直流型电力机车原边过流跳主断保护误动作分析,本文是关于电力机车类论文参考文献范文与电力机车和电力机车原边和直流方面学年毕业论文范文.
电力机车论文参考文献：
摘 要：通过研究和谐型电力机车在逆变过程中产生的高次谐波对电网供电品质产生的影响,指出直流型电力机车变压器涌流造成原边过流跳主断保护误动作故障是最具代表性的质量故障之一,以SS40158电力机车为例进行分析,简要介绍了该故障,分析了该故障产生的原因,提出了该故障的解决思路与改造方案,分析了改造方案取得的效果及存在的问题,提出了进一步改进的建议.
关键词：电力机车；变压器；涌流；高次谐波；原边过流跳主断；改造方案
中图分类号：U264.3+6；TM407 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2017.07.101
近年来,随着越来越多的和谐型大功率交流传动电力机车投入运用,和谐型电力机车在逆变过程中产生的高次谐波对电网供电品质产生了极为不利的影响,也对直流型电力机车的可靠运用带来了安全隐患.其中,变压器涌流造成原边过流跳主断保护误动作故障,就是最具代表性的质量故障之一,该故障已严重影响机车的可靠运用.笔者以SS40158电力机车为例进行分析,并给出解决与改造方案.
1 故障原因分析
以SS40158电力机车为例,对变压器涌流造成原边过流跳主断保护的机理进行分析.其他机车与其情况类似.
通过跟车试验,经示波器实际测量,SS40158电力机车合主断瞬间,高压电流互感器（7TA）原边电流I原边的最大值约750 A,持续时间为200～300 ms.以下计算SS4改机车网侧过流继电器（101KC）线圈上的电流值.电流互感器变比n的计算公式[1]为
n 等于 I原边 / I次边 .（1）
式中：I次边为网侧过流继电器（101KC）线圈上的电流峰值.
已知高压电流互感器（7TA）变比为200/5等于40,高压电流互感器（7TA）原边电流I原边的最大值约750 A,由此计算可得I次边等于18.75 A.因此,施加于网侧过流继电器（101KC）线圈上的电流峰值为18.75 A,远超出其动作整定值8×（1&plun;5%） A,故确定原边过流跳主断保护误动作故障是由变压器涌流过高造成的.
2 解决思路
对控制电路进行改进,仅在合主断时,延时0.3～0.4 s,使565KA得电,避免由于合主断瞬间的涌流使101KC误动作,造成原边过流,即在合主断后的0.3～0.4 s内使101KC动作.在其他情况下,不做延时,101KC动作即跳主断并显示原边过流.
3 解决与改造方案
对于变压器涌流造成原边过流跳主断保护误动作故障,如果是采用逻辑控制单元（Logical Control Unit,LCU）的机车,可通过修改LCU程序予以解决；然而由于SS40158电力机车未加装LCU,因此只能通过增加继电器来实现.
一方面,对加装了自动过分相装置的机车,当过分相合主断信号有效时,可以对101KC的动作进行一个延时判断,避免由于合主断瞬间的涌流使101KC误动作造成原边过流.第102页图1为LCU机车的具体改造逻辑图.
另一方面,对未加装自动过分相装置的机车,由于无法取得机车已过分相的状态信号,因此无法参考图1的逻辑.由于SS40158电力机车目前未使用自动过分相装置,笔者解决方案的思路是增加两个取主断分合信号的中继,以及一个得电延时继电器（见图2）或一个失电延时继电器（见图3）,以实现与图1的逻辑类似的逻辑.
3.1 采用得电延时继电器改造方案的原理
合主断时,537得电→1KA得电,通过1KA常开联锁和1780常电源→1KA常得电→1KA常开联锁闭合→YSJ得电.此时,如果发生原边过流,101KC常开联锁闭合,YSJ得电延时0.3～0.4 s常闭联锁闭合,使565KA得电,通过565KA常开联锁自锁→跳主断保护,即实现合主断发生原边过流时,延时0.3～0.4 s跳主断.自锁回路中通过恢复562KA常闭联锁可实现565KA解锁.
分主断时,544得电→2KA得电→2KA常闭联锁断开→1KA失电→1KA常开连锁闭合→YSJ得电→YSJ常开联锁闭合→为下次过分相合主断延时作准备.
3.2 采用失电延时继电器改造方案的原理
合主断时,537得电→1KA得电,通过1KA常开联锁和1780常电源→1KA常得电→1KA常闭联锁断开→YSJ失电.此时,如果发生原边过流,101KC常开联锁闭合,YSJ失电延时0.3～0.4 s常闭联锁闭合,使565KA得电,通过565KA常开联锁自锁→跳主断保护,即实现合主断发生原边过流时,延时0.3～0.4 s跳主断.自锁回路中通过恢复562KA常闭联锁可实现565KA解锁.
分主断时,544得电→2KA得电→2KA常闭联锁断开→1KA失电→1KA常闭连锁闭合→YSJ得电→YSJ常闭联锁打开→为下次过分相合主断延时作准备.
4 改造方案取得的效果及存在的问题
中车太原机车车辆有限公司（以下简称公司）陆续在SS4改机车上按此方案实施改造,分为两个阶段.
1）由于前期未能采购到得电延时继电器,故前期采用了失电延时继电器改造方案,在该方案应用期间进行了多次跟踪,结果显示,采用失电延时继电器改造方案时,由于YSJ继电器为机械动作继电器,工作状态不稳定,因此有时会造成延时继电器不投入,使得原边过流跳主断保护误动作故障再次出现.
2）后期公司采用得电延时继电器改造方案,通过多次跟踪,结果显示,按该方案改造的SS4改机车运行状态稳定,原边过流跳主断保护误动作故障基本得到解决.
5 进一步改进的建议
虽然公司为解决原边过流跳主断保护误动作故障采取了诸多措施,但究其实质,这些改造方案都属于躲避变压器涌流峰值.要根治此故障,建议从以下2个方面进一步改进：一是需要从源头做起,即研究如何通过修改和谐型电力机车变频器的相关软件参数,以减少牵引和制动工况下发生的高次谐波；二是在供电接触网上加装相应装置,以吸收和谐型电力机车和动车组带来的高次谐波,提高接触网供电品质,也会对解决原边过流跳主断保护误动作故障带来极大的帮助.
参考文献：
[1] 张有松,朱龙驹.韶山4型电力机车[M].北京:中国铁道出版社,1998.
（责任编辑 邸开宇）
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