HXD1型电力机车-电气原理.ppt

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1、南车株洲电力机车有限公司电气系统原理装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车技术中心赵玉玲目录Page2第一部分主电路原理第二部分辅助电路原理第四部分电气原理说明第一部分第三部分网络控制系统装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车电气原理第一部分主电路原理主传动系统主传动系统原理主电路由网侧电路、主变压器、牵引变流器和牵引电机组成。一、主电路原理网侧电路原理爱爱爱网侧电路可分为三个部分：1）网侧受流2）网侧检测3）网侧保护主传动系统主要功能：从网侧获取电能。每节机车网侧电路由1台受电弓、1台主断路器（带高压接地装置）、1台避雷器、1台高压电压互感

2、器、1台高压电流互感器、1台高压隔离开关、牵引变压器原边、接地回流互感器和接地碳刷等组成。两节机车间的网侧电路通过车顶高压连接器相连。一、主电路原理网侧受流原理升单个受电弓的网侧电路原理图升双受电弓的网侧电路原理图主传动系统一、主电路原理网侧电路中的高压电压互感器、原边电流互感器和回流电流互感器等测量器件，用于向机车控制系统、牵引控制单元和能耗表等提供网侧电压和电流信号。能耗表用于显示机车从电网取得的电能和机车再生制动向电网反馈的电能。网侧检测原理一、主电路原理由主断路器用于对牵引变压器原边进行分、合闸操作。主断路器的分闸操作也用于为机车提供保护。当机车出现故障或外部条件异常需要

3、切断网侧电源时，可通过给主断路器分断指令来实现。就网侧电路而言，网侧电路中的测量器件将测量的值提供给机车控制系统或TCU，由机车控制系统或TCU进行判断并在必要时给出分断主断指令，此类保护主要有：a)网侧短路保护当流经回流电流互感器的电流超过整定值时，主断路器将进行分断保护。b)网压监测保护通过高压电压互感器的检测，在网压不正常的情况下，主断路器将进行分断，保护主电路相关设备的正常工作。网侧保护原理一、主电路原理c)网侧过流保护通过原边电流互感器的检测，在电流超过整定值时，主断路器将分断保护。d)原边接地保护检测原边电流和回流电流的差值，当大于整定值时，判定为原边接地，主断路器进

4、行分断保护。除网侧保护外，主电路的其它部分、控制电路以及辅助电路等出现故障需要保护时，也能通过分断主断路器来实现。如遇主断路器失效而无法断开时，则可采用强行降弓的方式切断网侧的电源。避雷器和接地开关也是网侧电路中的保护器件。避雷器用于抑制主电路中的操作过电压和运行时的雷击过电压。接地开关用于在需要登车顶或接近其它高压区域时使网侧电路接地，以保证操作人员的安全。网侧保护原理一、主电路原理第10页主电路介绍网压通过网侧回路的高压部件输入主变压器；1）主变压器通过两个4象限斩波器(4QS)向两个独立的中间电压直流环节供电；2）一个脉宽调制逆变器向一个牵引电机供电,实现轴控；3）四象限斩

5、波器和脉宽调制逆变器采用水冷IGBT模块，模块等级为3.3kV。4）中间直流电路环节还连接有谐波吸收电路，过压保护电路、接地检测电路；5）主变流器可通过调节cosφ来实现对电抗负载的补偿，以提高功率因素；6）具有库内动车功能。一、主电路原理第11页一、主电路原理主电路控制与监视设备1）通过两个TCU（牵引控制单元）模块对变流器内部两组供电回路中所有设备进行控制和监视；2）通过CCU（中央控制单元）对两个TCU进行控制和监视。第12页主变压器主变压器为卧式变压器，主变压器和谐振电抗器安装在变压器油箱内，采用油循环强迫风冷。主变压器设有压力释放阀。原边绕组额定容量：5280kVA原边

6、绕组额定电流：211A牵引绕组额定容量：4×1320kVA牵引绕组额定电压：4×970V牵引绕组额定电流：4×1361A绝缘等级：A级额定效率：≥96%谐振电抗器电感值：2×0.27mH一、主电路原理牵引变流器柜牵引变流器TCU主传动系统-主要部件介绍牵引变流器主要参数额定输入电压：AC970/50Hz最大输入电流：1640A中间额定电压：DC1800V额定输出电流：4×598A额定效率：不小于98%控制电压：DC110V启动转矩：9717NmIGBT模块技术参数额定电压：3300V额定电流：1200A开关频率：450Hz冷却方式：水冷一、主电路原理牵引电机牵引变流器TCU主传动

7、系统-主要部件介绍额定功率：1224kW额定转速：1720r/min额定电流：598A额定频率：58.1Hz额定转矩：6802Nm启动转矩：9717Nm极对数：2对绝缘等级：200级冷却方式：强迫风冷一、主电路原理受电弓网侧主要部件介绍额定工作电压:AC25kV正常工作电压范围:AC17.5kV～AC31kV额定工作电流:1000A工作空气压力:400kPa～1000kPa升弓时间:6s～10s降弓时间:≤6s受电弓支撑绝缘子绝缘爬电距离：不小于1000mm一、主电路原理高压电压