ss7電力機車再生制動的運用分析

1、SS7電力機車再生制動的運用分析電力機車再生制動的運用分析1996年南寧鐵路局(原柳州鐵路局)開始在南昆線配屬前大同機車廠專為山區(qū)鐵路設(shè)計的SS7機車70臺機車功率4800kW該型機車還使用了再生制動和功率因數(shù)補償裝置。機車再生制動輪周制動功率4000kW可以保證低速時有良好的制動性能機車運行速度在10~45kmh時最大制動力為320kN具有調(diào)速范圍廣、制動力大的特點一般可節(jié)電6%左右。在使用單位和制造單位的努力下再生制動的使用基本是成

2、功的對保證安全提噸提速節(jié)約能源發(fā)揮了重要的作用。在車載功率因素補償和地面無功功率動態(tài)補償?shù)淖饔孟掠秒姽β室蛩剡_0.9以上。但機車再生制動仍存在一些問題需要進一步改進完善。1再生制動工作特點再生制動就是將機車制動產(chǎn)生的有功電能通過逆變裝置反饋給電網(wǎng)。電制工況時電動機成為它勵發(fā)電機3臺電機的串勵繞組串聯(lián)為1組它勵繞組。再生制動調(diào)節(jié)分為3個階段。1.1調(diào)節(jié)勵磁電流機車在高速區(qū)段為了得到較高的功率因素維持最大的逆變電壓(負值)依靠改變勵磁電流來

3、調(diào)節(jié)制動電流。隨著機車速度的下降自動增加勵磁電流直到最大值250A。在速度80kmh以上時勵磁電流與電機電流的比值為0.14。1.2調(diào)節(jié)逆變電壓在勵磁電流大于250A時維持勵磁電流不變調(diào)節(jié)晶閘管開通的控制角改變逆變電壓維持制動電流不變直到逆變電壓為零。1.3加饋制動低于18kmh的速度區(qū)域逆變電壓為零不能維持制動電流750A時改變逆變電壓的極性此時變流器成為整流器工況運行整流電壓和電機電勢疊加維持制動電流不變。速度為零時停止加饋制動〔1

4、〕。2運用中出現(xiàn)的問題2.1對電網(wǎng)的影響國家標準GBT1454993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定:110kV電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓總諧波畸變率THDU的95%概率大值不得超過2.0%其中各奇次諧波電壓含量不得超過1.6%各偶次諧波電壓含量不得超過0.8%。國家標準化指導性技術(shù)文件GBZ17625.42000《電磁兼容限值中、高壓電力系統(tǒng)中畸變負荷發(fā)射限值的評估》規(guī)定:110kV電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓總諧波畸變率THDU的95%概

5、率大值不得超過3.0%“極短時(3s)”最大值不得超過6%。西南交通大學電氣工程學院電能質(zhì)量測控中心于2002年1月10日至17日對南昆電氣化鐵道牽引變電所進行了電鐵諧波專項測試測試報告作出了評價意見。2.1.1對南寧電網(wǎng)內(nèi)變電所諧波狀況評價南寧電網(wǎng)內(nèi)轄有平果、那桐、沙井牽引變電所主變均采用不等容高過載低阻抗YNd11牽引變壓器容量分別為212.5MVA、212.5MVA和216MVA各所每臂并聯(lián)電容器容量在1200~2000kvar之

6、間。對牽第14卷第1期2008年1月Vol.14No.1January.2008鐵道運營技術(shù)RailwayOperationTechnology39第14卷第1期2008年1月Vol.14No.1January.2008鐵道運營技術(shù)RailwayOperationTechnology引變電所110kV母線電壓總諧波畸變率測試結(jié)論:處于南寧電網(wǎng)內(nèi)的平果、那桐、沙井3個牽引變電所在測試期間110kV母線側(cè)A、B、C三相諧波電壓均無超過國家標

7、準GBT1454993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的限制值。30件(在電制動工況發(fā)生10件)在南寧電網(wǎng)供電的區(qū)段發(fā)生了3件。數(shù)據(jù)在一定程度上說明了諧波對變流裝置工作可靠性的影響。2.2.4對輪對的不利影響SS7機車的空氣制動力最大一般不超過180kN而電制力最大為320kN如果電制控制環(huán)節(jié)不良或操縱不當造成電制力過大導致機車輪對滑動而使輪對踏面磨耗加快。據(jù)統(tǒng)40SS7電力機車再生制動的運用分析計2006年南寧機務(wù)段SS7機車輪對踏面磨耗

8、平均每10萬km為3mm個別輪對踏面磨耗最大達到了4mm(也有牽引工況下輪對蠕滑和空轉(zhuǎn)造成的因素)一般一個中修期內(nèi)因踏面到限旋輪2次在旋輪時發(fā)現(xiàn)輪對失園較嚴重。輪對失園將造成機車走行部運行振動使相關(guān)部件如齒輪箱、油壓減振器等部件過早損壞。南寧機務(wù)段2006年SS7機車因齒輪箱裂漏油落修達150臺次。特別值得關(guān)注的是如果輪對發(fā)生嚴重的滑行將使輪箍溫度升高。如果輪箍裝配過盈量不足將發(fā)生輪箍弛緩對行車安全造成威脅。例如:2007年4月23日南

9、寧機務(wù)段SS7機車0037號發(fā)生右5輪箍馳緩從機車運行監(jiān)控記錄看該車在電制狀態(tài)發(fā)生滑行和“空轉(zhuǎn)”較多。分析認為該電制控制環(huán)節(jié)存在不良造成電制的電流上下波動電制時電流過大卸載卸載后又往復加載。在機車運行監(jiān)控紀錄上出現(xiàn)“空轉(zhuǎn)”即為電制卸載機車速度徒增運行監(jiān)控紀錄裝置判定為“空轉(zhuǎn)”(實際未空轉(zhuǎn))?；屑礊橹苿恿^大輪對在轉(zhuǎn)動時同時有滑行使輪對轉(zhuǎn)速下降很快運行監(jiān)控紀錄裝置判定為滑行。3建議3.1開發(fā)電制技術(shù)狀態(tài)診斷軟件機車提噸使輪對踏面非正常磨

10、耗問題日顯突出?；袊乐氐妮唽Τ识噙呅螤顚π熊嚢踩斐赏{其中有相當部分是電制工況下滑行造成而司機往往對輪對滑行的故障忽視不報修使機車帶病運行。因此加強電制系統(tǒng)的檢查是非常必要的這項工作可利用監(jiān)控記錄已有的數(shù)據(jù)開發(fā)一個專家分析判斷軟件對數(shù)據(jù)進行分析從而判斷電制系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)。軟件統(tǒng)計某機車在運行中輪對發(fā)生滑行次數(shù)、滑行時間、滑行時的工況從而判斷電制系統(tǒng)存在故障的嚴重程度是否需要修理。這項工作可在監(jiān)控數(shù)據(jù)分析時一并完成。3.2加強有關(guān)人員培

11、訓提高檢修人員對電制系統(tǒng)故障判斷及處理能力培訓乘務(wù)員正確使用電制和電制不正常情況的判斷能力及時報修不良狀態(tài)。3.3加強電制功率的檢查電制功率過大將造成輪對滑行。目前的檢修范圍及相關(guān)的檢修工藝中沒有電制功率檢查范圍及相應(yīng)的檢修工藝應(yīng)予以完善。3.4加強電制保護功能的檢驗在電空聯(lián)合制動時當機車制動缸壓力達到1.5kg時有電制卸載和勵磁電流過流的保護和電機制動電流過流保護等功能。這些保護功能的檢驗應(yīng)在各種修程檢修范圍中重點保證在機車檢修交驗時