导致牵引变流器故障。

三、牵引变流器故障类型1. IGBT管损坏IGBT管是牵引变流器中最容易损坏的元件之一，其损坏会导致整个系统无法正常工作。

IGBT管损坏的原因主要有过电压、过电流、过温等。

2. 控制板卡失效控制板卡是牵引变流器中的核心部件之一，其失效会导致整个系统无法正常工作。

控制板卡失效的原因主要有电磁干扰、温度过高等。

3. 电容故障电容是牵引变流器中重要的储能元件，其故障会导致系统输出直流电压不稳定或波动较大。

电容故障的原因主要有老化、过压等。

4. 整机故障整机故障指整个牵引变流器系统无法正常工作，这种故障可能由多种原因造成，例如内部元件损坏、外部干扰等。

四、结论综上所述，牵引变流器故障原因主要包括电网质量问题、外部干扰、内部元件损坏和车辆运行情况等，而故障类型主要包括IGBT管损坏、控制板卡失效、电容故障和整机故障等。

在实际运行中，应该加强对牵引变流器的维护和保养，并根据具体情况选择合适的解决方案，以确保列车正常运行。

CRH3型动车组牵引故障分析作者：薄森文来源：《卷宗》2018年第13期摘要：近些年，动车组技术呈现井喷式发展。

高速铁路里程不断更新，动车组的运量和运能也不断提高，在动车组运用工作中对于牵引系统的故障处理至关重要。

本文介绍了动车组牵引系统的主要组成，以动车组牵引电机温度传感器故障为例，介绍故障的具体描述，分析故障原因，并讨论制定故障处理的具体方案。

关键词：动车组牵引系统牵引电机故障随着我国高速铁路技术的飞速发展，高度发达的动车组技术更是为旅客带来了舒适便捷的绿色出行方式。

2017年，我们完成了大量复兴号的投放使用，在京津城际和京沪线路上，旅客能体验到350Km/h的运行时速，领略中国速度。

同时，伴随着我国高铁建设和运营里程的不断突破，在动车组运用过程中不可避免的会发生各类故障。

为了保证旅客的人身和财产安全，确保动车组良好的运行秩序，就需要根据故障呈现出的规律提前采取措施，避免或减少行车故障发生。

动车组运行过程中，其牵引和制动功能的运行状态是最重要的监控对象。

一旦动车组发生此类故障，将会影响整个高速铁路线路的调度工作与正点运行情况。

本文重点研究CEH3型动车组的牵引故障，解决牵引问题导致高速动车组运行时的安全隐患。

1 CRH3型动车组牵引系统组成长编动车组牵引传动系统采用8动8拖的动力配置，全列由四个牵引单元组成，每个牵引单元由一台变压器、两台变流器和八个牵引电机组成，全车共计32台牵引电动机。

全列轮周牵引总功率为18400kW，最高运行速度为380km/h，最高持续运行速度为350km/h。

1.1 牵引变压器牵引变压器是动车组主要动力来源之一，如图1-1。

变压器的主要电压制式为：额定电压为1AC 25kV/50Hz。

其次级绕组为牵引变流器提供电能。

电气差动保护、冷却液流量计和电子温度计的主要功能是对主变压器运行状态进行监控和保护。

在接触网电压的波动范围内，经过主变压器输出的电压、电流及功率满足动车组的牵引和再生制动的指令。

CRH3型动车组牵引故障处理研究摘要：近几年我国交通系统的建设规模正在不断的扩大，一些新型的动车组技术也逐渐发展出来。

因为高速铁路的里程正在不断的增加，动车组的运能和运量也在不断的提高，在进行动车组应用的过程中，如果牵引系统出现了故障问题，就会对整个机组产生不良的影响。

因此在进行动车组应用的过程中，必须做好牵引故障问题的处理。

要根据故障问题发生的原因，制定专门的解决方案，才能降低故障问题的发动几率，提高动车组的运行效率。

本文就CRH3型动车组牵引故障处理进行相关的分析和研究。

关键词：CRH3型动车组；牵引故障；处理；分析研究现阶段我国高速铁路技术的发展速度比较快，一些比较先进的技术在应用时可以为我国居民提供更加舒适便捷的出行服务。

但因为我国在进行高铁建设时，动车组在运行过程中会受到各种因素的影响，经常会出现一些故障问题。

为了保证乘坐人员的生命财产安全，就要保证动车组的运行秩序良好，提高系统的运行效果和质量。

要根据故障问题的发生规律提前制定有效的措施，减少这些故障问题的发生，才能保证动车组在运行时更加的安全稳定，为高铁建设提供有效的支持[1]。

一、CRH3型动车组牵引故障问题（一）系统与接触网不匹配一般来说，牵引系统在运行的过程中无法与接触网完全匹配，主要的判断依据是接触网的弹性是否均匀。

如果弹性不完全均匀，那么就无法满足系统与接触网的匹配问题。

因为接触网的悬挂属于室外的建设，在施工的过程中会受到大自然环境的影响。

在进行施工建设的过程中如果出现了一些误差问题，在运行之后会引发其他的问题，而且后期的维护存在一定的难度。

接触网的某些部位因为运行的需要安装了相应的装置，如果这些装置的重量比较大，在使用的过程中存在比较严重的波动问题，就会破坏接触网的弹性平衡。

一旦接触网的弹性出现了不均匀的现象，就会导致接触网和系统在运行过程中难以实现完全匹配。

而且动车组运行过程中产生的振动问题也会对系统造成撞击性的损害，进而影响电流的传递效率[2]。

CRH3型动车组差动保护故障处理及优化方案的研究摘要：CRH3型动车组差动保护是通过检测器件对网侧电流互感器、主变压器原边电流互感器及主变压器接地回流互感器的电流值进行比较判断，确保主变压器工作状态良好的一种保护方式。

在动车组运营过程中，由于检测器件故障导致的差动保护误动故障日益增多，对高速铁路的运营秩序造成极大的影响。

本文通过对故障数据的统计，分析故障产生原因，并对相关检测器件进行方案优化，以期降低因检测器件导致的差动保护故障率。

关键词：差动保护原理分析方案优化1引言主变压器是高速动车组最为重要的电气设备之一，它的安全性和可靠性对动车组的安全运行起着至关重要的作用。

差动保护是否启动直接反映动车组主变压器的实际工作状态。

由于动车组设计采用故障导向安全的基本原则，一旦产生差动保护将导致动车组停车，严重影响高速铁路运营秩序。

根据对主变压器差动保护故障数据的分析发现，动车组发生差动保护的原因，主要集中在检测电路中，而非主变压器自身故障。

因此，研究动车组差动保护产生原因对动车组高压牵引系统的设计、应用及检修有着重要的意义。

2 CRH3型动车组差动保护分析通过对某动车所CRH3型动车组2020年发生的23起差动保护故障进行分析，在23起差动保护故障中，因主变压器自身故障原因仅1起，占据故障总数的4%，其余22起差动保护故障均是由于检测电路或者外界因素造成的。

故障原因统计如图1所示。

图1差动保护故障原因统计3 CRH3型动车组主变压器及电流互感器的工作原理CRH3型动车组为8辆编组的动力分散型动车组，由2个相同的牵引单元构成，每个牵引单元由4辆车构成，包括2节变流器车，1节变压器车和一节中间车。

动车组高压牵引系统组成如图2所示[1]。

图2 高压牵引系统组成示意图3.1主变压器工作原理CRH3型动车组主变压器为单系统变压器，用于生成牵引电压。

变压器为单相操作，它将一次绕组上的触线（CL）电压转换为四个二次牵引绕组（TW1-TW4）电压。

牵引变压器的故障分析及处理作者：刘文涛来源：《中国科技纵横》2015年第21期【摘要】随着社会不断发展，用户对于列车的运输要求逐渐增高，同时对牵引变压器的工作性能的要求也越来越苛刻。

牵引变压器是铁路运输中重要电力设备，其运行情况对铁路运输业的发展具有重要影响。

由于变压器在使用过程中会遇到多种故障，影响列车的正常运行，因此了解变压器故障的表现及原因，可为变压器故障的排除提供一定的帮助。

文章对变压器常见的故障表现及处理方法进行了详细分析和论述。

【关键词】牵引变压器故障绕组套管1引言牵引变压器作为保障铁路运输系统中重要的电力设备之一，其变电工作对于铁路列车的安全运行起到了关键性的作用，对铁路运输事业的发展具有极其重要的意义。

在实际工作中，由于工作环境影响，牵引变压器发生故障的频率较高，这不仅影响了运输行业的经济利益，还危害到了铁路运输在社会中的影响。

因此，了解牵引变压器的常见故障及维修方法，保障牵引变压器在运输过程中工作性能的安全性和稳定性十分必要。

2牵引变压器故障分析牵引变压器故障类型可根据不同分类标准，有不同的划分，按故障原因可分为过电流引起的故障或超负荷引起的故障；按故障部位可分为内部故障和外部故障；按表现现象可分为声音异常、温度异常、油位异常以及轻瓦斯保护动作。

2.1牵引变压器声音异常（1）声音异常表现：变压器处于正常工作状态时，发出的声音为平稳、连续且均匀的蜂鸣声，当变压器在有故障隐患的情况下工作时，声音会发生改变。

通过声音对变压器故障进行排查的方法已经得到广泛应用。

1）变压器工作状态的声音声调升高，对人的听觉产生强烈刺激时，可能存在超负荷运转的情况，需要工作人员注意防备超负荷引起的设备故障。

2）变压器内部有放电声音时，可能变压器内套管存在放电现象，此时需要对变压器进行详细检修，以确定故障原因，进行检修。

3）若变压器出现爆裂声时，其内部结构发生了较为严重的故障，为避免安全事故的产生，应立即停机检修。

上海铁道增刊2019年第2期209 CRH380B（L）型H1车组李弓I娈賠器Q1断路器辖损故B宣原因分祈尺劝策措施徐骄阳缪建国孙雄中国铁路上海局集团有限公司上海动车段摘要CRH380B（L）型动车组牵引变流器Q1断路器发生故障时，若在自检过程中发生人为或自动闭合主断路器，会造成牵引变流器部件放电烧损，对动车组的运行秩序及安全造成较大影响。

为了避免类似问题的发生，对牵引变流器Q1断路器的工作原理及故障诊断逻辑进行深入分析，并提出相关应急处置措施及优化方案。

关键词牵引变流器;Q1断路器；应急处置1故障背景2018年7月240,中国铁路上海局集团有限公司南京段徐州东动车所05供电单元（24道~32道）接触网发生跳闸停电，检修库D31道2列位接触网断线。

经现场检查发现停放于D31道的CRH38OB-3728动车组02车受电弓碳滑板存在拉弧现象,03车牵引变流器Q1断路器热熔烧损。

查看动车组HMI屏故障界面报03车线路断路器Q1：由于状态异常，测试运行（代码24B4）,01车报CCU1:VCB断开后检测到连续的谐波电流（代码632D）,CCU2：VCB断开后检测到连续的谐波电流（6341）等故障。

经调查分析此次事故主要是由于CRH380B-3728动车组03车牵引变流器Q1断路器内部故障引起的,同时由于列车TCU控制逻辑上的缺陷导致了故障影响的进一步扩大。

2Q1断路器工作原理及相关诊断代码简介2.1控制原理Q1断路器是牵引变流器的输入断路器，一端连接主变压器次边绕组，一端连接牵引变流器整流模块。

动车组在初送电时，当第一次操作闭合主断路器后，牵引变流器内部预充电接触器K4接通,通过预充电电阻给中间直流电路预充电，同时牵引变流器进行自检（3kV测试）,此时主断路器自动断开,预充电接触器K4随之断开。

当第二次操作闭合主断路器后,K4接触器再次接通预充电电阻给中间直流电路进行预充电（此时牵引变流器不再进行自检测试），当中间直流电路电压达到额定电压的95%时,Q1断路器内部驱动电机动作，使其主触点闭合，同时预充电接触器K4断开，牵引变流器开始工作。

动车组牵引变流器典型故障分析摘要：牵引变流器是牵引供电系统的核心，为了保证动车组的安全运营，提高牵引供电系统的可靠性，必须及时、正确地处理各种故障，以缩短停电时间。

本文详细分析了动车组牵引变流器常见设备故障及处理。

关键词：动车组；牵引变流器；典型故障动车组牵引变流器是牵引供电系统的可靠动力，牵引变流器一旦发生故障，将导致行车中断，无法保障其安全、准时运行。

因此，提高牵引变流器供电故障处理效率、缩短故障停电时间对动车组运营具有重要意义。

一、牵引变流器动车组上每一个非动力转向架的牵引设备箱中都分布一台牵引变流器，采用交流—直流—交流变换的方式，可供所在车辆的牵引电机使用，确保牵引电机的正常工作，满足牵引电机的变频调速。

与此同时牵引变流器可以通过直流环节向变流器提供电源。

二、故障处理的一般原则故障处理应遵循“先通后复”的原则，由于牵引变流器开关和主变压器大多采用两回路供电方式，一路主供，另一路为热备用，如果发生故障，为了缩短停电时间，首先考虑将备用设备投入运行，尽量以最快的速度先行送电，然后再修复或更换故障设备，恢复正常运行状态。

故障处理需由经验丰富的领工员、所长或当班值组长担任总指挥，制定也相应的措施，其余当班人员作为组员服从指挥。

在事故处理过程中，应与上级调度保持密切联系，随时执行调度命令，并按有关规定正确处理。

三、动车组牵引系统的典型故障（一）牵引变流器故障当司机驾驶室的显示屏显示牵引变流器出现通信故障、辅助逆变器出现过流故障。

检查人员采取开始紧急处理措施。

TCU电源指示灯出现异常，TCU未正常启动，可初步判断是TCU处于死机状态，导致MVB数据无法刷新，报牵引变流器通信故障。

牵引变流器故障排查，对TCU输入的110V电源连接器进行检查，确认插针、连接器、线束是否接触良好；在110V电压下检查5V电源指示灯，判断其是否正常工作，指示灯闪烁证明是异常状态。

对5V电源供电的板卡依次进行排查，发现TX06板卡拔除后5V电源指示灯恢复正常，故判定TX06为故障板卡。