项目5-辅助电源故障应急处理

项目五辅助电源故障应急处理知识目标•1.掌握辅助电源系统的组成、功能和控制原理。•2.掌握辅助电源系统故障的应急处理原则及要求。•3.掌握辅助电源系统主要故障的判断和应急处理方法。能力目标•1.能正确判断辅助电源系统故障。•2.能按规定进行辅助电源系统故障时的应急处置。素质目标•1.培养良好的抗压能力。•2.培养时间观念。•3.培养独立分析问题的能力。•4.培养动手解决问题的能力。学习目标实训4课时理论4课时建议学时知识准备：辅助电源系统及控制原理任务一：单台SIV故障的应急处理任务二：两台SIV故障的应急处理项目内容知识准备：辅助电源系统及控制原理辅助电源系统及控制原理•DC1500V或DC750V电逆变，输出三相AC380V、频率50Hz、有电隔离的交流中压，还能经整流器整流后输出DC110V和DC24V的直流低电压。辅助电源系统的负载•每列车配有两套辅助逆变装置（SIV，staticinverter）对列车供电，以及两组蓄电池供紧急情况下使用。IGBT开关元件。辅助逆变装置辅助电源系统及控制原理•一台SIV发生故障的情况下，可由另外一台SIV通过扩展供电电路，为全列车提供负载供电扩展供电功能•一般轻故障•需进行放电处理的轻故障•负载端发生短路SIV的保护动作•可作为牵引制动控制电路、辅助控制电路、开关门电路及直流照明、ATP、通信、广播设备等DC110V、DC24V负载的备用电源蓄电池辅助电源系统的运行独立于列车牵引系统，主要由辅助逆变装置（以下简称SIV，含逆变器、DC110V充电机与DC24V电路）、辅助断路器、辅助熔断器、整流装置、扩展供电装置、蓄电池箱等组成。列车在正常运行状态时，使用的辅助电源由辅助逆变器提供，列车启动时或列车不能使用辅助逆变器的紧急情况下，辅助电源可以由列车蓄电池来提供。辅助电源系统及控制原理辅助电源系统是为电动列车的客室照明、风扇、空调、电暖及控制装置提供电源的基础系统，能将接触网或接触轨的DC1500V或DC750V电逆变，输出三相AC380V、频率50Hz、有电隔离的交流中压，还能经整流器整流后输出DC110V和DC24V的直流低电压。辅助电源系统的负载辅助电源系统的负载三相AC380V单相AC220VDC110VDC24V空调（冷凝风机）客室应急照明列车广播控制仪表灯空调（压缩机）运行指令闪灯报站装置防护灯空调（通风机）牵引控制LCD显示屏电笛空压机制动控制监控系统刮雨器驾驶室送风单元车门控制PIDS控制设备ATP、ATO客室照明空压机控制无线通信废排风机/幅流风机外部指示灯SIV控制方便插座客室内指示灯空调控制客室电热/驾驶室电热列车头灯蓄电池充电驾驶室电热玻璃紧急通风每列车配有两套辅助逆变装置（SIV，staticinverter）对列车供电，以及两组蓄电池供紧急情况下使用。辅助逆变器采用绝缘栅双极型晶体管IGBT开关元件，其容量为1700V/1200A，输出稳定的三相AC380V电源；经整流器整流出DC110V和DC24V电源。辅助逆变装置辅助逆变装置辅助逆变装置辅助电源系统主电路图，电路由输入滤波电路、电容器充/放电电路、IGBT逆变电路、交流滤波电路、交流输出电路、DC24V电源电路和信号检测电路等几部分组成。辅助逆变器的控制电源为DC110V，司机闭合驾驶室的“SIV启动”开关后，高压DC750V电源由接触轨经由受流器接入，通过隔离开关IVS和辅助熔断器IVF，进入接通的高速断路器IVHB，经由变压器内的滤波电抗器FL，进入辅助逆变器SIV内部的滤波电容FC；FC充电至网压的80%后，IGBT模块开始工作；SIV输出为PWM波形的三相交流电，该电源经过变压器TR1后输出稳定的AC380V、50Hz电源，从任何一条三相的输出线与主变压器的中性点之间均可得到交流单相220V电压。AC380V电源接出一路为两台空压机组提供电能，另一路被整流装置转化为为蓄电池充电的DC110V电和为控制电路所用的DC110V电，还有一部分DC110V电源由DC/DC变压装置转化为DC24V额定电源，为雨刷、电笛、操作按钮等供电。辅助电源系统具有扩展供电的功能。扩展供电箱内安装有用于实现扩展供电功能的接触器、继电器和传感器。正常情况下，一组列车由两台辅助逆变装置SIV为整列车提供电能，每个SIV只给它所在的单元供电。扩展供电功能是指两组辅助电源系统通过扩展供电箱进行冗余，在其中一台SIV发生故障的情况下，可由另外一台SIV通过扩展供电电路，为全列车提供负载供电，此时空调系统压缩机减载运行。扩展供电功能扩展供电功能1）轻故障2）需进行放电处理的轻故障3）负载端发生短路当负载端发生短路时，SIV输出停止，同时IGBT功率单元及三相交流输出接触器也停止工作；5秒后自动恢复工作。4）欠压保护当网压过低时，IGBT功率单元停止工作，SIV停止输出，0.5秒后，三相输出接触器断开。当网压过低并持续1秒，此时辅助高速断路器断开。5秒后，辅助主电路开始放电，然后自动恢复启动。当电网高电压断开后，如果在10毫秒内恢复网压，SIV可以正常自动恢复。SIV的保护动作正常情况下，蓄电池是SIV的启动电源；列车在无网压时，蓄电池的容量能够供给列车客室应急照明、紧急通风、车载安全设备、广播、通信系统等工作45分钟，即可作为牵引制动控制电路、辅助控制电路、开关门电路及直流照明、ATP、通信、广播设备等DC110V、DC24V负载的备用电源；当网压恢复时，蓄电池电压能保证辅助逆变器的启动。蓄电池组有短路、过流和欠压等保护，在恒定的直流电压下浮充电。蓄电池蓄电池蓄电池蓄电池控制电路包括变流控制器、电压控制器和时序控制器。其功能如下：①输出电压和电流通过VS21和HCT2反馈（FB）到控制电路。该电流的反馈（FB）值受到控制限制器的限制。②将电压指令及输出电压和电流的反馈值比较，产生电压误差。将电压误差输入到电压控制器。③电压控制器的输出在A/D(模拟/数字)转换器中得到转换，A/D（模拟/数字）转换器的输出进入主控制器。④主控制器以AC380V的相位同步而产生IGBT用的闸极脉冲。⑤DC/DC转换器与DC110V蓄电池线路连接，为负载提供稳定的DC24V电压。任务一单台SIV故障的应急处理学习情境：•2014年11月10日，FS线2119次列车从A站发车后，运行至区间时列车监控显示屏弹出1号SIV故障提示，司机进入辅助电源界面，发现故障SIV输出为零，扩展供电未启动。风压表下降，但主空压机不启动打风。工作目标：•初步判断故障原因，按照故障处理办法的步骤进行应急处理，当故障无法排除时，立即向行车调度员申请清人掉线。列车监控显示屏显示1台SIV故障停止工作，扩展供电接触器KMK未闭合。列车监控显示屏“辅助电源”界面显示SIV故障输出为零，此时故障端车辆照明、空调等负载停机。风压逐渐下降至750kPa以下，但主空压机不启动打风。故障现象故障分析在正常情况下，当SIV长时间未检测到高压电输入时，高速断路器断开主回路，TCMS控制扩展供电接触器KMK（或RFK）闭合，启动扩展供电功能。图中的TLK为扩展供电箱，其控制电源开关QF26，正常情况下受本车TCMS监控。当左侧SIV故障后无AC380V电压输出，则扩展供电电压检测继电器K11失电。但扩展供电电压检测继电器K12有电，此时202、203、205线路接通，从而使扩展供电接触器KMK得电，使其处于三相交流电路中的触点闭合，同时使控制电路202线连接的KMK触点闭合达到自锁状态，与TCMS连接的206线触点闭合，这时TCMS会接受到KMK启动的信号。故障分析在故障情况下，TCMS监控扩展供电的原理如下：通过采集SIV逆变器的三相交流电的输出来判断是否需要启动扩展供电，当检测到一边的SIV故障，TCMS会发出指令使得扩展供电控制继电器K13得电，从而闭合处于扩展供电控制电路中线号202、201连接的触点K13；当扩展供电接触器KMK得电，其所有触点闭合后，其中一个触点将给TCMS发送电信号，表明扩展供电已经工作，也就是说TCMS通过采集KMK触点电信号来判断扩展供电功能。本案例中，扩展供电未启动，从故障现象来看，未启动的原因属于通信不良，即TCMS对扩展供电的监控通信中断。故障分析故障分析影响正常开门的原因？故障分析故障分析本案例中，扩展供电未启动，从故障现象来看，未启动的原因属于通信不良，即TCMS对扩展供电的监控通信中断。当一台SIV不能自动恢复时，需要进行人工复位或者重新启动SIV控制电源。SIV的控制原理如下图所示，图中的QF33是SIV控制模块的电源开关，QF14是SIV逆变器模块的启动电源开关，START按钮是“SIV启动”开关，SIVOS的作用是当SIV检测到重大故障时控制SIVOS断开使SIV逆变器无法人工启动。线号为6的电线一端与“复位”按钮连接，一端与逆变器控制模块连接，当SIV报轻故障停机后，按下“复位”按钮，逆变器控制模块将尝试从故障恢复到正常状态。1.TCMS弹出一台SIV故障的提示框；按TCMS的提示按动“复位”按钮2.检查列车监控显示屏辅助电源画面；确认输入电压是否正常、确认列车是否在无供电区域3.TCMS无故障提示或按提示处理无效时断开单台SIV的控制保险QF33后，闭合试验故障应急处理4.检查风压显示；若风压过低，及时启动空压机强制泵风5.经过上述步骤仍处理不好时；与行车调度员联系终点站掉线回段故障应急处理填写《电动列车运行故障记录单》单台SIV的故障一般是由控制电路故障导致，或者控制电源开关跳闸、继电器故障等，司机应首先检查SIV控制电源的相关开关和继电器的电路。SIV的运行状态由TCMS进行监控，当SIV出现故障时，列车监控显示屏会主动弹出故障提示，以便司机及时发现故障并进行应急处理。当一台SIV故障时，列车仍能够通过扩展供电为全列车提供必要的电能，此时故障车的空调将减载运行，进入应急通风的状态，故障车的照明减载，进入应急照明状态。注意事项及要点总结一台SIV无AC380V输出，会影响到该SIV负责的空压机的运转。列车有两台空压机来提供制动系统所需要的风源，两台空压机按照单双日期交替工作。主空压机工作时，辅助空压机处于备机状态。在处理SIV故障的过程中，司机应当密切关注风压表显示和空压机的状态。低于750kPa时，主空压机应当启动泵风，如果发现未及时启动，司机需要立即进行强制泵风。出现SIV故障致使一台空压机不能工作时，需要立即向行车调度员申请掉线，回段过程中时刻观察风压变化。注意事项及要点总结实训考核与评价任务单台SIV故障的应急处理班级姓名考核日期得分【考核要点】1.能解读故障现象，判断单台SIV故障2.能逐条排查可能导致故障的原因，找出故障点3.在规定时间内做出应急处理，保持列车安全运行4.处理过程中，有条不紊、不慌乱【考核内容】考核项目考核标准分值得分着装发型标准，服装标准5故障处理故障点排查正确50操作动作标准，无违规操作15乘客服务有为乘客做好解释的意识10时间限制*在规定时间内完成10表单填写《电动列车运行故障记录单》填写正确，字迹工整10指导教师意见：任务完成人签字：日期：年月日指导教师签字：日期：年月日任务二两台SIV故障的应急处理学习情境：•2014年11月某日，16号线某次列车正常运行至A站，在经过A站库线道岔区段的接触轨断电区时，列车监控显示屏显示列车多个控制模块故障。司机将列车维持运行在库线内规定位置停车，更换操纵台，按压“SIV启动”按钮，SIV未启动，同时蓄电池自动跳开。司机立即申请掉线，在库线待命。末班车后，该车由于无法投入蓄电池工作，被其他列车救援回段。工作目标：•初步判断故障原因，按照故障处理办法的步骤进行应急处理，当故障无法排除时，立即向行车调度员申请清人掉线。列车运行中列车监控显示屏显示多个系统的控制模块故障。驾驶室DC110V电压表显示电压不足，辅助电源界面显示两台S