地铁车辆滤波电容低电压及架线低电压的原因分析及措施

都荣兴

(西安市地下铁道有限责任公司运营分公司车辆部 陕西 西安 710016)

1 问题的提出

西安地铁一号线自开通以来，地铁车辆在运用过程中，牵引逆变器频繁报出“滤波电容低电压(FCLVD)”、“架线低电压(ESLVD)”故障，严重影响到车辆日常的运用、维护。因此对该故障进行研究并制定相应的措施具有重要意义。

2 原因分析

2.1 故障检测原理

列车在牵引时，首先受电弓升起，闭合HB(高速断路器)，司控器换向器闭合，此时线路接触器LB1合，架线电压通过LB1、充电电阻给电容FC充电，相隔0.32 s，线路接触器LB2合，充电电阻短路，此时牵引控制单元同时控制逆变器中6个IGBT的通与断，从而给电机提供电能。如图1所示,当LB1、LB2闭合时电压传感器DCPT1检测出接触网的电压值小于DC1 000 V或电压传感器DCPT2检测到滤波电容FC两端电压值小于DC900 V时，此时牵引逆变器会判断为滤波电容低电压和架线低电压，则断开主电路，从而对系统进行了保护[1]。

图1 VVVF电压传感器检测输出

2.2 故障原因调查

图2 故障时VVVF标准监视数据

现场核实司机操作，发现车辆回到车库后，司机关断司控器换向器，并降下受电弓，此时TCMS(列车控制及监控系统)屏幕上报出滤波电容低电压(FCLVD)及架线低电压(ESLVD)故障。查看牵引逆变器标准监视数据记录的结果，如图2所示，由“Pdwn”(受电弓降下)信号为“1”，“ES”(架线电压)为DC949 V，“Ecf”(滤波电容)为DC894 V，“REVR”(换向器)信号为“1”，LB1和LB2(线路接触器)信号为“1”， 滤波电容低电压(FCLVD)和架线低电压(ESLVD)信号为“1”可知，司机已经关断司控器换向器并将受电弓降下，但实际数据显示司控器换向器信号出现高电平“1”即“REVR”信号为“1”(闭合状态)，从而导致LB1、LB2瞬间接通时检测到滤波电容FC电压DC894 V小于DC900 V，架线电压DC949 V小于DC1 000 V，从而引起牵引逆变器报出滤波电容低电压(FCLVD)及架线低电压(ESLVD)故障[2]。

目前“REVR”得电，主要有以下几种方式(见图3)：(1)司控器方向手柄向前/向后→T21(换向器指令)线得电→“REVR”得电；(2)车载信号发出自动折返信号使AR1(自动折返继电器)得电→T21线得电→“REVR”得电；(3)通过零速继电器SP1R1的常闭触点(b5、b6)→T21线得电→“REVR”得电。

图3 更改前的电路图

根据故障数据和现场实际操作可知，车辆回库司机降弓之前已经将方向手柄回零可以排除(1)，在库内车载信号不会发出自动折返信号可以排除(2)，因此让“REVR”得电只能通过零速继电器SP1R1的常闭触点(b5、b6)。

3 整改措施

通过上述分析可知要避免滤波电容低电压(FCLVD)及架线低电压(ESLVD)故障的发生，必须要解决车辆回库司机方向手柄回零后降弓时仍然通过零速继电器SP1R1的常闭触点(b5、b6)使“REVR”得电的问题。针对此问题目前主要有2种方案：

方案1：取消零速继电器SP1R1的常闭触点(b5、b6)。

此方案虽然解决了“REVR”不能得电的问题，但是会导致车辆静止方向手柄回零时方向继电器FRR失电，而FRR继电器得电是紧急制动环线得电的条件之一。因此取消零速继电器SP1R1的常闭触点(b5、b6)，会直接影响到车辆静止方向手柄回零时，触发紧急制动，故此方案不可取。

方案2：在零速继电器SP1R1常闭触点(b5、b6)之后增加1个反向二极管(见图4)。

图4 更改后的电路图

此方案利用二极管(DHT)正向导通反向截止的原理，不会让“REVR”通过零速继电器SP1R1的常闭触点(b5、b6)得电，从而消除了此故障，经过实验跟踪，表明此方案切实有效，效果良好。

4 结束语

通过对一号线车辆的整改，降低了车辆自身的故障率，提高了安全性，同时也为后续线路的地铁车辆设计提供了宝贵的经验。

[1] 禹建伟.张兴宝.西安地铁2号线车辆牵引逆变器保护[J].城市轨道交通研究,2013(03)：116-120.

[2] 张兴宝,蒲天昊，蒲晨亮，等.西安地铁一号线和二号线车辆辅助供电系统分析[J].轨道交通装备与技术，2015(2)：19-21. □