系统柜
系统柜安装在机械间内,每台车2个,是HXD2机车的核心控制部件之一,主要承担了 整车逻辑控制、输入输出管理、机车网络管理、机车110V电源分配等功能。系统柜内主要 安装了MPU、RIOM、继电器、断路器、24V电源、12V电源、滤波器等部件。柜内设备复杂、 电气接点多,但通过设备的分区布置和预布线工艺,使设备布置紧凑且规整。大部分电气连
接主要采用快插拔连接方式,包括使用多芯连接器和快速接头,大大减少了部件制造和维护 的工作量。 (1)主要参数 输入电压: 输出电压:
直流110V
直流110V,24V、12V
系统柜总重:344kg 防护等级: IP20 外形尺寸: 703mm×971mm×2163mm (2)结构及主要设备
系统柜柜体采用镀锌钢板,铆接结构,其结构可靠性在PRIMA机车系列上得以验证。
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系统柜门设置在柜体右侧,柜门上不但安装了很多电气部件,还提供了维修的通道。系统柜 与机车的电气接口分为两个部分,一部分位于正面的顶部,另一部分位于右侧顶部,这两个 部分都可以打开,便于接线和维护。柜内设备的安装与紧固符合机车冲击振动的要求。
系统柜门主要由门板和电气件构成。在系统柜柜门从上至下依次安装了开关、按钮、微 断路器和继电器等部件。
系统柜门的开关主要承担了控制系统的功能切换和故障隔离。按钮则为110V电源开断 和电源状态监测。
柜门中部的微型断路器为各控制电路输入侧提供了过流保护,当回路电流过高时,自动 断开电路,在司乘人员确认故障后,可以恢复。微断路器包括:0.1A、0.5A、1A、5A、8A、 10A、16A、20A等电流等级,共计101个,安装在门中部,微断路器布置如图3.25所示。
柜门下部安装了33个继电器,该继电器采用快插拔技术,使维修容易。不同型号的继 电器定位码不同,可以防止继电器的误插。
(3)电源
系统柜直接从蓄电池柜获得110V电源。对于110V电源的输入,系统柜有控制和保护器 件,包括:接触器、熔断器、浪涌吸收器等部件。系统柜上部安装了一个110V电压表,用 于监测控制电源电压。
系统柜内部安装有3个电源:2个24V电源,每个功率为1kW,为机车前照灯照明、副 前灯照明、后视镜除霜、空调控制、操纵台照明等提供电源。另一个为12V电源,为机车新 增的无人警惕和火灾报警提供电源。
(4)机箱
系统柜内包括三种机箱:MPU、RIOM、电子插件箱。MPU机箱和RIOM机箱可以直接推进 相应的机箱内,二者与外部的电气连接通过机箱实现。系统柜柜内机箱位置如图3.27所示。
(5)继电器
系统柜内部还安装了5个继电器,:能实现蓄电池电压监测(两个继电器)、紧急制动、 显示屏供电和空调的控制等功能。
(6)滤波器
为安全设备和电台设备设置了专用滤波器,分为3A和16A两种规格共计13个,为这 些设备提供稳定、可靠的电源。其布置如图3.29所示。
(7)接触器
为了保证电源输出的安全和稳定,并保证电源的可控性,在系统柜电源输出电路增加 了两种接触器各9个,主要为灯照明控制和其他控制单元(TCU、ACU、RIOM)提供电源。
(8)连接器
系统柜对外电气接口包括13个矩形和9个圆形连接器:13个矩形连接器主要用于控 制信号和电源的输入输出;8个圆形连接器用于FIP网络的通信:其中4路列车网络、4 路车辆网络;1个圆形连接器用于与Locotrol的通信。
通用柜
原型机车的通用柜是为满足多流制式而设计的一个电气屏柜,主要安装交直交中间回 路电阻和接触器、直流斩波回路的部件。由于HXD2型机车是25kV50Hz供电,因此取消了 直流回路的部件,但增加了库用动车变压器、接触器来满足库内动车的要求。HXD2型机车 每节设置一个通用柜,A、B节完全相同。外形如图3.37所示。
通用柜外形图
通用柜主要部件有
牵引变流器中间回路放电电阻:1轴和2轴的放电电阻分别在通用柜中的上排和下排位 置;3轴和4轴上的放电电阻安装位置同1轴和2轴上的放电电阻位置相反,安装在另一个 面板上,放电电阻的功能是保证在少于5分钟的时间内,即使少了一个电阻,也可以将牵引 变流器中间回路并联的的所有电容放电至50V以下。
库用变压器在通用柜中的下部,库用变压器的功能是将地面的三相AC380V电源转换为 三相AC693V,提供库内动车电源。
库内动车三相整流器在通用柜中的放电电阻下方。库内动车三相整流器的功能是将库用 变压器输出的三相AC693V整流为直流770V,提供库内动车电源。
库用接触器和库用预充电接触器在通用柜中的左下层。库用接触器的功能控制库内动车 电源的投入和切除,接触器吸合后将三相整流器输出的直流770V接入2轴牵引变流器的中 间回路,提供库内动车电源。库用预充电接触器是控制预充电电阻的投入和切除,限制输入 2轴牵引变流器的中间回路的浪涌电流。
预充电电阻的功能是限制输入2轴牵引变流器的中间回路的浪涌电流。
感应变压器的功能是测量网压的电压和相位,并提供给牵引控制单元控制整流脉冲的触 发相位。它连至原边电压互感器和牵引变流柜变压器之间,实现电气隔离。
原边过流继电器:原边过流继电器的功能是检测主变压器原边的短路电流。它连接到 ―TFI‖电流互感器上。
安全联锁钥匙箱主要有以下功能:在检修操作过程中,确保操作人员在没有高压危险的 车顶和电气柜内进行维修;在正常运行状况下,通过采取锁定措施来禁止接触高压带电设备, 以保证人员安全。
安全联锁钥匙箱BVR安装在通用柜,钥匙箱的前面板上装有六个屏柜钥匙(分别用于控 制主变流柜、通用柜和辅变流柜)、两个绿色指示灯、一个按钮和一个正方形的用于接地开 关(HOM)钥匙的钥匙槽。外形图如图3.45所示。
六个屏柜钥匙在初始工作位是被锁定的。通过插入HOM钥匙(即图中B钥匙)把手,用 把手在指示灯亮的情况下转动钥匙,这时屏柜钥匙就被解锁。解锁屏柜钥匙的顺序如下:
a在正方形槽中插入HOM钥匙把手;b按下BP-BVR按钮以检查是否经过了5分钟的延迟 时间。该延迟时间根据断路器打开时间并参考电路中各种电容器所需的理论放电时间进行选 取;c如果经过了延迟时间,绿色的L–BVR指示灯亮并且EA–BVR螺线管上电;d转动HOM
钥匙把手的整个过程中要一直按下BP–BVR按钮。当转到接地位时,六个屏柜钥匙解锁;eHOM 钥匙在接地位时,六个屏柜钥匙能通过转动四分之一圈而取下,屏柜钥匙一旦取出,HOM钥 匙将被锁定在接地位,且不能被取下。
要使HOM钥匙把手回到工作位置,只要插入所有屏柜钥匙并反转四分之一圈锁死,即可 将HOM钥匙把手转至工作位并可被取出。任何一个屏柜钥匙没到位都不能使把手回到工作位 置。
当需要对机车的高压带电部分进行维修时,其操作顺序如下:a系统柜的面板上的可移 动钥匙的安全开关Z(SEC)由―工作位‖打至―隔离位‖并取出钥匙;b一旦Z(SEC)开关处 于隔离位并且Z(SEC)钥匙从开关上取走,可以使用35KS接地开关的A钥匙和B钥匙对接
地开关H(O-M)执行操作,将其操纵至接地位后,取出B钥匙;c将B钥匙插入安全联锁钥匙 箱,解锁屏柜钥匙;d打开屏柜,进行检修作业;e人孔盖锁钥匙、380V插座钥匙、高压隔 离开关钥匙与Z(SEC)钥匙串在一起,当Z(SEC)钥匙从系统柜取下时,可以对相应部件进 行检修作业。
3车顶设备布置 (1)概述
每节机车设有三个顶盖,两节机车的第一、第二顶盖设备布置完全相同,而第三顶盖(A 节)比第三顶盖(B节)多了一个生活区的空调。机车顶盖布置图如图所示。
顶盖布置
1—第一顶盖;2—第二顶盖;3—第三顶盖(A节/B节)
车顶设有高压设备及支持绝缘子,这些高压设备不但要满足机车电气性能和具有足够的 绝缘强度,而且能承受风、沙、雨、雪侵袭及污染的危害。
(2)第一顶盖设备布置
第一顶盖的上面装有受电弓、高压电压互感器、主断路器、接地开关、避雷器、支持瓷 瓶,下面除装有机械间照明灯、受电弓升弓阀板、高压电压互感器保护罩外,还安装有顶盖 上设备的线路和控制管路。第一顶盖设备布置图如图所示。
第一顶盖设备布置(左为顶盖上,右为顶盖下)
1—受电弓;2—高压电压互感器;3—22CB+35KS;4—支持绝缘子;5—机械间照 明灯;6—互感器保护罩;7—第一顶盖下布线;8—第一顶盖下控制管路。 (3)第二顶盖设备布置
第二顶盖的上面装有高压隔离开关、车顶入口门及其接地装置、400KHz天线、450MHz 天线、支持绝缘子,下面装机械间照明灯、登顶梯、车顶入口门锁组装、机械间照明灯和高 压隔离开关的线路系统。第二顶盖设备布置图如图所示。
第二顶盖设备布置(左为顶盖上,右为顶盖下)
1—支持绝缘子;2—400kHz天线;3—高压隔离开关;4—450MHz天线;5—车顶入口门及
接地装置;6—机械间照明灯;7—登顶梯;8—车顶入口门锁组装
(4)第三顶盖设备布置 第三顶盖设备布置只有顶盖上面部分,顶盖下面是生活间的顶盖。第三顶盖(A节) 上安装的设备有高压连接器、支持绝缘子、生活区空调;第三顶盖(B节)上安装的设备有 高压连接器、支持绝缘子。第三顶盖设备布置图如图所示。