CRH3A型动车组网压超限故障浅析

蒋国梁 左明洁

摘要：随着高速铁路的快速发展，高速动车组车辆逐渐增加，车辆控制系统对于车辆的安全稳定运营凸显重要。牵引系统与接触网压的配合非常重要。

Analyse research of over voltage fault CRH3A EMU

ZUO Mingjie Jiang Guoliang

Abstract With the develop rapidly of highspeed railway，highspeed EMU vehicle crescent，vehicle control system prominent important to be in motion safely and steadily. Cooperation between traction system and electric wire voltage is very important.

1 故障概况

CRH3A型动车组在成都铁路局运用前期的2017年11月至12月间多次发生由于网压超过31kV导致VCB自动断开、受电弓自动降弓且切除的故障。故障发生后，成都铁路局组织长客股份设计人员、试验人员以及牵引变流器供应商永电捷通公司相关技术人员对故障进行了数据采集和原因分析，最终确认导致网压超过31kV的根本原因为CRH3A车组牵引变流器工作参数与接触网参数不匹配，造成网压谐振，进而将接触网电压短时抬升至31kV以上。

2 接触网参数与牵引变流器控制参数产生共振的工作原理

整流器方法采用瞬态电流控制方法，根据电流的指令值调节电流检测值进行电流控制，由于电流的调节频率接近架线侧的共振频率，因未能有效抑制电流波动导致网压抬升，发生共振现象。通过降低整流器的瞬时电流控制的控制增益以规避此现象发生。整流控制原理图如图 1 所示。瞬态电流控制器（ACR），即 2 次电流指令值与检测值（二者同为正弦波）的差值加上控制增益，转换为电压补偿量的一种处理思路。将此电压补偿量加算至 2 次电压指令，形成最终的 2 次電压指令，得出 2次电压·2次电流。

3调整整流器控制电流增益抑制接触网共振方案

对于本次正线架线上存在的阻抗，由于整流器的瞬态电流控制的电流调节频率较大，导致共振现象。考虑将整流器瞬态电流控制的电流调节调整为合适的控制量，降低控制增益，可以规避共振的发生。不是改变控制方法抑制共振，或将整流器的瞬态电流控制动作调节至与不用于共振频率的其他频率范围进行动作。在西-成线路上发生的网压超限现象，当时共振频率约1300Hz，如下表 1 所示，将整流器的瞬态电流控制的控制增益减至 50%，进行仿真后电压振荡消失，如图3所示。

另外，TCU软件升级前，长客股份对故障时的线电压波形进行了测试，相关波形如下：

从波形中可明显看出线电压的波动。

软件升级后，长客股份对线电压进行再次采集，相关波形如下：

整流器瞬态电流控制的控制增益为补偿量的大小，与频率没有关系。上下调节控制增益也并非是对共振频率移位。

为规避共振现象的产生，防止整流瞬态电流控制出现不稳定，为达到此目的，降低控制增益的调整量是关键。

4结束语

整流器瞬态电流控制增益修改后，避免了牵引系统与接触网参数匹配造成的共振问题，降低了动车组故障率，提高了动车组运用的稳定性。

参考文献

[1] 陈国呈.PWM变频调速技术.北京：机械工业出版社，1998

[2] 陈伯时，陈敏逊.交流调速系统.背景：机械工业出版社，1998

[3] EN 50163-2004 《牵引系统供电电压应用》

（作者单位：1.中国铁路成都局集团有限公司；

2.中车长春轨道客车股份有限公司）