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1、HXD型电力机车,城轨车辆教研室 李瑞荣,项目二 HXD1C型电力机车电气线路,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,学习内容,HXD1C主电路,1,HXD1C辅助电路,2,TCN网络控制电路,3,TCMS与CCBII、LKJ2000之间的接口,一、HXD3C主电路,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1.网侧电路,（1）网络电压构成受电弓AP1（=11-E07）、AP2（=11-E08）高压隔离开关1QS（=11-Q03）、2QS（=11-Q04）主断路器QF（=11Q-01）高压接地开关4QS（=11Q02）避雷器1F（=11-F01）高压电压互感器（=11-T01）25kV 高
2、压电缆原边电流互感器,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,（2）网侧主要电气部件,TSG15B受电弓,BVAC.N99D主断路器和BTE25.04D高压接地开关,THG2B型高压隔离开关,避雷器,1.网侧电路,TBY1-25型电压互感器,高压电缆总成,原边电流互感器,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1.网侧电路,（3）网侧主要部件电气性能,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.牵引逆变电路,（1）牵引逆变主电路构成,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.牵引逆变电路,（2）主变压器、牵引变流器和牵引电机,“先进、成熟、经济、适用、可靠”的设计理念,TBQ35-8
3、900/25型主变压器,TGA9型牵引变流器,采用标准化、模块化设计,采用轴控方式，提高机车的可利用率,牵引变流器TCU,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.牵引逆变电路,（3）主变压器电气性能参数,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.牵引逆变电路,（4）牵引变流器电气性能参数,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.牵引逆变电路,（5）牵引电机性能参数,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,3.接地检测,R1、R2分别取102 k 和34 k ，ug1超过正常值的30就认为出现接地故障。,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,学习内容,HXD1C主电路,1,
4、HXD1C辅助电路,2,TCN网络控制电路,3,TCMS与CCBII、LKJ2000之间的接口,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,HXD1C辅助电气系统组成,辅助电气系统组成3AC 440V/60Hz电路AC 220V电路DC110V电源及其配电辅助电气系统采用冗余设计变频功能，节能性好采用标准化、模块化设计为防寒设计预留接口和余量配置卫生间、转波炉、冷藏箱等生活设施,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. 3AC440V供电电路,（1）电路原理,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. 3AC440V供电电路,（2）辅助变流器柜特性及主要参数,TGF54型辅助变流器,辅
5、助变流器输出U/f特性曲线,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2. 220V辅助负载电路供电,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,3. DC110V电源,给控制系统提供电源转化DC 24V给照明、仪表电路供电,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,3. DC110V电源,控制电源柜性能参数,TGY03型控制电源柜,维修差确认：断开电源柜的输入电源，断开蓄电池的连接。 模块电容器的放电时间约8分钟,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,辅助电气系统主要电气部件,THTF4.5牵引风机,冷却塔风机,主压缩机,冷却塔（含风机、水泵）,司机室空调,HXD1C电气线路,广州铁路职业
6、技术学院,学习内容,HXD1C主电路,1,HXD1C辅助电路,2,TCN列车通信网络,3,HXD1C控制电路简析,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. TCN列车控制系统,（1）列车总线,IEC61735IEC与UIC共同制动的TCN列车总线标准列车总线为WTB车辆总线为MVB,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. TCN列车控制系统,（2）HXD1B控制网络拓扑,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,相关知识MVB的三种电气介质,1标准的RS-485收发器，距离20m，最多连接32个设备； (电气短距离ESD)2IEC61158-2规定的变压器及电气隔离收发器，采用屏
7、蔽双绞线，距离200m，最多32个设备； （电气中等距离EMD）3光纤，距离2000m，点对点连接或星形连接。（OGF）,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,相关知识什么是RS485,Interconnects devices over short distances ( 20m) without galvanic separation,Based on proven RS-485 technology (Profibus),Main application: connect devices within the same cabinet.,terminator/,biasing,+ 5
8、 V,GND,Ru,(390),Rm,(150 ),Rd,(390 ),terminator/,biasing,segment length,device 1,device N,device 2. n-1,RxS,TxS,RxS,TxS,RxS,TxS, ,equipotential line,Data_N,Data_P,Bus_GND,Ru,(390),Rm,(150 ),Rd,(390 ),+ 5 V,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. TCN列车控制系统,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. TCN列车控制系统,（1）中央控制单元CCU组成由车辆控制模块VCM、WT
9、B/MVB网关GWM和记录存储模块ERM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。 实现车辆级过程控制、通信管理控制、显示控制、故障诊断、列车级过程控制、列车总线管理、列车级数据通信、数据记录、数据转储功能。,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. TCN列车控制系统,（2）司机室输入输出单元CIO司机室输入输出单元CIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。 输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，
10、控制如继电器等设备。,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,CIO在司机室右侧司机台下方低压柜的布局（从上到下依次为DIM、DXM和AXM模块）,CIO的安装位置,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. TCN列车控制系统,（3）机械间输入输出单元MIO机械间输入输出单元MIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。,输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能； 控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等设备。,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,M
11、IO在机械间低压柜的布局（左）,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1. TCN列车控制系统,（4）微机显示屏IDU 微机显示屏IDU是网络控制系统TCMS的终端设备。 车信息显示：向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理等功能；参数设定：对轮径值、列车重量、站点、时间日期等参数进行更改与设定；模拟测试：静止情况下，对辅助变流器系统相关部件进行模拟测试；数据转储：通过USB接口，将故障信息转储地面进行统计、分析。,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,智能显示装置IDU结构,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,网络拓扑界面,HXD1C电气
12、线路,广州铁路职业技术学院,辅助系统界面,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,控制系统主要部件,车辆控制模块VCM,网关模块GWM,模拟量输入输出模块AXM,数字量输入模块DIM,数字量输入输出模块DXM,事件记录模块ERM,1. TCN列车控制系统,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,学习内容,HXD1C主电路,1,HXD1C辅助电路,2,TCN列车通信网络,3,HXD1C控制电路简析,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,1.读图说明,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.司机室占用（=22/8）,闭合=22-S01-S3，E11_01=1,E12_01=0，I端司
13、机室占用,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.受电弓控制,升弓条件低压柜受电弓模式=21-S51选择升弓模式（=21/5）机车操作模式选择开关=21-S54在正常位（=21/9.2）高压隔离开关=11Q03或=11-Q04闭合总风400kPaHVB断开TCU与CCU通信正常受电弓切断阀=28-A01.U99在打开位（Cut in）“升弓气路隔离塞门打开” E31_13=1(=21/2.2),HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,2.受电弓控制,升弓指令将受电弓扳键开关=21-S11推置“升”位 “升弓指令”E11_06=0（=21/4.2） ？“升弓指令非”E12_06=1 （=
14、21/4.3）？,升弓“升弓1命令”A31_03=1（=21/2.5）41YV得电，受电弓升起升弓检测气囊压力3bar时，压力开关=21-A02常开闭合（=21/5.6）“受电弓1升起”E31_04=1，CCU收到电弓升起的信息,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,3.主断控制,合闸条件（1）主断环硬线回路闭合“主断和受电弓控制”=21-F114闭合(=21/2.3)两端紧急按钮=28-S10/=28-S20(=21/6.2)受电弓钥匙阀打开260641线使“主断环硬线回路闭合” E31_11= 1（2）TCU、CCU允许合主断“TCU1允许合主断”=11-A01 闭合/“TCU1旁路a
15、” A31_07=1/ “TCU1旁路b” A32_07=1=11-A02 TCU2允许合断闭合/ A31_08=1 TCU2旁路a / A32_08=1 TCU2旁路b“CCU主断允许通道1” A31_01=1“CCU主断允许通道2” A32_01=1“主断允许中继”=21-A11-K02得电(=21/7.8)“主断合允许”E31_06=1(=21/6.5),HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,3.主断控制,合闸，“主断”扳键打合位E11_08=0,E11_09=1（=21/8.3）E12_08=1,E11_09=0 （=21/8.4）合主断命令A31_02=1,A32_01=1 （=
16、21/6.4）=21-A11-K01合主断中继得电（=21/6.4）主断合线圈=11-Q01得电，主断闭合合闸检测，主断闭合后，合闸联锁使E32_15=1E32_16=0（=21/9.6）合闸信号通过MVB送到CCU，并送到IDU显示合闸信号还通过硬线送到TCU1、TCU2（=21/10.3）,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,4.自动过分相,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,4.自动过分相,自动过分相装置发送到MIO的信号：,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,4.自动过分相,过分相过程(1)机车自左向右运动，到达G1端，T3将检测G1并发信号给GFX3，GFX3发送“
17、预告”信号给E37_14。(=21/11.2)在CCU接收到预报信号后，牵引/制动设定值将通过斜率75kN/s下降到0,然后断开主断路器。(2)当机车到G2点，2端的T4将检测G2并发送信号给GFX3。如果已经从T3接收到预告信号，GFX3将忽略该信号。如果前面没有从T3接收到预告信号，信号处理器将发送一个强迫断主断信号到E37_15，主断路器应立即断开。在CCU即将断开主断路器之前，牵引/制动立即被封锁。此后，主断路器将立即断开(延时200-400ms)。,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,4.自动过分相,(3)当机车到达G3，2端的T3立即检测G3并且再次发送信号GFX3。GFX3
18、通过预告通道发送信号给E37_14 。然后CCU应闭合HVB并再次给出主司控器当前设定值的牵引力或来自定速控制功能的设定力。在这个方向，信号处理器将忽略来自G4的信号。然后信号处理器为再次过分相而自动重设。(4)当信号处理器失效(包括T3和T4或者T1和T2失效)，它将发送一个故障信号到E37_16。IDU显示器显示自动过分相故障信息。司机可以按手动过分相按钮=21-S04/=21-S24实现手动过分相。（=21/12.2）,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,5.紧急制动,（1）紧急804中继以下任一条件满足时按I端紧急按钮=28-S10按II端紧急按钮=28-S20ATP发出紧急指令
19、（J145）重联机车产生紧急指令紧急804中继=28-K02（电气柜设备板的105KA）得电（=28/11.5）（2）CCU紧急中继严重故障（过流、接地故障等）发生，CCU发出紧急制动指令A33_01闭合（通道1）A34_01闭合（通道2）（同时满足）CCU紧急中继=28-A07-K02(106KA)得电（=28/11.8）,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,5.紧急制动,（3）CCBII紧急中继CCBII发出紧急制动请求时EBV紧急位LKJ发出紧急制动请求=28-A01.71检测到总风联管压力低于350kPa(=28/8.1)CCBII紧急中继=28-A01-K01（电气柜设备板的1
20、07KA）得电（=28/5.2）（4）紧急制动的发生任一紧急中继发生紧急804中继CCU紧急中继CCBII紧急制动请求中继制动柜紧急放风阀S10.36=28/11.8）得电，紧急制动紧急制动信号反馈至E37_28,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,5.紧急制动,（5）紧急制动原因检测紧急804中继制动系统检测电源（=28-F130）=28K02（105KA）E37_07CCU紧急中继制动系统检测电源（=28-F130）106KAE36_10CCBII紧急制动请求中继制动系统检测电源（=28-F130）107KAE37_09ERM模块据此分析引起紧急制动的原因。,HXD1C电气线路,广州
21、铁路职业技术学院,6.惩罚制动,（1）无人警惕装置（=43/19）警惕按钮=43-S07E12_14警惕装置脚踏开关=43-S05 E12_12司机控制器V3km/h,60+10s以上控制部件无动作，或长期激活控制部件，IDU、蜂鸣器报警惩罚制动发生警惕装置可被故障开关43S-S06旁路（=43/19.4）（2）CCU惩罚制动指令警惕装置无应答？A35_07断开(=43/21.5)长期按死控制部件？A34_07断开(=43/21.5)以上任一，CCU惩罚中继=21-A17-K02(101KA)失电，CCU惩罚制动发生警惕装置故障开关可以将A35_07旁路,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学
22、院,6.惩罚制动,（3）监控惩罚制动监控惩罚“减压”（监控惩罚1级？）监控“减压”（J147）监控惩罚减压中继=43-A13-K01(102KA)得电（43/12.5）102KA常开RIM（-X02.D1）CCBII减压80 kPa(=43/22.4)监控惩罚“保压”（监控惩罚2级？）监控“保压”（J152）监控惩罚保压中继=43-A13-K02(103KA)得电（43/12.5）103KA常开V02RIM（-X02.D3）CCBII减压120kPa(=43/22.5)惩罚制动信息反馈101KA反、103KA正送E37_06(=43/22.2),HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,6.惩
23、罚制动,（4）监控隔离（=43/14）正常位CIO1 电源(=24-F103)=S43-S11E12_23CIO1 电源(=24-F103)=S43-S31E22_23监控系统电源(=43-F121)=S43-S31(1-2)=S43-S11(1-2)隔离位监控系统电源(=43-F121)=43-A04-X03.14（J151，=28/11.2）,ATP信号电源 减压J146 保压J151 卸载J142 本补电源J140,=43-S11（3-4）=43-S31（3-4）,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,7.压缩机控制,（1）辅助压缩机控制升弓压力检测，=28-A01.U43.02（=
24、21/1.7）升弓压力450kPa时，E31_01=1，向CCU发出辅助压缩机启动请求若升弓板钮在升位，CCU通过A31_05发出辅助压缩机启动指令辅助压缩机启动接触器=21-K91得电闭合，辅压机启动升弓压力高于650kPa，或受电弓升起后，辅压机关闭,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,7.压缩机控制,（2）主压缩机控制压力检测：=28-A01.A72 ,750-900kPa(HXD3中的KP51-2)=28-A01.A74 ,650-750kPa(KP60)=28-A01.A75 ,680-900kPa(KP51-1)主压缩机开关在“合”位E12_15=0E12_16=0（=34/
25、20.2）若总风压力750kPa，远端压缩机启动若总风压力900kPa,压缩机停止若总风压力650kPa，禁止牵引,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,8.控制系统与ATP的其它接口,（1）控制系统输出到LKJ2000的接口（=43/13）牵引“主控在手柄牵引区”A34_05 J193制动主控手柄在电制动区A34_06 J194HVB ON（HXD3C无此信号？）=11-Q01常闭J197(J197=0时，HVB闭合，J197=1时，HVB打开)向前=22-S01-S1F/=22-S02-S1F J191向后=22-S01-S1B/=22-S02-S1B J192N（零位）=22-S01
26、-S2N =22-S02-S2N J195,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,8.控制系统与ATP的其它接口,（2）LKJ输出到控制系统的接口卸载（J142）E37_25（=43/12.3）（3）LKJ输出到CCBII的接口J145紧急804中继=28-K02（105KA）J147102KA（减压）J152103KA,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,9.CCBII与控制系统接口,（1）CCBII（RIM）输出到控制系统紧急制动请求，B3107KA（=28/5.2）CCBII牵引封锁，A6E37_04CCBII故障，C3E37_05制动缸压力施加2（90kPa），B7E36_0
27、8制动缸压力施加1（40kPa），C7E36_09牵引中断请求信号（=28/8）（2）控制系统到RIM紧急804中继（105KA）RIM3个紧急中继紧急放风阀总风联管压力信号零速信号（=28/8）,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,9.CCBII与控制系统接口,（3）CCBII（停放制动检测信号）输出到控制系统停放制动施加 ，压力开关B40.11(=28/6.2)P120kPa时，E37_23=1P480kPa时，E37_24=1（缓解）P450kPa时，E37_24=0按下停放制动施加按钮，通过B40.07使指示灯点亮停放制动隔离塞门，B04.06打开（开通，CUT IN）,E37_22=1架1闸缸隔离阀架2闸缸隔离阀撒砂塞门打开,HXD1C电气线路,广州铁路职业技术学院,9.CCBII与控制系统接口,（4）CCBII（总风压力检测信号）输出到控制系统A72，900-750kPa,750kPa时，E37_19=1A74，750-650kPa,650kPa时，E37_26=0A75，750-680kPa,680kPa时，E37_27=1,Click to edit company slogan .,Thank You !,
