CRH5型动车组过分相的逻辑控制研究

CRH5型动车组过分相的逻辑控制研究

郑恒亮李富平摘要：本文主要研究CRH5型动车组过分相时车组对磁信号采集的控制逻辑，对于动车组在过分相时RIOM模块采集过分相信号并通过TCMS系统进行诊断运算，输出主断路器闭合、断开指令。通过分析、测试和调研在线运行车组出现过分相异常的问题，对CRH5型动车组过分相信号采集进行滤波处理，有效解决过分相异常故障，提升动车组运用的可靠性。文中结果为动车组的过分相的逻辑控制优化提供了理论依据及实际例证。Key：CRH5型动车组；过分相；RIOM模块DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.2271引言在铁道电气化牵引区段，牵引供电采用单相工频交流供电方式。为使电力系统的三相供电负荷平衡和提高电网的利用率，电气化铁路的供电接触网采用分相段供电，各分相段采用长度不等的绝缘间隔（即分相区间），当动车组通过分相区时，系统根据当时车组速度、位置自动分断主断路器、产生电制动给车组负载供电，通过分相区后，自动闭合主断路器，从而实现高速动车组通过分相区时实现自动化控制。2分相区管理的逻辑控制2.1CRH5型动车组分相区异常的条件①分相区信号检测失败；②分相区检测完成后请求指令缺失；③过分相装置故障；④主断路器闭合或断开指令未发出。2.2CRH5型动车组过分相原理分析动车组在运行过程中，通过线路上地面感应器标志出分相区的位置。分相区前放置2个地面感应器，1个在轨道右边（G1），1个在轨道左边（G2），分相区后同样放置2个地面感应器（G3、G4）。受电弓车上的磁感应传感器（T1、T2、T3和T4）来接收线路上的地面感应器，2个（T2、T4）装在右边来感应G1和G3，另2个（T1、T3）装在左边来感应G2和G4。磁感应传感器前后相互备份。同时03、06车各安装1台过分相主机（GFX）用于处理磁感应器（T1、T2、T3和T4）接收到的信号，并向车组控制系统给出四路信号。当车组（01车主控，03车受电弓）从左到右进分相区时（G1、G2）：T2传感器首先接收到G1的磁感应信号，此时过分相装置给出进分相区预警信号，TCMS（网络控制系统）接收该信号并执行以下指令：①要求TCU（牵引控制单元）关断牵引系统负载；②全列TCU（牵引控制单元）控制牵引变流器实施轻微的电制动给辅助变流器进行供电；③TCMS（列车网络系统）发出打开主断的指令。如果T4传感器未接收到G1的磁信号而T4传感器接收到G1磁信号，列车执行的指令与T2接收到信号时执行的相关指令相同。如果车组T2、T4传感器均未接收到G1磁信号，当列车运行至G2处时，T1传感器接收到磁感应信号，此时过分相装置给出强制断开主断的请求指令，主断路器将被强制断开。如果T1传感器未接收到G1的磁信号而T3传感器接收到G1磁信号，列车执行的指令与T1接收到信号时执行的相关指令相同。2.3CRH5型动车组过分相信号采集的缺陷根据以上分析，CRH5型动车组过分相信号为点信号采集，即在过分相时只要检测到磁信号，过分相装置接收信号并反馈TCMS控制系统，此时TCMS控制系统通过诊断运算后发出主断路器动作的相关指令，为了解决此问题，通过分析研究过分相控制原理，制定了对分相区信号延时2s的滤波功能，这样可以有效避免在2s的时间内连续接收磁信号导致动车组分相区管理异常，同时由于过分相时间不超过10s，不会影响分相区真实信号的采集。3CRH5型动车组过分相异常的示例分析3.1过分相异常数据分析①下载CRH5G-515301车牵引MPU故障数据，数据显示过分相异常，具体如图1。18：52：19过分相输入，检测进入分相区信号，主断断开（“E”消失）。18：52：30结束过分相，检测出分相区信号，主断闭合正常（“E”显示）。18：52：30过分相输入，检测进入分相区信号。18：53：15分相区异常。根据此数据分析，车组经过分相区公里标为K1896+733m时，进入分相区信号正常，主断断开正常。出分相区时检测到出分相区信号，主断闭合正常，延时不足1s后检测到进入分相区信号，间隔时间较短，过分相装置未给出请求主断断开指令。由于仅检测到进入分相区信号，未检测到出分相区信号，主断仍处于闭合状态，且在18：53：30至19：01：40时间内保持此状态。3.2过分相异常原因分析通过现场跟踪及采集动车组在分相区异常时的相关变量值分析可知，车组进入分相区信号正常，主断断开正常。出分相区时检测到出分相区信号，立刻又再次采集到进入分相区信号，由于间隔时间较短，主断闭合正常。当过分相装置在下一分相区检测到分相区信号时，由于此前车组一直保持进入分相区状态，导致信号检测输出为出分相区信号，数据显示“结束过分相”，此时过分相装置给出请求主断闭合指令，造成车组进入分相区时主断无法自动断开，且在车组出分相区时误报进入分相区信号。4过分相异常的故障优化针对分相区异常故障，在分相区逻辑控制中对分相区的信号采集机制进行了优化，当列车收到出过分相信号时延时2s，以滤除过分相结束后再次采集到进入分相区信号（磁信号），保证过分相机制正常。对CRH5型动车组进行分相区软件更改后，车组未再运行至今未再发生过分相异常的故障发生，效果良好。5结论根据上文示例分析，①对CRH5型动车组进行分相区逻辑控制增加延时2s的滤波功能是很有必要的。②对CRH5型动车组其它部件的控制管理提供了有力的理论依据和实践经验。Reference：[1]张曙光.CRH5型动车组[J].北京：中国铁道出版社，2008：30-35.山东工业技术2016