HXD3型机车APU辅助变流器常见故障现象及原因浅析(修改完)

HX_D3型电力机车APU常见故障原因分析及处理
徐强;焉颖
【期刊名称】《机车电传动》
【年(卷),期】2012()1
【摘要】针对HXD3型机车运用途中发生的辅助变流器(APU)故障,归纳总结了APU的5类典型常见故障,指出故障部位,分析了故障原因并说明故障查找方法。

【总页数】3页(P82-84)
【关键词】HXD3型电力机车;辅助变流器;故障分析;故障查找
【作者】徐强;焉颖
【作者单位】济南西机务段
【正文语种】中文
【中图分类】U269.6
【相关文献】
1.HX_D3型电力机车自动过分相后主断路器自动闭合故障的分析与处理 [J], 王成;
2.HX_D3型电力机车轮对擦伤及剥离原因分析与对策 [J], 陈杰
3.HXD3型电力机车APU辅助变流器温度高原因分析及防治措施 [J], 张廷尉[1];张洪滨[1]
4.HX_D3型电力机车典型故障原因分析及改进方案 [J], 张永明;李石磊
5.HX_D3型电力机车控制电压过低原因分析及整改措施 [J], 柳军;申瑞源
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

HXD3型机车常见故障应急处理及常见故障HXD3型机车常见故障应急处理1、升不起弓1、检查升弓气路风压是否高于500Kpa，如低于此值应按一下辅助风泵打风按钮（在控制电器柜上），辅助风泵会一直打风，当风压达到735kpa时，辅助风泵打风停止。

2、检查管路柜内升弓阀是否在升弓位置，此阀门是一个蓝色钥匙，阀门打开时，蓝色钥匙拔不出来，如钥匙能拔下说明升弓阀在断开位置，应将钥匙旋转90度，此时能听得空气流动声音。

3、检查升弓塞门U98，应置于打开位置。

4、检查控制电器柜上的各种电器开关位置(如QA43、QA44)，应置于正常闭合位置，如有跳开现象，请检查确认后，合上开关。

5、将微机显示屏翻到检修状态下信号输入输出画面，在“DI2“菜单下，有关升弓信息的状态。

合升弓开关，观察501（601）、515（615）或514（614）、425颜色，绿色为正常；其中501（601）为电钥匙，515（615）、514（614）为升弓开关前弓和后弓，425为主断接地开关。

如在1端按下前弓开关，501、515、425为绿色，同时514、427为黑色。

427为1端受电弓隔离开关信号。

6、检查主断控制器，将其上面的开关置于“断”位置，如能升起弓，说明主断控制器故障，应予以更换。

7、检查升弓滑板上调压阀是否被关闭。

2、主断合不上1、检查SA75置“正常”位2、检查QS3、QS4、QS10、QS11处于正常位。

3、检查主断气压正常（升弓风缸压力足以保证KP58的信号470合），如气压低则会在牵引/制动画面中显示“主断气路压力低”，检查U94置开启位。

4、检查司控器主手柄处于“0”位。

5、检查两端司机室操纵台上的紧急按钮，应该在弹起位。

6、半自动过分相按钮在正常弹起位。

3、提牵引主手柄，无牵引力1、确认已经升弓、合主断。

2、确认各风机启动完毕。

3、确认停车制动在缓解位，操纵台停车制动红色指示灯应熄灭。

3、确认不在动力切除状态（即1804无电）。

HXD3型机车APU辅助变流器常见故障现象及原因浅析2010年第1期2010年1月l0日机电传动ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVES№1.20l0Jan.10.2O10运用检修HXD3型机车APU辅助变流器常见故障现象及原因浅析严骏,乐俊(江岸机务段验收室,湖北武汉430012)摘要:根据江岸机务段对HXo3机车近2年来的现场使用情况,统计收集了APU辅助变流器的故障种类,查找分析了这些故障发生的原因,并且提出了相应的解决措施.关键词:HXD3型机车;APU辅助变流器;故障现象;原因;对策中图分类号:U269.6;U264.3+7文献标识码:B文章编号:1000-128X(2010)01-0073—02江岸机务段目前已经配属了l25台HXo3型机车.在近2年的运用时间里,机车上的APU辅助变流装置表现出了各种各样的故障类型和质量隐患,给机车的安全运行带来了较大的威胁.以下对江岸机务段HXo3型机车近2年来APU辅助变流装置故障频率及其造成机破,临修情况进行分析.1APU辅助变流装置原理及性能参数1.1基本原理辅助变流器APU通过IGBT的四象限整流器单元把牵引变压器二次线圈提供的交流电转换为电压恒定的750V直流电,一方面向I10V蓄电池充电装置PSU提供电源,另一方面供给由IGBT构成的PWM脉宽调制逆变器单元,通过逆变器最终转换为相交流电源提供给辅助电动机组.每台HXo3机车均设有2台变流装置,每台变流装置内含有3组主变流器和1组APU辅助变流器.因此,每台机车共设置有2组APU.2组APU的额定容量均为230kV A,分别由牵引变压器的2个辅助绕组供电,辅助绕组的电压均为399V.APU1主要是为6台牵引电机通风机和2台复合冷却器通风机提供变压变频(VVVF)电源,APU2主要是为了给2台压缩机电动机,2台牵引变压器油泵,2台主变流器水泵,2台司机室空调,2台辅助变流器风机提供恒压恒频(CVCF)的电源.同时APU2 还经过隔离变压器,分别向司机室辅助加热设备,卫生间及压缩机加热回路和低温预热设备提供AC220V 和AC110V交流电源.在正常情况下2组辅助变流器全部投入T作,基本上均以50%的额定容量运行.辅助变流器APUl丁作在收稿日期:2009—02—24;收修改稿日期:2009—09—07 变压变频(vvvF)方式,辅助变流器APU2工作在恒压恒频(CVCF)方式,分别为机车辅助电动机及电路供电.当某一套辅助变流器发生故障时,机车微机控制系统(TCMS)通过监控,自动发出指令,断开故障APU 相对应的输出接触器(KMll或KM12),再自动闭合故障转换接触器(KM20),切除故障APU1,把发生故障的一组辅助变流器的负载切换到另一组辅助变流器上,由该组变流器承担起机车全部的辅助电动机负载.此时,该辅助变流器按照恒压恒频(CVCF)方式工作,从而确保机车辅助电动机供电系统的可靠运行.1.2基本性能参数APU构成整流器单元1台+逆变器单元1台×2组/机车输入电压单相AC399V输入频率中间直流环节电压50HzDC750V元件类型IGBT(1700V,1200A)调制方式四象限整流(输入)+PWM(输出)恒压恒频(CVCF)变流器输出容量230kV A输出电压三相AC380V输出频率50Hz变压变频(,,,厂,,F)变流器输出容量230kV A电压控制范围2～380V可变频率控制范围0.2～50Hz可变冷却方式强制风冷2常见故障现象,原因分析及对策措施2.1APU不启动原因:①同期电源线92与100线接反,造成相位不符;②因KM11或KM12信号异常或信号中断而未输入到变流器中,变流器无法进行确认导致APU不启动; .③DCPT故障,造成对中间直流环节电压的错误判断导致APU不启动.对策措施:①同期电源接反,可将92线与100线对调;②KMll或KM12信号异常或未输入,需确认该信号是否已输入到cN5.26中,或者检查KM11,KM12上信号是否已经输出了;③DCPT故障,需检测确认DCPT的电阻阻值和输出值是否正常.2.2APU装置DF熔断现象:显示器上出现<DF熔断>.原因分析:DF熔断器是一个保险装置,是APU中间直流环节向l10v充电电路PSU供给750V直流电源的保护元件. DF熔断现象一般有2种情况.①一是负载瞬间过载,造成DF熔断,如果是这样机车电传动可以从DF外表看出,DF上的红色钮将会弹出.②二是PSU负载故障(包括烧损,过流,过载等),造成DF熔断.③三是DF并没有真的熔断,而是由于DF辅助触点接线错误导致显示电路故障所造成的一种假象,这时可以检查是否是辅助触点有问题.正常的状态应该是接在常开点上,如图1所示.如果辅助触点接在常闭点上,就会导致报DF熔断的故障,如图2所示.对策措施:图1辅助触点接在常开点I-_①在第1种情况下,更换DF就可以恢复正常.②在第2种情况下,必须首先检查PSU装置,对故障的Psu装置进行更换处理后才能更换DF熔断器.③在第3种情况下,应先检查确认辅助触点的接线状态,并将其恢复到常开点上就可以恢复正常了.2.3APU故障(KM20误动作)现象:显示器出现APU不动作,FC过电压或接地.原因分析:因发生在特定的机车上,初步判断受到干扰影响的可能性非常大.对策措施:对发生故障问题的机车,为了保证2台APU装置均正常工作时,使延长供电接触器(KM20)不产生受干扰而导致的误动作,变更配线,将KM1-1与KM12的辅助触点并入KM20的启动电路,增加联锁装置.具体配线如图3所示.DE:100……一]2.4APU故障(辅助触点异常)现象:机车在运行的时候,水泵和辅助变流器灯闪烁,同时牵引电机电流归零.原因:Lv柜后侧CN3连接器的15PIN(线号:665,去往KM12处)松动,这样使APU—CTR误判断认为KM12 辅助触点虚连,造成水泵和辅助变流器灯闪烁现象; 22PIN(线号:762,去往KM14)松动.对策措施:检查15PIN,22PIN~针连接状态,确认连接良好后再行试验.2.5APU故障(温度过高)现象:TCMS显示屏显示APU温度过高.原因:变流柜进风入口处只设计安装有百叶窗而未设计灰尘过滤网,因此,在APU工作中进行风循环冷却时,大量灰尘随空气直接从百叶窗进风口进入风道,时间一长,导致APU整流,逆变单元冷却用的散热器散热片上积聚大量灰尘(如图4),堵塞散热片通图4积聚大量灰尘的散热器散热片风和散热的通道,散热效果差,造成APU温度升高.机车运行中一旦检测到APU温度过高,就会自动报警,显示APU温度过高(如图5),并自动切除故障的一组APU,维持故障运行.当另一组APU同时出现温度过高时,则无法维持运行,将中断机车的正常牵引.缱号名称/内容矬悯问11{4l9蝴24:2-I龌过高12:43呲l2:5314kV/5AF10擐4l(-『i1鼬翻悔09f02/12I2舢10级66lc_『Il27’例lIc常~021121l:1902I『12艄y/1AF0级86234I不动09f020212:1602/1212:533晒I(y/珊f97级77l0I/}l 删1-I吆/1212:16l2:53305l(W55IIff7级竹1抵虹02/1211:5202/1211:521IlkV/0级I}5lcI『1】9f呲08:5802『1209:581l0级741岖置的位置在压缩机的主壳体上,对于通过压力维持阀之后的压缩空气没纳入监控范围,尤其是没有及时获取空气冷却器这个区域内空气温度的准确数据.所以该泵系统中,压力维持阀故障,空气冷却器等部件出现高温,回窜到油细分离器中的高温气体将与润滑油含量较高的气体混合,其混合气体温度超过润滑油闪点,将润滑油点燃,引爆.压缩机壳内的润滑油闪点为240～260℃.此时,系统中的安全阀,温度控制阀没有时间作出反应.故障过程摸拟:压力维持阀顶盖下座而边缘先损坏,缺块,压力维持阀故障对螺杆泵系统压力控制失效,大量润滑油与压缩空气一起排出,再次造成螺杆泵缸体内各运转部件T作中缺油而产生高温.高温及混合油气在空气冷却器内聚集,高温不断将冷却器管路中的油气碳化,对空气冷却器形成堵塞,导致空气冷却器高温.高温油气混合体发生回窜时引爆油细分离器.SS90135机车TAS.230A型螺杆泵入库检修,拆下空气冷却器试验,发现它通风量小,几乎呈淤堵状态.更换空气冷却器,压力维持阀后螺杆泵运用正常.2.3螺杆泵油细分离器下垫破损的故障原因分析这类故障与油细分离器爆炸故障同属一个类型,但现场检修过程中,往往对油细分离器下垫的使用没有足够的重视,对其下垫使用耐压,耐油材料没有充分认识.垫子使用不合要求材料,错装垫子引发故障;对垫子使用期没有确认,下垫长期过期使用发生泄漏. 通过对10台SS9型机车8台螺杆泵油细分离器下垫进行检查,对4台已发生下垫漏气的油细分离器下垫及时检修,消灭了几起可能扩大的故障.3防止措施①对螺杆泵检修时,空气冷却器通风量,散热量要按规定检修检查.②各阀部件试验检修要按规定进行.特别是压力维持阀顶盖检查检修,密封圈检查及密封压力试验要按T艺规定执行到位.③建议顶盖下座面采用全金属座面线性密封,避免橡胶密封圈老化,损坏,泄漏引发故障.④油细分离器下垫使用符合要求的专用材质垫子.4结语Ss9型机车在日常整备,小辅修中,加强了空气冷却器散热片表面清扫,除尘,各部件油润检查,保养,各保护系统的测试等.螺杆泵中修过程中,重点对各空气进出通路清洗,疏通,特别是对空气冷却器通路除碳畅通.对压力维持阀顶盖加强检查检修,尤其是密封圈更新和密封压力试验按工艺规定执行到位.自2009年4月份以来,所配属22台SS9型机车,也基本消除了这类螺杆泵油细分离器故障.参考文献:[1]曹福南,朱志英,张世芳.东风4型内燃机车结构和原理[M]. 北京:中围铁道出版社,1986.(上接第74页)①定期清洗散热器散热片;②建议厂家改进设计,在APU进风口百叶窗内侧加装防止灰尘进入的防护滤网,对灰尘进行隔离,也便于定期对滤网进行清洗.3结束语HXo3型电力机车作为我国目前最先进的交流传动货运电力机车之一,在江岸机务段运用时间不长,检修人员还处于不断学习和摸索阶段.对现阶段江岸机务段HXo3机车APU发生的一些主要故障现象,提出了自己的一些想法,希望能与同行共同交流,以达到更好地维修和使用好HXo3型机车的目的.参考文献:[1]中国北车集团大连机车车辆有限公司.Hxo3型交流传动货运电力机车培训教材[z].大连:中国北车集团大连机车车辆有限公司,2oo6.[2]中国北车集团大连机车车辆有限公司.HxD3型交流传动货运电力机车检修手册[K].夫连:中国北车集团大连机车车辆有限公司,2006.。

车运用不到两个月便发生了一起因充电装置接地致使辅严重干扰了延安机务段牵引固定重联机车运机车发生跳主故障、APU1故障”红灯点亮，微机显不动；APU1-C接1所示。

该PSU1、2控制主板接地导致APU1、2发生接地故障。

2电路工作原理及故障原因分析2.1电路工作原理HXD3型机车蓄电池充电装置由两套相同的电源模块（简称PSU）、接触器、继电器等组成。

通常情况下，一套PSU为主充电电源模块，受控于微机网络控制系统单双日控制及PSU单元选择开关位置而启动，负责向车载110V 用电设备提供电源，另一套PSU为从充电电源模块，处于热备状态。

当主PSU故障时，从PSU启动继续向车载110V用电设备提供电源。

其中，两套PSU充电电源装置输入电压为DC750V，取自于辅助变流器（简称APU）的中间直流电压回路。

当辅助变流器APU2工作正常时，两台图2PSU充电装置电路原理图图1微机显示屏故障记录经3.3V电源模块接地，APU2辅助变流器中间直流电压回路接地检测装置检测到接地信号后传送到APU2控制单元，由其触发主断路器跳闸并封锁整流器，再次闭合主断路器时因APU2故障DC750V输入供电由APU1提供，致也出现接地故障并再次触发主断路器跳闸，同时RS485通信总线将APU接地信息传输到微导致微机显示屏报“APU2-C接地、APU2-C不APU1-C不动”且多功能状态显示模块红色故障灯点亮。

PSU控制主板实物图如图3所情况下均存在温升过高体温度达到了45℃端与输出端之间的绝缘等级降低问题，后经进一步排查发现批次号为S/N:011712190110存在批次质量问题。

3整改对策及效果针对第二阶段术改造提升出现的质量问题，由机务运用段将该产品质量信息反馈参与此技术改造的生产企业，一是将HXD30208机车置召回，并修复该机车。

二是组织售后服务人员到段进行普查，改造的PSU充电装置控制主板上所装用存在批次质量问题的模块全部予以更换处理。

HXD3型电力机车故障应急处理解析第一篇：HXD3型电力机车故障应急处理解析HXD3型电力机车故障应急处理现象一：受电弓升不起故障原因：1.总风缸压力或控制风缸压力低于480Kpa；2.控制电器柜上有关断路器不在正常位置；3.升弓气路有关塞门应不在正常位；4.主断控制器故障。

应急处理：1.检查总风缸压力或控制风缸压力，若风压低于480Kpa，使用辅助压缩机泵风（辅助压缩机泵风按钮SB95在控制电器柜上），当风压达到735Kpa时，辅助压缩机自动停泵。

2.风压正常，检查控制电器柜QA41、AQ42、QA43、QA44、QA45、QA55断路器的位置，应置于正常位，如有跳开现象，检查确认后，重新闭合开关。

3.检查升弓气路有关塞门应在正常位：⑴蓝色钥匙应插入制动装置内的受电弓用的管道切断开关，并处于垂直位；⑵升弓塞门U98（受电弓控制单元上）应置于开放位。

4.检查主断控制器，将其上面的开关置于“停用”位置，如能升起，说明主断控制器故障，换弓维持运行。

现象二：主断合不上原因：1.总风缸或辅助风缸压力小于650kPa；2.司机控制器手柄不在“0”位；3.主断供风塞门U94（受电弓控制单元上）在关闭位；4、两端司机室操纵台上的紧急按钮SA103（104）之一不在弹起位（紧急按钮有按压复位和旋转复位两种）；5.半自动过分相按钮SB67（68）不在正常弹起位；6.自动过分相装置试验按钮(自复式)不在正常弹起位；7、CI试验开关SA75（电器控制柜上）不在正常位；8、网压表不显示QA1跳开。

应急处理：1.总风缸或辅助风缸压力小于650kPa时，受电弓能升起，主断合不上，使用辅助压缩机继续打风；2.置司机控制器手柄于“0”位；3.置主断供风塞门U94（受电弓控制单元上）在开位。

4.置两端司机室操纵台上的紧急按钮SA103（104）在弹起位（紧急按钮有按压复位和旋转复位两种）。

5.恢复半自动过分相按钮SB67（68）在正常弹起位。

浅析HXD3型机车APU故障的原因及其处理作者：郑铁军胡宗政顾明来源：《文化产业》2015年第05期摘要：根据HXD3型电力机车现场情况，分析APU辅助变流器常见故障及原因，并提出对策。

关键词：HXD3电力机车；APU辅助变流器；常见故障；文章编号：1674-3520（2015）-05-00-01目前，HXD3型交流传动货运电力机车是我局的主型干线机车，担负着重要的牵引任务。

在运用中机车上的辅助变流器（简称APU）为机车的通风机、油泵、水泵、空气压缩机等重要部件提供电源。

如果辅助变流器出现故障，将导致机车跳主断、途中停车等后果，严重影响机车运行质量。

一、APU辅助变流装置原理及性能参数（一）基本原理HXD3型机车配备2台辅助变流器。

辅助变流器APU通过四象限整流器单元把牵引变流器二次线圈提供的交流电转换为电压恒定的750V直流电，一方面为110V蓄电池充电装置PSU提供电源，另一方面供给由IGBT构成的PWM脉宽调制逆变器单元，通过逆变器最终转换为三相交流电源提供给辅助电动机组。

HXD3型机车配备的2台辅助变流器，每台的额定容量均为230kVA，分别由牵引变压器的2个辅助绕组供电，辅助绕组的电压均为399V。

APU1主要是为6台牵引电机通风机和2台复合冷却器通风机提供变压变频（VVVF）电源，APU2主要为了给2台压缩机电机、2台牵引变压器油泵、2台主变流柜水泵、2台司机室空调、2台辅助变流器风机提供恒压恒频（CVCF）的电源。

同时APU2还经过隔离变压器，分别向司机室辅助加热设备、卫生间及压缩机加热回路和低温预热设备提供交流220V和交流110V电源。

在正常情况下2组辅助变流器全部投入使用，基本上以50%的额定容量运行。

辅助变流器APU1工作的变压变频方式，辅助变流器APU2工作在恒压恒频方式，分别向机车辅助电路供电。

当某一套辅助变流器发生故障时，机车微机系统（TCMS）通过检测，自动发出指令，断开故障APU对应的输出接触器（KM11或KM12），再自动闭合故障转换接触器（KM20），切除故障APU，把发生故障的APU的负载切换到另一组APU，由改组APU承担起机车全部的辅助电动机负载。

试分析 HX-D3型电力机车辅助变流器故障分析及措施摘要：虽然我国的电力机车起步较晚，但是经过最近几年电力机车技术不断的发展和经验的积累，已经逐渐达到了国际领先水平，从而促进了我国电力机车行业的发展，为拓展海外市场奠定了坚实的基础。

目前我国电力机车的主要车型是HX-D3型电力机车，由于机车的质量会直接影响到各地铁路交通的运行，因此相关部门必须要加强对电力机车的重视程度，针对机车辅助变流器的故障问题进行分析，制定出最有效的解决方案。

本文主要对HXD3型电力机车辅助变流器超温故障进行分析，将电力机车运行过程中的空气质量和车顶过滤装置相结合，找出引发高温的原因，幷提出一系列的改进措施。

关键词：HX-D3型电力机车；辅助变流器；故障原因；措施引言由于HXD3型电力机车有着功率大、操作简单、质量可靠、牵引力高等优点，因此HXD3型电力机车的应用越来越广泛。

在HXD3型电力机车的运行初期，由于机车的冷却系统性能良好，车辆通风系统通畅，因此在机车运行的过程中很少会发生高温故障。

但是随着HXD3型电力机车长时间的运行，各种灰尘和杂物会逐渐累积最终堵塞通风系统，这时如果遇到高温天气，就会导致辅助变流器发生故障，造成电力机车无法运行的情况。

只有针对性的分析引起辅助变流器超温故障的原因，才可以制定最有效的解决措施，降低HXD3型电力机车的故障率，进而促进电力机车行业的快速发展。

1 辅助变流器的工作原理1.HXD3型电力机车辅助变流器简称“APU”，由于辅助变流器可以通过四象限整流器将牵引变压器提供交流电转换成直流电，因此它既可以给蓄电池进行充电，又可以向PWM脉宽调制逆变器进行供电，最后通过逆变器将两相电转换成三相交流电提供给辅助电动机组。

在每台HX-D3型电力机车上都安装两台变流装置，由于每一台变流装置都是由一组辅助变流器和三组主变流器构成，因此每台HX-D3型电力机车上都安装了两组辅助变流器，辅助变流器的额定容量都是230千伏安，牵引力的两个辅助绕组分别给这两个辅助变流器进行供电。