CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案

GD中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSIFANGC0?,LTD.項(xiàng)目名稱CRH6F型動車組文件名稱牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案文件編號提交目的報(bào)中國鐵路動車組技術(shù)中心摘要：CRH6F型動車組在運(yùn)營過程中報(bào)出牽引變流器四象限輸入過流故障，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原因是四象限啟動重?cái)?shù)發(fā)生變化后，四象限會重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配，在網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)時刻進(jìn)行載波移相可能造成載波異常，從而導(dǎo)致報(bào)出四象限輸入過流故障。編制校核審核主管總體批準(zhǔn)更改履歷更改標(biāo)記日期更改內(nèi)容EOcrrcCRH6F型動車組EOcrrc牽引變流器四象限輸入過流故障

的整治方案CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案.問題描述截止2018年6月29日，CRH6F型動車組牽引變流器二重四象限輸入過流故障共發(fā)生三起：2018年5月10日，配屬廣州局長沙動車所CRH6F-0410列動車組擔(dān)當(dāng)C6957（湘潭-長沙西）次交路，01車主控，升06車受電弓。9:53分HMI屏報(bào)02車牽引變流器故障［1527］、二重四象限輸入過流［1105］。2018年6月17日，配屬廣州局長沙動車所CRH6F-0410列動車組擔(dān)當(dāng)C7684次（株洲南-長沙西），16:24分02車報(bào)牽引變流器故障［1527］、二重四象限輸入過流［1105］。2018年6月25日，配屬廣州局長沙動車所CRH6F-0411列動車組擔(dān)當(dāng)C7872次（株洲南-長沙西）交路，01車主控。19：14分02車報(bào)牽引變流器故障［1527］、二重四象限輸入過流［1105］。.原因分析控制原理1）故障判定條件四象限輸入過流：當(dāng)四象限輸入電流瞬時值大于1900A時，牽引變流器報(bào)二重四象限輸入過流故障（故障代碼：1105）。牽引變流器故障：為總故障，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)檢測到牽引變流器上報(bào)需要斷開主斷的故障時，報(bào)出牽引變流器故障（故障代碼：1527）?，F(xiàn)車調(diào)查分析情況1）狀態(tài)檢查CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案第1頁共9頁中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGLTD.

GDcrrcCRH6F型動車組GDcrrc牽引變流器四象限輸入過流故障

的整治方案良好。檢查故障車牽引變流器DCU機(jī)箱各連接器狀態(tài)正常，各狀態(tài)指示燈正常。將故障車DCU機(jī)箱加。板卡（四象限控制板）拆下檢查，外觀無明顯異常。2）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析5月10日故障時數(shù)據(jù)：09:52:55時列車速度由9.74速/卜變?yōu)?3.15km/h。09:52:56時01車VCB斷開，斷開原因?yàn)?2車報(bào)二重四象限輸入過流故障。m7占方注re車MCI3年G囹百?用二重因防騰育’萼阿列搴速度ZDLB-M-JdD9.SE.5E:?■j?：7：SDIEHH-lfl09GE氈r：rlEir|Kl§ST2flle-C6-1flg5：544Ei1Ki3<12￡F1D1叫11Inoib卻SDIEHfi-lflg密可LIrl0br|Kli自盥RHEB-l口g討b'1&&ST密3sZUItrti5-：iag5：M1CiD&訕E4OT2UIErtl5-ja啊#Cfl1ri1506Km2DLB-C6-J(1D9.S3.C0LD1Cibb24.47gcebrlc.bb21.332fll6-C6-1flg53S51Elb%h.2Lzui?-ja西力CKib1ri0H乩3圖1WTD數(shù)據(jù)分析6月17日故障時數(shù)據(jù)：16:23:59時列車速度由9.72速度變?yōu)?0.25km/h。16:24:02時01車VCB斷開，斷開原因?yàn)?2車報(bào)二重四象限輸入過流故障。時國庫號:041001）1車占有效復(fù)位圈制動］黑據(jù)制動3期制動q軀制動5森.制動6轉(zhuǎn)制動丁繳制動包轉(zhuǎn)TC主VCB陽臺，赫一口車\'CBM白狀態(tài)V匚葡廿匚日間ff82N合皇引切除B6M牽引泰位列主生苴km/h2018-06-171田汪的1DD0D0□0D01L□0068S.93201S^)6-17L6:23:581LDCD0?J0L0110?J06S8.932D18^36-1715:23:5910DQD0000011000639.722D1&O&-171CD0D0□0C011000689J22D18-06-1716:23:591CDCD000C011000699.722D18-06-1716:23:591rDCn0n0r01t0n06810.252018^36-1716:23:591LDULI0a0L0110a06S10.252D16^36-1716:23:5910DQD00000110006310.252018-06-1716：汪5g1CD0D0□0C01L□00的10.86圖2WTD數(shù)據(jù)分析（一）CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案第2頁共9頁中華青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCQ.tLTD.CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案EOcrrcCRH6F型動車組EOcrrc牽引變流器四象限輸入過流故障

的整治方案時間（主號：MIOS）工占有辿復(fù)位將制如級制動之匐制動3級制動4級制動5繚制動6翎制既圾制動E級T匚車VtB磔4怖一口車VCB間含狀態(tài)VCBif開般MVCB閑含93M葷引切除S6M牽引弱為車傳，I'll列譚kr201B-06-1716:24sDl10a0D0a000110a010D16.5416.54201B-064716：24：D2I0nnD0cn001I0nr：10Dp018^0b-l?Lb：24：D210uaU0ca0u110uL10D17.15201B-06-1716:24:D210a0D0aa00010a010D17.15p0LB-06-L71&：24：D210a□D0a□00□10aD10017.15201B-06-1716:2^D210c0D0c000c10cC10D16.07201B-06-1716:24:0210000000000100030D18.07201B-06-17lb:24:D210Q00Q0000L10QL1001&.07圖2WTD數(shù)據(jù)分析（二）6月25日故障時數(shù)據(jù)：19：14：38時列車速度由9.6加4變?yōu)?0.57km/h。19:14:41時01車VCB斷開，斷開原因?yàn)?2車報(bào)二重四象限輸入過流故障。時同年占有地閉白城分n車vc>al3狀y■—事網(wǎng)例凰R二“4一垂四向限出臼牽引泰位列車湮席修“20B3-0B-2519:14.34FFTS-T知201i=i-0&-2519J435rrb%-201S-0B-Z5IB：14：36r尸j工z.；2018-0B-25IQ:14:37*]T~廠b廠zt?t2010-OB^S19:14:36FF\5\ak匚72010-0&-319:1439rrA匚rhr:2018-0B-2S19:1440rr]&-F14.562038-06-2519:U:4Lr]FT4ri2018-0B-25IQ:14:42丁T~&bIe.2；20ie-i：iB-2S19:14:43Fai55k.c:2016-06-2519：1444r0\&&匚ki.O22D3S-DB-Z519：J4-45rrir.h［亂日E2018-06-251Q:U:46*]丁b6[It.ttE0B3-0B-SS19:14:47F工55k.ri圖3WTD數(shù)據(jù)分析3）DCU數(shù)據(jù)分析三起四象限輸入過流故障的DCU故障數(shù)據(jù)均類似，以6月17日CRH6F-0410列2車第二重四象限輸入過流故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析說明。CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案通過對故障分析發(fā)現(xiàn)，故障前02車變流器僅啟動第二重四象限（整列車共4重四象限啟動），整車速度大于10km/h后，02車未啟動的四象限開始啟動（此時整車未啟動的四象限也同時啟動），由只啟動一重轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝弧⒍鼐鶈樱?040ms（網(wǎng)絡(luò)將整車其余四象限啟動狀態(tài)傳輸給DCU需要1040ms）CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案第3頁共9頁中華青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGLTD.

CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障

的整治方案時第二重四象限出現(xiàn)輸入過流現(xiàn)象。約工040m$MO.O僅翳二重四彘限運(yùn)行變?yōu)榈谝坏诙伤南笙拚脒^流H捌SOW/ffiflO.U.S?(i.i：i池山七」曜孚OKUM第屏西障時間二約工040m$MO.O僅翳二重四彘限運(yùn)行變?yōu)榈谝坏诙伤南笙拚脒^流H捌SOW/ffiflO.U.S?(i.i：i池山七」曜孚OKUM第屏西障時間二S01弭/月。曰1甜按）弁59沙3M1.0—1—里回象限輸入電源2。盟人3000□T-lixtl0-1-SMIOH-L5D00-LWJ(I.3M0.i：i圖4故障時刻四象限記錄實(shí)時波形（一）FUiJ—JERH"UXS!li.僧項(xiàng)FUiJ—JERH"UXS!li.僧項(xiàng)1皿泗明「日》5由出出圖5故障時刻四象限記錄實(shí)時波形（二）地面調(diào)查分析情況根據(jù)以上分析，故障發(fā)生工況為：故障發(fā)生在變流器在四象限啟動重?cái)?shù)發(fā)生變化時，四象限重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配，恰好網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)時。依照此工況，在試驗(yàn)室搭建半實(shí)物仿真平臺，進(jìn)行了半實(shí)物仿真驗(yàn)證，模擬在四象限啟動過程中發(fā)生啟動重?cái)?shù)變化。CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案第4頁共9頁中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCO.tLTD.CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案圖6搭建的模擬現(xiàn)場工況的半實(shí)物仿真臺圖6搭建的模擬現(xiàn)場工況的半實(shí)物仿真臺CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案5月10日-5月20日期間半實(shí)物仿真模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M出一次故障，發(fā)現(xiàn)僅在網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)時刻進(jìn)行相位角度重新分配過程中，才會出現(xiàn)與現(xiàn)場故障一致的故障現(xiàn)象，現(xiàn)場故障得以重現(xiàn)。CRH6FCRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案第5頁共9頁中車青恩四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCO.tLTD.CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案就黑電常用拈?變冷盛大值.一息后干調(diào)制拽，造MUJE.CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案就黑電常用拈?變冷盛大值.一息后干調(diào)制拽，造MUJE.悟趾沿?由班一，HUUU I-答至肺一下百播讀H盤.月壓 因堂限電相鬲VM幃沖啊廄下音符般皆留后，四象陽電諦特生處于如躋狀*,fwmMi”中「卦重力d作博C速上升至觸發(fā)河惶保小國捐弱圖7（b）仿真模擬故障波形卡亞乂脈沖分析四象限PWM脈沖產(chǎn)生是通過調(diào)制波和載波比較生成，正常的脈沖調(diào)制過CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案EOcrrc程為：＞調(diào)制波》載波橋臂上管導(dǎo)通，下管關(guān)斷；＞調(diào)制波〈載波橋臂上管關(guān)斷，下管導(dǎo)通；從半實(shí)物復(fù)現(xiàn)的過流故障波形分析（如圖7a、b），當(dāng)載波出現(xiàn)重置異常后，載波一直大于調(diào)制波，造成四象限模塊A、B兩橋臂上管關(guān)斷，下管持續(xù)導(dǎo)通（A橋臂下管IGBT導(dǎo)通，B橋臂下管續(xù)流二極管導(dǎo)通），從而導(dǎo)致四象限電路持續(xù)處于短路狀態(tài),PWM脈沖電壓（a2、x2點(diǎn)之間的電壓）一直為0，四象限輸入電流迅速增大至1900A，觸發(fā)過流故障，故障時刻，IGBT的換流狀態(tài)如圖8所示。第6頁共9頁中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSlFANGCd,LTD.中國中車 CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案圖8故障時刻第二重四象限電路原理圖四象限載波重置在整個網(wǎng)壓信號周期任何一個時刻都有可能，該故障僅載波重置時恰好網(wǎng)壓信號在過零點(diǎn)時才會發(fā)生，對于整個網(wǎng)壓信號周期而言概率極小。通過仿真及故障時刻的數(shù)據(jù)分析，關(guān)于異常原因?yàn)椋菏蹹CU信號離散性采樣的限制，網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)的時刻DCU無法準(zhǔn)確判定，存在偏差。如果載波重置恰好在過零點(diǎn)進(jìn)行，由于網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)判斷存在偏差，會導(dǎo)致載波重置出現(xiàn)異常，進(jìn)而引發(fā)PWM脈沖異常，導(dǎo)致四象限過流故障發(fā)生。分析結(jié)論通過對故障數(shù)據(jù)分析，搭建半實(shí)物仿真平臺模擬現(xiàn)場工況試驗(yàn)，結(jié)果顯示：只有在網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)進(jìn)行四象限載波相位更新操作才可能引起載波異常，進(jìn)而造成四象限過流現(xiàn)象，由于該操作執(zhí)行時刻恰好處于網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)對于整個網(wǎng)壓信號周期而言屬于極小的概率，因此也驗(yàn)證了該故障屬于偶發(fā)性故障。相對于整車工況，需要在變流器由靜止加速至速度大于10km/h過程中，同時網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)，故障概率更小。.整治方案臨時過渡措施CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案 第7頁共9頁中牟青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDAOSIFANGCO.,LTD.

CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障

的整治方案整治方案(1)改進(jìn)方案針對網(wǎng)壓信號過零時刻進(jìn)行載波相位重新分配會引發(fā)過流故障現(xiàn)象，對軟件進(jìn)行優(yōu)化，在四象限重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配時避開網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)時刻，以防此類故障發(fā)生。對牽引變流器DCU軟件進(jìn)行優(yōu)化，軟件版本由丫40.7不提升至V40.8.0。(2)地面試驗(yàn)驗(yàn)證5月23日-6月18日在試驗(yàn)室依照故障發(fā)生工況，再次對軟件進(jìn)行半實(shí)物仿真模擬測試，未出現(xiàn)故障，軟件工作正常。,1.1-iwi.aI ? ,1.1-iwi.aI ? ；I" h11Hi I尸皿口v?111J/in11J 1 1 J11卜111 1』八M "1' \ 1,,1\1\a\\\I I1,, 1■ , 1 ,, "1■ ,■■ ■, ■,11 I1, 1 / 'l s.Wl巾II加Wl皿?a? ， I 1 1IIIIL1 bi-.J)iiiiiiiiaI；111?4Do0-a? 1/1,1?\J\ 1，\( /Ji ,/、『/I ,I..卜J ,.jf.Ir.4..J_ULdtJj_L_I_ / ULLLL-aooo.ady叫歸Tpgr罐七pw;:?--2CCO.O|L5L95D 152i：i00 15ZC6O L5E1DD 152150 152200 152233 152300 152350 15E4CO 152450圖9軟件優(yōu)化后的正常運(yùn)行波形安全評估表1：整改前后安全風(fēng)險(xiǎn)評估序號影響范圍整改前整改后1四象限控制在車速上升到10km/h以上時，由一重四象限啟動變?yōu)閮芍厮南笙迒?，如此時正好為網(wǎng)壓過零點(diǎn)，則可能造成載波異常，導(dǎo)致四象限輸在四象限重新進(jìn)行載波移相的相位角度分配時避開網(wǎng)壓信號過零點(diǎn)時刻，不會發(fā)生輸入過流故障。CRH6F型動車組牽引變流器四象限輸入過流故障的整治方案 第8頁共9頁中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司CRRCQINGDA