HXXS10B型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè)

1、HX0.00200HXXS10BHXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè)培訓(xùn)手冊(cè)北京地鐵車(chē)輛裝備有限公司北京地鐵車(chē)輛裝備有限公司湖南恒信電氣有限公司湖南恒信電氣有限公司2009 年年 12 月月目目 錄錄1概述 _2. 使用環(huán)境條件_3 主要技術(shù)指標(biāo) _4 產(chǎn)品性能說(shuō)明 _5.原理及操作介紹_6. 電路特點(diǎn)：_7. 設(shè)備配置及安裝_8. 設(shè)備土建安裝、風(fēng)道及平面布置要求_9. 控制系統(tǒng)操作步驟_10. 系統(tǒng)退出_11. 使用注意事項(xiàng)_12. 故障及診斷_13. 維護(hù)維修_14. HXXS 型再生制動(dòng)能量吸收裝置監(jiān)控系統(tǒng)_H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量

2、吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 1概述概述隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的迅速發(fā)展，地鐵及輕軌電動(dòng)客車(chē)控制技術(shù)也得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前應(yīng)用得較為廣泛的調(diào)速技術(shù)主要有直流斬波調(diào)壓、再生電阻制動(dòng)系統(tǒng)，交流 VVVF 變頻變壓調(diào)速、再生電制動(dòng)系統(tǒng)。本設(shè)備設(shè)置在供電所直流側(cè)，作為車(chē)輛再生制動(dòng)時(shí)的總吸收裝置。提供車(chē)輛再生制動(dòng)功能而設(shè)置，以及滿足車(chē)輛各種性能試驗(yàn)。在國(guó)外，為減少車(chē)載設(shè)備，抑制地鐵洞內(nèi)溫度的升高，一般在車(chē)上不設(shè)置全功率電阻制動(dòng)裝置，而在運(yùn)營(yíng)線的每個(gè)供電所設(shè)置一套總的功率吸收設(shè)備。例如日本多摩、東京、大阪輕軌和地鐵線路，加拿大多倫多輕軌，意大利米蘭 3#線地鐵均采用線網(wǎng)吸收裝置。 國(guó)外吸收裝置主要采取恒壓吸收和逆變

3、吸收兩種方式，恒壓吸收裝置采用斬波器和吸收電阻配合，根據(jù)再生制動(dòng)時(shí)線網(wǎng)電壓的變化狀態(tài)調(diào)節(jié)斬波器導(dǎo)通比，從而改變吸收功率，將線網(wǎng)電壓恒定在某一設(shè)定值范圍內(nèi)。逆變吸收裝置則是利用電力電子器件構(gòu)成逆變器，將直流電逆變成工頻交流電饋送交流電網(wǎng)。由于該交流電諧波分量較大，所以必須設(shè)置諧波抑制器和功率補(bǔ)償器。裝置控制部分一般采用單片機(jī)系統(tǒng)或用一臺(tái)工控機(jī)實(shí)現(xiàn)控制和顯示。裝置均以柜式箱體布置，視吸收功率的大小由若干個(gè)控制柜組成。 國(guó)內(nèi)目前主要采用恒壓電阻吸收裝置。1.11.1 車(chē)輛再生制動(dòng)技術(shù)概述車(chē)輛再生制動(dòng)技術(shù)概述目前城市軌道交通車(chē)輛（地鐵、輕軌、有軌電車(chē)）應(yīng)用得較為廣泛的調(diào)速技術(shù)主要有直流斬波調(diào)壓、再生-

4、電阻制動(dòng)系統(tǒng)，交流變頻變壓調(diào)速（即 VVVF 系統(tǒng)） 、再生電制動(dòng)系統(tǒng)。我國(guó)北京地鐵已采用了上述兩種調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)客車(chē)，上海、廣州地鐵采用 VVVF 交流調(diào)速系統(tǒng)，重慶、武漢、深圳城軌車(chē)輛也均采用 VVVF 交流調(diào)速、再生電制動(dòng)系統(tǒng)。采用再生回饋電制動(dòng)方式是現(xiàn)代地鐵、輕軌車(chē)節(jié)能及減少污染的最佳途徑。無(wú)論是直流斬波調(diào)壓車(chē)、還是 VVVF 交流調(diào)速車(chē)均采用再生回饋電制動(dòng)方式。工作原理如下圖H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 通常當(dāng)車(chē)輛處于再生電制動(dòng)時(shí)，若電網(wǎng)具備吸收能力，即此時(shí)另有其他車(chē)輛正處于牽引狀況，列車(chē)能穩(wěn)定的再生制動(dòng)。而當(dāng)單列車(chē)運(yùn)行時(shí)，此時(shí)電網(wǎng)不具備吸收能力，列

5、車(chē)只能采用空氣或其它機(jī)械制動(dòng)。因此，解決此狀況的方法是在供電站附近設(shè)置再生制動(dòng)吸收設(shè)備。1.21.2 再生制動(dòng)能量吸收裝置概述再生制動(dòng)能量吸收裝置概述牽引電站再生制動(dòng)能量吸收裝置是城軌交通供電控制系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)抑制地鐵洞內(nèi)溫升、減少車(chē)載設(shè)備、減小車(chē)輛維修量帶來(lái)了較大的便利。原地鐵、輕軌車(chē)輛電制動(dòng)采用再生制動(dòng)或再生電阻制動(dòng)模式，對(duì)于車(chē)流密度不大的線路，再生電制動(dòng)功能得不到充分發(fā)揮，造成氣制動(dòng)投入頻繁，使得洞內(nèi)或沿線閘瓦灰塵較多，嚴(yán)重污染環(huán)境，且造成地鐵隧道內(nèi)溫度不斷升高。為了減少電阻制動(dòng)逸散在洞內(nèi)的溫度，工程中不得不加大洞內(nèi)排、通風(fēng)量或增大空調(diào)功率，造成工程建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用昂貴。再生制

6、動(dòng)吸收就是在牽引電站設(shè)置集中吸收設(shè)備，使車(chē)輛再生能量消耗在地面空間。再生制動(dòng)能量吸收裝置工作原理如下圖所示：當(dāng)處于再生制動(dòng)狀況的列車(chē)回饋出去的電流不能完全被其他車(chē)輛和本車(chē)的用電H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 設(shè)備所吸收時(shí)，能量吸收裝置立即投入工作，吸收掉多余的回饋電流，使車(chē)輛再生電流持續(xù)穩(wěn)定， 最大限度的發(fā)揮電制動(dòng)功能。通過(guò)檢測(cè)供電電源的外特性及電流的極性可準(zhǔn)確地判斷能量吸收裝置投入工作的時(shí)間,檢測(cè)外特性及電流圖示如下。1.3 能量吸收裝置的控制及與牽引所的連接能量吸收裝置的控制及與牽引所的連接1.3.1 能量吸收裝置的控制電壓：控制電壓 DC220V；采用蓄電

7、池浮充電供電方式。1.3.2 與牽引所的連接方式：母線或電纜直接相連，裝置內(nèi)設(shè)電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)、電磁接觸器及避雷器等。1.3.3 能量吸收裝置的投入與分?jǐn)啵?.3.3.1 遠(yuǎn)程遙控方式：中心控制室控制能量吸收裝置的投入與分?jǐn)唷?.3.3.2 除遠(yuǎn)程遙控外，本地也可以直接控制能量吸收裝置的投入與分?jǐn)唷?.3.4 監(jiān)控要求：當(dāng)?shù)赜?jì)算機(jī)顯示屏上應(yīng)能完整的顯示能量吸收裝置的工作狀況：如待命狀況、吸收工作狀況、故障和主要開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)以及直流回路監(jiān)視，當(dāng)直流回路故障時(shí)裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)，響應(yīng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的狀態(tài)查詢(xún)，將本地的工作狀態(tài)上傳。通過(guò)觸摸屏，可在當(dāng)?shù)貙?duì)能量吸收裝置的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和查詢(xún)顯示,如

8、工作電流、電壓。1.3.5 牽引所提供的供電電壓及其他控制信號(hào)：1.3.5.1 電網(wǎng)供電電壓： DC750V。變化范圍：DC500VDC1100VH&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 1.3.5.2 供電站交流側(cè)電壓信號(hào)：10kV/100V。1.3.5.3 供電電站直流側(cè)母線直流電流信號(hào)： 4000A2/5V2。2. 使用環(huán)境條件使用環(huán)境條件2.1環(huán)境溫度：-5 +45（室內(nèi)） ，-15 +40（室外） 。2.2相對(duì)濕度：日平均值不大于 95%；月平均值不大于 90%（25C） 。2.3海拔高度：1000 m2.4地震烈度：8 度2.5飽和蒸氣壓：日平均值不大于 2.

9、2103Mpa，月平均值不大于 1.8103Mpa3 主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)3.1 裝置主要技術(shù)參數(shù)3.1.13.1.1 再生制動(dòng)能量混合吸收設(shè)備技術(shù)參數(shù)再生制動(dòng)能量混合吸收設(shè)備技術(shù)參數(shù) 功率：20s 短時(shí)功率：2500 kW 20 s 周期 120 s 額定工作電壓： DC750V；允許電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍： DC500V900V；最高電壓不超過(guò) 1000V額定吸收電流：1150A短時(shí)電流：3200A/20s；峰值電流：5000A電網(wǎng)電壓恒定平均吸收控制值： 850V900V；工作制：間歇工作制3.1.23.1.2 電阻吸收部分主要技術(shù)參數(shù)電阻吸收部分主要技術(shù)參數(shù)短時(shí)吸收功率為 2500kW

10、20s 周期：120s短時(shí)吸收電流為 3200A/20sH&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 轉(zhuǎn)換判斷電壓：830V900V（可調(diào)）電阻持續(xù)發(fā)熱功率：300kW斬波器單相工作頻率：200Hz斬波器合成工作頻率：600Hz3.23.2 輔助電源電壓輔助電源電壓DC220V（控制、保護(hù)和信號(hào)回路） ，在上述數(shù)值的 80%120%范圍內(nèi)各種電氣設(shè)備動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。AC220V，供柜內(nèi)照明、防潮加熱用。4 產(chǎn)品性能說(shuō)明產(chǎn)品性能說(shuō)明4.1 本設(shè)備電氣原理為四相斬波調(diào)阻系統(tǒng)，每相功率器件采用 3300V/1200A IGBT。4.2 吸收電阻電阻： 0.18,每相電阻：1.10（6

11、 相） ；每相短時(shí)功率：264 Kw每相持續(xù)功率： 50 Kw冷卻方式：自然冷卻；材料： Ni-Cr 非磁性電阻帶。電阻器組件采用無(wú)骨架長(zhǎng)波型電阻元件，每一支路電阻由 n 個(gè)電阻器組件串并聯(lián)組合。4.3 設(shè)備的控制、保護(hù)及信號(hào)4.3.1 控制：系統(tǒng)控制采用雙微機(jī)控制方式，上位機(jī)為管理機(jī)由一臺(tái) 32 位控制機(jī)組成，下位機(jī)為控制機(jī)由一臺(tái) 16 位單片機(jī)構(gòu)成。上位機(jī)承擔(dān)系統(tǒng)的人機(jī)交互、數(shù)據(jù)采集和存貯，并且是整個(gè)系統(tǒng)的通訊中樞。能自動(dòng)記錄各種牽引、制動(dòng)電壓，電流及吸收電流曲線等，能通過(guò)通信接口與變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)連接，對(duì)吸收設(shè)備實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)系統(tǒng)自帶的觸摸液晶顯示H&X HXXS10B

12、型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 屏，可進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置、命令輸入等工作。下位機(jī)主要執(zhí)行邏輯判斷、斬波器投入條件判斷、自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能。系統(tǒng)根據(jù)交、直流電壓的變化及受流軌電流的極性進(jìn)行綜合判斷，在確定在線車(chē)輛已處于再生制動(dòng)狀況后，開(kāi)通各相斬波器。根據(jù)線網(wǎng)再生反饋電流的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)斬波器的導(dǎo)通角，改變各相電阻等效阻值，實(shí)現(xiàn)吸收功率平衡，穩(wěn)定線網(wǎng)電壓。當(dāng)車(chē)輛由再生電制動(dòng)轉(zhuǎn)為其它工況運(yùn)行時(shí)，經(jīng)系統(tǒng)判斷，自動(dòng)關(guān)斷各相斬波器，使吸收設(shè)備處于待命狀態(tài)。4.3.2 保護(hù)：系統(tǒng)具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱、短路欠壓等保護(hù)。故障必須經(jīng)人工判斷處理后，設(shè)備才能再投入工作。上述故障均為電子快速保護(hù)。設(shè)備具有對(duì)控制電源的監(jiān)視功能

13、，當(dāng)直流控制電源發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)迅速切斷線路接觸器，通過(guò)硬接點(diǎn)向綜合自動(dòng)化發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。4.3.3 信號(hào)設(shè)備通信采用光纖 RS485 口（帶光/電隔離）與變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙信。系統(tǒng)兩級(jí)計(jì)算機(jī)均與變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的時(shí)鐘同步，時(shí)標(biāo)精確到毫秒級(jí)，對(duì)時(shí)方式為軟件對(duì)時(shí)，對(duì)時(shí)精度為 1 毫秒。所有故障信息的上報(bào)均帶時(shí)標(biāo)，有利于故障現(xiàn)象和故障原因的分析。制動(dòng)能量吸收裝置作為在線車(chē)輛再生電制動(dòng)，且其能量不能被其它用電設(shè)備或車(chē)輛消耗時(shí)，通過(guò)線網(wǎng)由制動(dòng)能量吸收裝置消耗該部分的能量，根據(jù)吸收功率的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)通比，維持線網(wǎng)電壓恒定。吸收裝置在車(chē)輛處于啟動(dòng)、加速、惰行、停站或線網(wǎng)無(wú)車(chē)

14、輛運(yùn)行時(shí)，不得投入工作。吸收裝置具有遠(yuǎn)地和當(dāng)?shù)乜刂乒δ?，具有監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)還具有各數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 5.原理及操作介紹原理及操作介紹5.1 系統(tǒng)原理及組成系統(tǒng)原理及組成(主電路原理見(jiàn)附圖主電路原理見(jiàn)附圖 1 所示所示)。主電路由電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)（QS） 、線路接觸器（KM1） 、濾波裝置、吸收電阻（RZ1RZ4） 、IGBT 斬波器（VT1VT4） 、續(xù)流二極管（VD1VD4） 、電流電壓傳感器（SA1SA5，SV1SV2） ，微機(jī)控制系統(tǒng)（A7）,支路快速熔斷器、支路故障隔離開(kāi)關(guān)（QS1QS4） 、溫度傳感器及避雷器等構(gòu)成。

15、能量吸收裝置的啟動(dòng)和工作過(guò)程：1）啟動(dòng)時(shí)，先合上斬波柜中 DC220V 直流控制電源。2）上位機(jī)系統(tǒng)投入工作，顯示屏自動(dòng)進(jìn)入工作畫(huà)面。3）“綜合自動(dòng)化系統(tǒng)”發(fā)出“啟動(dòng)”命令，電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān) QS“合” ，其條件是“快開(kāi)”在斷開(kāi)狀態(tài)。由 QS 給出閉合信號(hào)連鎖“快開(kāi)”的合閘回路，只有QS 閉合后， “快開(kāi)”才允許閉合。4）然后， “快開(kāi)”閉合，發(fā)出“快開(kāi)閉合確認(rèn)信號(hào)”和“快開(kāi)閉合連鎖信號(hào)”給能量吸收裝置，作為能量吸收裝置投入工作的必要條件。5）能量吸收裝置在接收到“快開(kāi)合閘”信號(hào)后，根據(jù)電網(wǎng)電壓及“快開(kāi)閉合確認(rèn)”信號(hào)，進(jìn)入正常啟動(dòng)程序。微機(jī)控制系統(tǒng)首先合上 KM2 預(yù)充接觸器，給濾波電容充電，然后

16、合上線路接觸器（KM1） ，此時(shí)完成能量吸收裝置投入工作前的準(zhǔn)備。6）此后微機(jī)控制系統(tǒng)將自動(dòng)測(cè)定線網(wǎng)空載電壓值和吸收電壓值，根據(jù)各個(gè)傳感器檢測(cè)信號(hào)綜合判斷線網(wǎng)上是否有列車(chē)處于再生電制動(dòng)狀態(tài)。一旦確認(rèn)列車(chē)處于再生制動(dòng)狀態(tài)并需要吸收能量時(shí)，斬波器立即投入工作，微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行快速的電流跟蹤和恒壓控制運(yùn)算。當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)級(jí)位較低時(shí)，即回饋電流較小，經(jīng)控制單元運(yùn)算后，調(diào)節(jié)斬波器導(dǎo)通比，使斬波器處于低開(kāi)通狀態(tài)。隨著制動(dòng)級(jí)位增加，控制系統(tǒng)經(jīng) PID 實(shí)時(shí)運(yùn)算，快速調(diào)節(jié)斬波器導(dǎo)通比，以維持電網(wǎng)電壓的相對(duì)恒定，確保列車(chē)充分有效利用電制動(dòng)。7）直至線網(wǎng)電壓值低于設(shè)定的吸收電壓值后，關(guān)閉斬波器，等待下次車(chē)輛的再生吸收

17、。整個(gè)制動(dòng)過(guò)程，可以根據(jù)線網(wǎng)電壓變化及再生功率大小，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 8）故障時(shí)，由能量吸收裝置故障繼電器控制“快開(kāi)”跳閘。9）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一個(gè)支路 IGBT 直通故障時(shí)，能量吸收裝置故障繼電器控制“快開(kāi)”和“線路接觸器”跳閘，經(jīng)人工將支路故障隔離開(kāi)關(guān)分?jǐn)嗪?，其他支路仍可投入工作；故障支路待設(shè)備停止工作時(shí)，進(jìn)行故障處理。本裝置由四個(gè)獨(dú)立的吸收電阻支路組成，每一支路由一個(gè) IGBT 斬波器控制,構(gòu)成四相不重恒壓吸收控制系統(tǒng)。電網(wǎng)電壓變化由電壓傳感器 SV1 檢測(cè)，牽引、制動(dòng)工況的信號(hào)由牽引供電站提供的母線電流信號(hào)、來(lái)自 GIS 系統(tǒng)的交流

18、電壓信號(hào)及SV1 電網(wǎng)電壓傳感器檢測(cè)，送給微機(jī)控制系統(tǒng) A7，由微機(jī)控制系統(tǒng)綜合判斷牽引變電所所處的工況（牽引或制動(dòng)） ，確定斬波器的投入或退出，并對(duì)斬波器的導(dǎo)通比進(jìn)行控制。設(shè)備的啟動(dòng)和撤除可以由綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙控操作，也可以在本地人工操縱，由斬波柜上的“當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇。5.25.2 控制電路系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路圖是根據(jù)主電路的功能要求而設(shè)計(jì)的,由手動(dòng)控制、遠(yuǎn)程微機(jī)控制兩部分組成。見(jiàn)附圖 2 和附圖 4。主電路中的主開(kāi)關(guān)閉合情況，可以通過(guò)其指示燈從柜面上或 LCD 屏上直觀看到。電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān) QS 是不帶負(fù)荷分?jǐn)嗟拈_(kāi)關(guān)，因此，電路中隔離開(kāi)關(guān)的分與合必須受 KM1 接觸器的常閉點(diǎn)連

19、鎖，即 KM1 接觸器分?jǐn)啵琎S 才能操作。 投入工作前，先合上空氣自動(dòng)開(kāi)關(guān)。1）微機(jī)接到系統(tǒng)啟動(dòng)命令后，微機(jī)系統(tǒng)將進(jìn)入待吸收準(zhǔn)備狀態(tài)。即合支路電磁接觸器 KM1 等。微機(jī)通過(guò)控制繼電器 KA5、KA6、KA14 來(lái)控制 KM1、KM2 的合與斷。2）主電路中的主開(kāi)關(guān)閉合情況，可以在計(jì)算機(jī)顯示屏上直觀看到。也能通過(guò)通訊口進(jìn)行遙信，反映到中央控制室。3）能量吸收裝置的投入與分?jǐn)啵汉仙瞎た貦C(jī)電源，使工控機(jī)進(jìn)入工作界面，然后通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或手動(dòng)的合與斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先合控制電源，然后合隔離開(kāi)關(guān)，最后讓微機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)完成后面的合閘過(guò)程。分?jǐn)鄷r(shí)相反，先發(fā)出停止指令，讓微機(jī)控制系統(tǒng)先分?jǐn)?KM1 ，然后

20、分?jǐn)喔綦x開(kāi)關(guān)，完成停機(jī)步驟。4）電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)是不帶負(fù)荷分?jǐn)嗟拈_(kāi)關(guān)，因此，電路中隔離開(kāi)關(guān)的分與合必須受KM1 接觸器的常閉點(diǎn)連鎖，即 KM1 接觸器分?jǐn)啵琎S 才能操作。 H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 5.35.3 控制系統(tǒng)說(shuō)明控制系統(tǒng)說(shuō)明微機(jī)控制系統(tǒng)采用雙微機(jī)控制方式，上位機(jī)為系統(tǒng)管理及監(jiān)控、接受變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的各項(xiàng)指令，執(zhí)行設(shè)備的投入、撤除、試驗(yàn)等操作，自動(dòng)記錄各種牽引、制動(dòng)電壓、電流及吸收電流曲線等；通過(guò)通信接口與變電所自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對(duì)能量吸收裝置進(jìn)行實(shí)行監(jiān)控；通過(guò)觸摸液晶顯示屏，完成參數(shù)的設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、故障判斷及處理、數(shù)據(jù)記憶及外部

21、打印等功能。下位機(jī)主要執(zhí)行判斷、斬波器投入、調(diào)節(jié)和撤出等功能。判斷的設(shè)置和原理：系統(tǒng)根據(jù)牽引變電所的電流和電壓信號(hào)進(jìn)行綜合判斷，當(dāng)在線車(chē)輛處于再生制動(dòng)狀況，如果沒(méi)有其他設(shè)備吸收其能量時(shí)，系統(tǒng)首先根據(jù)交流側(cè)電壓變化與判斷基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)交流側(cè)電壓檢測(cè)值低于對(duì)應(yīng) DC750V 時(shí)的值，系統(tǒng)執(zhí)行判斷基準(zhǔn)電壓與直流側(cè)檢測(cè)電壓進(jìn)行比較，只要直流側(cè)檢測(cè)電壓大于判斷基準(zhǔn)電壓，系統(tǒng)投入工作狀態(tài)，開(kāi)通斬波器；根據(jù)牽引網(wǎng)再生反饋電流的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)斬波器的導(dǎo)通角，改變各相電阻等效阻值，實(shí)現(xiàn)吸收功率平衡，穩(wěn)定網(wǎng)壓。當(dāng)交流側(cè)電壓檢測(cè)值高于對(duì)應(yīng) DC750V 時(shí)的值，系統(tǒng)執(zhí)行判斷基準(zhǔn)電壓加上交流U 作為新的判斷基準(zhǔn)

22、值與直流側(cè)檢測(cè)電壓進(jìn)行比較，只要直流側(cè)檢測(cè)電壓大于該判斷基準(zhǔn)電壓，系統(tǒng)投入工作狀態(tài)，開(kāi)通斬波器；根據(jù)牽引網(wǎng)再生反饋電流的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)斬波器的導(dǎo)通角，改變各相電阻等效阻值，實(shí)現(xiàn)吸收功率平衡，穩(wěn)定網(wǎng)壓。實(shí)現(xiàn)電壓相對(duì)判斷，而且在設(shè)定判斷基準(zhǔn)值以上進(jìn)行比較，既解決了電網(wǎng)波動(dòng)的影響，又解決了當(dāng)一個(gè)牽引電站撤除時(shí)，該電站的制動(dòng)能量吸收裝置仍能正常投入吸收工作。本裝置還引入了電流輔助判斷方式，有效地解決了軌道電阻壓降的影響。判斷條件處理不好，將造成裝置不投或誤投現(xiàn)象!當(dāng)車(chē)輛由再生電制動(dòng)轉(zhuǎn)為其它工況運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷各相斬波器，使吸收設(shè)備處于待命狀態(tài)?？刂脐P(guān)系如下：通訊系統(tǒng)具有遙控、遙信功能，通過(guò) RS485

23、 標(biāo)準(zhǔn)通信口與變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)接口。5.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)是整個(gè) HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置的核心。根據(jù)應(yīng)用的需要和相應(yīng)設(shè)備的特點(diǎn)，分為上、下兩級(jí)控制，組成原理如下圖 1 所示。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 系統(tǒng)總線SCADA系統(tǒng)上位機(jī)下位機(jī)開(kāi)關(guān)量輸入模擬量輸入開(kāi)關(guān)量輸出PWM輸出RS-485RS-485光纖圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖其中下位機(jī)采用高性能的 16 位微處理器，結(jié)合其他外圍器件，構(gòu)成一個(gè)性能穩(wěn)定、可靠、功能強(qiáng)大的底層系統(tǒng)。完成數(shù)據(jù)采集、邏輯處理、故障判斷、控制輸出、PI 調(diào)節(jié)運(yùn)算、多相 PWM 輸出、系統(tǒng)通訊等工作。上位機(jī)采用具

24、有高可靠性和功能強(qiáng)大的工業(yè)控制機(jī)，是控制系統(tǒng)的人機(jī)交互工具，也是一個(gè)系統(tǒng)通訊中樞。主要進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視、數(shù)據(jù)存貯和圖形表現(xiàn)、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行控制、通訊處理等工作。5.3.2 下位機(jī)系統(tǒng) 系統(tǒng)功能通過(guò) RS-485 通訊口響應(yīng)上位機(jī)發(fā)出的系統(tǒng)操作和參數(shù)設(shè)置命令12 路模擬量采集，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波32 路開(kāi)關(guān)量輸入，并對(duì)其進(jìn)行邏輯判斷處理根據(jù)邏輯處理結(jié)果進(jìn)行 16 路開(kāi)關(guān)量輸出46 相 PWM 脈沖輸出，脈沖頻率可調(diào)節(jié)對(duì)所有采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行工況判斷，符合吸收條件時(shí)進(jìn)行 PI 調(diào)節(jié)處理，以形成PWM 輸出的控制量系統(tǒng)故障處理在系統(tǒng)測(cè)試條件下，系統(tǒng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行1). 系統(tǒng)組成CPUPSDRS-485

25、模擬量輸入放大器開(kāi)關(guān)量輸出開(kāi)關(guān)量輸出擴(kuò)展開(kāi)關(guān)量輸入地址/數(shù)據(jù)總線電網(wǎng)電壓吸收電流測(cè)試給定PWM輸出TO IGBTH&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 圖 2 下位機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖下位機(jī)以 16 位微處理為核心，配合一片大規(guī)模集成芯片 PSD，形成一個(gè)完整的高性能智能控制器。具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠的突出特點(diǎn)。其軟件設(shè)計(jì)充分應(yīng)用了我公司在吸收設(shè)備領(lǐng)域的多項(xiàng)科研成果，尤其是吸收條件判斷和控制方式以及控制效果達(dá)到當(dāng)前國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平。2). 系統(tǒng)軟件控制流程開(kāi)始系統(tǒng)初始化輸入/輸出處理故障處理通訊處理H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 圖 3 主程

26、序流程圖入口重啟軟件定時(shí)器重啟A/D采樣A/D采樣數(shù)字濾波開(kāi)關(guān)量輸出讀入外部給定PWM輸出PI調(diào)節(jié)計(jì)算相對(duì)電壓計(jì)算封鎖PWM脈沖輸出開(kāi)關(guān)量輸入中斷退出系統(tǒng)就緒工作/測(cè)試NOYES測(cè)試工作圖 4 軟件定時(shí)器中斷服務(wù)子程序處理流程3). 抗干擾措施H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 下位機(jī)系統(tǒng)的工作可靠性至關(guān)重要，直接影響到設(shè)備是否能正常工作。因此在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)此作了充分考慮。在電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)中都采取了很多措施，H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 使系統(tǒng)能在惡劣的環(huán)境條件下長(zhǎng)期正常運(yùn)行。主要的措施有：輸入/輸出與微處理器單元完全隔離外

27、部輸入的模擬量采用線性隔離充分的電源濾波和電源監(jiān)視內(nèi)部看門(mén)狗加軟件陷阱為保證模擬采樣的真實(shí)性，對(duì)所有模擬量進(jìn)行多次采樣并進(jìn)行數(shù)字濾波5.3.3 上位機(jī)系統(tǒng)1). 系統(tǒng)功能對(duì)下位機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置從下位機(jī)讀取運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)、輸出狀態(tài)、故障監(jiān)視向 SCADA 系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)響應(yīng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的系統(tǒng)操作命令向下位機(jī)系統(tǒng)發(fā)布控制命令對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存響應(yīng)操作人員的歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)并進(jìn)行數(shù)值或圖形表達(dá)2). 系統(tǒng)通訊上位機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)吸收設(shè)備的通訊中樞，起承上啟下的作用。上下通訊均采用RS-485 方式。3). 系統(tǒng)軟件介紹上位機(jī)軟件采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開(kāi)發(fā)，可運(yùn)行在 Windows 95/98/NT

28、/2000 環(huán)境下。具有簡(jiǎn)便、直觀的人機(jī)交互界面，一般情況下不需要進(jìn)行任何操作。軟件采用國(guó)際通用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并能對(duì)前 7 天的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)便的歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)。5.3.4 保護(hù)裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱、短路欠壓等保護(hù)。直流側(cè)過(guò)電壓包括雷擊過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和來(lái)自地鐵車(chē)輛上的過(guò)電壓。當(dāng)網(wǎng)壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，設(shè)備停止工作，給出過(guò)壓信號(hào)，斷開(kāi)接觸器，斷開(kāi)支路快速斷路器。在斬波器元件散熱器上設(shè)置溫度傳感器元件，用于監(jiān)視元件散熱器的溫度，并在當(dāng)?shù)仫@示屏上顯示實(shí)時(shí)溫度，當(dāng)溫度超過(guò)保護(hù)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出 IGBT 超溫故障信號(hào)，H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 關(guān)閉系統(tǒng)，保證吸收裝置在

29、無(wú)人監(jiān)守的情況下自動(dòng)安全運(yùn)行。電阻柜空氣出口溫度設(shè)定三檔，當(dāng)溫度超過(guò) 150C 時(shí)，吸收功率自動(dòng)降低到最大設(shè)定功率的 2/3；當(dāng)溫度超過(guò) 170C 時(shí)，吸收功率自動(dòng)降低到最大設(shè)定功率的1/2；當(dāng)溫度超過(guò) 200C 時(shí)，斬波器自動(dòng)關(guān)閉。短路保護(hù)分為斬波器前短路保護(hù)和斬波器后短路保護(hù)，當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在斬波器后一級(jí)，設(shè)備首先關(guān)斷斬波器，發(fā)出相應(yīng)支路短路保護(hù)信號(hào)，短路點(diǎn)發(fā)生在斬波器前一級(jí)（含斬波器本身） ，快速斷路器動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生過(guò)流、短路、接地故障時(shí)，迅速向?qū)?yīng)直流斷路器發(fā)出故障跳閘信號(hào)。以上故障必須經(jīng)人工判斷處理后，設(shè)備才能再投入工作。設(shè)備具有對(duì)控制電源的監(jiān)視功能，當(dāng)直流控制電源發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)迅速切斷

30、接觸器，發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。5.3 系統(tǒng)特性曲線為方便列車(chē)試車(chē)，吸收裝置還可以將各種牽引、制動(dòng)電壓電流曲線記錄下來(lái)。作為今后列車(chē)大修時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，供分析之用。運(yùn)行分析圖見(jiàn)附圖 6附圖 9 所示。6. 電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)6.1 系統(tǒng)采用 IGBT 1200A/3300V 作為主要功率器件，響應(yīng)速度快，可縮小設(shè)備體積。6.2 吸收裝置采取恒壓控制方式，通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)電壓的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)斬波器的導(dǎo)通比，根據(jù)車(chē)輛再生制動(dòng)力的大小調(diào)整吸收電流。6.3 系統(tǒng)采用四相不重控制、即差相斬波控制方式，減少了斬波調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)電網(wǎng)電壓脈動(dòng)率的影響，有效地改善了電流、電壓脈動(dòng)率，使電流連續(xù)平穩(wěn)。6.4 整個(gè)系統(tǒng)由上、下位計(jì)

31、算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)迅速。參數(shù)的改變，根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話和參數(shù)顯示。6.5 采用牽引所正極電流極性判別及接觸網(wǎng)電壓變化判別方式， 可準(zhǔn)確判斷車(chē)輛的運(yùn)行工況，確定吸收裝置的投入時(shí)間。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 7. 設(shè)備配置及安裝設(shè)備配置及安裝設(shè)備由三部分組成，安裝于室內(nèi)干燥地方，或室外具有防護(hù)設(shè)施的地方，設(shè)備外形圖(見(jiàn)附圖 8，附圖 10)所示，7.1 HXXS10B-1 隔離開(kāi)關(guān)柜隔離開(kāi)關(guān)柜HXXS10B-1 隔離開(kāi)關(guān)柜主要具有執(zhí)行制動(dòng)能量吸收裝置與電網(wǎng)接通或分離，電網(wǎng)濾波，系統(tǒng)故障保護(hù)功能。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)裝有隔離開(kāi)關(guān) QS

32、，線路接觸器 KM1（外形圖見(jiàn)圖 10） ，充放電電阻 RC，電壓傳感器 SV1，預(yù)充電電磁接觸器 KM2，電壓表PV，避雷器等。7.1.1 開(kāi)關(guān)柜額定技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)：技術(shù)參數(shù):額定工作電壓：DC900V；額定工作電流：DC1200A，最大工作電流：3200A。主要特征: 金屬焊裝式開(kāi)關(guān)柜;裝有高可靠的直流接觸器;采用瑞士賽雪龍公司產(chǎn)品。裝有電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān);采用瑞士賽雪龍公司產(chǎn)品。裝有濾波電抗器及濾波電容;控制和保護(hù)易于柜前操作和維護(hù);柜體：柜體采用 2mm 厚的加強(qiáng)型鋼板;前后開(kāi)門(mén);柜體噴塑處理。功能a)接通和分?jǐn)嘀骰芈冯娫?；b)提供主回路電壓檢測(cè)信號(hào)；c)完成接通前的電容預(yù)充電；7.1.2

33、直流接觸器：型號(hào)：BMS08.15C額定電壓:DC900V；額定電流:1500A。 H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 線圈電壓：DC220V7.1.3 電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)：為 DC900V 線網(wǎng)與再生電能消耗設(shè)備的隔離用,須在不帶負(fù)荷的情況下分?jǐn)?。額定電壓:DC900V。額定電流:4000A。型號(hào)：SWS1840MO1P7014000具有如下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊；框架安裝式壽命長(zhǎng)；機(jī)械壽命長(zhǎng)；開(kāi)關(guān)型式：手動(dòng)和電動(dòng)，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)有表示開(kāi)關(guān)合、分位置的指示器動(dòng)作時(shí)間：4s輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)：8 常開(kāi)+8 常閉隔離開(kāi)關(guān)裝有主觸頭位置顯示器,并可配備安全鎖系統(tǒng)。7.1.4 濾波裝置額定電壓

34、：DC1800V；額定工作電流：1000A；濾波電抗器：HXP4-3 1mH；濾波電容：MFO 800uf/3000V7.1.5 直流避雷器型號(hào)：ABB 公司生產(chǎn)的 POLIM-DO4N額定電壓：DC1800V殘壓：5.45kV/5kA7.1.6 電壓傳感器和電壓表一次額定電壓：DC1800V二次檢測(cè)電流：50mA電壓表量程：02000V電壓傳感器采用 LEM 公司生產(chǎn)的霍耳傳感器H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 設(shè)備型式：利用霍耳元件進(jìn)行測(cè)量，將一次回路與二次回路隔離電壓表準(zhǔn)確度等級(jí)：1.5 級(jí)7.1.7 電流傳感器和電流表額定電壓：DC750V額定電流：300

35、0A 過(guò)載能力：3 倍二次檢測(cè)電流：500mA電流表量程：010000A電流表準(zhǔn)確度等級(jí)：1.5 級(jí)電流傳感器采用 LEM 公司生產(chǎn)的霍耳傳感器設(shè)備型式：利用霍耳元件進(jìn)行測(cè)量7.1.8 預(yù)充接觸器：額定電壓:DC1500V。額定電流:16A。7.1.9 其他防護(hù)等級(jí) IP23。見(jiàn)附圖 5。設(shè)備在高濕期內(nèi)可能產(chǎn)生凝露，每面柜設(shè)置兩塊加熱板，功率為 2100W，防止對(duì)設(shè)備的損害。面板上設(shè)置人工控制開(kāi)關(guān)，也能通過(guò)凝露控制器進(jìn)行自動(dòng)控制。主電路高壓部分，裝置相互絕緣的帶電體之間及對(duì)地應(yīng)能承受交流正弦 50Hz，試驗(yàn)電壓為 5750V（有效值） ，1min 之耐壓試驗(yàn)，應(yīng)無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。對(duì)于控制電路部

36、分，相互絕緣的帶電體之間及對(duì)地，應(yīng)能承受交流正弦 50Hz，試驗(yàn)電壓為2000V（有效值）1min 之耐壓試驗(yàn)，應(yīng)無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。設(shè)備檢修后，耐壓試驗(yàn)值按標(biāo)稱(chēng)值的 75%進(jìn)行。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 圖 5 開(kāi)關(guān)柜外形尺寸7.27.2 HXXS10B-2HXXS10B-2 斬波控制柜斬波控制柜HXXS10B-2 斬波控制柜主要實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量吸收裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)換及檢測(cè)等功能。由四個(gè)獨(dú)立的 IGBT 斬波支路及微機(jī)控制裝置等組成，每一支路 IGBT 斬波器控制其開(kāi)通或關(guān)斷，差相工作,并具有電流檢測(cè)。每個(gè) IGBT 斬波器支路均裝有快速熔斷器和溫度傳感器，對(duì) IG

37、BT 元件實(shí)行快速保護(hù)及溫度監(jiān)視。本斬波柜采用電力電子器件IGBT 作為開(kāi)關(guān)元件，響應(yīng)速度快，并具有過(guò)流、過(guò)壓和短路等保護(hù)。裝置設(shè)置了溫度檢測(cè)功能，檢測(cè)吸收電阻柜空氣出口溫度、斬波器各熱管溫度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一環(huán)節(jié)溫度過(guò)高，控制系統(tǒng)將自動(dòng)降低吸收功率，限制溫度繼續(xù)上升，直至關(guān)閉系統(tǒng)工作，保證吸收裝置在無(wú)人監(jiān)守的情況下自動(dòng)安全運(yùn)行。制動(dòng)能量吸收裝置的投入和撤出采用電壓相對(duì)判斷和電流判斷方式。電壓判斷采用交流側(cè)電壓與直流側(cè)電壓進(jìn)行比較判斷，電網(wǎng)電壓 DC810V 以下，H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 車(chē)輛進(jìn)行再生電制動(dòng)時(shí)，吸收設(shè)備不進(jìn)行判斷，外部具備吸收能力時(shí)，由外部吸收

38、；如果外部沒(méi)有吸收能力，則電網(wǎng)電壓將抬高，抬高到電網(wǎng)電壓大于 DC810V 時(shí)，吸收設(shè)備投入工作，根據(jù)吸收電流的大小，進(jìn)行恒壓控制。如果交流側(cè)電壓抬高，則基準(zhǔn)判斷值在 DC810V 基礎(chǔ)上相應(yīng)提升。當(dāng)電網(wǎng)電壓大于 DC1000V 時(shí)，吸收設(shè)備將線路接觸器分?jǐn)?，主電路切除，發(fā)出過(guò)壓報(bào)警信號(hào)。每個(gè) IGBT 串有快速熔斷器進(jìn)行保護(hù)，采用 Bussmann 公司生產(chǎn)的高品質(zhì)3BKN/1702500V/550A IGBT 專(zhuān)用熔斷器?？焖偃蹟嗥鲙в袡z測(cè)裝置和接點(diǎn)。當(dāng)熔絲熔斷后，熔斷指示器上的指示紅牌伸出顯示，同時(shí)連鎖微動(dòng)開(kāi)關(guān)向數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)出故障信號(hào)，用于報(bào)警或跳閘，并在當(dāng)?shù)仫@示熔斷器所在回路編號(hào)，使

39、工作人員能在現(xiàn)場(chǎng)容易發(fā)現(xiàn)。當(dāng)一個(gè) IGBT 支路熔絲熔斷時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，熔斷熔絲超出一個(gè)時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)。7.2.1 主要技術(shù)參數(shù)如下：額定工作電壓：DC900V最大工作電流：6750A電網(wǎng)電壓恒定平均吸收控制值：810V-870V 可調(diào)斬波器導(dǎo)通比調(diào)節(jié)范圍：5%95%工作制：間隙工作制斬波器單相工作頻率：200Hz斬波器合成工作頻率：600Hz7.2.2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述斬波柜分為前后兩部，裝有六相 IGBT 斬波組件，散熱器采用熱管散熱器,自冷式，散熱效果好。柜后部由一塊安裝屏組成，裝有 6 個(gè)電流傳感器，1 個(gè)電壓傳感器，6 個(gè)驅(qū)動(dòng)電源，微機(jī)控制系統(tǒng) HXMC2。在柜門(mén)上裝有操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和一體

40、化工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。每相 IGBT、續(xù)流二極管、散熱器、快速熔斷器、溫度傳感器、驅(qū)動(dòng)器、RC 吸收等構(gòu)成 IGBT 組件，便于設(shè)備的維護(hù)維修。在供電系統(tǒng)容量無(wú)窮大的情況下，裝置能承受由于直流側(cè)短路而產(chǎn)生的短路電H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 流的沖擊。斬波器承受的短路電流不小于 47kA（10ms） 、29kA（120ms） 。斬波柜外形尺寸圖見(jiàn)圖 6圖 6 斬波柜外形尺寸圖 7.37.3 HXXS10B-3HXXS10B-3 吸收電阻柜吸收電阻柜HXXS10B-3 吸收電阻裝置用作制動(dòng)能量吸收裝置功率吸收元件。7.3.1 主要技術(shù)參數(shù)額定電壓:DC900V；短時(shí)

41、吸收電流： 3040A； 短時(shí)（20S）功率： 6264Kw；額定功率：650Kw；吸收電阻值：0.18；工作制：間隙工作制；支路數(shù)：6,分為 A、B、C 柜。每柜中裝有 2 條獨(dú)立支路；冷卻方式：自然冷卻；H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 防護(hù)等級(jí)：戶(hù)內(nèi)型：IP20；戶(hù)外型：IP23；柜體采用不銹鋼柜體。電阻柜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述電阻柜外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖 7 所示。本吸收電阻裝置由六條獨(dú)立電阻單元組成,分別安裝在三面柜中。吸收電阻采用單元電阻組件結(jié)構(gòu)，通過(guò)串、并聯(lián)方式組成支路電阻，電阻元件采用非磁性材料，結(jié)構(gòu)采用框架式波形繞組，電感量低、電阻值溫漂變化小、耐受溫度高；安裝、維護(hù)

42、方便,拆卸簡(jiǎn)單；調(diào)整電阻值非常方便。電阻器組件為無(wú)骨架長(zhǎng)波型電阻元件，吊掛結(jié)構(gòu)安裝。柜體：柜體采用 2mm 厚的加強(qiáng)型不銹鋼板；前后開(kāi)門(mén)；電纜連接于電阻銅母線上；柜門(mén)與主回路帶有開(kāi)關(guān)鎖；柜門(mén)上有安全警告標(biāo)志；柜內(nèi)裝置溫度傳感器、實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警和超溫降功率控制；設(shè)置的三級(jí)溫度開(kāi)關(guān)，第一級(jí)為電阻降功使用溫度，第二級(jí)為報(bào)警溫度，第三級(jí)為跳閘溫度。柜體上部有出風(fēng)道；柜體下部有入風(fēng)口。電阻柜外形尺寸圖見(jiàn)圖 13H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 圖 7 電阻柜外形尺寸HXXS10B-4負(fù)極隔離開(kāi)關(guān)柜 1）主要技術(shù)參數(shù)工作電壓：DC900V直流手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)：額定電流 4000A

43、型號(hào)：SWS1840MO1P7014000主要設(shè)備數(shù)量：直流手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān) 1 臺(tái)輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)：6 常開(kāi)+6 常閉H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 輔助電源電壓：DC220V2）技術(shù)性能負(fù)極隔離開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的隔離開(kāi)關(guān)采用手動(dòng)操作，主要用于設(shè)備檢修時(shí)斷開(kāi)與直流電網(wǎng)負(fù)極的電氣聯(lián)系，保證人員安全。隔離開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài)在柜門(mén)上設(shè)置指示燈顯示，并帶有一次模擬圖。隔離開(kāi)關(guān)的位置信息通過(guò)輔助觸點(diǎn)進(jìn)入下位機(jī)控制系統(tǒng)，與再生電能吸收裝置的動(dòng)作連鎖。當(dāng)負(fù)極隔離開(kāi)關(guān)分?jǐn)鄷r(shí)，再生電能吸收裝置不能投入或退出運(yùn)行。手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)位置通過(guò)計(jì)算機(jī)通信傳送到 SCADA 系統(tǒng)。為了避免手動(dòng)開(kāi)關(guān)的誤動(dòng)作，手動(dòng)

44、隔離開(kāi)關(guān)在柜內(nèi)操作。柜門(mén)設(shè)置安全連鎖，當(dāng)柜門(mén)打開(kāi)時(shí)，安全連鎖動(dòng)作，再生電能吸收裝置故障跳閘，保證隔離開(kāi)關(guān)在無(wú)電流條件下操作。柜內(nèi)設(shè)置防凝露加熱器和照明燈，電源采用 AC220V，功率各為 200W。照明燈與柜門(mén)聯(lián)動(dòng)，柜門(mén)打開(kāi)時(shí)，照明燈亮，柜門(mén)關(guān)閉時(shí)，照明燈熄滅。照明燈加設(shè)防護(hù)罩。柜內(nèi)設(shè)置 ABB 避雷器，與負(fù)極進(jìn)線連接。3）結(jié)構(gòu)柜體結(jié)構(gòu)同再生電能吸收裝置外形見(jiàn)附圖 8 圖 8 負(fù)極柜外形尺寸對(duì)于每個(gè)設(shè)備組件有明確的標(biāo)識(shí)，二次回路端頭有清晰的標(biāo)號(hào)；柜面上有模擬圖、設(shè)備工作位置等必要的標(biāo)示；柜正面及背面頂部有表示牌。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 7.4微機(jī)控制裝置

45、微機(jī)控制裝置微機(jī)控制系統(tǒng)采用兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制。由工業(yè)級(jí)的一體化計(jì)算機(jī)和 16 位單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。具有故障診斷、運(yùn)行監(jiān)視、控制、遠(yuǎn)程通訊的功能。能根據(jù)電網(wǎng)狀況和車(chē)輛運(yùn)行工況控制設(shè)備吸收能量的多少，自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻消耗功率，吸收車(chē)輛再生能量的多余部分。微機(jī)控制系統(tǒng)本地采集信號(hào)和遙信信號(hào)包括下列內(nèi)容：7.4.1 本地采集信號(hào)：熔斷器熔斷報(bào)警、熔斷器熔斷跳閘、超溫報(bào)警、超溫跳閘、控制電源失電報(bào)警、邏輯數(shù)字、模擬信號(hào)、電流電壓特性、保護(hù)信號(hào)及報(bào)警。7.4.2 遙信信號(hào)：裝置狀態(tài)、熔斷報(bào)警、熔斷跳閘、超溫報(bào)警、超溫跳閘、控制電源失電報(bào)警。微機(jī)控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信口接入變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。物理接口采用 R

46、S485 口（帶光/電隔離） ，通信速率 19.2kbps。微機(jī)控制系統(tǒng)上送變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的故障信息帶有時(shí)標(biāo)，時(shí)標(biāo)精確到毫秒級(jí)。.從柜門(mén)上的觸摸屏可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作及手動(dòng)設(shè)置有關(guān)工作參數(shù).如:恒壓電網(wǎng)吸收值最大吸收電流值等;顯示屏可顯示整個(gè)系統(tǒng)的狀況:故障診斷查詢(xún)結(jié)果設(shè)備通、斷電狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示電網(wǎng)電壓（顯示精度為 1.5 級(jí)） 。實(shí)時(shí)顯示車(chē)輛再生電流值或牽引工況值（顯示精度為 1.5 級(jí)） 。實(shí)時(shí)顯示本裝置吸收的電流值（顯示精度為 1.5 級(jí)） 。查詢(xún)主要參數(shù)設(shè)定值故障信號(hào)顯示遠(yuǎn)程通訊和控制 顯示斬波器各支路熔斷器熔斷信號(hào)及已熔斷的熔斷器位置。實(shí)時(shí)顯示斬波器的溫度。H&X HX

47、XS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 顯示斬波器跳閘信號(hào)。8. 設(shè)備土建安裝、風(fēng)道及平面布置要求設(shè)備土建安裝、風(fēng)道及平面布置要求平面土建圖見(jiàn)附圖 9 所示。電站開(kāi)關(guān)室設(shè)備平面布置圖見(jiàn)附圖 8 所示，電站電阻室設(shè)備平面布置圖見(jiàn)附圖 10。8.1 安裝及布線說(shuō)明安裝及布線說(shuō)明8.1.1 保證電控柜可靠接地，各柜接地螺栓均為 M12，設(shè)置在各柜后面底部，見(jiàn)附圖12 平面土建圖。8.1.2 所有柜的對(duì)外連線均由下部出線，布線地溝須有排積水功能，防止積水將電纜絕緣破壞?？紤]到通風(fēng)要求，地溝兩端應(yīng)留出進(jìn)風(fēng)口約 0.5 米。考慮到地溝兩端進(jìn)風(fēng)口封閉，請(qǐng)?jiān)谶M(jìn)風(fēng)口處安裝鋼板網(wǎng)。8.1.3 為了減小布線間干

48、擾，高低壓電纜要求分離布線。8.1.4 電阻柜安裝要求 安裝在地下的吸收電阻柜，必須與控制柜分離安裝或隔離安裝，相互間空氣不能自由相通。且安裝電阻柜的房間的空氣流通量不低于 10.6 (M3/s)，控制柜房間的空氣流通量不低于 3M3/S; 安裝于地面上的電阻柜，要求為敝開(kāi)式，并有簡(jiǎn)單的擋風(fēng)雨頂棚，周?chē)b有安全護(hù)欄等。8.1.5 控制柜安裝要求： 與電阻柜分開(kāi)安裝，或有熱隔離措施。對(duì)于相對(duì)封閉的安裝，要有一定的空氣流量要求，即大于 3M3/S 的空氣流量。8.1.6 電纜、導(dǎo)線規(guī)格8.1.6.1 我方負(fù)責(zé)柜體內(nèi)部電纜、導(dǎo)線聯(lián)接，柜之間及對(duì)外電纜、導(dǎo)線由總施工方綜H&X HXXS10B

49、型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 合配置。戶(hù)外電阻由于離控制柜較遠(yuǎn)，為抑制分布電感的影響，建議到電阻柜每一支路的兩根電纜線兩兩平行布置或絞織敷設(shè)。8.1.6.2 各柜體主電路均留有對(duì)外接口，并標(biāo)注了導(dǎo)線號(hào)。各柜體二次控制電路導(dǎo)線均由柜體內(nèi)接線端子聯(lián)接。8.2 電氣對(duì)外接口電氣對(duì)外接口 主電路及控制電路接口見(jiàn)附圖 1-5。 所需的檢測(cè)信號(hào)有：交流電壓信號(hào)：10kV/100V（隔離信號(hào)） 。電流信號(hào)：5000A/5V（隔離信號(hào)，由正極柜的 MIU10 提供） 。8.2.1 直流柜提供“快開(kāi)”的輔助觸點(diǎn) 一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)作為“快開(kāi)”閉合確認(rèn)信號(hào) 一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)作為線路接觸器閉合連鎖 一對(duì)常閉觸點(diǎn)作為電動(dòng)隔離

50、開(kāi)關(guān)閉鎖8.2.2 再生制動(dòng)能量吸收裝置給直流柜“快開(kāi)”的輔助觸點(diǎn) 一對(duì)“故障繼電器”的常開(kāi)觸點(diǎn)，作為“快開(kāi)”跳閘分?jǐn)?.2.3 提供給綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的接口與綜合自動(dòng)化的物理接口采取 RS485，光纜連接8.3 通訊信號(hào)表：通訊信號(hào)表：序號(hào)信號(hào)名稱(chēng)過(guò)程說(shuō)明1操作指令由綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送到吸收設(shè)備11投入首先由綜自系統(tǒng)發(fā)出“投入工作”指令。設(shè)備接受到該信號(hào)后，自動(dòng)閉合“隔離開(kāi)關(guān)” ，然后閉合“快開(kāi)”和“線路接觸器”啟動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)及下位機(jī)系統(tǒng)，使設(shè)備處于“待命”狀態(tài)。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 12解除設(shè)備接受到該信號(hào)后，自動(dòng)關(guān)閉各斬波器，首先斷開(kāi)“線路接觸器”

51、，然后再斷開(kāi)“快開(kāi)”最后斷開(kāi)“隔離開(kāi)關(guān)” ，使設(shè)備退出工作。2設(shè)備狀態(tài)由吸收設(shè)備發(fā)送到綜自系統(tǒng)21隔離開(kāi)關(guān)、線路接觸器狀態(tài)確認(rèn)隔離開(kāi)關(guān)及線路接觸器閉合或分?jǐn)酄顟B(tài)22工作就緒設(shè)備按控制邏輯關(guān)系投入工作后，確認(rèn)系統(tǒng)處于“工作就緒”狀態(tài)，各斬波器根據(jù)判斷結(jié)果自動(dòng)投入吸收或處于“待命”狀態(tài)。3故障狀態(tài)由吸收設(shè)備發(fā)送給綜自系統(tǒng)31過(guò)流設(shè)備發(fā)生過(guò)流后，先關(guān)閉斬波器，并發(fā)出“故障”信號(hào)給綜自系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)備控制系統(tǒng)中“故障繼電器”閉合，發(fā)出觸發(fā)脈沖給快開(kāi)的“電子快速脫扣裝置” ，迅速斷開(kāi)快速斷路器。32過(guò)壓同上33IGBT 故障同上34控制電源故障當(dāng)直流控制電源不正常時(shí)，設(shè)備迅速關(guān)斷斬波器后斷開(kāi)線路接觸器，發(fā)

52、出故障報(bào)警信號(hào)。35短路同時(shí)跳線路接觸器和快速斷路器36過(guò)熱當(dāng) IGBT 溫度超過(guò)允許值時(shí)，關(guān)閉斬波器，斷開(kāi)線路接觸器，故障報(bào)警，斷開(kāi)快開(kāi)；當(dāng)電阻溫度超過(guò)允許值時(shí)，先降低功率使用，若仍上升，將關(guān)閉斬波器，故障報(bào)警。8.4 再生制動(dòng)能量吸收裝置上位機(jī)與再生制動(dòng)能量吸收裝置上位機(jī)與 SCADA 系統(tǒng)通訊規(guī)約系統(tǒng)通訊規(guī)約8.4.1 概述本規(guī)約用于再生制動(dòng)能量吸收裝置上位機(jī)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（SCADA）的通訊。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 向 SCADA 系統(tǒng)提供本裝置的輸入/輸出狀態(tài)、工作狀態(tài)、故障狀態(tài)等信息。也接收來(lái)自 SCADA 系統(tǒng)的工作指令。8.4.2 物理

53、接口系統(tǒng)采用的是 IEC60870-5 規(guī)定4種信息格式中的FTl.2，即異步、1位起始位、1位停止位、偶校驗(yàn)。電氣接口為EIA RS-485，通信速率19.2kbps。8.4.3 信號(hào)點(diǎn)表：測(cè)點(diǎn)名稱(chēng)邏輯 1 表示邏輯 0 表示規(guī)約變量名規(guī)約變量位序號(hào)(如有) 1過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作復(fù)歸flag_status1Bit0過(guò)流保護(hù)動(dòng)作復(fù)歸flag_status1Bit1短路保護(hù)動(dòng)作復(fù)歸flag_status1Bit2接觸器故障故障正常flag_status1Bit6下位機(jī)通訊故障故障正常flag_status1Bit7電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)合閘分閘合閘flag_status2Bit0電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)分閘合閘分閘flag

54、_status2Bit1接觸器 KM1 位置分閘合閘flag_status2Bit2接觸器 KM2 位置分閘合閘flag_status2Bit3熔斷器熔斷報(bào)警異常正常flag_status2Bit4熔斷器熔斷跳閘異常正常flag_status2Bit5工作/測(cè)試狀態(tài)工作測(cè)試flag_status2Bit6IGBT1 超溫動(dòng)作復(fù)歸flag_status3Bit0IGBT2 超溫動(dòng)作復(fù)歸flag_status3Bit1IGBT3 超溫動(dòng)作復(fù)歸flag_status3Bit2IGBT4 超溫動(dòng)作復(fù)歸flag_status3Bit3電阻柜溫度一段異常正常flag_status3Bit5電阻柜溫度二段異

55、常正常flag_status3Bit6電阻柜溫度三段異常正常flag_status3Bit7IGBT1 過(guò)流動(dòng)作復(fù)歸flag_status4Bit0IGBT2 過(guò)流動(dòng)作復(fù)歸flag_status4Bit1IGBT3 過(guò)流動(dòng)作復(fù)歸flag_status4Bit2IGBT4 過(guò)流動(dòng)作復(fù)歸flag_status4Bit3H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) IGBT1 支路退出投入flag_status5Bit0IGBT2 支路退出投入flag_status5Bit1IGBT3 支路退出投入flag_status5Bit2IGBT4 支路退出投入flag_status5Bi

56、t3當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方控制選擇停機(jī)遠(yuǎn)方控制flag_status5Bit6當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方控制選擇停機(jī)當(dāng)?shù)乜刂苀lag_status5Bit79. 控制系統(tǒng)操作步驟控制系統(tǒng)操作步驟詳見(jiàn)“使用說(shuō)明書(shū)” 。10. 系統(tǒng)退出系統(tǒng)退出 按照系統(tǒng)開(kāi)機(jī)逆過(guò)程處理！按照系統(tǒng)開(kāi)機(jī)逆過(guò)程處理！11. 使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng)11.1 產(chǎn)品在使用前應(yīng)檢查產(chǎn)品的型號(hào)是否與銘牌數(shù)據(jù)相符。11.2 產(chǎn)品在使用前應(yīng)檢查產(chǎn)品的絕緣是否完好：產(chǎn)品的主回路對(duì)地絕緣應(yīng)能承受5750V 工頻試驗(yàn)電壓（有效值） ，歷時(shí) 1min，應(yīng)無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。主回路對(duì)二次回路絕緣應(yīng)能承受 5750 工頻試驗(yàn)電壓（有效值） ，歷時(shí) 1min，應(yīng)無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)

57、象。二次回路對(duì)地絕緣應(yīng)能承受 1500V 工頻試驗(yàn)電壓（有效值） ，歷時(shí) 1min，應(yīng)無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。11.3 產(chǎn)品在安裝前應(yīng)檢查產(chǎn)品的外形尺寸及安裝尺寸是否符合圖紙。11.4 產(chǎn)品在使用前及使用期間，應(yīng)檢查各緊固件不應(yīng)有松動(dòng)現(xiàn)象，螺釘或螺母均應(yīng)擰緊；彈簧墊圈應(yīng)壓平，絕緣應(yīng)無(wú)損壞，元器件應(yīng)無(wú)損壞或破損等現(xiàn)象。11.5 使用中若發(fā)現(xiàn)零部件有損壞現(xiàn)象應(yīng)設(shè)法及時(shí)更換。11.6 在使用前，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀本使用說(shuō)明書(shū)，已確保設(shè)備操作正確。H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 12. 故障及診斷故障及診斷項(xiàng)故障現(xiàn)象可能出現(xiàn)的問(wèn)題處理方法1設(shè)備不能啟動(dòng)1. 控制開(kāi)關(guān)2.直流電源無(wú)或者

58、不正常3.操作程序不對(duì)1.更換按鈕開(kāi)關(guān)2.檢查.直流電源及各電源值3.重新啟動(dòng)2IGBT 保護(hù)1.IGBT 壞2.續(xù)流管壞3.驅(qū)動(dòng)電源1.檢查 IGBT2.檢查續(xù)流管3.檢查驅(qū)動(dòng)電源電壓是否正常3過(guò)流、過(guò)壓1.電流、電壓傳感器輸出值不正確2.傳感器電源壞3.控制板壞1.檢查傳感器特性2.檢查電源是否正常3.更換控制板4設(shè)備誤投入吸收狀態(tài)或不投入吸收狀態(tài)1.電壓傳感器及 SV1 或 SV2 值不正確2.濾波電容壞3.控制板壞1.更換傳感器SV1 或 SV2 和隔離放大器2.更換電容3.更換控制板5IGBT 溫度保護(hù)1.IGBT 特性變化2.溫度采集板壞1.檢查IGBT電壓、電流波形并更換2.更換溫度采集板6預(yù)充不閉合1.快開(kāi)輔助常閉觸點(diǎn)壞2.控制繼電器 KM2 壞1.檢查快開(kāi)2.更換繼電器7快開(kāi)不閉合或保持不住1.控制繼電器壞2.控制開(kāi)關(guān)壞更換相應(yīng)元件8支路無(wú)吸收電流1.IGBT 壞2.對(duì)應(yīng)支路無(wú)脈沖3.吸收電阻開(kāi)路4.光纜斷5.控制板壞1.更換 IGBT2.檢查驅(qū)動(dòng)器輸入、輸出脈沖3.檢查吸收電阻4.更換光纜5.更換控制板10快速斷路器跳短路檢查短路點(diǎn)H&X HXXS10B 型再生制動(dòng)能量吸收裝置培訓(xùn)手冊(cè) 13. 維護(hù)維修維護(hù)維修13.1 本設(shè)備為地