动车组高压供电系统故障分析

摘要：2010年9月，唐车及长客的CRH3-380型动车组定型为CRH380B系列，其中短编组动车为CRH380B，截止2015年底，总数逾200列；而长编组动车为CRH380BL，总数为115列。皆为350Km/h级别统型动车组。本文主要围绕CRH380B、CRH380BL动车组运行中高压供电系统发生的故障现象进行原因分析、故障处理时的注意事项，让动车驾驶人员能对动车组运行途中的应急故障找出相应的处理办法，确保列车的高速、安全和正点运行。

关键词：高压供电系统；故障现象；原因分析；注意事项；处理方法

CRH380B、CRH380BL动车组运行中高压供电设备发生的故障主要包括受电弓、主断路器、主变压器、网侧电流、HMI显示等故障。若这些设备发生故障，将直接影响动车组列车的正常运行。因此，本文对CRH380B、CRH380BL动车组高压供电设备的故障作分析处理，以便于动车组司机和随车机械师对故障应急处置能力的提升。

1动车组高压供电系统功能简介

动车组受电弓将接触网的AC25KV单相工频交流电图2HMI显示屏图1HMI显示屏输送给牵引变压器，经牵引变压器降压后，将单相交流电转换为直流电，再通过中间直流环节将直流电传输给牵引逆变器，牵引逆变器输出电压、电流、和频率可调的三相交流电供给三相异步电动机，牵引电动机轴端输出的转矩、转速通过齿轮箱的齿轮传递给动车组动轮轮对，转换为轮缘牵引力、线速度。高压供电设备主要完成从接触网到牵引电动机之间电路的连通，包括受电弓、主断路器、主变压器、高压电缆及母线等。

2动车组故障信息提示的查看及显示屏的截屏操作

CRH380B型动车组的诊断系统将故障信息集成在动车组的5个显示界面上（4个司机室HMI屏，1个乘务员HMI屏）。CRH380BL型动车组的诊断系统将故障信息集成在动车组的8个显示界面上（4个司机室HMI屏，3个CCU柜HMI屏，1个乘务员HMI屏）。发生故障时，司机及随车机械师可到HMI屏上查看故障记录采取相应解决办法。故障排除后，该故障信息不再显示。在HMI屏主界面上，可使用按键显示故障记录。在故障记录界面，按故障发生的顺序显示故障信息，每种故障，除显示车号和故障代码外，还显示发生的日期、时间和故障描述。选择“1-报告”按键可调出故障描述。此外，选择“7-更改布局”按键可显示故障代码。列车静止时，可使用按键查看相应的故障处理方法。列车运行时，可使用按键查看相应的故障处理方法。在司机室显示屏上，按住键3秒以上将对显示屏进行抓屏，抓屏时会有“咔嚓”拍照声，此时截取的显示屏信息将以图片格式保存在HMI操作系统d:/scrshot文件夹下。此功能可用于在发生故障时记录显示屏显示的信息。

3CRH380B系列动车组高压供电系统常见的故障分析处理

3.1受电弓故障的分析处理方法

故障现象：受电弓无法升起。原因分析：软件保护或控制回路故障。注意事项：①受电弓无法升起，要检查总风管压力。当总风管压力低于700kPa时，单个受电弓10分钟内升弓操作不得大于3次，否则会触发软件保护而锁闭受电弓。一旦锁闭，90分钟后才能解锁。②运行中换弓操作时，速度应在200km/h以下。③CRH380BL型动车组如在运行过程中操作闭合21-F98和21-F99空开，一定要在车组回到动车所后断开21-F98和21-F99空开，并重新施加铅封。故障处理的改进及创新：①动车组优先升后弓，当后弓不能升起时，司机在HMI屏上锁闭后弓，升前弓，换弓升起正常后，可以正常速度运行。（如图1所示）②如果受电弓显示锁闭并且在HMI屏上无法解锁，首先在HMI屏确认维护模式已经开启，进行三键复位操作。（如图2所示）③如果复位不成功，则使用Monitor软件连接锁闭的受电弓所在牵引单元司机室或CCU柜内的主控CCU，显示正确连接。④在Maintain下拉菜单中选择“RAResetAll”选项，回车对本牵引单元进行复位。⑤如果受电弓不能解锁，在Power下拉菜单中选择“RHVSReset”选项，回车。⑥选择“2-ResetPANTOraisedincorrectly”对本牵引单元的受电弓进行复位。⑦选择“e-End”结束复位。⑧复位结束后，在HMI屏上关闭维护模式。⑨重新升弓，恢复正常运行。⑩CRH380B型动车组如果受电弓仍然不能升起，在主控司机室右侧的故障面板上，将“紧急情况切除回路”开关打到“关”位，然后再次尝试升弓。如果受电弓仍然不能升起，则启动紧急驱动模式行车，或按随车机械师要求通知列车调度员进行救援。（如图3所示）11CRH380BL型动车组如果受电弓仍然不能升起，在主控司机室右侧的故障面板上，将“紧急情况切除回路”开关恢复到“开”位。1车占用时将1/9车电气柜内空开21-F98、2/10车电气柜内空开21-F99的铅封拆除，闭合21-F98和21-F99空开；16车占用时将8/16车电气柜内空开21-F98、7/15车电气柜内空开21-F99的铅封拆除，闭合21-F98和21-F99空开。12重新升弓，恢复正常运行。若受电弓仍然不能升起，切除2、10车车顶隔离开关，再次尝试升弓。如果受电弓仍然不能升起，按随车机械师要求通知列车调度员进行救援。

3.2主断路器无法闭合故障的分析处理方法

故障现象：主断路器无法闭合。原因分析：①牵引变流器故障。②主变压器故障，如原边过流、次边过流、电流差动保护、瓦斯报警、电流检测故障（6326、6327、633A、633B、6CA3、6CA4、6CA5、6CA6）主变压器冷却故障等。③车顶高压部件故障，如网侧电流过流、车顶电缆差动电流保护（6CA7、6CA8）。④牵引系统其他故障。注意事项：连续3次闭合不成功则主断锁闭。故障处理的改进及创新：①查看HMI屏，若有牵引变流器故障时，先切除故障牵引变流器，闭合主断继续运行。如切除故障牵引变流器后，主断仍不能闭合，从步骤3开始执行。②若HMI上显示2、3、4类故障时，需切除故障牵引单元的受电弓、车顶隔离开关、主断路器、牵引变流器，起到隔离故障牵引单元的作用，具体步骤如下。1）在主页面选择“开关”。2）在“开关”页面选择“牵引”。3）在“牵引”页面将故障牵引单元的受电弓、车顶隔离开关、主断路器、牵引变流器切除。③闭合主断路器，维持运行。

3.3主断路器锁闭的故障分析处理方法

故障现象：主断路器锁闭。原因分析：软件保护。注意事项：续3次闭合不成功则主断锁闭。故障处理的改进：①切除故障单元的受电弓，升另一受电弓，以最大牵引力运行。②如果主断仍然无法闭合，在占用端司机室HMI屏上开启维护模式，进行三键复位操作。③如果复位不成功，则使用Monitor软件连接主控司机室或者锁闭的牵引设备所在牵引单元司机室或CCU柜主控CCU，显示正确连接。④在Maintain下拉菜单中选择“RAResetAll”选项，回车对本牵引单元进行复位。⑤如果主断不能解锁，在Power下拉菜单中选择“RHVSReset”选项，回车。⑥选择“3-ResetVCBpermanentlock”对本牵引单元的主断进行复位。⑦选择“e-End”结束复位。⑧复位结束后，在HMI屏上关闭维护模式，重新升受电弓，合主断路器。

3.4主变压器故障的分析处理方法

故障现象：主变压器油流故障，VCB跳开，主变压器锁闭且无法重启，高压封锁；故障代码：635A、634B、631F。原因分析：主变压器保护。注意事项：①不需要停车，保持车辆惰行，断主断，对故障车辆所在牵引单元CCU进行软件复位。②运行中换弓操作时，速度应在200km/h以下。故障处理的改进：①其它单元无牵引辅助故障，升弓合主断继续运行；如果需要换弓，降弓后再重新升弓，合主断，继续运行。如不满足本条所述条件，从第2条开始执行。②首先在HMI屏确认维护模式已经开启，进行三键复位操作。③如果复位不成功，则使用Monitor软件连接主控司机室或者锁闭的牵引设备所在牵引单元司机室或CCU柜的主控CCU，显示正确连接。④在Maintain下拉菜单中选择“RAResetAll”选项，回车对本牵引单元进行复位。⑤如果主变压器不能解锁，在Power下拉菜单中选择RHVSReset选项，回车。⑥选择“5-Resettransformepermanentlock”对本牵引单元的主变压器进行复位。⑦选择“e-End”结束复位。⑧复位结束后，在HMI上关闭维护模式。⑨恢复正常运行。

3.5网侧电流限流500A故障的分析处理方法

故障现象：网侧电流限流500A。原因分析：司机室故障开关面板GFX-3A开关打至开位。故障处理的创新：①将司机室故障开关面板上的GFX-3A开关打至关位。（如图4所示）②在HMI上将网测电流调至最大，则网侧电流限值由500A提高到1000A。（如图5所示）

3.6HMI显示故障代码63E2、63E4时故障的分析处理方法

故障现象：系统检测网压不稳定导致主断路器起保护断开。原因分析：接触网网压不稳定引起动车组软件保护或电压互感器故障（如熔断器脱落、烧损）。注意事项：①在网压不正常时，主断路器连续闭合3次后，将会导致主断路器锁闭，报故障代码6307。（主断路器闭合间隔应大于30秒）②运行中换弓操作时，速度应在200km/h以下。故障处理的改进及创新：①查看网压界面，检查网压值是否在正常范围。②如网压值不在正常范围内或无网压，且调度中心反馈该区段网压正常，待网压值恢复正常，主断路器闭合信号变蓝后方可闭合主断路器。③如果短时间内多次闭合，造成主断路器锁闭，将报故障代码“6307”。按主断路器解锁操作步骤进行主断解锁。复位成功结束后，升正常配置侧受电弓运行；如果不能复位成功，换弓处理。④如发生电压互感器故障需要换弓处理，故障现象如下：网压正常，无主断闭合允许信号，无牵引相关故障代码；无网压，但调度中心反馈该区段网压正常。

3.7HMI显示故障代码6CA0时，网侧过电流的故障分析处理方法

故障现象：运行中，过分相后主断闭合后，司机给牵引时主断跳开，HMI屏报网侧过电流（6CA0）、车顶隔离开关锁闭（63CE）。原因分析：由于网侧过流，导致主断断开。注意事项：此类故障由于车顶隔离开关动作，并且报出过流故障，因此可能存在接地或短路现象，不做任何恢复操作。故障处理的改进：①停止列车。②随车机械师下车检查故障车车顶可见部位无异常。③切除车顶隔离开关，换升另一个受电弓后，主断闭合正常，按最大牵引辅助能力维持运行。

3.8HMI显示故障代码28F7时，主断无法闭合故障的分析处理方法

故障现象：主断没有闭合信号，HMI屏报28F7：由于测试真空断路器断开。原因分析：牵引系统故障。故障处理的改进及创新：查看列车显示屏，是否报出与牵引有关的故障代码，按故障代码提示进行相应操作，如无牵引相关故障报出，执行下一步。换升另一个受电弓，如果能正常闭合主断，继续行驶，否则，进行下一步。断开车顶隔离开关，如果正常闭合主断，按最大牵引能力行驶，否则，执行下一步。在司机室显示屏依次切除牵引变流器，是否有主断闭合信号，如果有，闭合主断，按最大牵引能力行驶。

3.9HMI显示故障代码63C0时，受电弓故障的分析处理方法

故障现象：受电弓故障,继电器跳闸,受电弓自动降弓。原因分析：受电弓控制系统故障。注意事项：HMI在只出现63C0，而没有63C2代码时执行下面操作。运行中换弓操作时，速度应在200km/h以下。故障处理的创新：①重新升故障受电弓，如果受电弓正常升起、故障代码消除，则正常运行。②如果升弓不成功，则切除故障单元的受电弓，升另一受电弓，以最大牵引力运行。

3.10HMI显示故障代码63C2时，受电弓故障的分析处理方法

故障现象：受电弓无法升起，HMI报故障代码63C2。原因分析：受电弓硬件故障或者风管损坏。故障处理的改进：立即停车。

4结束语

动车组高压供电系统由于设备较多，因此，故障原因的涉及面较广，动车组的设计生产企业和动车组运用部门要进一步加强沟通与合作，完善供电系统部件的设计与优化，有效降低检修人员的检修工作压力，最终实现提高动车组检修效率、降低动车组高压供电系统设备的故障率。

参考文献：

[1]CRH5G应急处理手册（机械师）.

[2]CRH5型动车组途中故障应急处置手册.

[3]CRH380B动车组随车机械师手册.

[4]CRH380B、CRH380BL型动车组途中应急故障处理手册.

作者：姜宇 单位：辽宁轨道交通职业学院