HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理

HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理课题名称:HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理二级学院铁道牵引与动力学院班级学生姓名指导老师完成日期2014届毕业设计任务书一、课题名称:HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理二、指导教师:XX三、设计内容与要求1、课题概述随着轨道交通装备的飞速发展，交传电力机车已普遍应用于我国铁路运输，其中HXD1型电力机车使用广泛，电力机车乘务员和检修人员必须熟练掌握其电气原理和故障分析判断的方法，本课题主要针对铁道司乘、检修方向的学生，要求学生能整体全面了解HXD1型电力机车的总体结构、控制原理、界面显示，能整体分析HXD1型电力机车主电路，辅助电路、控制电路原理，并能根据HXD1型电力机车实际运用中的故障进行分析，根据实际情况进行故障处理方案的设计。

使学生更好的理解交传电力机车的工作原理，培养学生运用所学的知识来分析解决本专业范围内的问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。

2、设计子课题1)HXD1型电力机车主电路的原理分析与故障处理2)HXD1型电力机车辅助电路的原理分析与故障处理3)HXD1型电力机车控制电路受电弓控制环节的原理分析与故障处理4)HXD1型电力机车控制电路主断路器控制环节原理分析与故障处理3、设计内容与要求1)HXD1型电力机车的总体结构与设备布置2)HXD1型电力机车布线与电气接口布置3)HXD1型电力机车的相关电气线路的电气原理分析4)对HXD1型电力机车常见故障进行分析与判断，设计故障处理方案，编写HXD1型电力机车常见故障判断处理流程，5)绘制相关电气原理图。

四、设计参考书1《HXD1型电力机车》中国铁道出版社《电力机车控制》中国铁道出版社《电力电子技术》中国铁道出版社《牵引电器》西南交大出版社《电气制图及图形符号国家标准汇集》中国标准出版社五、设计说明书要求1、封面、目录 23、内容摘要(200~400字左右，中英文)4、引言5、正文(设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点)6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排第1周:资料准备与借阅，了解课题思路、设计要求说明。

HXD1型机车限鸣控制系统原理及典型故障分析摘要：HXD1型电力机车是大功率交流传动9600kW八轴货运电力机车，其限鸣控制系统由限鸣控制器、电笛、辅照灯构成，本文意在阐述HXD1型电力机车限鸣控制系统的电气控制原理，结合出现的典型故障通过电气控制原理进行分析，查找故障原因，提出解决办法并最终实现稳定的限鸣控制。

关键词：HXD1型机车；限鸣控制系统；电气控制原理分析；解决方法。

作者简介：龙真金(1986-)，男，大学专科，高级技师，从事电力机车电气调试工作。

1引言HXD1型电力机车是大功率交流传动9600kW货运电力机车，由2节4轴机车固定重联组成，单轴功率1200kW。

该型机车在设计时考虑了机车在通过城市区域时减少噪音的措施，满足当前全国诸多城市机车在通过城区时禁止鸣风笛的要求，采用限鸣控制系统实现了鸣低音电笛，其辅照灯采用闪烁功能提醒铁轨上的行人或行车进行避让，降低了噪音对环境和人们日常生活的影响。

2限鸣控制系统电气控制原理分析2.1 限鸣控制系统的限鸣控制器原理[1]。

限鸣控制系统是利用开关电源，以功率放大器和稳压电源为核心，通过线缆连接后作为辅照灯和电笛的电源。

它具有工作效率高，体积小，电源电流输出调整方便，自我保护功能完善等优点，被广泛应用在和谐型电力机车上。

但它也有不足的地方，如控制电路相对复杂，需要掌握的电子电路的知识面要广，这就要求操作人员要有较高的技术水平。

限鸣控制器电源功能有三个方面：a.可以将机车DC110V电源转换为DC24V稳压电源。

b.控制DC24V稳压电源的开通和关断，以供给辅照灯闪烁电源。

c.为机车电笛供给功率驱动信号。

2.2 限鸣控制系统的辅照灯控制原理如图1、图2所示。

2.2.1 本节机车辅照灯闪烁控制将单极断路器（头灯照明）=51-F02闭合，将辅照灯扳键开关=51-S06打“闪烁”位实现辅照灯闪烁控制。

电气工作原理如下所述：如图1，DC110V+→=51-F02（单极断路器）→=51-S06（辅照灯控制扳键开关）12（+）→=51-S06(11)→=91-X111.01：4(扳键接插件)→=91-X111.11：L4(中柜56芯11号接插件)→=92-X143.37:75（低压柜37端子排）→=51-K03继电器线圈→DC110V-。

HXD1D型交流传动客运电力机车应急故障处理手册HXD1D型交流传动客运电力机车应急故障处理手册目录HXD1D型机车主要设备布置图 (1)第一章HXD1D型机车应急故障处理基本原则 (2)1安全注意事项 (2)2注重应急故障处理的时效性 (2)3注重故障信息反馈的准确性 (2)4注意低等级故障的隐蔽性 (2)5熟悉机车设备布置，熟练运用各种复位、切除方法 (2)6处理故障时，注意控制蓄电池电量的消耗 (2)第二章HXD1D型机车应急故障处理基本流程 (3)1确定故障类别及查询故障处理 (3)第三章HXD1D型机车应急故障处理方法 (5)1高压供电系统 (5)1.1车顶接地时的处理（以Ⅰ端受电弓为例） (5)1.2受电弓不能升起......................................................................................错误！未定义书签。

1.3通过分相绝缘器后，主断路器标识仍显示“断开、无缓解”状态时的处理 (6)1.4高压电压互感器故障..............................................................................错误！未定义书签。

2牵引传动系统.. (8)2.1运行途中，某台牵引电机隔离时的处理（以牵引电机1为例） (8)2.2某架牵引封锁时的处理（以TCU1牵引封锁为例） (9)2.3牵引力给不出 (10)2.4主电路接地时的处理 (11)3辅助供电系统 (12)3.1AC230V接地故障时的处理 (12)3.2辅助回路接地故障时的处理 (13)3.3辅助变流器1（2）故障时的处理 (14)3.4压缩机扳键开关置“合”位，压缩机不工作时的处理 (15)3.5蓄电池充电机故障时的处理 (16)4列车供电系统 (17)4.1无DC600V输出 (17)4.2一路供电无输出 (17)4.3供电接地 (18)4.4过流故障 (20)4.4直流侧过压 (20)5制动及供风系统 (21)5.1机车发生惩罚制动时的处理 (21)5.2警惕装置动作时的处理 (21)5.3遇压缩机长时间泵风，空气干燥器排风不止时的处理 (22)5.4紧急制动再缓解时列车管充不起风的处理 (23)5.5制动控制器失效 (24)第四章HXD1D型机车应急故障处理应知应会的基本内容 (25)1切除方法 (25)1.1切除受电弓 (25)1.2切除某一主变流柜 (25)1.3切除某一辅逆变器 (25)1.4切除牵引电机 (25)2复位方法 (26)3打开车顶门操作方法 (26)4打开高压隔离开关操作方法 (27)5故障处理后，蓝色钥匙、黄色钥匙归位操作方法 (27)第五章HXD1D型机车（DK-2）无火回送操作办法..............................................................错误！未定义书签。

HXD1型机车TCU通信故障及充电电阻烧损故障分析摘要： HXD1型大功率交流传动货运电力机车自大批量投入运用以来，以其功率大、牵引定数高、操纵简单方便、运用质量可靠等特点得到机车运用部门的肯定。

本文通过对HXD1型机车TCU通信故障及充电电阻烧损故障原因的分析，并介绍相应的针对性措施。

关键词：HXD1型机车，TCU，通信故障，充电电阻一、故障情况2023年10月11日，配属某机务段的HXD1型某机车担当牵引任务，牵引1200吨，10月11日4：31分报B节 TCU2 通讯故障，BCU 牵引封锁，司机复位处理，4：45分机车报TCU2通讯故障，主变2辅变输出过流等故障。

二、故障原因分析及故障梳理1、内存诊断数据分析根据 TCU 内存诊断记录数据可知，首次报出 TCU2 通信故障后，读取板卡数据异常，导致TCU 报出大量故障。

2、MVB 数据分析（1）TCU2 通信故障分析：05时11分55秒，报B节TCU2通信故障，07时14分42秒复位；报TCU2通信故障时，变流器工作在不控整流工况，网压28kV，中间电压1466V，预充电接触器处于断开状态，可以得出，此时预充电电阻为正常状态；07时14分16秒，TCU2生命信号恢复正常，此时主断处于断开状态。

07时15分12秒，报主变2保护性分主断，07时15分17秒复位；（2）主变2充电超时故障分析：07时15分12秒，报B节主变2保护性分主断、主变2充电超时、ACU2隔离、TCU2隔离（07 时22分32秒复位）；07时15分08秒主断闭合后，约300ms后预充电接触器闭合，中间电压无变化，四象限输入电流值约为0，可以分析出此时预充电电阻已经损毁，充电回路开路。

3、故障梳理05时11分55秒，报B节TCU2通信故障，07时14分42秒复位；07时14分16秒，TCU2生命信号恢复正常，此时主断处于断开状态。

07时15分12秒，报B节主变2保护性分主断、主变2充电超时、ACU2隔离、TCU2隔离（07 时22分32秒复位）；报出通信故障前，中压正常，预充电电路为正常状态；报出通信故障后，司机进行复位操作，复位后TCU2生命信号恢复，隔离复位；待报出充电超时时，预充电电阻已烧损。

关于HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析与解决对策探讨摘要在我国铁路干线货运中，电力机车是重要的载货工具。

电力机车具有功率大、牵引力大、载重能力强、运营成本低等优点，因而被广泛应用于铁路货运中。

电力机车的能源驱动主要来自电力，为了保障机车安全，就必须安装高压隔离开关。

而当高压隔离开光发生故障，就会威胁到机车和作业人员的安全，导致货运出现问题。

因此，保障高压隔离开关的稳定工作至关重要。

本文主要探讨了HXD1型电力机车高压隔离开关故障问题，并提出了相应的解决对策。

关键词高压隔离开关；电力机车；HXD1型电力机车；故障分析HXD1型电力机车是一种牵引力大，并具有双节重联交流传动的载重量大性质的电力机车，其在神朔铁路的货运工作中有着重要的应用。

HXD1型电力机车具有很多优势，包括加速快、牵引力大、运行平稳等。

但是，高压隔离开关出现问题，就会严重影响到机车的运行安全，导致货运工作不能及时完成，严重的话还会造成大的财产损失和人员伤亡。

因此，及时发现高压隔离开光故障，并找出解决对策是保障HXD1型电力机车安全运行的重要保障。

1 高压隔离开关介绍在神朔铁路的货运HXD1型电力机车中，主要采用BT25.07D型高压隔离开关作为车顶保护电器。

高压隔离开关的主要作用是优化配置25kV电路高压设备的运行工况、当车顶设备发生故障（或某节机车发生严重故障）时，能将故障部分（或故障节）隔离，以使机车得以维持运行。

2 高压隔离开关工作原理2.1 分闸高压隔离开关主要由管接头、电磁阀、浪涌吸收器、压力气缸、插座、绝缘子、簧片、闸刀组成。

如图2所示当接通气路且高压隔离开关处于合闸状态时，电磁阀E端瞬时得电（同时保证电磁阀S端无电）后得到分闸信号，得电动作，打开E端输气气路，压缩空气经电磁阀进入压力气缸E端（同时压力气缸S端气体通过电磁阀排气气路，经消音器排出），推动操纵杆使转轴旋转60°，隔离开关分断。

转轴转动的同时，固定在主轴上的凸轮驱动低压联锁改变为分闸状态，并将信号反馈给控制系统。

HXD1B型电力机车主断路器工作原理及闭合故障分析引言：H某D1B型电力机车主断路器的工作原理，针对机车运行中主断路器HVB出现的闭合故障进行原因分析，提高机车运用的可靠性和稳定性一、概述H某D1B型电力机车是我国自主生产的大功率交流传动干线货运电力机车，单机功率9600KW。

目前已生产近千台，其中郑州铁路局郑州机务段配属了130台，自投入运用以来，主断路器（简称HVB）故障已成为H某D1B型机车机破和临修的重要原因，严重影响机车安全运行。

二、主断路器概述及工作原理H某D1B型电力机车装有一台真空主断路器，安装在机车车顶部，用于开断、接通机车25kV主电路，同时用作机车过载、短路和接地保护。

主断路器结构如图1所示，由上部高压、中间绝缘和下部控制三部分组成。

图1主断路器结构图1—底板；2—插座连接器；3—110V控制单元；4—辅助触头；5—肘节机构；6—保持线圈；7—风缸；8—电磁阀；9—调压阀；10—储风缸；11—垂直绝缘子；12—绝缘操纵杆；13—传动头组装；14—高压连接端（HV1）15—水平绝缘子；；16—真空开关管组装；17—高压连接端（HV2）2.1合闸原理只有满足如下条件，主断路器才能闭合：图2主断路器处于开断状态（1）主断路器必须是断开的。

（2）必须有充足的气压。

（3）必须使保持线圈得电。

主断路器合闸过程：将主断路器扳键开关置“合”位，电磁阀得电，气路打开；压缩空气由储风缸通过电磁阀流入传动风缸，推动活塞向上运动；主动触头随着活塞的移动而运动；恢复弹簧压缩；主触头闭合；触头压力弹簧压缩；活塞到达行程末端；保持线圈在保持位置得电；电磁阀失电；压力气缸内的空气排出，合闸过程结束。

图3主触头闭合2.2分闸原理主断路器分闸过程：在任何情况下，只要控制电源失电或主断路器扳键开关置“分”位时，断路器就会断开。

具体分闸过程如下：保持线圈失电；活塞在弹簧力作用下（恢复弹簧、肘节机构等）移动；主触头打开，真空开关管灭弧；行程结束，活塞缓冲；分闸过程结束。

HXD1C型电力机车常见故障与处理摘要HXD1C型电力机车是我国重载机车中常见的电力机车车型，其运行稳定，重载效率高，适应诸多的地区和天气情况而受到我国广大的铁路运营路段所接受。

所以笔者此次的毕业设计是通过对HXD1C型电力机车中最为常见的集中故障进行优化，通过对通风系统、隔离故障和车钩缓冲及夏季运行重司机室积水的问题进行了分析，并提出了笔者认为可以解决问题的处理措施。

希望此次的设计能够给HXD1C型电力机车的高效运行带来帮助，也为自己将要到来的工作提供理论基础。

关键词：HXD1型电力机车；故障；处理第1章引言铁路交通运输在中国是最重要的一种交通运输方式，铁路交通的发展直接关系着中国国民经济的繁荣发展；在“十五”期间发布的重点改造和强化建设中国铁路主通道相关文件中，“八横八纵”在一定程度上为铁路行业的快速发展创造了有利条件，同时也适应国民经济和社会发展的需求。

电力机车和内燃机车作为中国铁路体系的主要运输形式，为提高国民经济效益的优越性做出了巨大贡献；中国根据自身国情以及能源资源情况，确定了铁路运输牵引动力以电力牵引为主，以电力机车、内燃机车逐渐取代蒸汽机车，并将增加电力机车的担负运量作为铁路运输的重点工作。

牵引电机作为电力机车的主要关键结构，在电力机车处于运行状态时，牵引电机能够将接收到的电能转换为驱使机车快速前行的机械能；当电力机车处于制动状态时，牵引电机转换成发电机，通过轮子与铁轨产生制动力并将机械能转换成电能。

交流电力机车作为中国目前主流的机车，结构简单，体积较小，方便放置于空间相对窄小的电力机车内部。

HXD1C型电力机车内部工作是由主变压器接收到的电能转换成驱动行驶的机械能，同时也能将制动机械能转换成电能，HXD1C型电力机车自身结构比较复杂并且长期受到恶劣工作环境的影响，其运行的可靠、安全性直接决定着电力机车的安全行驶，HXD1C型电力机车常见故障的发生在很大程度上会造成严重的铁路交通安全事故，造成国民经济的巨大损失和严重的社会影响。

HXD1机车故障处理精华MicrosoftWord文档HXD1机车故障处理精华机车运行过程中必须停车的故障1、机车运行过程中充电机故障，蓄电池电压低于88V时两节车充电机故障，无法提供110V控制电压，也无法给蓄电池充电，这时110V控制回路完全靠蓄电池电压供电，当蓄电池电压77V 时机车控制回路不能正常工作，机车会起非常。

当观察蓄电池电压低于88V时必须停车处理充电机故障。

电一节车充电机故障（操纵节或非操作节），蓄电池电压低于88V时，必须停车处理充电机故障，如能处理好，将利用有电节对故障节进行110V临时供电模式供电，再进行升弓合主断对蓄电池充电，如不能处理，需切单节运行。

2、由于受电弓原因机车在运行中受电弓自动降落，如重新合受电弓无效，需停车断电复位、检查相关风路、线路或选择其他受电弓运行。

3、由于主断原因机车在运行中主断自动断开或分相后和不上，如重新合主断无效，需停车断电进行复位或检查相关原因。

4、由于主逆变原因机车在运行中由于主逆封锁、牵引无流及提示TCU故障，在复位TCU无效情况下，或其中一节机车的两组主逆变器封锁或故障，复位无效，需停车进行断电复位或检查其他相关原因。

5、由于辅助逆变器原因机车在运行中由于其中一节机车的两组辅助逆变器故障，如复位TCU无效，需停车进行断电复位或检查其他相关原因。

6、由于布赫继电器原因机车运行中由于布赫继电器动作，会引起主断和受电弓封锁，需停车检查布赫继电器及相关回路，经专业人员判断后才允许升弓运行。

由于网压原因机车在运行中由于网压超限（持续低于17.5KV或持续高于31KV），及网压持续波动大会造成机车封锁，需停车进行断电复位，待网压恢复正常范围后才能升弓运行。

8、由于主逆、变压器、牵引电机、主变压器温度原因机车在运行中由于主逆、变压器、牵引电机、主变压器温度过高，需停车检查相关原因。

9、由于油泵或水泵原因机车在运行中由于油泵或水泵故障，导致受电弓和主断封锁，需停车进行断电复位或检查其他相关原因。

HXD1D型电力机车主断闭合故障浅析摘要：根据HXD1D型电力机车主断控制电路构成进行分析，并针对常见主断控制问题给出解决思路和方法。

关键词：电力机车主断路器控制回路一、引言：HXD1D型电力机车是中车株洲电力机车有限公司完全自主研制生产的具有国际领先水平的大功率客运电力机车。

机车采用分布式机车控制系统，实现了网络化，模块化分布式控制。

主断控制过程相对比较复杂，从主断回路硬线和主断环路软件都做了多重保护，在实际应用中，经常出现主断闭合故障。

本文针对主断和故障进行详细分析和阐述，并结合调试经验对该种常见故障进行分析和总结。

HXD1D主断控制回路原理图如图1所示：图1二、主断的控制与监控HVB回路由一些硬件和软件触电串接而成，一个断开的HVB回路将引起主断路器断开，TCU发生故障被切除的时候，由CCU对故障TCU进行旁路，保持HVB回路闭合。

定义本文中“0”表示低电平；“1”表示低电平。

输入信号：输出信号：1、要闭合主断必须满足CCU自检节点和逻辑保护条件，要满足的条件主要有：1.空气压力足够；2.布赫继电器是否报警；3.受电弓风路塞门是否动作；4.紧急按钮是否按下；5.是否存在降弓指令；6.网压是否超限或受电弓是否升起；7.主变压器油温是否正常；8.主逆1或2的水位信号是否正常；9.主司控器是否在零位；10.机车模式选择开关是否在“正常运行”位置；11.是否两个辅逆都处于故障状态；12.主断控制环路或回路是否开路；13.TCU1或TCU2是否给出HVB释放信号；14.系统是否检测到油流信号；15.是否两个油水冷却塔风机都故障；16.控制电源电压是否低于77V；这些状态信号送入CIO模块，CIO通过MVB线将数据送入VCM进行分析判断，VCM认为需要保护动作时，会通过CIO输入输出模块断开串联在主断控制回路中的节点，从而断开主断路器电源。

2主断路器硬线回路故障主断路器常见故障点常常出现在硬线回路，E33_07是主断硬线回路闭合的反馈节点，闭合主断的第一步就必须先保证主断硬线回路已经闭合，否则无法闭合主断。