CRH3A型動車組網(wǎng)壓超限故障淺析

蔣國梁 左明潔

摘要：隨著高速鐵路的快速發(fā)展，高速動車組車輛逐漸增加，車輛控制系統(tǒng)對于車輛的安全穩(wěn)定運營凸顯重要。牽引系統(tǒng)與接觸網(wǎng)壓的配合非常重要。

Analyse research of over voltage fault CRH3A EMU

ZUO Mingjie Jiang Guoliang

Abstract With the develop rapidly of highspeed railway，highspeed EMU vehicle crescent，vehicle control system prominent important to be in motion safely and steadily. Cooperation between traction system and electric wire voltage is very important.

1 故障概況

CRH3A型動車組在成都鐵路局運用前期的2017年11月至12月間多次發(fā)生由于網(wǎng)壓超過31kV導(dǎo)致VCB自動斷開、受電弓自動降弓且切除的故障。故障發(fā)生后，成都鐵路局組織長客股份設(shè)計人員、試驗人員以及牽引變流器供應(yīng)商永電捷通公司相關(guān)技術(shù)人員對故障進行了數(shù)據(jù)采集和原因分析，最終確認(rèn)導(dǎo)致網(wǎng)壓超過31kV的根本原因為CRH3A車組牽引變流器工作參數(shù)與接觸網(wǎng)參數(shù)不匹配，造成網(wǎng)壓諧振，進而將接觸網(wǎng)電壓短時抬升至31kV以上。

2 接觸網(wǎng)參數(shù)與牽引變流器控制參數(shù)產(chǎn)生共振的工作原理

整流器方法采用瞬態(tài)電流控制方法，根據(jù)電流的指令值調(diào)節(jié)電流檢測值進行電流控制，由于電流的調(diào)節(jié)頻率接近架線側(cè)的共振頻率，因未能有效抑制電流波動導(dǎo)致網(wǎng)壓抬升，發(fā)生共振現(xiàn)象。通過降低整流器的瞬時電流控制的控制增益以規(guī)避此現(xiàn)象發(fā)生。整流控制原理圖如圖 1 所示。瞬態(tài)電流控制器（ACR），即 2 次電流指令值與檢測值（二者同為正弦波）的差值加上控制增益，轉(zhuǎn)換為電壓補償量的一種處理思路。將此電壓補償量加算至 2 次電壓指令，形成最終的 2 次電壓指令，得出 2次電壓·2次電流。

3調(diào)整整流器控制電流增益抑制接觸網(wǎng)共振方案

對于本次正線架線上存在的阻抗，由于整流器的瞬態(tài)電流控制的電流調(diào)節(jié)頻率較大，導(dǎo)致共振現(xiàn)象。考慮將整流器瞬態(tài)電流控制的電流調(diào)節(jié)調(diào)整為合適的控制量，降低控制增益，可以規(guī)避共振的發(fā)生。不是改變控制方法抑制共振，或?qū)⒄髌鞯乃矐B(tài)電流控制動作調(diào)節(jié)至與不用于共振頻率的其他頻率范圍進行動作。在西-成線路上發(fā)生的網(wǎng)壓超限現(xiàn)象，當(dāng)時共振頻率約1300Hz，如下表 1 所示，將整流器的瞬態(tài)電流控制的控制增益減至 50%，進行仿真后電壓振蕩消失，如圖3所示。

另外，TCU軟件升級前，長客股份對故障時的線電壓波形進行了測試，相關(guān)波形如下：

從波形中可明顯看出線電壓的波動。

軟件升級后，長客股份對線電壓進行再次采集，相關(guān)波形如下：

整流器瞬態(tài)電流控制的控制增益為補償量的大小，與頻率沒有關(guān)系。上下調(diào)節(jié)控制增益也并非是對共振頻率移位。

為規(guī)避共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，防止整流瞬態(tài)電流控制出現(xiàn)不穩(wěn)定，為達(dá)到此目的，降低控制增益的調(diào)整量是關(guān)鍵。

4結(jié)束語

整流器瞬態(tài)電流控制增益修改后，避免了牽引系統(tǒng)與接觸網(wǎng)參數(shù)匹配造成的共振問題，降低了動車組故障率，提高了動車組運用的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳國呈.PWM變頻調(diào)速技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，1998

[2] 陳伯時，陳敏遜.交流調(diào)速系統(tǒng).背景：機械工業(yè)出版社，1998

[3] EN 50163-2004 《牽引系統(tǒng)供電電壓應(yīng)用》

（作者單位：1.中國鐵路成都局集團有限公司；

2.中車長春軌道客車股份有限公司）