型电力机车操纵与试验

一、HXD3电力机车操纵

1.机车起动前的准备

将控制电器柜里的控制电路接地自动开关（QA59）、蓄电池输出自动开关（QA61）闭合，此时，电器控制柜和操纵台的控制电压表显示应大于98V。再将其他与机车运行相关的自动开关闭合。

注意：正常情况下，低温预热开关QA56不允许闭合，否则会造成蓄电池亏电。只限在环境温度太低，机车各系统出现故障无法保证机车正常启机的情况下，才闭合自动开关QA56及交流加热自动开关QA72，同时将低温加热开关SA71打到低温加热位，此时机车首先使用蓄电池对机车110V电源装置、LC 滤波装置、TCMS与APU 加热，当机车可以正常升弓合主断后，机车就转由交流 110V电源对整车进行低温加热。

将司机钥匙插入操纵台电源扳键开关SA49（或SA50），旋转至启动位置，设定机车的操控端操纵台。此时，操纵台故障显示屏上“微机正常”“主断路器断开”“零位”“欠压”“主变流器”“辅变流器”“水泵”“油泵”“牵引风机”“冷却风机”等显示灯亮，如图5.27所示。

图5.27　机车操纵台指示灯显示

TCMS经过初始化，进入牵引/N 动画面，显示“原边电压”“原边电流”“控制电压”“机车各轴牵引力”“主断分/合”等机车状态信息，故障显示区可以显示主变压器、主辅变流器、各辅助电机的故障信息，如果故障解除，故障信息画面将消失。触摸TCMS显示屏按钮，可切换为其他状态画面。例如，主变流器/牵引电动机画面、开关状态画面、通风机状态画面、辅助电源画面、故障记录画面等，能够调查机车的各个电力设备的相关详细信息。

机车操纵端一经设定，即使另一端的电钥匙状态为“ON”，其操作也会被判定为无效，无法进行操纵。同时，一台机车只配备一把钥匙，以防止 I 端和Ⅱ端的钥匙开关同时处在“ON”状态。

2.升弓、合主断以及各辅助电动机的启动

升弓前，首先需确定总风缸压力在480kPa以上。若不满足，到空气管路柜前查看辅助风缸压力表。若显示的风缸压力值低于480kPa，则按下控制电气柜里的辅助压缩机启动按钮，辅助空气压缩机启动，待辅助风缸的气压上升到735kPa时，辅助空气压缩机自动停止。为防止损坏辅助压缩机，辅助压缩机打风时间不得过长，若超过10min 需要人为断开自动开关QA51和QA45，来切断辅助压缩机回路，间隔 30min 再投入使用。

当机车需要升后弓时，将受电弓手柄开关SB41（或SB42）置于“后位”后，位于前进方向后面的受电弓升起。弓网接触后，两端操纵台上的网压表显示网压（1次）的同时，在TCMS显示屏上也显示了网压（1次）和受电弓升起。

将操纵台上的主断路器开关SB43（或SB44）置于“闭合”位置，主断路器接通，此时操纵台上故障显示灯中的“主断开”显示灯灭。微机监控器的“主断合”灯亮。主断路器闭合后，辅助电源装置APU2开始运行，油泵、水泵、辅助电源装置用通风机等分别开始工作。

将主空气压缩机扳键开关SB45（或SB46）置于“压缩机”位。当总风缸压力低于750kPa时，两个空气压缩机依次启动，当总风缸压力升至（900±20）kPa时，空气压缩机自动停止工作。当风压降至 825kPa时，只有靠近操纵端的空气压缩机工作。将主空气压缩机扳键开关SB45（或SB46）置于“强泵”位，空气压缩机1、2 启动。此时，不受总风缸压力继电器控制，待总风缸压力上升至（950±20）kPa时，高压安全阀运作，持续排风。

将主控制器换向手柄由“0”位转换为前进或后退，此时辅助电源装置APUl开始工作，牵引电动机用通风机、复合冷却器用通风机均采用软启动方式投入工作。

3.机车的起动操作

（1）机车起动前需先确认以下几项：

①停放制动指示器应为缓解状态。停放制动作用时，操纵台的故障显示屏显示“停车制动”，解除操纵台的中央操作面板上的停放制动操作开关。（此开关可自动复位）

②总风缸压力应在470kPa以上。

③空气制动处于缓解状态。

④网压表显示数值为25kV左右，控制电压为110V。⑤确认辅助电源装置工作正常，无故障。

⑥确认机车空气制动系统作用良好。

（2）主控制器换向手柄的操作。

主控制器换向手柄的操作如图5.28所示。

图5.28　机车的调速手柄与换向手柄

将主控制器的换向手柄打至“向前”或“向后”位，辅助电源装置APUl工作，牵引电动机用通风机及复合冷却器用通风机均采用软启动方式开始工作。同时，主变流器的充电接触器、工作接触器相继转为“闭合”状态，当主变流器中间回路电压高于36V时，主变流器“预备”指示灯亮，当调速手柄离开零位，主变流器“预备”指示灯灭。

（3）主控制器调速手柄的操作。

将调速手柄由“0”位进到牵引位，主操纵台故障显示屏上“零位”显示灯灭，机车进入牵引状态。

注意：调速手柄可在1～13级位范围内任意选择，级位已设定成可连续控制。司机将调速手柄逐渐移至所需级位，机车遵循该级位的特性曲线，实现在准恒力范围内的运行。

4.机车的准恒速运行

根据调速手柄的级位设定目标速度，机车将按准恒速特性来运行。机车的速度从速度范围的最低值缓慢加速行驶，当机车速度接近设定的目标速度范围时，牵引电动机的牵引力自动减小。当机车速度达到目标速度时，牵引电动机的牵引力为零。当线路条件发生变化时，机车的速度会有少量变化，若超过线路允许速度，为维持目标速度，开始再次牵引。如果机车进入下坡线路时，机车的速度就会上升，需将调速手柄回复“0”位，通过电气制动或者空气制动，调整列车速度。

5.电气制动操作

速度调节手柄从“0”位置推到制动位置，电气制动开始作用。当机车处于定速控制，机车速度比目标速度低时，电气制动不起作用。当机车处于定速控制，机车速度比目标速度高时，电气制动起作用，以维持目标速度。

6.定速控制操作方法（见图5.29）

图5.29　机车操纵台上的定速与过分相按钮

当机车速度大于或等于15km/h，且机车未实施空气制动时，按下“定速”按钮［SB69（或SB70）］后，当时的机车运行速度被认定为“目标速度”，机车进入“定速控制”状态。

当机车的实际速度高于“目标速度+2km/h”时，微机控制系统（TCMS）发出指令，机车进入电制动状态，电制动力遵循机车速度-制动力特性（即机车电制动特性曲线）变化增大。当机车的实际速度降至“目标速度+1km/h”时，电制动力为零。

当机车的实际速度低于“目标速度-2km/h”时，TCMS自动控制机车进入牵引状态，牵引力遵循速度-牵引力特性关系增大。当机车的实际速度加大到“目标速度-1km/h”时，牵引力为零。

机车进入“定速控制”状态，若司机控制器调速手柄级位变化超过一个级位以上，则机车的“定速控制”状态自动解除。

7.机车过分相时的控制操作

机车有半自动过分相和全自动过分相两种方式。

半自动情况下，当运行机车接近分相区时，司控器手柄回零并按下“过分相”按钮，机车的主断路器断开，受电弓仍保持升弓状态。通过分相区后，机车的微机控制系统（TCMS）检测到网压后，经过一定时间后自动合主断，重新启动辅助电源装置、主变流器，控制主变流器的输出电压、输出电流，从而控制牵引电动机的牵引力，使机车恢复至过分相前的状态。

机车自动过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车载感应器和车感信号处理装置共同完成。机车通过分相区时，如果运行的线路区段在分相区前后装有地面感应器，机车全自动过分相检测装置将起作用。该装置通过向微机控制系统提供过分相区的信息：预告信号、恢复信号499、强迫信号498，保证机车每次通过分相区时，司机不需要做任何操纵，机车微机控制系统即可自动跳主断，待通过分相区后，又能自动合主断，并保证机车恢复至通过分相区前的运行状态。从而实现电力机车通过分相区时操作的自动化，减轻了乘务员的工作强度。

8.冗余控制与故障隔离运行

当机车的主要设备发生故障时，微机显示屏的故障信息显示区显示相应故障。司机可根据故障信息的显示及处置方式，进行相应的故障处理操作。

（1）微机控制柜TCMS的冗余控制。

微机控制柜中有两组完全相同的控制单元设备。一组称为主控设备（MASTER），另一组称为备用控制设备（SLAVE）。在微机控制系统TCMS正常运行的条件下，主控单元工作，备用控制设备为通电热备状态。主控单元发生故障时，备用控制设备即刻自动投入使用。

（2）牵引电动机、主变流器故障隔离运行。

机车主电路采用6组主变流器，分别向6台牵引电动机独立供电。每3组主变流器和1组辅助电源装置收纳在一个变流器柜里，不过各个装置相互独立。因此，当发现某一牵引电动机或其对应主变流器单元发生故障时，可以通过微机显示屏隔离相应的故障部位。在这种情况下，先将微机显示屏设定为故障隔离画面，选择画面上相关部位，然后，按下画面的隔离按钮，这时所选部位的显示变为“隔离”，机车隔离故障部位，继续运行。

（3）DC 110V电源装置冗余控制。

DC 110V充电电源模块PSU含两组电源，通常只有一组电源工作，故障发生时另外一组电源自动启动，供给负载电源。

机车控制电源的核心是DC110V充电电源屏 PSU。机车110V控制电源采用的是高频电源模块与蓄电池并联，共同输出的工作方式，再通过自动开关分别送到各条支路，如微机控制、机车控制、主变流器、辅助变流器、车内照明、车外照明等。

PSU的输入电源来自 UA11或UA12的中间回路电源，当 UA11和UA12 均正常时，由UA12 向 PSU输入DC 750V电源，当 UA12 故障时，转由UA11 向 PSU输入DC 750V电源。

电源屏上设有两个转换开关SWl和SW2，其中SW1 有两挡，“TCMS”和“手动控制”，SW2 也有两挡，“电源 1”和“电源2”，其中“TCMS”挡表示由微机自动控制，奇数日，电源 1工作，偶数日，电源 2工作，当其中一组电源出现故障，可自动切换；“手动控制”表示人为设定，SW2置“电源1”，表示电源l工作，SW2置“电源2”，表示电源2工作，在手动状态下，当电源出现故障，不能自动切换。

（4）辅助电源装置冗余控制。

机车设有两套辅助电源装置APU1和APU2，其输出方式既可以选择变压变频（VVVF）方式，也可以选择恒压恒频（CVCF）方式，以满足不同负载的需要。辅助变流系统正常工作时，所有泵类负载如压缩机、油泵、空调机组由辅助变流器APU2供电，采用CVCF方式；而所有风机类负载如牵引风机、冷却塔风机等，由辅助变流器APU1 供电，采用VVVF方式；当任何一组辅助变流器出现故障时，通过微机控制监视系统的信息传递和故障切换，可以实现由另一组辅助变流器以CVCF方式对全部辅助机组供电，完成了机车辅助变流系统的冗余控制，提高了机车辅助变流系统的可靠性。

（5）发生接地故障时主变流器、辅助变流器装置隔离运行。

控制电器柜内分别设有主电路和辅助电路的接地故障隔离开关。机车主电路或辅助电路发生接地现象时，机车的接地保护装置动作，微机显示屏会显示接地故障信息。司机可将故障支路的主变流器或辅助变流器切除，继续维持机车运行，回段后再作处理。若确认只有一点接地，也可将控制电器柜上对应的接地开关打至“中立位”，继续维持机车运行，回段后再作处理。发生此种情况时，司机应加强监控，防止接地故障进一步扩大。

（6）辅助电动机隔离运行。

机车上各辅助电动机电路均设有自动开关进行短路和过载保护。当某一辅助电动机发生过流过载时，其对应的自动开关将断开，实施保护。

机车辅助电动机在故障运行时应注意以下几点：

①若机车运行时仅一台空气压缩机工作运转（当任一APU 故障时，只有靠近操纵端的压缩机工作），由于充气所需的时间很长，为保证主储气罐的压力不显著下降，运用时要注意。

②当牵引电动机通风机发生故障隔离时，只有对应的主变流器和牵引电动机停止工作。

③复合冷却器用通风机发生故障时，其对应的3组主变流器单元和3 台牵引电动机全部停止工作。

④主变压器用油泵发生故障隔离时，对应的3组主变流器设备和3 台牵引电动机全部停止工作。

（7）受电弓隔离运行。

受电弓升弓气路发生故障时，让该受电弓降下，并将侧墙升弓气路板上的阀门关闭，切断该受电弓的气路。

一组受电弓损坏且存在接地故障的情况下，将控制电器柜上的转换开关SA96打至相应隔离位，将车顶上相应受电弓的高压隔离开关QSl或QS2 断开，该受电弓被隔离，机车需要升起另一组受电弓，继续维持运行，回段后再作处理。

9.紧急制动

紧急时按下驾驶台的紧急开关（红色按钮），分主断，启用空气紧急制动。

10.结束运行操作

运行结束、离开机车前需完成以下操作：

（1）将主控制器的换向手柄复至“0”位，自动制动阀手柄置“重联”位，单独制动阀置“全制动”位。

（2）断开主断路器，降弓。

（3）关闭驾驶台所有开关，取下司机钥匙。

（4）将停车制动器置于制动状态。（将操纵台控制面板上的停放制动开关设定为制动。停放制动启动，操纵台故障指示灯中“停车制动”灯亮）

（5）关掉电器控制柜的蓄电池塑壳断路器（QA61）。

二、HXD3电力机车电器动作试验

1.准备工作

（1）在无电情况下，对微机控制柜、高压电气控制柜、空气管路柜、蓄电池及司机室内各设备安装、紧固、连接状态进行外观检查。

（2）确认各故障隔离开关“正常”位。

（3）主电路入库转换开关QS3、QS4及辅助电路入库转换开关QS11 置于运转位。

（4）确认主电路及辅助电路接地开关GS1～6、GS7～8 在运用位。

（5）锁好车顶门及高压电气控制柜门，拔出黄色钥匙后，一同插入主断接地开关QS10上，将QS10放置运行位后，再将 QS10 上的蓝色钥匙拔出，插入空气管路柜上的升弓气路阀，打开升弓气路。

（6）确认总风缸压力 480kPa以上。

（7）确认调速手柄在“0”位，换向手柄在“0”位。

（8）闭合有关自动开关及蓄电池自动开关QA61（QA56、QA72除外），确认控制回路无短路现象，蓄电池电压为98V。

（9）按下操纵台多功能组合模块状态显示灯试验按钮，状态显示灯应闪亮。

（10）确认TCMS显示屏自检正常，操纵台上多功能组合模块状态显示板上“微机正常”“主断路器断开”“零位”“欠压”“主变流器”等显示灯亮。

（11）插入电钥匙SA49，旋转至开位，TCMS屏显示操纵端，制动显示屏初始化正常。

2.辅助压缩机泵风试验

（1）检查辅助压缩机存油量应充足。

（2）按下SB95后，KMC1闭合，辅助压缩机启动泵风；断开QA45、QA51，辅助压缩机停止泵风。

注：辅助压缩机电机不宜长时间工作和频繁启机，打风时间超过10min 还没有停机，应断开QA45和QA51，检查相应管路是否漏泄。再次工作需间隔 30min 以上。

3.受电弓试验

（1）将SB41（SB42）由“0”位扳向“前”位，5.4s内前受电弓升起，网压表显示正常，TCMS屏显示前弓升起；将开关扳回“0”位，4s内前受电弓降下，TCMS屏显示前弓降落。

（2）将 SB41（SB42）由“0”位扳向“后”位及“后”位扳回“0”位后受电弓试验检查同前。

（3）将SB41（SB42）由“0”位扳向“后”位，升起后弓。

4.主断路器试验

（1）将SB43（SB44）开关扳向“合”位，听主断路器吸合声，看“主断”“欠压”灯灭。辅助电源装置（APU2）开始运行，油泵、水泵、辅助电源装置通风机等分别开始工作。TCMS屏显示：“主断合”，控制电压至 110V。

（2）将SB43（SB44）开关扳向“分”位，听主断路器断开声，看“主断”“欠压”灯亮，TCMS屏显示：“主断分”。辅助电源及辅助电机停止运转。

（3）重合主断路器。

5.空压机试验

（1）将SB45（SB46）开关扳向“合”位。

①当总风压力低于750kPa时，KM13、KM14 间隔3s得电吸合，两台空压机依次工作，当总风压力升至 900kPa以上时，KM13、KM14 失电，空压机停打。

②当总风压力降至 825kPa以下时，靠近操纵端侧压缩机开始工作。

（2）强泵试验。

将 SB45（SB46）开关置“强泵”位，KM13、KM14 间隔3s得电吸合，两台空压机依次工作，当总风压力升至 950kPa以上时，高压安全阀喷气。

（3）将 SB45（SB46）开关扳向“合”位。

6.辅助变流器测频率试验

（1）通过微机显示屏，将6组CI全部隔离。（特别注意）

（2）将换向手柄置于“前”位。

①TCMS显示屏上主变流器CI1、CI2、CI3、CI4、CI5、CI6均应显示被隔离。

②辅助变流器APU1应开始运行，6台牵引通风机、2台复合冷却通风机应开始工作。

③将调速手柄置牵引“3级”以下时，确认APU1输出的电源频率为33Hz，“3级”以上时，APU1输出的电源频率应为50Hz，调速手柄回“0”后，经过一定延时，APU1输出的电源频率下降为33Hz。

④通过微机显示屏，将 6组CI全部恢复。

7.牵引变流器控制试验

（1）静态试验。

①断主断降弓，并将自动开关QA1 断开，将 SA75 置试验位，通过微机显示屏观察主变流器画面：将换向手柄置“前”或“后”位，6组牵引变流器CI的充电接触器和工作接触器得电转换，将调速手柄由牵引1～13级转换，牵引制动画面显示牵引状态输出力矩与级位变化；将调速手柄由制动12～1级转换，牵引制动画面显示制动工况下的输出力矩与级位变换。将调速手柄回“0”。

②将自动开关QA1闭合，SA75置运行位，升弓合主断。

（2）动态试验。

机车制动，确认闸缸压力300kPa。（特别注意）

①将换向手柄置于“前”位，APU1开始工作，主变流器的充电接触器、工作接触器也应启动，主变流器“预备”指示灯亮。

②将TCMS显示屏转换至主变流器/牵引电机画面后，将调速手柄由“0”位移至牵引位，此时，多功能组合模块状态显示屏上“零位”显示灯、主变流器的“预备”指示灯应灭，同时，TCMS显示屏上 1～6位牵引电机的电流、电压、频率、扭力应有数字读出。

③迅速将调速手柄回“0”，上述显示复位。

④将换向手柄置于“后”位时，试验与“前”位时相同。