关于HXD1型机车蓄电池亏电及控制回路改造方案设计

王晓栋

摘要：对HXD1型（新八轴）电力机车110V蓄电池控制回路原理进行分析以及机车线上运用及整备作业中发生蓄电池亏电的故障进行归纳研究。在原有的蓄电池控制回路中进行技术改进，保证机车线上安全运行，提高库内作业意外亏电应急处理能力。具体介绍改进方案。

Abstract： This paper analyzes the principle of 110V battery control circuit of HXD1 （new eight axle） electric locomotive， and sums up and studies the failure of battery power loss in locomotive line operation and servicing operation. Technical improvement is made in the original battery control circuit to ensure the safe operation of the locomotive line and improve the emergency handling capacity for unexpected power loss of the operation in the depot. Introduce the improvement plan in detail.

关键词：电力机车;重连;控制回路;蓄电池;亏电。

Key words： electric locomotive;reconnect;control loop;battery;loss of electricity

0  引言

太中銀线路配属HXD1型（新八轴）交流电力机车，在机车线路运行中有接触网长时间停电、控制回路故障、线上机车运行存在隐患;又如当机车做各级修程（C1-C3）、行修（查找故障）、整备场进行整备作业、或者其他单位调试合蓄电池，机车蓄电池用电量增加，出现机车亏电问题，导致机车无法正常上线，需要库内进行蓄电池充电，增加检修成本工时。在冬季天气恶劣状态，蓄电池亏电问题更加凸出。通过对原理图进行分析，110V蓄电池重联控制方式并不是那么的完善，存在一定的不足，当单节蓄电池亏电（蓄电池电压低于77V）时，另一节正常良好的蓄电池不能及时给与亏电节蓄电池这节的控制回路供电，引发机车故障：严重会导致不能正常升弓，主断不能闭合。当单节控制回路部分继电器卡合时，单节控制回路无法工作，无法保证机车线上安全运行。所以，蓄电池控制回路改进迫在眉睫。

1  蓄电池控制回路控制回路原理介绍

当两节蓄电池开关闭合后，蓄电池给控制回路供电，机车正常升弓合主断，接触网25kV电压通过变压器进行变压，再通过四象限整流模块进行整流，将交流电整流成中间直流电压，而中间直流电压通过辅助逆变器逆变成交流电通过蓄电池充电开关（32-Q01）给充电机供电，充电机一方面给蓄电池充电，另一方面给控制回路供电。（值得注意的是：辅助逆变器需蓄电池控制电压保证正常工作，当低于77V时，辅助逆变器停止工作，不能正常的将中间直流电逆变给充电机充电，最终加剧蓄电池亏电）。两节控制回路可以通过32-K03应急供电继电器进行传递、实现两节蓄电池供电重连。具体可参见图1原理示意图。

2  原车蓄电池应急供电

当DXM36模块接受到如下条件：升弓合主断状态下①充电机故障;②蓄电池低于88V;③充电机电源32Q01断开;④蓄电池开关32Q82断开，DXM36模块：A36_07常开触点动作闭合。具体见图2电路图一：线号：320183.01→DXM36模块A36_07节点→32-K03常闭触点→32-K03线圈→线号：320171.885;32-K03继电器吸合，常闭触点断开，32-K03线圈通过32-K03-R01电阻构成得电回路。这个时侯，32-K03常开接点闭合（应急供电回路接通），通过320.161.01接线→重连线→另一节320.161.01接线二极管→另一节控制回路得电。

原车蓄电池应急供电存在不足之处：

①应急供电全靠32-k03继电器的常开触点的闭合进行应急充电，当继电器出现卡合故障或常开触点放电氧化导电性变差时，不能正常应急供电。

②当机车在静止状态下（如：库内作业及线上长时间停电）、单节机车蓄电池低于77V另一节机车蓄电池正常时，不能正常升弓合主断。

③机车蓄电池开关32Q82不能自持，这时需要升弓合主断时，应急供电不能启动。

3  其他蓄电池控制回路故障

比较凸出问题：32-K02继电器卡合故障，当该继电器卡合时，蓄电池110V+电不能供给接线（线号：320183.01），而320183.01接线主要给机车控制供电（比如：21-F01受电弓、主断;28-F01制动系统电源等），当出现此故障时，蓄电池不能将110V+全部供给控制回路，只能供给320.181.01接线，而320.181.01接线主要给机车监控系统、信号系统、无线电台供电。具体见图3电路图二。

4  机车进技改措施

技改措施的原理（具体见电路图二中加粗标红部分）：

①在32-K02继电器器旁添加一个“32-K02短接”开关。

②32-K03继电器另一组备用触点并联使用，保证两组触点有一组触点闭合正常，应急供电就能正常使用。

③在32-K03继电器旁添加一个“32-K03（重连应急）”开关。

改进措施实施方案：

①需要的材料：直径2.5mm黑皮线若干、西门子5SJ52型63A整定值开关两个、线鼻子若干。

②步骤：将低压控制柜中最下方=32-Q10开关右侧空白白色面板拆除，留出安装两个开关的位置;安装“32-K02短接”开关和“32-K03（重连应急）”开关;根据电路图将直径2.5mm的黑皮线布线。

5  改进后的注意事项

①在正常情况下，“32-K02短接”开关、“32-K03（重连应急）”开关在关闭位。

②库内检修及整备作业人员不得随意将“32-K02短接”开关、“32-K03（重连应急）”开关开启。

③加强乘务员的业务学习应急处理故障能力，当线上应急处置完毕后，需要及时向检修部门反馈，进行蓄电池控制回路故障的处理。

6  结语

通过对机车蓄电池回路原理的分析以及日常故障进行解析，我们提出技术方案进行技术改造，在保留原车自带蓄电池应急供电方案上的基础上，加装 “32-K03（重连应急）”开关以及启用32-K03继电器备用触点，完善了应急供电回路，同时对32-K02继电器进行改善，保证蓄电池控制回路供电，提高了机车无论是运行线上还是库内作业蓄电池亏电及控制回路的应急故障处置能力。面对电力型机车的更新换代，我们要跟上时代的步伐，致力于预防和解决机车使用过程中出现的故障。

参考文献：

[1]张曙光.HXD1 型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2]张曙光.HXD3 型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[3]姚杰.汽车电气系统故障的诊断维修技术分析[J].内燃机与配件，2018（03）：174-175.