HXD1C机车控制说明解析

1.主电路1.1概述机车用于25kV,50Hz供电系统。主要的高压设备包括受电弓、高压隔离开关、主断路器、主变压器，高压电路供电的主变流器。1.2网压和网侧电流检测1.2.1高压互感器配置机车安装1台高压互感器用于检测网压信号。1.2.2网压检测(25kVAC)当受电弓升起时，TCU将通过高压互感器获得网压。配置如下图所示：图1,网压检测网压应由TCU通过MVB传送至CCU并在司机室的IDU上显示。应在TCU和CCU中实现网压的监测，在故障情况下CCU应立刻分断主断路器。CCU升弓命令发出后，将开始网压检测。正常网压应在17.5kV–31kV的范围内。欠压检测版本:0.0如果网压低于17kV超过1秒钟，主断路器将被分断。只有当网压高于17.5kV超过1秒钟后，主断路器才允许重新合上。如果在主断路器合上之后的0~0.6秒之内网压低压15kV，主断路器应断开并锁定2分钟；如果30分钟之内发生了2次，主断路器应被锁定。超压检测如果网压高于31.5kV超过40秒钟，主断路器将被分断；如果网压高于32kV，主断路器立刻断开。只有当网压低于31kV超过20秒后，主断路器才允许重新合上。1.2.3原边电流和回流电流检测TCU通过电流互感器获得网侧电流。在原边绕组的两端将安装2个网侧电流互感器=11-T02和=11-T04，分别用于测量原边电流和回流电流。配置如下：图2原边电流检测TCU应实现网侧电流的检测，在高压电路故障情况下，TCU应立刻分断主断路器。网侧电流应通过MVB传送至CCU并在司机室的IDU上显示。网侧电流保护：参数动作值动作备注原边电流和回流电Idiff＞45A时间大分断主断路器检测原边绕组接地故障。流的差值（r.m.s值）于2.0s.注：保护动作1次，合主断30分钟后清版本:0.0除记录；保护动作2次，封锁主断，必须由维护人员清除保护。原边电流（r.m.s值）I＞480A分断主断路器在主断路器合上后延时0.5秒动作；时间大于2.5s回流电流（瞬时值）I＞850A分断主断路器（冲击电流）原边电流（r.m.s值）I＞30A同时主断路降下受电弓器已经分断。如果故障时间大于1.3s，则封锁主断路器1.3主变压器保护对于主变压器的保护，控制系统主要有变压器油温的监控、变压器油流状态的监控、变压器压力释放阀监控三种，三种状态由微机系统进行监控，根据监控的情况进行相应的控制与保护。1.3.1布赫保护为了保护机车，主变压器将安装布赫继电器，它能检测主变压器内部的气体压力。布赫继电器有2级报警触头：1）一级警告2）二级报警布赫警告（延迟动作：5分钟）布赫警报（延迟动作：2秒）在出现布赫一级警告的情况下，IDU上应有提醒司机的提示信息。这消息只能由维护人员复位。在出现布赫二级报警的情况下，为了保护机车避免更大的损害，应立即分断HVB。当布赫警报消失后，HVB可以再次闭合；如果布赫二级报警出现2次，HVB应被锁定。在重联运行的情况下，其他机车可以继续运行。在HVB-LOOP中串联了一个布赫继电器的二级报警触头。1.3.2变压器油温主变压器配备2个冷却回路，每一个冷却回路都包含一个油泵。对于每一个冷却回路将配备1个油流继电器检测油路的流动。在主变压器上将配备2个PT100温度传感器检测油温。油温应由TCU读入，通过MVB网络传送至CCU，并在IDU的主要数据页面上显示。CCU的逻辑将使用2个PT100中的最高温度用于控制。将监测以下的油温等级：参数动作值动作备注油温Toil动作:Toil<-41°C分主断版本:0.0复位:Toil>=-40°C油温Toil-40°C=87°C,冷却塔风机满功油温Toil封锁主变流器复位:Toil<=77°C率运行动作:Toil>92°C,油温Toil分主断复位:Toil<=77°C如果两个油温传感器都故障或者失效了，CCU将采用最后一次有效的油温信号同时进行一种“计算”模式，然后CCU将根据机车的牵引/制动功率来计算油温。1.3.3变压器油流在变压器的每一个油路中都有一个油流继电器，监测油的流动。CCU应在辅助变流器完成启动60秒后才开始油流监测。当油温低于+10°C时，可以不检测油流信号。在一个油路故障的情况下，机车应采用60Hz的通风，机车牵引功率下降50%。相应的故障提示信息应在IDU上显示。在两个油路同时故障超过60秒的情况下，应封锁牵引逆变器输出，保持辅助逆变器输出和列车供电正常运行。1.3.4主变压器压力释放阀保护主变压器油箱上设有压力释放阀。压力释放阀动作后，向CCU输出的信号E34_03变为低电平，CCU立即跳主断（断蓄电池可以解除故障），在IDU上显示相关故障信息。1.4牵引电机监测1.4.1牵引电机温度检测牵引电机TM1、TM2和TM3的温度由TCU1检测，牵引电机TM4、TM5和TM6的温度由TCU2检测。检测到的牵引电机温度需显示到IDU上。TCU应在线监测牵引电机定子的最高温度，并以此观测值为依据进行相关的保版本:0.0护。根据TCU监测的温度，如果牵引电机的定子最高温度高于230°C，应当降转矩运用，当定子最高温度高于240°C时，转矩被减至0。如果电机温度检测连接器接触不良导致温度突变，微机保护延时1分钟进行处理。1.4.1牵引电机速度检测牵引电机TM1、TM2和TM3的速度由TCU1检测，牵引电机TM4、TM5和TM6的速度由TCU2检测。1.6受电弓的控制和监控1.6.1受电弓模式选择一台机车将安装2台受电弓，靠近1端司机室的受电弓为=11-E07，靠近2端司机室的受电弓为=11-E08。司机可以通过受电弓模式选择开关=21-S51来选择受电弓的升弓模式。有4种模式：受电弓1、自动、受电弓2、双弓。位置/司机室占用说明模式应升起=11-E07。司机室1受电弓1如果=11-E07被=11-Q03隔离了，应没有受电弓被升起，在司机室2IDU上应有信息通知司机去改变受电弓模式。应升起=11-E08。司机室1如果=11-E08被=11-Q04隔离了，应自动升起=11-E07同时在IDU上显示信息通知司机。自动应升起=11-E07。司机室2如果=11-E07被=11-Q03隔离了，应自动升起=11-E08同时在IDU上显示信息通知司机。应升起=11-E08。司机室1受电弓2如果=11-E08被=11-Q04隔离了，应没有受电弓被升起，在司机室2IDU上应有信息通知司机去改变受电弓模式。2台受电弓都应升起。如果=11-E07被=11-Q03隔离了，应只有=11-E08升起，同司机室1/双弓时在IDU上应有信息通知司机。司机室2如果=11-E08被=11-Q04隔离了，应只有=11-E07升起，同时在IDU上应有信息通知司机。版本:0.0输入信号：信号描述备注/部件E31_0410=“受电弓1”;00=“自动”;受电弓模式选择开关=21-S51E31_0501=“受电弓2”;11=“双弓”在重联模式下，每台机车根据自身选择开关的位置选择受电弓。只有当主断路器断开和受电弓降下了，改变受电弓模式才是有效的。如果主断路器是合上的或者受电弓是升起的，改变受电弓模式是无效的，IDU应显示相应帮助信息。在主断路器断开和受电弓降下后，新的模式将是有效的。1.6.2受电弓气路隔离（钥匙箱信号）状态受电弓切断阀U99（钥匙箱）可以隔离受电弓气路，如果受电弓气路被隔离了，2台受电弓都不能升起。受电弓切断阀的状态应由CCU通过MIO进行检测，如果状态是“隔离塞门打开”，受电弓应能升起，否则受电弓应禁止升起。如果受电弓已经升起，这个状态转变为“关断”，受电弓应降下并封锁。输入信号：信号描述备注/部件1=“打开cutin”;E33_08受电弓切断阀U990=“关断cutout”1.6.3受电弓禁止条件：1）车顶高压隔离开关断开2）主断/受电弓自动开关断开3）控制风缸压力不足4）辅助压缩机自动开关断开(风压不足)5）辅助压缩机故障(风压不足)6）紧急按钮动作7）存在外部供电或不在正常模式8）升弓后15min内主断未闭合或无网压9）TCU自动开关同时断开10）顺序控制降弓11）CCU与TCU1&2通讯故障12）列车未占用13）受电弓隔离塞门闭合14）降弓指令15）受电弓1升弓/降弓故障16）受电弓2升弓/降弓故障17）主断卡合故障18）蓄电池电压低于77V19）TCU保护性降弓（在HVB闭合请求前已经检测到超过30A的原边电流）20）受电弓未升起检测到高网压版本:0.021）未断开故障受电弓1的高隔22）未断开故障受电弓2的高隔2.6.4升弓控制在每端的司机操纵台上有1个受电弓扳健开关，它有“升弓”和“降弓”2个自复位和1个锁定的“0”位。在1端司机室为=21-S11，2端司机室为=21-S21。如果所有升弓条件都满足，在占用端司机室，司机可以通过推动“升弓”扳健开关来升起受电弓。对于重联的所有机车上都有效。如果受电弓已经升起，这个命令将不再起作用。每一台机车的升弓条件应在占用端司机室的IDU上采用“状态总览”的方式显示。CCU将通过控制受电弓电控阀升起被选择的受电弓。如果在受电弓升起２０秒后TCU没有检测到网压，应在IDU上显示信息提示司机无网压。司机可以进一步检查受电弓是否升起。如果需要再试一次，司机应先给“降弓”命令再给“升弓”命令。如果受电弓已经升起15分钟，但没有检测到网压或者主断路器没有合上，CCU应控制受电弓自动降下。2.6.5降弓控制降弓操作可以通过推动“降弓”扳健开关=21-S11或者=21-S21进行。同样当升弓条件不满足时（受电弓禁止），受电弓也会降下。降弓时，如果主断路器是闭合的，主断路器应首先断开，受电弓延时0.6秒后降下。在重联运行时，本务机车的降弓命令应同样导致重联机车降弓。2.6.7受电弓监控受电弓安装有滑板检测装置，它能得到受电弓的状态反馈。输入信号：信号描述备注/部件E37_111=受电弓1升起受电弓1状态反馈E38_111=受电弓2升起受电弓2状态反馈升弓故障：控制受电弓电空阀升弓后，没有检测到压力存在的反馈信号（延时15秒）。这故障应由CCU储存同时CCU封锁故障受电弓。复位条件：关闭蓄电池。降弓故障：有降弓请求后，仍然检测到了存在压力的反馈信号或网压信号（延时15秒）。这故障应由CCU储存同时CCU封锁故障受电弓。复位条件：关闭蓄电池。如果发生升弓故障、降弓故障，应在IDU上显示相关信息。版本:0.02.7主断的控制和监控机车安装一台主断（高压断路器），控制由硬件电路和软件部分组成。2.7.1主断路器回路主断路器回路如下图所示：版本:0.0图4,主断路器loop/主断回路版本:0.0主断路器回路由一些硬件和软件触点串联组成，一个断开的主断路器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，保持主断路器回路闭合。紧急按钮按下紧急按钮时主断路器环将被断开，闭合的主断路器将被断开，同时它将禁止合主断路器。一个按下的紧急按钮应引起一个全局的主断路器断开命令。在重联操作模式下，它对重联的机车都有效，引起每台机车断开主断路器。钥匙箱受电弓隔离阀在正常情况下，受电弓隔离阀<99>在“cutin”的位置。将它从“cutin”转动到“cutout”位置，主断路器应断开。2.7.2主断禁止1）主断/受电弓自动开关断开2）控制风缸压力不足3）紧急按钮按下4）受电弓隔离塞门闭合5）过分相分主断6）原边电压过压7）原边电压欠压8）TCU分主断请求9）变压器油温过高10）变压器油温过低11）主断闭合/断开故障12）主变流器水位保护13）机车模式开关不在正常模式或检测到有外部供电14）顺序控制分主断15）转向架/电机隔离版本:0.016）保护性降弓跳主断17）分主断指令18）辅助逆变器切除或故障19）蓄电池电压低于77V20）受电弓未升起21）主司控器手柄不在0位22）23）TCU1&2被隔离24）VCM主权转移分主断2.7.3合主断控制在每个司机室操纵台安装一个主断扳健开关。主断扳健开关有一个自复位的“ON”位、两个锁定的“0”位和“OFF”位。在1端司机室为=21-S12，在2端司机室为=21-S22。如果所有合主断的条件满足了，在占用端司机室，司机可以通过推动“合主断”扳健开关给出“合主断”命令，这个命令在重联的所有机车都有效。“合主断”命令通过WTB传送到重联车。为了避免给供电网带来过大的合闸电流，在WTB重联车上主断路器将顺序延迟5秒闭合。如果主断已经闭合，“合主断”命令将不起作用。每一台机车的合主断条件应在占用端司机室的IDU上采用“状态总览”的方式显示。CCU控制MIO模块去闭合主断。2.7.4主断状态主断路器的状态应由TCU1、TCU2和CCU检测。CCU输入信号：信号描述备注/部件版本:0.0信号描述备注/部件E33_1101=主断路器断开10=主断路器闭合主断状态送CCUE33_1200=主断路器辅助触点故障11=主断路器辅助触点故障这里定义了4个主断路器的状态，他们在IDU上以图标的形式显示。➢主断路器是闭合的；➢主断路器断开，处于允许合的状态；➢主断路器断开，处于不允许合的状态；➢主断路器断开并且有故障存在、阻止合主断路器；2.7.5分主断控制每1个失效的允许合主断路器条件都导致主断路器断开；同样来自司机的指令或者过分相请求也能分断主断路器。如果主断路器已经由CCU控制分断，当引起分断的原因消失后主断路器应不能自动合上，它应由司机控制手动合上。2.7.7合主断故障如果已经通过MIO发出了合主断路器命令1秒后主断路器的反馈状态还是断开的，当所有合主断路器条件再次完全满足时，再一次合主断路器，如果情况仍一样，这应定义为合主断路器故障。2.7.8分主断故障如果给出分主断路器命令或者主断路器回路断开0.5秒后反馈显示主断路器还是合上的（主断路器反馈状态）;或者反馈显示主断路器已经断开超过0.5秒但原边回流电流大于30A，降下受电弓，如果这故障持续超过1.3秒，主断路器锁定;这应定义为分主断路器故障。在这种情况下，应同时强制降下受电弓。3过分相版本:0.0机车将安装自动过分相装置。通过检测预先安装的信号装置,过分相装置发送到分相区的信息或已经通过分相区的信息到CCU。自动过分相主机检测来自磁感应线圈的分相区开始和分相区结束的信号。自动过分相主机发送以下信号到机车控制系统(通过硬线连至机械间I/O数字输入)。磁感应线圈的配置如下图所示：T2T4方向1方向21端司机室2端司机室1端2端T1T3图3，磁感应线圈布置3.1分相区指示信号磁信号传送器用于指示分相区的位置.沿着轨道,在每个分相区前面有两个磁信号传送器，一个(G1)在右侧，另外一个(G2)在左侧(见下图)。在每个分相区的尾部,有另外两个磁信号传送器(G3和G4)。来自于自动过分相主机的信号将经过MIO传送到CCU。版本:0.0图4，分相区磁信号传送器每台车的每端安装两个用于检测磁信号传送器的磁感应线圈(T1,T2和T3,T4)。一个(1端的T1，2端的T3)来检测右侧的G1和G3，另外一个(1端的T2，2端的T4)用于检测左侧的G2和G4。一个用于处理来自磁感应线圈信号的自动过分相主机并给出3个信号到CCU。以下硬件信号包含在这些功能内:输入信号:端口描述备注/部件E36_17自动过分相电源开关=37-F134E32_06预报/通过当节点电压为110V,表示机车将到达分相区或已经通过分相区持续时间：3秒E32_07强断当节点电压为110V,表示机车离分相区非常近(60米).持续时间：1秒E32_08故障当节点电压为110V,表示过分相装置工作正常。版本:0.0端口描述备注/部件1端过分相手动预报自动过分相装置的切除在显示器上实现。E12_26=21-S042端过分相手动预报自动过分相装置的切除在显示器上实现。E22_26=21-S24A31_02方向1机车运行方向A32_02方向2机车运行方向3.2过分相过程当按照图6从左向右运动时，2端的T3将首先检测G1并发信号给自动过分相主机。自动过分相主机将发送“预告/恢复”信号给CCU。CCU在收到G1的预告信号后，将按照适当的卸载斜率卸载牵引/电制动力，当牵引/电制动力卸载至零后，自动断开主断；当机车到G2点，2端的T4将检测G2并发送信号给自动过分相主机。自动过分相主机将发送“强断”信号给CCU。当CCU收到“强断”信号（G2）时，此时不论牵引力卸载的程度，CCU发出200kN/s的卸载斜率，同时0.4s后断开主断；机车将通过分相区的中性区（无电区）。此时机车检测到的网压应从有至无，再从无恢复至有，此被称为过分相的网压中断。注：由于中性区存在感应电压（可能在8kV~13kV或者高达40kV以上），此时网压中断的判断条件为网压不在正常范围（16kV~32kV）之内。通过分相区后（监测到网压中断和收到“恢复”信号），CCU自动闭合主断并自动给出牵引力（根据牵引手柄位置或者速度控制功能给出的牵引/电制动力），并在IDU上显示“过分相，成功通过”自动过分相主机在发出“恢复”信号后将为再次过分相而自动重设。注：如果自动过分相主机没有收到G3信号，而收到了G4信号，自动过分相主机将在收到G4信号时发出“恢复”信号。如果CCU在收到了“恢复”信号而没有检测到网压中断，此时应在IDU上提示“过分相，手动闭合主断”。司机可手动分断主断一次，解锁过分相过程。如果闭合主断条件满足，司机可以通过给出合主断命令闭合主断。当自动过分相主机失效时（包括T3版本:0.0和T4或者T1和T2失效），它将发送一个故障信号到CCU。在这种情况下，CCU将通过IDU给司机提示信息。这样司机可以通过手动操作（通过操纵台上的相应按钮，S04在1端司机室，S24在2端司机室）来过分相。如果CCU接收到故障信号，机车将忽视所有来自自动过分相主机的信号。司机将通过IDU获得显示信息，机车自动过分相装置不再可用，过分相必须手动完成。如果司机给出“手动过分相”指示给CCU，过分相程序立刻启动，此程序与收到从自动过分相主机发来的“预告”信号相同。CCU对自动过分相主机的自动检测将在收到“手动过分相”信号的随后90秒内忽视。通过分相区后（监测到网压中断），机车自动闭合主断并自动给出牵引力（根据牵引手柄位置或者速度控制功能给出的牵引/电制动力）；如果CCU在收到“手动过分相”后60秒后没有检测到网压中断，此时应在IDU上提示“过分相，手动闭合主断”。此时，如果过合主断条件满足，司机可以通过给出合主断命令闭合主断。在过分相过程中，由辅助逆变器供电的辅助负载应保持工作。在过分相的过程中，列车供电接触器在主断断开0.6秒后断开。过分相结束后，主断闭合2秒后才允许闭合列车供电接触器。在过分相过程中，如果司机给出了断主断命令，过分相程序将中止，此时应在IDU上有信息提示司机“过分相，中止”。在重联运行的情况下，如果分相指示来自动过分相主机，每台机车将单独动作；如果分相指示来自手动指示，WTB重联的机车将一起动作。如果WTB重联的任何一台机车收到了故障信号，在IDU上应有信息通知司机“过分相必须手动完成”。3.3切除过分相装置如果司机给出了切除过分相装置指令，CCU将忽略来自自动给过分相主机的信号直至司机重新给出投入过分相装置指令。过分相装置投入/切除的状态应在IDU上显示。在过分相装置切除的情况下，司机给出的“手动过分相”指令仍然有效。注：CCU中过分相装置的默认状态是投入，如果CCU重启后过分相装置的状态也应是投入状态。版本:0.03.3恢复过分相装置过分相装置切除的以后，司机断合自动开关=32-F134恢复。3.4在IDU上的过分相指示在过分相区时，应给司机过分相指示。有以下指示：序号IDU上的指示说明1过分相，自动启动CCU从自动过分相主机得到自动过分相请求。2过分相，手动启动CCU检测到司机给出的手动过分相请求。3过分相，主断断开过分相区开始时，主断断开。4过分相，成功通过过分相完成。5过分相，手动闭合主断过分相没有成功完成或者司机手动中止时，提示司机手动闭合主断。6过分相，过分相主机故障CCU在收到过分相主机发来的故障信号时，提示司机手动过分相。7过分相装置切除过分相装置切除时，提示司机。8过分相装置投入过分相装置重新投入时，提示司机。4控制电路4.2牵引/制动控制电路如果没有其它阻止条件（如牵引封锁），牵引命令由占用端的司控器离开“0”位产生。如果牵引命令有效，设定的牵引力设定值被发送到TCU并且转换成牵引力。如果由任何原因导致了牵引封锁，它只能通过将主手柄移回“0”位来解锁。如果机车处于定速控制模式，手柄回“0”位将取消这模式。如果有必要，司机应再次激活这种模式。版本:0.04.2.1机车模式选择机车有3种操作模式，通过操作=21-S54开关进行选择，定义如下：位置/模式描述库内动车机车操作模式应为库内动车。正常操作机车操作模式应为正常操作。辅机测试机车操作模式应为库内辅机测试。E33_04只有在机车处于静止、所有受电弓降下，控制系统才选择操作模式。如果机车正在操作（任何模式），转动模式开关后，微机应该输出保护性跳主断和降弓，并取消当前模式，并有信息在IDU上显示。4.2.2牵引电机隔离开关在机械间内安装有3个牵引电机隔离开关，能通过它们隔离牵引电机。隔离开关=22-S55：位置描述切除切除TM1和TM2正常没有电机切除TM1切除切除TM1TM2切除切除TM2隔离开关=22-S56：位置描述切除切除TM3和TM4正常没有电机切除TM3切除切除TM3TM4切除切除TM4版本:0.0隔离开关=22-S57：位置描述切除切除TM5和TM6正常没有电机切除TM5切除切除TM5TM6切除切除TM6输入信号：信号描述备注/部件E31_0100=“TM1/TM2都切除”;11=“正常”;TM1/2选择开关，=22-S55E32_0101=“TM1切除”;10=“TM2切除”E33_0100=“TM3/TM4都”;11=“正常”;TM3/4选择开关，=22-S56E34_0101=“TM3切除”;10=“TM4切除”E35_0100=“TM5/TM6都”;11=“正常”;TM5/6选择开关，=22-S57E36_0101=“TM5切除”;10=“TM6切除”如果司机想隔离牵引电机，首先，应断开主断路器。如果在上述条件不满足的情况下司机隔离牵引电机，主断路器应自动断开。如果通过这些开关将某台牵引电机隔离了，主变流器中相应PWM模块的触发脉冲应被封锁。4.3电子牵引/制动控制电路4.3.1牵引/制动特性曲线机车的牵引特性曲线应如下图所示：版本:0.0HXD1D客运机车牵引特性曲线4505km/h，420kN40035080km/h，324kN300）Nk250（力引200牵160km/h，162kN150100500020406080100120140160180速度（km/h）图5,牵引特性电制动特性曲线应如下图所示：版本:0.0HXD1D客运机车制动特性曲线2505km/h，210kN123km/h，210kN200160km/h，162kN）150Nk（力动制100500020406080100120140160180速度（km/h）图6,电制动特性主司控器的设定值按照以上牵引/制动特性曲线规定的可用牵引/制动力设置：1）牵引力发挥采用准恒速/恒转矩形式输出牵引力，共16级（0.0-16.0级），对应速度限定值为（0-160km/h）。牵引力的斜率根据不同运用区段设定；2）电制动力在发挥时，根据制动手柄的不同位置按照最大制动力的百分比施加制动力，当速度从5km/h下降到2km/h的区间内，电制动力线性下降到0kN；4.3.2牵引封锁下表包含了导致TCU牵引封锁的条件。牵引封锁不意味着全部封锁，只是牵引命令封锁。当牵引封锁存在时，可进行电制动直至电制动封锁。2、牵引状态封锁条件版本:0.01）惩罚制动2）无明确方向3）无设定牵引/制动力,存在实际牵引/制动力超过10s。4）机车实际速度大于162km/h5）列车初始化未完成(仅在重联模式下)6）ATP牵引封锁请求7）制动命令存在,机车处于制动模式8）BCU牵引封锁请求.9）CCBII故障10）本务机车28-F130,28-F131,28-F132中的一个断开11）停放制动施加12）紧急制动施加13）所有转向架空气制动被隔离14）施加了机车直接制动(当速度低于5km/h从零加速时，空气制动允许施加60秒（在坡上从零加速时）。)15）空气制动施加16）总风缸压力小于650kpa17）主断路器断开18）有设定牵引/制动力,20s后仍然没有实际牵引/制动力19）TCU牵引封锁20）蓄电池电压低于77V21）辅助系统未配置22）重联车牵引封锁请求23）变压器油温高,封锁牵引4.3.4轴功率减载由主变压器导致减载条件和减载率请见2.3.1变压器油温由网压导致当TCU检测到网压欠压或者超压时，主变流器应降低输出功率。减载条件和减载率如下图所示：版本:0.0图7,输出功率和相应网压由牵引电机导致减载条件和减载率请见2.4.1牵引电机温度检测5制动系统逻辑要求5.1主压缩机控制机车主压缩机启停包括两种模式：1）正常模式总风压力低于750kPa时，启动远离操作端的压缩机（如果此时相应的压缩机有故障，应启动另一台压缩机），当总风压力达到版本:0.0900kPa时停止；总风压力低于680kPa时，两端压缩机启动（间隔4s），总风压力达到900kPa时同时停止。2）增强模式总风压力低于750kPa时，两端压缩机启动（间隔4s），总风压力达到900kPa时同时停止。制动柜有2个总风缸压力开关信号用于主压缩机的控制，一个启动请求是X02A-2(0=“>900kPa”；1=“<750kPa”)，另一个启动请求是X02A-4(0=“>750kPa”,1=“<680kPa”)。5.1.1总风压力监控总风缸压力低于500kPa时，制动柜有1个总风缸压力开关信号用于触发牵引封锁X02A-7(1=“>750kPa”,复位牵引封锁；0=“<500kPa”,牵引封锁)。输出信号描述备注/部件0=“>900kPa”，压缩机停止；E31_13接常闭点1=“<750kPa”，单台压缩机启动请求0=“>750kPa”；E32_13接常开点1=“<680kPa”，两台压缩机启动请求1=“>750kPa”,复位牵引封锁；E33_14接常闭点0=“<500kPa”,牵引封锁5.6惩罚制动惩罚制动的施加过程分为两种情况：➢如果空气制动没有施加的情况下惩罚制动被触发，BCU将把列车管减压100kPa左右；➢如果空气制动已经施加的情况下惩罚制动被触发，BCU将追加80kPa的列车管减压量。惩罚制动应由以下条件触发：版本:0.0➢无人警惕功能触发惩罚制动请求；➢监控系统发出惩罚制动请求；➢CCU发出惩罚制动请求，由以下情况引起的：-司机控制器故障-速度大于5km/h，停放制动没有缓解；-机车超速-制动系统设置模式错误；-从控机车惩罚制动请求；-电制动故障……….-CCU转换故障如果惩罚制动正在施加，全列车的牵引应被封锁。以下是惩罚制动回路电路图。输入信号描述备注/部件1=惩罚制动施加常开点，高电平有效E34_100=无惩罚制动施加DK2系统无硬线输出，该信号需要同时网络传输5.9紧急制动在制动系统中，从外部有2种途径触发紧急制动。一种是直接使紧急电控阀得电，另一种是将外部紧急制动请求信号发送给BCU，其通过逻辑程序使使紧急电控阀得电。紧急制动能由以下条件触发：➢ATP发出紧急制动请求；➢自动制动控制器发出紧急制动请求；版本:0.0➢司机按下了紧急按钮开关；➢来自重联机车的紧急制动请求；➢CCU发出紧急制动请求；-804继电器闭合，反馈信号为高电平；-惩罚制动故障（惩罚制动继电器闭合了，但是制动缸5秒后没有压力；或者有惩罚制动请求，但是制动缸5秒后没有压力），显示器应该提示“惩罚制动故障触发紧急制动”；。-来自主控/从控/远程机车的紧急制动请求；如果触发了紧急制动，紧急制动只有在机车停车超过60秒后才能缓解。CCU应通过MIO发送一个“零”速信号给BCU和通过MVB发送当前速度给BCU。紧急电磁阀可以被紧急隔离塞门隔离。CCU应检测紧急隔离塞门的状态。如果紧急隔离塞门关闭了，在IDU上应有消息提示。输入信号描述备注/部件E34_151=紧急制动投入IDU显示0=紧急制动切除（牵引封锁）0=紧急制动切除输出信号描述备注/部件A34_071=机车速度为00=机车速度不为0版本:0.06辅助负载和供电6.1概述机车将安装两个独立的集成辅助逆变器。两个辅助逆变器被命名如下：辅逆1辅逆2辅助变流器与辅助负载的分配如下图所示：标题：大功率交流传动160Km/h型7200kW六轴客运电力机车项目第27页共40页日期:2011-05-30版本:0.0大功率交流传动7200kW六轴客运电力机车项目设计组FIGURE8,DISTRIBUTIONOFAUXILIARYLOADS/辅助负载的分配图标题：大功率交流传动160Km/h型7200kW六轴客运电力机车项目第28页共40页日期:2011-05-30版本:0.06.2辅助逆变器辅逆1应能以VVVF方式运行并为VVVF负载提供电源，例如牵引风机，冷却塔；辅逆2应能以CVCF方式运行并为CVCF负载提供电源，例如压缩机，空调等。每个辅逆由它自己主变流器的直流回路供电。对于每个辅逆，在它和它的辅助负载之间配备有辅助变压器=31-T01或者=31-T02用于电气隔离和滤波。辅逆的输出可以由PWM控制来闭合/断开。在冗余模式下，辅逆1应能以CVCF方式运行并为VVVF负载提供电源。在正常情况下，辅逆1应输出3AC80…440V,10…60Hz。在正常情况下，辅逆2应输出3AC440V,60Hz。6.2.1配置选择6.2.1.1用于配置的接触器进行配置以下接触器是必须的：接触器代码功能=31-K02辅助变压器冗余线路接触器=31-K10=31-T01输出=31-K20=31-T02输出辅助回路滤波电容接触器=34-K47库内供电右侧电源接触器6.2.1.2配置选择辅逆配置由下列条件确定：-对于每个接触器：闭合/分断故障或者无故障-对于辅助变压器：故障或者无故障-对于每个辅逆：故障或者无故障-库内供电-辅机测试，以下配置应是可能的：序号冗余模式辅助逆变器和辅助负载闭合的接触器1.正常运用辅逆１提供变压变率电源.=31-K10,=31-K20,辅逆２提供定压定频电源.2.冗余１辅逆１提供第一组和第二组定压=31-K10,=31-K02,定频电源3.冗余２辅逆2提供第一组和第二组定压=31-K20,=31-K02,版本:0.0序号冗余模式辅助逆变器和辅助负载闭合的接触器定频电源4.辅机试验所有辅助逆变器断开=31-K02,=34-K47如果超过一个辅机投入，机车应该有提示5.库内动车辅逆１提供第一组和第二组定压31-K10,=31-K02,定频电源6.辅逆2提供第一组和第二组定压=31-K20,=31-K02定频电源6.2.1.3冗余模式下辅机断开或者闭合在冗余1或冗余2的情况下，所有辅助负载应如正常时工作。在重新配置时间内，应产生一个显示信息提供前一个或下一个模式未正常的指示。也应产生一个额外的诊断信息。6.2.2辅逆启动如果下列条件完全满足，辅逆应可以启动：-配置已经准备好-主变流器直流回路已经准备好-辅助负载电路无故障或者故障部分已经隔离如果以上的条件都满足了，辅逆应以VVVF模式启动，在3秒内辅逆的输出频率和辅助变压器的输出电压应达到60Hz和440V。在启动过程中，电压和频率应与下图一致：输出电压和频率曲线启动完成后，应按照选择的频率运行。版本:0.06.2.3辅助变压器输出电压检测每一个辅助负载组将在主变流器中安装用于电压检测的电压互感器。2个TPCB用于线路保护。输入信号：信号信号描述备注/部件1=onE35_14状态：=31-Q480=off1=onE35_15状态：=31-Q490=off6.2.4频率选择6.2.4.1变压变频负载对于辅助逆变器频率的要求，它需要供电给频率变化范围10Hz和60Hz之间急剧变化的可变频率负载。通风的要求由主变（水循环）的温度、主变压器（油＝循环）和牵引电机的温度决定。来自于每个温度收到上限和下限的限制的部件最大频率的设定值输出是对于可变压变频负载的设定频率。频率的要求又每个逆变器通过坡度功能处理。温度主逆水温设定频率温度Limit主逆油温辅助负载Max设定频率设定频率温度牵引电机温度设定频率Figure9,频率选择如果一个部件的温度无效，应假设这个部件的处于最高温度，例如频率设定值设定到最大。频率的设定值在CCU产生并通过MVB传送到相应辅助逆变器。温度和转矩由TCU捕捉并且考虑设定值。下图为温度和频率的关系。版本:0.0f[Hz]HBUf2f1Figure10,频率和温度曲线Komp部件控制牵引时温度1[°C]f1[Hz]2[°C]f2[Hz]变压器油20105560主逆变器冷却水10104060牵引电机802012060部件控制非牵引，静止温度1[°C]f1[Hz]2[°C]f2[Hz]变压器油50107060主逆变器冷却水30105060牵引电机701018060如果机车静止，特性应滞后转换到“静止”。如果没有检测到静止，特性应无延时转换到“牵引”。6.2.4.2CVCF定压定频负载对于一个辅助逆变器，它必须提供固定频率电源给负载，启动阶段尽可能短的接近目标值。6.2.4.3接触器控制和TPCB监控接触器和TPCB的状态应在IDU上显示。6.2.4.5接触器控制接触器只能在辅助逆变器准备好、主断路器闭合或库用电源激活的情况下才能闭合。如果接触器试验仍然激活，接触器的解锁应禁止。当试验激活，所有堵住逆变器接触器都依次闭合并且检查反馈信号。应能发现以下故障：➢闭合故障：在给出闭合命令后，反馈信号在500ms内没有动作。这个故障封锁接触器的再次闭合并存储直到下一个试验的正确反馈信号。版本:0.0➢断开故障：在给出断开命令后，反馈信号在500ms后仍然存在。如果反馈信号为断开，例如接触器报告断开状态，这个故障将重置。➢短路：当闭合接触器时，控制回路的微型自动开关断开。这个故障封锁接触器的再次闭合且存储直到微型自动开关再次闭合且接触器试验激活。对于每个故障和接触器，产生一个诊断信息。在显示器上，所有故障显示为每个接触器的集合故障。6.3辅助变压器监控和隔离6.3.1辅助变压器温度监控辅助变压器的温度应由TCU检测，监控和动作应由CCU执行。应分别监测以下2个限值：警告：如果温度达到第一个极限值超过时间t将产生一个诊断信息和一个显示Trafo1Trafo1，信息。对于温度的重设，温度必须低于Trafo2警报：如果温度达到第一个极限值Trafo3超过时间tTrafo2，将产生一个诊断信息和一个显示信息。相应的辅助变压器应被隔离。进一步，辅助逆变器和接触器将根据8.2.1SelectionofConfiguration重新配置。对于温度的重设，温度必须低于Trafo4.温度警告t[s]Trafo1[°C]Trafo2[°C]Trafo116516010温度报警t[s]Trafo3[°C]Trafo4[°C]Trafo217016010辅助变压器风机的TPCB断开了，2分钟后这个辅助变压器应被切除。如果温度检测故障时间超过10s，辅助逆变器和接触器将根据8.2.1SelectionofConfiguration章重新配置。也应产生一个显示信息和一个故障信息。6.3.2辅助变压器选择辅助变压器=31-T01或者=31-T02应可以由转换开关=31-S58进行选择：输入信号：信号信号描述RemarkE33_1510-“辅助变压器1隔离”00-“正常位”辅助变压器选择=31-S58E33_1601-“辅助变压器2隔离”版本:0.0如果隔离了=31-T01，=31-K10应断开。如果隔离了=31-T02，=31-K20应断开。6.4辅助回路接地故障检测在VVVF支路安装了一个绝缘检测装置=31-F11检测线路绝缘。在CVCF支路安装了一个绝缘检测装置=31-F21检测线路绝缘。在AC230V回路安装了一个绝缘检测装置=34-F31检测线路绝缘。输入信号：信号信号描述Remark0-“VVVF回路无接地”,E31_10辅助回路1绝缘检测装置状态=31-F111-“VVVF回路接地”0-“CVCF回路无接地”,E32_10辅助回路2绝缘检测装置状态=31-F211-“CVCF回路接地”0-“230V辅助回路无接地”,E32_03230V辅助回路绝缘检测装置状态=34-F311-“230V辅助回路接地”如果检测到了辅助负载接地故障，仅在显示屏上显示信息和生成故障信息而不导致保护措施。6.5负载关断和启动辅助逆变器应保证在辅助负载关断时没有过压和过流现象而导致其他负载关断。辅助逆变器应保证容量不超过40kVA的负载能直接启动，而不需要考虑负载的启动特性和降低辅助逆变器的输出电压和频率而影响其它负载的功能。如果负载的启动电流太大，辅助逆变器应能降低输出电压和频率使此负载软启动（VVVF模式），同时保证不关断其他负载。第1台主压缩机的启动：辅助逆变器输出频率到60赫兹后，允许启动第1台压缩机。第2台主压缩机的启动：如果控制系统收到2台主压缩机启动请求，辅助逆变器输出频率到60赫兹后允许启动第1台压缩机（远端压缩机），3秒后允许启动第2台压缩机（近端压缩机）。6.7风机、泵和压缩机6.7.1牵引风机和冷却塔风机控制辅助逆变器启动后，所有牵引风机和冷却塔风机应按照选定的频率启动。在正常情况下，牵引风机和冷却塔风机按照VVVF运行。如果1台辅助逆变器或者1台辅助变压器故障，牵引风机和冷却塔风机按照CVCF运行。如果机车运行期间1台或者2台牵引电机被隔离了，相应的牵引风机应依旧运行。如果1台转向架中的牵引电机都隔离了，对应转向架的牵引风机和相应的冷却塔风机应停止运行。如果机车静止并且选定的频率低于20Hz，为了降低噪声所有的牵引风机和冷却塔风机应停止版本:0.0运行。如果选定频率高于30Hz，所有牵引风机和冷却塔风机应启动。onoff0203060HzFigure11,frequenceselection(standstill)/频率选择（机车静止）6.7.2主变流器风机和水泵控制辅助逆变器启动之后，主变流器风机和水泵应以CVCF运行。如果主变流器被隔离了，相应的主变流器风机和水泵应停止运行。6.7.3油泵辅助逆变器启动之后，油泵应一直运行。6.9列车供电Figure14,列车供电电路供电柜供电柜相同的2路DC600V供电。正常情况下同时向（并联）负载供电，当1路故障时自动切除该路输出，另一路供电应不受影响。列车供电柜的输入接触器应该在每次启动时进行无电自检。版本:0.0如果列车的输出隔离开关断开，则对应的输入接触器应该封锁。6.9.1列车供电接触器的闭合在每端司机室的操纵台上将有1个“列车供电请求”开关，在1端司机室为=37-S161，在2端司机室为=37-S261。以下条件为列车供电柜输入接触器闭合条件之一：➢列车供电柜冷却风扇自动开关闭合（E35_16）；➢列车供电输出隔离开关在闭合位（备注：第1路供电回路隔离开关对应第1路供电回路输入接触器；第2路供电回路隔离开关对应第2路供电回路输入接触器）；➢司机室已经占用；➢无主断断开故障存在；➢无列车供电柜输入接触器断开故障；➢机车处于正常运行模式（非库内动车，辅机测试）；➢主断路器已闭合，辅助逆变器已经启动；➢至少有一个油循环回路以及对应的冷却塔在工作（E37_05和E37_03，E37_06和E38_03）；➢占用司机室有供电命令（列车供电请求”开关闭合）；➢列车供电主电路无过流，接地，过压故障；以下情况出现，列车供电接触器将断开：➢列车供电输出隔离开关在断开位➢主断路器断开----主断路器断开0.6秒后,列车供电接触器将断开(包括过分相过程)：➢机车供电请求取消-----如果供电请求取消，列车供电接触器应该立即断开➢客车供电请求取消-----如果客车供电请求取消，列车供电接触器应该立即断开➢主断断开故障(受电弓降弓之后)➢列车供电主电路无过流，接地，过压故障6.9.2故障保护列车供电柜应具备以下四种保护器功能：直流过载保护，接地保护，直流过压保护，交流输入接触器故障。当列车供电柜检测到以上故障时，应该封锁发生故障的列供电路，断开发生故障的列车供电输入接触器，同时故障信息应该发送到IDU。列车供电柜故障的复位条件是断合列车供电柜冷却风机TPCB。6.9.3双机牵引双机牵引模式下来自占用司机室的供电请求对整列机车有效。整列机车只允许投入一台机车的列车供电柜。双机牵引模式下，机车将根据列车供电柜的输出隔离开关（MQS1,MQS2,版本:0.0MQS3,MQS4）确定可以投入运行的列车供电柜。牵引机车和重联机车的（MQS1,MQS2,MQS3,MQS4）都闭合，列车供电禁止投入牵引机车和重联机车的（MQS1,MQS2,MQS3,MQS4）都断开，列车供电禁止投入牵引机车（MQS1,MQS2,MQS3,MQS4）断开，重联机车的（MQS1/MQS2或MQS3/MQS4）闭合，允许重联机车列车供电柜投入重联机车（MQS1,MQS2,MQS3,MQS4）断开，牵引机车的（MQS1/MQS2或MQS3/MQS4）闭合，允许牵引机车列车供电柜投入8安全和信号系统8.1无人警惕装置无人警惕装置应为基于时间功能的CCU内的软件执行。两个不同的操作可能引起报警：1.控制部件无动作2.长期激活控制部件两种情况的报警反应必须是：1.给司机以视觉提示2.附加的声音提示给机车司机（输出A11_03/A21_03）3.通过开始惩罚制动或激活列车自动停止阀自动制动无人警惕装置在故障时可以断开。CCU应记录这故障和隔离情况。8.1.1控制部件无人警惕装置控制部件的信号应由CCU读入。以下部件将在这装置中使用：1.手动按钮（风笛，警惕按钮）2.脚踏开关（撒砂，风笛）3.主司控器；4.故障开关5.蜂鸣器；8.1.2无人警惕装置功能在静止或速度低于3km/h或者方向手柄在“零”位的时候无人警惕装置组件不需要操作。在牵引(v>3km/h同时方向手柄不在“零”位)阶段，无人警惕装置操作组件中的一个必须操作且间隔时间60秒，在最后无论任何要使蜂鸣器发音。无人警惕装置部件的操作中，脚踏开关的优先性超过手动按钮。这就意味着即使连续按下司机控制器内的手动按钮，额外的脚踏操作也使计时器重置。版本:0.0如果在牵引时部件的操作不正确，可能有两个后续的功能：a)没有操作部件被操作如果任何组件都没有操作，以下后续功能发生：司机显示器上的信息和蜂鸣器（报警频率逐步加大）在60秒后激活（计时器T1），在计时器运行时（信息和蜂鸣器没有激活），如果司机按下手动按钮时间超过1秒，司机可以重置计时器。如果报警已经激活，计时器立刻重设（无延时）。在60秒＋10秒之后（计时器T1+T2），激发一个惩罚制动。惩罚制动总是导致牵引封锁。b)一个操作组件被长时间按下如果一个或几个操作组件不断的操作，以下后续功能可能发生司机显示器上的信息和蜂鸣器（报警频率逐步加大）在60秒后激活（计时器T1），在计时器运行时（信息和蜂鸣器没有激活），如果司机按下手动按钮时间超过1秒，司机可以重置计时器。如果报警已经激活，计时器立刻重设（无延时）。在60秒＋10秒之后（计时器T1+T2），激发一个惩罚制动。惩罚制动总是导致牵引封锁。在惩罚制动发生后，无人警惕装置的动作可以再次取消，如果机车司机能够正确操作操作组件，即：如果是a)的后续引起的惩罚制动，操作组件之一必须再次操作如果是b）的后续引起的惩罚制动，操作组件之一必须松开且其后，必须再次操作一个操作组件机车的牵引可以再次激活在司控器回零位之后。8.1.3无人警惕装置功能的试验无人警惕系统的功能试验只能在机车静止时进行。启动条件：一个无人警惕装置的按钮或脚踏必须长期按下反应:1.60秒之后信息和蜂鸣器指示；2.60秒+10秒之后，惩罚制动指示；8.1.4无人警惕装置制动请求无人警惕装置的制动请求将在计时器(T2)关闭之后触发。惩罚制动回路继电器应断开从而发出一个惩罚制动请求给CCBII，同时惩罚制动反馈将输入CCU。版本:0.09其他负载9.1撒砂9.1.1撒砂方向撒砂的方向应总是与机车实际运行的方向一致。当机车静止时，机车的运行方向应与占用端司机室方向手柄的方向一致。方向1：1端司机室向前或者2端司机室向后，或者当机车静止并且方向手柄在“中立”位时1端司机室是占用端；方向2：2端司机室向前或者1端司机室向后，或者当机车静止并且方向手柄在“中立”位时2端司机室是占用端；当重联运行时，从控机车的方向应与主控制机车的一致。CCU应通过机械间I/O（A31_01撒砂方向1；A32_01撒砂方向2；A35_06自动撒砂指令）给撒砂电磁阀。A31_01和A32_01这2个信号应不能同时输出高电平。输出信号：端口描述备注A31_011=撒砂方向1.撒砂方向1.A32_011=撒砂方向2撒砂方向2A35_06自动撒砂自动撒砂9.1.2手动撒砂司机将可以通过脚踏开关（=72-S151，=72-S251）给出撒砂命令，这将通过硬线执行。9.1.3自动撒砂在以下情况，CCU应通过机械间I/O输出“撒砂”命令：1.在任何紧急制动情况下，当机车速度在5km/h到80km/h之间时，应自动输出“撒砂”命令，在重联情况下，此命令应可以通过WTB传送到从控机车。2.当TCU报告有滑行/空转保护时，在本节机车上应输出持续10秒的“撒砂”命令。9.2轮缘润滑在机车的第1轴和第6轴上将安装轮缘润滑装置。只有第1驱动轴（与运行方向有关）的轮缘将被润滑。轮缘润滑的频率应与运行的距离或者运行时间有关。应可以在IDU上对2种模式（距离和间隔时间）进行设置。默认的模式为每200m间隔的距离模式。时间模式的默认时间间隔为20s。版本:0.0当司机想在IDU的轮缘润滑界面上更改参数（距离或者时间间隔），一个要求输入密码的对话框将跳出，只有输入正确的密码，这些参数才能更改。轮缘润滑将通过控制电空阀进行。电空阀应由CCU控制。在重联运行模式下，主控机车控制每台机车的轮缘润滑，触发命令将通过WTB传送到从控机车。在以下条件满足时，在可用的间隔内应对机车第1驱动轴进行持续2.6s的轮缘润滑：1.机车速度>5km/h，2.没有制动命令，当机车静止时，应可以通过在占用端司机室IDU上的软键对轮缘润滑电空阀进行触发。输出信号：端口描述备注A31_051=方向1，轮缘喷脂命令A32_051=方向2，轮缘喷脂命令版本:0.0