辅助供电系统故障处理资料Word格式.docx
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学习内容
1.一台辅助逆变器故障现象
2.一台辅助逆变故障处理
3.辅助逆变器启动流程
【知识导航】
一、辅助逆变器启动流程
在辅助逆变器的输入电压处于允许范围内,VCU发出启动命令,辅助逆变器的预充电保护单元闭合开始对支撑电容充电。
若预充电单元没有错误,线路接触器闭合,辅助逆变器运行在断开输出保护的情况下,进行自检,测试是否有AC380V输出滤波电路,内部短路、内部接地等故障。
如果自检没有错误,为了与列车三相交流母线同步,辅助逆变器又一次关断。
如果列车三相交流母线上没有电压,输出接触器第一次接通,辅助逆变器接通,系统正常启动;
如果在系统自检后列车三相交流母线已经存在电压,在断开输出接触器的情况下,辅助逆变器后端的输出滤波器进行测试,辅助逆变器开始执行与列车三相交流母线的相位、电压的同步,达到同步后输出接触器接通,此时辅助逆变器已经接管了整个列车母线的输出。
二、中压负载起动
1.中压负载启动遵循如下原则:
只要辅助变流器启动,辅助变流器风机就启动。
至少2台SIV并网完成后,才能单独启动两台空气压缩机;
至少3台SIV并网完成后,才能同时启动两台空气压缩机;
至少3台SIV并网完成后,空调压缩机才能起动。
空气压缩机与空调压缩机不允许同时起动;
空调压缩机\空气压缩机起动过程中,若空气压缩机\空调压缩机需要起动,
VCU根据此时辅助逆变器的过载能力确定是否起动空气压缩机(1台起动或2台同时起动)\空调压缩机。
在任一时间段整列车仅有一台空调压缩机处于起动状态。
除同一机组内的空调压缩机起动连锁控制由空调控制盘完成以外,上述连锁控制均需VCU完成。
2.SIV故障时,负载切除方案:
当1台辅助变流器故障时,列车将通过MVB网络将该信号传输给空调系统,客室空调每个机组将只有一台压缩机运行(假设此时制冷要求工况为全冷),其他中压交流负载保持正常工作;
当2台辅助变流器故障时,列车将通过MVB网络将该信号传输给空调系统,每个客室的一个空调机组执行通风,另一个机组正常运行,其他中压交流负载保持正常工作。
当3台及以上辅助逆变器故障时,所有客室空调机组都将仅保持通风,其他中压交流负载保持正常工作。
三、辅助逆变器故障处理
1.一台SIV不启动
一般是控制电路的故障,控制电源开关跳闸或继电器故障,需要检查SIV控制电源的相关开关及继电器的电路。
2.TMS显示的SIV相关轻微故障
一般是由于逻辑单元检测故障或受其他环境干扰引起的偶发故障,通过专用的复位按钮或重启电源即可恢复故障,俗称“假故障”。
SIV逆变器故障,在TMS有故障记录,通过司机室TMS显示屏,可以查看故障发生的时间、故障代码及故障描述,并具有相关的处理意见指引,检修人员可根据指引来缩小故障的范围,有助于故障的判断。
SIV逆变器故障时和VVVF牵引逆变器故障调查方法一样,也可通过下载逻辑部的故障信息来分析SIV故障时的数据变化,进一步调查故障的根本原因。
【任务考核]】
一、交流评价学习
1.各小组展示交流学习成果。
2.评价表
综合评价成绩表
项目名称
辅助供电系统维护及故障处理
学生姓名
任务名称
掌握辅助逆变器故障处理
分数
评价项目
分值
1.小组学习计划
10
2.辅助逆变器启动流程
20
3.一台辅助逆变器故障现象
30
4.一台辅助逆变器故障处理
5.基本素养考核情况(效率合作)
教师简要评语:
教师签名:
任务二掌握蓄电池维护及故障处理
【任务案例】
图4-2-1显示的是蓄电池爬碱现象,试分析蓄电池爬碱原因及后果,如何避免此现象发生?
图4-2-1蓄电池爬碱现象
【任务分析】
蓄电池作为控制电源起着非常重要的作用,做好蓄电池的维护保养及故障处理,保障列车安全运行。
【任务实施】
1.学习环境
2.学习步骤
分组讨论,6-8名学生组合成一个学习小组进行学习讨论,根据搜集的资料和知识导航及阅读材料,及时完成任务,并填写学习工作单4-2。
学习工作单4-2
1.蓄电池的控制与保护
2.蓄电池电解液渗漏处理
3.蓄电池电压低的处理
一、蓄电池控制和保护
1.在驾驶台设置旋钮开关TAS,可以切除/接通蓄电池与DC110V供电母线,用于实现列车睡眠/唤醒。
2.每个Tc车低压箱内设有隔离开关BIS,当蓄电池出现故障或要对与蓄电池相连的设备进行检修时,可以使蓄电池与负载和充电电源隔离。
3.蓄电池箱体设有蓄电池温度传感器NTC10K,实现蓄电池在充放电循环过程中,电池温度不超过电池供应商提供的限定值(当检测到蓄电池的温度大于75℃,蓄电池充电机断开,当蓄电池的温度低于65℃后再接通),同时对充电电压进行温度补偿。
4.在低压箱设置二极管防止逆流(从DC110V负载到蓄电池),当一个蓄电池充电机(即低压电源)发生故障时,与其相关的蓄电池不再被充电。
5.在蓄电池正负端设置熔断器160A,实现对蓄电池过流、短路保护,熔断器的辅助触点传输给SKS,并由TCMS检测熔断器的状态。
6.通过低压箱内的低压检测继电器检测蓄电池电压,当蓄电池电压低于84V时,通过切断供电接触器切断蓄电池负载保护蓄电池。
7.通过司机台上的电压表可以读取所在单元的蓄电池的端电压值。
二、地铁列车使用的蓄电池
图4-2-2列车蓄电池
三、蓄电池的组成
1.正、负极:
由活性物质和导电骨架组成。
2.隔膜:
用在正负极板之间,防止正负极板之间短路。
3.电解液:
在电池内部,起到离子导电的作用,
使蓄电池内部形成通路。
4.外壳:
极板、电解液、隔膜组装在外壳内。
外壳要求有良好的机械强度、耐冲击、耐腐蚀、耐高低温等。
5.其他部件:
如螺栓、螺母、垫片、弹簧、导线等。
四、镍镉蓄电池的工作原理
1.化学反应
(正极)(电解液)(负极)放电(正极)(负极)
2NiOOH+2H2O+Cd≒2Ni(OH)2+Cd(OH)2
羟基氧化镍水镉充电氢氧化镍氢氧化镉
2.过充电
(电解液)(负极)(正极)
2H2O→2H2+O2
水氢气氧气
五、蓄电池的基本特征
1.电压
(1)标称电压(额定电压)
碱性蓄电池的标称电压是1.2V。
(2)充电电压U(V):
给蓄电池充电时设定的电压。
2.放电电流I(A)
蓄电池工作时所产生的电流,极板活性物质不同,产生的最大电流也不同。
放电电流一般以倍率表示C5A:
如0.2C5A表示0.2倍率放电。
3.容量C(Ah)
在一定的放电条件下可以从蓄电池中获得的电能。
标称容量一般用C5表示,其含义是指以5小时率放出放出的容量。
如本项目用的LPH140A型电池,其标称容量(C5)为140Ah,即以0.2C5A(28A)放电达到5小时以上。
六、蓄电池的维护
补水方法
在注水前,先根据蓄电池充电特性曲线对蓄电池进行充电,若充电电流在1小时内几乎不变时,停止对蓄电池充电,静置2小时后,开始补水。
请按以下顺序进行补水。
1.请将蓄电池的液口栓盖从电槽盖上取出。
2.将液口栓盖对着3个排气筒插到底。
插入时确认栓盖有没有裂缝,劣化等。
请参照图
(1)
3.请将精制水注入玻璃吸管内补水,进行充水时电解液面会从注液部溢出。
4.补水时补到液位在补水指示棒的顶部位置(LEVEL的圆棒)时将液口栓盖拔出,电解液面会自动降至最高液面线(UPPERLEVER)。
请参照图
(2)
5.液口栓盖和电池盖的三角印方向对称。
请参照图(3)
图3-2-3蓄电池补水
(1)
(2)(3)
七、蓄电池检修
蓄电池检修内容
检查蓄电池电解液的液面,应在最高与最低液面标志线之间。
如果液面低于最低液面标志线,补加纯净水。
检测蓄电池的单体电压,如果电压低于1.0v/节,必须立即充电。
检查连接螺栓是否有松动现象,松动的螺栓用8N·
m的扭矩扳手拧紧。
螺栓和连接线是否有腐蚀污染,腐蚀污染的螺栓和连接线应及时做清洁处理。
当发现有如下异常情况时,应找出原因并更换有故障的电池:
电压异常、物理性损伤(如壳盖有裂纹、或变形等);
电解液泄漏、电池温度异常。
故障电池更换:
首先断开电池回路,用扳手小心松开故障电池的导线,然后再将电池搬出,再换入新电池。
应保持完整的蓄电池的运行记录。
良好的记录将成为充电、维护或电池运行出现问题时采取正确措施的依据。
八、蓄电池主要故障和排除方法
序号
故障
产生原因
排除方法
1
放电态蓄电池电压为低于1V
1.电池过放电
2.电池无电解液
3.电池内部短路
1.电池重新充电检查
2.加电液重新充电
3.更换单体电池
2
容量降低
1.充、放电制度不正确
2.电池内部微短路
3.电解液量太少,低于最低液
面线
4.电解液中碳酸盐含量太高
5.充电时环境温度太高或太低
6.个别单体电池容量低于额定
容量的70%
7.使用仪表不正确
8.电解液密度不在规定范围内
1.改用正确的充放电制度
2.更换单体电池
3.补加电解液,后进行充电。
4.更换新的电解液,后进行充电
5.控制充电房环境温度为20±
5℃
6.更换单体电池
7.检查,校正所用仪表并消除线路上其它故障
8.调整电解液密度至规定范围
3
蓄电池爬碱或渗漏
1.蓄电池倾覆或者倒置情况
2.密封件失效
3.蓄电池外壳损坏
1.把蓄电池的回路断开
2.带上防护用橡胶手套,防护眼镜以及防护服,防止碱液烧伤;
3.把发生爬碱或者渗漏蓄电池与其他蓄电池断开;
4.把发生爬碱或者渗漏的蓄电池取出,用蘸有硼酸的抹布,把蓄电池外壳上的碱液擦拭干净。
蓄电池组故障
城轨车辆蓄电池在实际应用中存在的问题比较多,主要有以下7种情况:
1)液体渗漏现象液体渗漏分为两类:
一是加液时渗漏,这是由于人为操作或工具使用问题所致;
二是运营过程中的漏液,一方面是由于加注的蒸馏水超过规定液面高,在运用中车辆晃动引起漏液;
另一方面可能与个别单体的工作电压不均有一定的关系。
判断渗漏是蒸馏水还是电解液的问题,要看是否有结晶体。
有结晶体析出的渗漏是电解液,无结晶体析出的则是蒸馏水。
2)单体电压存在不均衡现象
蓄电池在应用中经常会发生单体电压不均衡的现象,其原因一般是由于部分单体失水过多,而工作温度较高,影响其内部化学反应,久而久之电压差显现。
发现这种问题时,需要将蓄电池组从车上拆下,在车下进行充放电维护,使之活性物质重新化,从而达到均匀压差的目的。
3)蓄电池的“爬碱”现象
碱性蓄电池含有氢氧化钾(KOH)和氢氧化锂(LiOH)的碱性电解液,运用中时间一长,电解液有爬上容器口的特性,称为“爬碱”,如图8.5所示。
爬碱现象会引起蓄电池正、负极以及其他回路自放电加大,降低蓄电池正、负极间和直流系统的绝缘,且消耗电解液,会腐蚀引线、端子。
爬碱一般是由于极柱、螺母、垫圈等处的凡士林油涂抹不均;
蓄电池内部的电解液液面过高;
极柱、气塞密封不严,外溢电解液过多造成的。
遇到这些情况时,如因电解液过多而引起液面外溢时,应吸出一部分至液面标准线。
气塞密封不严,应更换密封件,并拧紧螺母。
4)单体蓄电池烧损
在运营中,蓄电池烧损的现象也会偶尔发生,如图8.6所示。
尤其新车调试或蓄电池检修重新安装后居多,这种情况直接危及运营的安全。
其原因一般是作业人员未按标准操作引起,导致蓄电池连接板螺栓紧固不良。
蓄电池在工作时,充、放电流较大,由于螺栓松动,端子接触不良,增大了接触电阻,使局部热量增大引起的烧损现象。
因此,新车到段后,一些运营单位会组织人员重新对蓄电池接线端子进行力矩校正,以确保各连接螺栓紧固到位,避免发生该类事故。
5)蓄电池极性接反
蓄电池组是多个单体串联在一,在组装时由于作业人员不负责造成相邻电池极性接错,使单个蓄电池或多个蓄电池组长期处于放电状态,造成蓄电池亏电,单个或整组电池电压较低。
蓄电池正、负极均有颜色标识,接线或检查时须注意。
6)蓄电池温度传感器故障(见图8.7)
蓄电池在充电过程中,因温度变化的不同充电电流也有一定的差别,通过温度传感器采集的蓄电池工作时的环境温度而不断调整充电电流,以满足不同温度下的充电电流值。
由于蓄电池温度传感器连线较软,且易折断,温度传感器经常会发生线缆短路、断路、传感器反映不真实、传感器插头插接不良的故障。
这些故障发生,直接导致辅助逆变器的故障,造成辅助逆变器不工作,影响较大。
因此,在日常检查时要特别注意传感器的线缆,避免夹、折,用万用表测量传感器的探头电阻阻值,确保其工作时的可靠性。
7)运营维修中存在的问题
在实际运营维修中,发现除上述蓄电池故障外,还有蓄电池外壳壳体过热变形、机械撞击壳破损、蓄电池液面下降过多等问题存在,如图8.8、图8.9所示。
蓄电池壳体具有防火、阻燃的特点,由无毒、不含卤的特殊PP材料或(Grilon-VO)组成,能承受一定的冲击力,在搬运、运输过程中也要避免机械撞击,以免造成壳体变形、损坏的情况发生。
对于在相等使用条件下失水过多的蓄电池,通常要特别进行检查,一方面确认壳体无裂纹、渗漏现象;
另一方面检查单体电池电压是否正常。
如果检查都正常,重新补水后进行跟踪观察,否则需作更换处理。
【任务考核】
1、各小组展示交流学习成果。
2、评价
城市轨道交通车辆辅助供电系统
认知认知辅助供电系统的供电负载及蓄电池
1、小组学习计划
2、三相交流负载认知
3、蓄电池认知
4、DC110V负载
5、基本素养考核情况(效率合作)
8.7蓄电池温度传感器
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