本文作者：張道俊作者單位：鄭州鐵路局鄭州供電段

原因分析

（1）測試期間，鄭州客運(yùn)站開閉所供電可靠，基礎(chǔ)電壓質(zhì)量完全滿足《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求。

（2）從錄波數(shù)據(jù)上看，交直交電力機(jī)車四象限脈沖變流器脈沖頻率的數(shù)量、分布較為固定，脈沖寬度逐個(gè)可調(diào)。在大型樞紐，當(dāng)多臺(tái)機(jī)車整備、啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，牽引供電系統(tǒng)感抗Lx存儲(chǔ)的能量相對(duì)于單臺(tái)機(jī)車運(yùn)行成倍放大（圖2），4臺(tái)機(jī)車放大4倍，如圖2所示。由于四象限脈沖變流器脈沖寬度調(diào)整策略未充分考慮系統(tǒng)阻抗的影響，引起變流器直流中間電壓波動(dòng)加大，最終造成網(wǎng)壓低頻振蕩。

（3）整備、啟動(dòng)運(yùn)行的機(jī)車越多直流中間電壓波動(dòng)越大，當(dāng)機(jī)車數(shù)量超過臨界值后，直流中間電壓峰值將超過軟保護(hù)電路限度值，之后波動(dòng)受到抑制，但隨后再次波動(dòng)，最終形成連續(xù)的低頻振蕩；當(dāng)機(jī)車數(shù)量超過臨界值較多后，直流中間電壓峰值將超過脈沖封鎖保護(hù)電路限度值，之后波動(dòng)停止，但脈沖封鎖保護(hù)會(huì)延時(shí)開啟，最終形成斷續(xù)的低頻振蕩，網(wǎng)壓低頻振蕩屬于同型機(jī)車策略引起的強(qiáng)制振蕩。若降低牽引供電系統(tǒng)阻抗，機(jī)車諧振的臨界值可增大，但由于牽引供電系統(tǒng)阻抗相對(duì)固定，改善的余地有限。

（4）網(wǎng)壓低頻振蕩主要因脈沖寬度調(diào)整策略不完善造成，低頻振蕩頻率主要由振蕩強(qiáng)度及四象限脈沖變流器保護(hù)策略決定。若振蕩時(shí)間過長，會(huì)造成四象限脈沖變流器牽引封鎖。接觸網(wǎng)電壓波動(dòng)幅度超過31kV時(shí)，會(huì)引起過壓保護(hù)動(dòng)作跳閘。

本文作者：臧俊作者單位：鄭州鐵路安全監(jiān)督管理辦公室駐鄭州機(jī)務(wù)段驗(yàn)收室

電阻元件材質(zhì)不良：SS系列電力機(jī)車阻容保護(hù)電路裝置配置8個(gè)電阻、4個(gè)電容，電阻分成2組，額定阻值為6.2Ω，電容的額定電壓為1.7kV、額定電容為18μF、額定頻率為50Hz。因進(jìn)貨渠道不同、生產(chǎn)廠家不同，以及與電容的匹配等問題，造成阻容保護(hù)電路電阻質(zhì)量良莠不齊。有的電阻熔點(diǎn)過低，導(dǎo)致電阻過熱時(shí)燒損、融化。

電阻位置設(shè)置不當(dāng)：阻容電路的電阻一般安裝在功率補(bǔ)償柜上方，用石棉板隔熱，位置緊密又無強(qiáng)迫通風(fēng)，導(dǎo)致散熱不良。當(dāng)阻容電阻因各種原因?qū)е掳l(fā)熱而不能及時(shí)散熱時(shí)，極易引起燒損。

SS系列機(jī)車與和諧系列機(jī)車混跑：目前，鄭州機(jī)務(wù)段配屬3種和諧型電力機(jī)車，其中，HXD1B型130臺(tái)，HXD3型24臺(tái)，HXD3C型48臺(tái)；洛陽機(jī)務(wù)段配屬2種和諧型電力機(jī)車，其中，HXD1C型135臺(tái)，HXD3型135臺(tái)。在鄭州北站編組場的上到場、上發(fā)場、下到場、下發(fā)場4個(gè)場中，和諧型機(jī)車較為集中，造成鄭州北站編組場接觸網(wǎng)高次諧波增多，極易引起鄭州地區(qū)SS系列機(jī)車阻容電路的電阻過熱。

應(yīng)對(duì)措施

1避免和諧系列機(jī)車與SS系列機(jī)車混跑

摘要:采用單相多電平級(jí)聯(lián)H橋代替電力機(jī)車上傳統(tǒng)的脈沖整流器，從而避免使用笨重、體積大的工頻牽引變壓器，可以實(shí)現(xiàn)車體輕量化。分析了單相多電平級(jí)聯(lián)H橋變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理，理論分析及MATLAB/simulink仿真結(jié)果表明，多電平變流器可以輸出穩(wěn)定直流電壓，并且每個(gè)功率器件承受的電壓應(yīng)力較小。

關(guān)鍵詞:無牽引變壓器;級(jí)聯(lián)H橋;多電平變流器

鐵路提速促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，車體輕量化是列車提速需要解決的其中一個(gè)技術(shù)難題。為實(shí)現(xiàn)電力機(jī)車避免使用笨重的牽引變壓器［1］，則需變流器能夠承擔(dān)輸入的高電壓，但單個(gè)功率器件能夠承擔(dān)的電壓應(yīng)力僅為6500V，因此通過串聯(lián)功率器件分壓［2］。

1傳統(tǒng)電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中，受電弓將接觸網(wǎng)單相25kV/50Hz交流電引入機(jī)車，利用工頻牽引變壓器將25kV的電壓降低到機(jī)車能夠接受的范圍，經(jīng)過整流器輸出穩(wěn)定直流電，再經(jīng)過逆變器輸出幅值與頻率可調(diào)的交流電對(duì)電機(jī)調(diào)速。工頻牽引變壓器本體重量5360Kg，變壓器總重量可達(dá)6120Kg，外形尺寸為長4150mm、寬2653mm、高724mm。笨重、體積大的工頻變壓器給電網(wǎng)和機(jī)車帶來了很大負(fù)擔(dān)。

2多電平變流器理論分析

1、現(xiàn)狀分析

現(xiàn)有的配件管理模式為人工記賬和人工核帳，日常配件的用、管、修僅僅采取人工記賬，出入庫也依靠人工記錄，缺乏分析及統(tǒng)計(jì)功能，目前的配件管理模式主要存在以下幾個(gè)方面的缺陷：

（1）同種機(jī)車因生產(chǎn)廠家不一致，可能出現(xiàn)配件不通用現(xiàn)象，如和諧2機(jī)車空調(diào)既有法維萊，也有國祥，兩者相互因接口不一致，無法通用。目前，只能依靠工作者的經(jīng)驗(yàn)來判斷，存在著判斷失誤的風(fēng)險(xiǎn)，極易增加工作量。

（2）配件現(xiàn)有良好及損壞配件統(tǒng)計(jì)復(fù)雜、困難，耗費(fèi)大量人力物力。目前，配件管理人員采用周盤點(diǎn)的方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，存在著部分配件統(tǒng)計(jì)信息不準(zhǔn)確的隱患。

（3）配件周轉(zhuǎn)表由工作者進(jìn)行登記，存放于車間班組中；而機(jī)車出入庫登記由配件庫管理人員進(jìn)行登記，兩者帳目分別存放。對(duì)配件的周轉(zhuǎn)速度、周轉(zhuǎn)周期無法進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)，并且配件周轉(zhuǎn)流水賬只能通過兩部門賬本進(jìn)行核對(duì)，耗費(fèi)大量人力。

（4）目前互換配件出入庫臺(tái)賬采用電子表格（MicroSoftExcel）記錄，需要每天單獨(dú)記錄，并且極易由于誤操作導(dǎo)致表格刪除及損壞，以致臺(tái)賬丟失。

本文作者：周家春1曾連平2作者單位：1.武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院2.武昌南機(jī)務(wù)段

空氣壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)：目前采用的長交路輪乘方式，機(jī)車牽引區(qū)間較長。HXD3C型電力機(jī)車擔(dān)當(dāng)1次牽引任務(wù)，會(huì)經(jīng)過氣候、空氣濕度完全不同的區(qū)域，空氣壓縮機(jī)在吸氣時(shí)不可避免地將含有相當(dāng)水分的空氣吸入壓縮機(jī)中。但通過合理選配螺桿泵溫控閥的動(dòng)作值，控制螺桿泵油氣筒的溫度，使壓縮后空氣的溫度高于壓縮空氣出口壓力在“壓縮空氣露點(diǎn)溫度圖表”中的對(duì)應(yīng)溫度，即可防止壓縮空氣中水分的析出，防止?jié)櫥椭羞M(jìn)入水分，從而防止壓縮機(jī)油乳化。HXD3C型電力機(jī)車上安裝的螺桿泵式空氣壓縮機(jī)的額定排氣壓力為1000kPa，溫度控制閥動(dòng)作值為83℃。溫度控制閥的動(dòng)作值在設(shè)計(jì)、選值上應(yīng)能保證螺桿泵油氣筒內(nèi)壓縮空氣的溫度高于“壓縮空氣露點(diǎn)溫度圖表”中對(duì)應(yīng)的74.5℃。也就是說，從理論設(shè)計(jì)角度看，對(duì)于HXD3C型電力機(jī)車空氣壓縮機(jī)，當(dāng)吸氣溫度為30℃，相對(duì)濕度為90%時(shí)，壓縮空氣不應(yīng)析出和凝結(jié)水分。

通風(fēng)機(jī)對(duì)空氣壓縮機(jī)潤滑油的影響：查看HXD3C型電力機(jī)車2臺(tái)螺桿式空氣壓縮機(jī)組在機(jī)車上的安裝位置，發(fā)現(xiàn)2個(gè)螺桿泵的正上方分別安裝有1個(gè)車體通風(fēng)機(jī)，車體通風(fēng)機(jī)以4m/s的流量將室外的冷卻空氣直接吹掃到螺桿泵油氣筒上。由于車體通風(fēng)機(jī)安裝在螺桿泵正上方，雨雪天氣時(shí)，大量的雨、雪被通風(fēng)機(jī)抽入，吹掃到螺桿泵上。螺桿泵將含有大量水分的空氣吸入壓縮機(jī)中，造成吸入空氣的含水量增高。同時(shí)，由于大量冷空氣直接吹掃到螺桿泵油氣筒上，造成螺桿泵油氣筒的溫度升不起來。在添乘HXD3C型電力機(jī)車牽引的雙管供風(fēng)旅客列車時(shí)發(fā)現(xiàn)，空氣壓縮機(jī)平均間隔90s左右啟動(dòng)1次，壓縮機(jī)處于“打打停?！睜顟B(tài)。當(dāng)車體外環(huán)境溫度為5℃，空壓機(jī)工作時(shí)，用點(diǎn)溫計(jì)、紅外測溫槍測量螺桿泵附近空氣溫度僅為7℃，油氣筒溫度為72℃；風(fēng)泵停止后，冷空氣猛烈地吹掃，油氣筒的溫度很快降為55℃。事實(shí)證明，在雨雪、陰冷氣溫下，螺桿泵油氣筒的溫度升不起來，螺桿泵油氣筒內(nèi)壓縮空氣的實(shí)際溫度低于其壓力露點(diǎn)溫度，從而造成壓縮空氣析出和凝結(jié)水分，空氣壓縮機(jī)潤滑油乳化。

綜上所述，認(rèn)為HXD3C型電力機(jī)車空氣壓縮機(jī)潤滑油乳化的主要原因有2個(gè)方面：①雨雪天氣及梅雨季節(jié)時(shí)，車體通風(fēng)機(jī)將大量的雨、雪吸入，吹掃到螺桿泵上，螺桿泵將含有大量水分的空氣吸入壓縮機(jī)中；②冷空氣的吹掃導(dǎo)致螺桿泵油氣筒的溫度很難升高，螺桿泵油氣筒內(nèi)壓縮空氣的實(shí)際溫度低于其壓力露點(diǎn)溫度。

對(duì)策：根據(jù)對(duì)空氣壓縮機(jī)潤滑油乳化原因的分析，使螺桿泵油氣筒保持一個(gè)相對(duì)較高且合理的溫度，可以抑制空氣壓縮機(jī)潤滑油乳化。從HXD3C型電力機(jī)車的實(shí)際情況來看，機(jī)車的確需要2臺(tái)車體通風(fēng)機(jī)，但從結(jié)構(gòu)上看，車體通風(fēng)機(jī)的安裝位置不合理促成了空氣壓縮機(jī)潤滑油的乳化。根據(jù)現(xiàn)車結(jié)構(gòu)，車體通風(fēng)機(jī)的安裝位置難以改變，因此，在不改變現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)安裝位置，又能有效防止機(jī)車在雨雪天氣、梅雨季節(jié)運(yùn)用過程中空氣壓縮機(jī)潤滑油乳化問題，最簡單有效的方法就是改變通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)方向。根據(jù)上述思路，建議對(duì)原車體通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口進(jìn)行改造，將原出風(fēng)口的圓鋼絲網(wǎng)（圖1）改造成傾斜葉片（圖2）。

效果：廠家在采納上述建議后，通過對(duì)機(jī)車運(yùn)用情況的跟蹤，HXD3C型電力機(jī)車在雨雪天氣、梅雨季節(jié)運(yùn)用中空氣壓縮機(jī)潤滑油乳化問題得到有效控制，因潤滑油乳化而換油的頻率僅為改造前的30%，有效地控制了HXD3C型電力機(jī)車雨雪天氣、梅雨季節(jié)運(yùn)用過程中空氣壓縮機(jī)潤滑油慣性乳化問題。