HXD2电力机车电传动系统和机车网络控制系统培训教材.doc

第 1 页HXD2HXD2 型电力机车电传动系统型电力机车电传动系统培训教材培训教材1 1交流电传动系统交流电传动系统简介简介1.11.1 系统概述系统概述HXD2 型电力机车交流电传动系统主要是由网侧电路、主变压器、牵引变流器、牵引电机及网络控制系统等部分组成交流电传动系统主要器件及其所在位置如图 1-1 所示图 1-1 电传动系统主要器件及其位置机车主电路均采用轴控方式，交-直-交变流技术对牵引电机进行牵引和制动特性控制每台机车由两节车组成，设有四台变流柜，每台变流柜装有独立的两台变流器，每台变流器由 IGBT 模块组成的四象限变流器和逆变器组成，对该轴进行控制每节车的轴二、轴三变流器中间回路给辅助变流器提供电源整个系统采用绞线式列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）的形式实现对外通讯2图 1-2 牵引系统电气原理图1.21.2系统主要技术参数系统主要技术参数机车功率发挥基本要求：机车功率发挥基本要求：机车功率与网压关系如图 1-3 所示图 1-3 八轴机车技术规范轮周功率发挥曲线图机车牵引力、制动力参数机车牵引力、制动力参数机车起动牵引力（0～5km/h 速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力）≥760kN机车持续制牵引力≥532kN最大再生制动力(车钩处) 461kN最大再生制动力开始线性下降的速度≤15km/h3再生制动力线性下降至 0 的速度≤5km/h恒功率速度范围：牵引65～120km/h再生制动75～120km/h图 1-4 机车牵引制动特性曲线轮轴参数轮轴参数轨距 1435mm轴式 2(B0-B0)机车整备重量 2x100 t轴荷重 25t机车轮周牵引功率（持续制） ≥9600kW机车轮周再生制动功率（持续制） ≥9600kW额定牵引货物质量 1 万吨车轮直径 1200（半磨耗）传动比 120/22 2．牵引系统介绍．牵引系统介绍2.12.1 网侧电路网侧电路网侧电路如图 1-5 所示，由 1 台受电弓 AP，1 台高压隔离开关 QS-HV，1 个高压电压互感器 TF1-PP，1 台主断路器 QF(M)，1 台高压接地开关 QS-GHV，1 台避雷器 F1，1 个高压电流互感器 TFI-QL(M)，主变压器原边绕组 AX，1 个接地侧电流互感器 TFI-CE 4和 4 个回流装置，以及 1 台高压连接器 QF-HV 组成。

接触网电流通过受电弓 AP 进入机车，经主断路器 QF(M)，通过高压电流互感器 TFI-QL(M)进入车内，经 25kV 高压电缆与主变压器原边 A 端子相连，经过主变压器原边，从X 端子流出，通过低压电流互感器 TFI-CE 和 4 个并联的回流装置EB1、EB4、EB5、EB8，从轮对回流至钢轨接触网电压通过受电弓 AP 进入机车，通过高压电压互感器 TF1-PP 将网压提供给牵引变流柜、司机操纵台上的网压表和机车电度表接触网电压通过受电弓 AP 进入机车，经过高压隔离开关 QS-HV 和高压连接器 QF-HV 送至另一节机车，若其中一节机车高压电路出现故障，可通过断开故障节机车上的高压隔离开关 QS-HV 来实现隔离图 1-5 网测电路2.1.12.1.1 受电弓受电弓八轴机车采用 DSA200 型受电弓，该弓采用气囊驱动方式，弓内装有自动降弓装置，当弓网故障时，可自动降弓保护受电弓是机车从接触网获得电能的重要电气部件受电弓升弓时，压缩空气通过车5内各阀进入受电弓升弓装置的气囊，升起受电弓，使受电弓滑板与接触网接触，将电流从接触网上引入机车，供车内的电气设备使用降弓时，排出升弓装置气囊内的压缩空气，使受电弓落下。

受电弓主要由底架、铰接机构、弓头、升弓装置及空气管路等组成气动升弓装置（3）安装在底架上,通过钢丝绳作用于下臂（4）上臂（6）和弓头（8）由较轻的铝合金材料结构设计而成,受电弓结构如图 1-61－底架；2－阻尼器；3－升弓装置；4－下臂；5－下导杆；6－上臂；7－上导杆；8－弓头；9－滑板图 1-6 DSA200 受电弓结构主要技术参数主要技术参数额定电压：25kV额定电流：1000A驱动设备：气囊装置静态接触压力： 55～85N动态接触压力： 40～200N(满足 IEC62486)压缩空气压力： 0.4～1.0MPa 接触压力最大升弓高度（包括绝缘子 400m）： 3081mm工作高度（包括绝缘子 400m）：969mm～2881mm受电弓降弓位滑板距离轨面：4823.5mm受电弓最低工作高度（距离轨面）：5123.5 mm6受电弓最大工作高度（距离轨面）： 7035.5 mm弓头长度: 1950±10mm滑板有效长度：1250mm滑板类型：碳滑板弓头垂向移动量：60mm升弓时间： ≤5.4s降弓时间： ≤4s维护与保养维护与保养1、目测整个受电弓如有损坏的绝缘子、破损的软连接线、损坏的滑动轴承或变形的框架部件都应进行更换。

若磨损超过其规定极限，滑板也应当更换2、滚动轴承的润滑是为了提高其使用寿命最初安装时，两年一次的维修期或常规维修时油杯应注意密封以防尘土和水滑动轴承可自润滑，保养方便3、阀板上的过滤器应 1～2 周清理一次2.1.22.1.2 高压隔离开关高压隔离开关每节八轴机车车顶装一台 DJHG1 型高压隔离开关（QS-HV），主要作用是当受电弓和车顶绝缘子发生故障时，将其隔离，避免因受电弓及车顶母线带电造成其它事故高压隔离开关主要由隔离刀杆、支持绝缘子和转动绝缘子、底座安装板、传动机构、锁固机构、触动开关、手柄等组成高压隔离开关外形见图 1-7 所示，结构示意如图 1-8所示当受电弓故障时，并在降弓后，可在车内打开锁固机构，转动手柄，转动绝缘子随之转动，打开隔离闸刀图 1-7 DJHG1-400/25 型高压隔离开关外形71-高压隔离开关；2-驱动手柄；3-主动轴；4-传动箱体；5-复位弹簧；6-控制锁；7-定位齿轮；8-主动轴安装架；9-安装座 10-绝缘子；11-连接座；12-车顶铜排软线；13-开关动杆；14-油封 15-从动轴；16-轴承；17-凸轮；18-触动开关；19-导线；20-四芯插座；21-止转齿轮；22-螺钉；23-安装盘；24-轴承座；25-限位挡块；26-绝缘子安装板；27-手柄；28-定位销；29-挡块；30-定位槽；31-弹性触片；32-法兰图 1-8 DJHG1 型高压隔离开关的结构示意图主要技术参数主要技术参数额定工作电压：25kV最高工作电压：30kV额定电流： 400A额定频率： 50Hz开关动杆闸刀接触电阻： 200μΩ开关动杆开启最大角度： 60°开关动杆闸刀闭合压力： 20N8闸刀与静触片接触线长： ≥35mm工频耐压： 75kV/1min冲击耐受电压（1.2/50us）：170kV短时耐受电流： 11000A辅助触点额定电压： 110V辅助触点额定电流： 3A辅助接点： 一对常开/一对常闭维护与保养维护与保养1、各紧固件齐全、完好、紧固。

2、开关刀杆闭合良好，闭合压力≥20N3、绝缘子表面光洁，安装牢固，不允许有裂纹现象，并应保持其清洁干净4、检查各连接板状态良好，不允许有松动现象5、检查锁闭机构完好、锁紧牢固，不允许有松动现象6、检查辅助接点，如接点烧损严重应更换有轻微灼伤应修理，转动传动轴，检查辅助接点的接触状况7、检查开关刀杆的闭合力，满足技术条件的要求刀杆开启角度为 602.1.32.1.3 高压电压互感器高压电压互感器高压电压互感器安装在机车顶盖上，外绝缘由硅橡胶整体硫化一次成型，全封闭式结构，运行无噪音一、二次出线螺纹孔使用黄铜材质镀银；一、二次接线螺杆材质为不锈钢，一次 A 端为 M14，一次 N 端、二次首尾端（a、n）为 M8 螺杆安装底板要有优良的防锈层及防水性能线圈和铁心套装后经干燥处理，套入主体绝缘柱内线圈在主体绝缘柱内竖式放置高压一次侧 A 端 M14 嵌件(深 25mm)在主体绝缘柱上部引出，低压二次线圈出头由互感器下部套管引出高压一次侧 N 端出头由互感器下部套管引出连接片与安装法兰可靠连接避免由于悬浮电位造成放电现象外部护套和伞裙采用耐高温硅橡胶材料，具有良好的憎水性，大大地提高了污闪电压，能有效地防止污闪故障的发生；具有抗老化和耐漏电起痕性能，可以连续承受污闪电压；且伞裙表面爬电距离较大，具有耐机械冲击能力强、重量轻、便于安装、不易损坏、维护周期长的特点。

1.在机车上的安装位置高压电压互感器位于机车中央顶盖，见图 1-99图 1-9 电压互感器安装位置高压电压互感器结构高压电压互感器结构高压互感器采用户外环氧树脂与硅橡胶复合绝缘支柱式结构，主要由线圈、铁心、套管铝法兰安装盘等组成外形结构如图 1-10 所示１－高压接线端子螺栓；2－环氧树脂硅胶复合绝缘；3－安装底板；4－接线端子；5－安装螺栓；6－铭牌；7－接地片；8－高压接地端子图 1-10 高压电压互感器结构主要技术参数主要技术参数变压比 25000V/100V绝缘水平 31kV/75kV/175kV额定功率及精度等级 0-20VA 时为 0.5 级，同时满足 20-40VA 时为 1 级10额定电压因数 1.5Un，30s表面爬电距离 1100mm绝缘等级 E 级维护与保养维护与保养本产品在正常运行时不需维护和检修，在机车检修期间，需做如下维护检修：1、检查表面有否损伤，如表面完好，可用洁净水或普通洗洁净清洁表面并擦拭干净，达到表面清洁、无积尘或污垢切不可用尖锐物体刮刺硅橡胶表面，也不得用强酸强碱等腐蚀剂擦拭2、检查紧固一次、二次引线连接件是否有松动及表面氧化接触不良现象，必要时清除氧化层，涂抹导电膏，达到接线端子无氧化层连接可靠；3、安装板是否有松动现象，必要时用专用工具重新紧固，达到产品按装牢固，产品运行时无松动；4、为保证绝缘及连接更加可靠，一次导线连接完毕后，需加热缩套等绝缘材料包封住一次导线裸露部分。

5、如需要时可做如下试验：绝缘电阻检测: 一次绕组对二次绕组及地≥1000MΩ；二次绕组间及对地≥500MΩ工频耐压试验：一次绕组对二次绕组及地 5kV1 分钟；二次绕组间及对地 3kV 1 分钟感应耐压试验：采用 150Hz 频率，从二次施加电压，一次绕组感应到 75kV，40 秒2.1.42.1.4 真空主断路器、接地开关和避雷器真空主断路器、接地开关和避雷器八轴机车安装的是真空主断路器(22CB)、接地开关(35KSDL)和避雷器组件,每节机车装一台，该组件外形见图1-11图 1-11 真空主断路器、接地开关和避雷器组件11真空主断路器真空主断路器机车采用 22CB 型真空断路器22CB 型真空断路器是电力机车的一个重要电气部件，安装在机车顶盖上，它是整车与接触网之间电气连通、分断的总开关，是机车上最重要的保护设备，当机车发生各种严重故障时能迅速、可靠、安全地切断机车总电源，从而保护机车设备该断路器与 35KSDL 型号的接地开关及相应的避雷器、电抗器直接装配22CB 型真空断路器是以真空作为绝缘介质和灭弧介质，利用真空状态下的高绝缘强度和电弧扩散能力形成的去游离作用进行灭弧，其结构特点为：单断口直立式，直动式气缸传动，电空控制，是一种新型的电力机车主断路器，适用于干线交流 25kV 各类型电力机车。

与空气断路器相比,具有结构简单、工作可靠、动作速度快、绝缘强度高、维修方便等优点采用真空断路器可以彻底避免以往空气断路器灭弧室瓷瓶爆炸。