CRH5型動(dòng)車(chē)組過(guò)分相的邏輯控制研究

鄭恒亮　李富平

摘 要：本文主要研究CRH5型動(dòng)車(chē)組過(guò)分相時(shí)車(chē)組對(duì)磁信號(hào)采集的控制邏輯，對(duì)于動(dòng)車(chē)組在過(guò)分相時(shí)RIOM模塊采集過(guò)分相信號(hào)并通過(guò)TCMS系統(tǒng)進(jìn)行診斷運(yùn)算，輸出主斷路器閉合、斷開(kāi)指令。通過(guò)分析、測(cè)試和調(diào)研在線運(yùn)行車(chē)組出現(xiàn)過(guò)分相異常的問(wèn)題，對(duì)CRH5型動(dòng)車(chē)組過(guò)分相信號(hào)采集進(jìn)行濾波處理，有效解決過(guò)分相異常故障，提升動(dòng)車(chē)組運(yùn)用的可靠性。文中結(jié)果為動(dòng)車(chē)組的過(guò)分相的邏輯控制優(yōu)化提供了理論依據(jù)及實(shí)際例證。

關(guān)鍵詞：CRH5型動(dòng)車(chē)組；過(guò)分相；RIOM模塊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.227

1 引言

在鐵道電氣化牽引區(qū)段，牽引供電采用單相工頻交流供電方式。為使電力系統(tǒng)的三相供電負(fù)荷平衡和提高電網(wǎng)的利用率，電氣化鐵路的供電接觸網(wǎng)采用分相段供電，各分相段采用長(zhǎng)度不等的絕緣間隔（即分相區(qū)間），當(dāng)動(dòng)車(chē)組通過(guò)分相區(qū)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時(shí)車(chē)組速度、位置自動(dòng)分?jǐn)嘀鲾嗦菲?、產(chǎn)生電制動(dòng)給車(chē)組負(fù)載供電，通過(guò)分相區(qū)后，自動(dòng)閉合主斷路器，從而實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)車(chē)組通過(guò)分相區(qū)時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

2 分相區(qū)管理的邏輯控制

2.1 CRH5型動(dòng)車(chē)組分相區(qū)異常的條件

①分相區(qū)信號(hào)檢測(cè)失敗；②分相區(qū)檢測(cè)完成后請(qǐng)求指令缺失；③過(guò)分相裝置故障；④主斷路器閉合或斷開(kāi)指令未發(fā)出。

2.2 CRH5型動(dòng)車(chē)組過(guò)分相原理分析

動(dòng)車(chē)組在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)線路上地面感應(yīng)器標(biāo)志出分相區(qū)的位置。分相區(qū)前放置2個(gè)地面感應(yīng)器，1個(gè)在軌道右邊（G1），1個(gè)在軌道左邊（G2），分相區(qū)后同樣放置2個(gè)地面感應(yīng)器（G3、G4）。

受電弓車(chē)上的磁感應(yīng)傳感器（T1、T2、T3和T4）來(lái)接收線路上的地面感應(yīng)器，2個(gè)（T2、T4）裝在右邊來(lái)感應(yīng)G1和G3，另2個(gè)（T1、T3）裝在左邊來(lái)感應(yīng)G2和G4。磁感應(yīng)傳感器前后相互備份。同時(shí)03、06車(chē)各安裝1臺(tái)過(guò)分相主機(jī)（GFX）用于處理磁感應(yīng)器（T1、T2、T3和T4）接收到的信號(hào)，并向車(chē)組控制系統(tǒng)給出四路信號(hào)。

當(dāng)車(chē)組（01車(chē)主控，03車(chē)受電弓）從左到右進(jìn)分相區(qū)時(shí)（G1、G2）：

T2傳感器首先接收到G1的磁感應(yīng)信號(hào)，此時(shí)過(guò)分相裝置給出進(jìn)分相區(qū)預(yù)警信號(hào)，TCMS（網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)）接收該信號(hào)并執(zhí)行以下指令：

①要求TCU（牽引控制單元）關(guān)斷牽引系統(tǒng)負(fù)載；②全列TCU（牽引控制單元）控制牽引變流器實(shí)施輕微的電制動(dòng)給輔助變流器進(jìn)行供電；③TCMS（列車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）發(fā)出打開(kāi)主斷的指令。

如果T4傳感器未接收到G1的磁信號(hào)而T4傳感器接收到G1磁信號(hào)，列車(chē)執(zhí)行的指令與T2接收到信號(hào)時(shí)執(zhí)行的相關(guān)指令相同。

如果車(chē)組T2、T4傳感器均未接收到G1磁信號(hào)，當(dāng)列車(chē)運(yùn)行至G2處時(shí)，T1傳感器接收到磁感應(yīng)信號(hào)，此時(shí)過(guò)分相裝置給出強(qiáng)制斷開(kāi)主斷的請(qǐng)求指令，主斷路器將被強(qiáng)制斷開(kāi)。

如果T1傳感器未接收到G1的磁信號(hào)而T3傳感器接收到G1磁信號(hào)，列車(chē)執(zhí)行的指令與T1接收到信號(hào)時(shí)執(zhí)行的相關(guān)指令相同。

2.3 CRH5型動(dòng)車(chē)組過(guò)分相信號(hào)采集的缺陷

根據(jù)以上分析，CRH5型動(dòng)車(chē)組過(guò)分相信號(hào)為點(diǎn)信號(hào)采集，即在過(guò)分相時(shí)只要檢測(cè)到磁信號(hào)，過(guò)分相裝置接收信號(hào)并反饋TCMS控制系統(tǒng)，此時(shí)TCMS控制系統(tǒng)通過(guò)診斷運(yùn)算后發(fā)出主斷路器動(dòng)作的相關(guān)指令，為了解決此問(wèn)題，通過(guò)分析研究過(guò)分相控制原理，制定了對(duì)分相區(qū)信號(hào)延時(shí)2s的濾波功能，這樣可以有效避免在2s的時(shí)間內(nèi)連續(xù)接收磁信號(hào)導(dǎo)致動(dòng)車(chē)組分相區(qū)管理異常，同時(shí)由于過(guò)分相時(shí)間不超過(guò)10s，不會(huì)影響分相區(qū)真實(shí)信號(hào)的采集。

3 CRH5型動(dòng)車(chē)組過(guò)分相異常的示例分析

3.1 過(guò)分相異常數(shù)據(jù)分析

①下載CRH5G-515301車(chē)牽引MPU故障數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示過(guò)分相異常，具體如圖1。

18：52：19過(guò)分相輸入，檢測(cè)進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)，主斷斷開(kāi)（“E”消失）。

18：52：30結(jié)束過(guò)分相，檢測(cè)出分相區(qū)信號(hào)，主斷閉合正常（“E”顯示）。

18：52：30過(guò)分相輸入，檢測(cè)進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)。18：53：15分相區(qū)異常。

根據(jù)此數(shù)據(jù)分析，車(chē)組經(jīng)過(guò)分相區(qū)公里標(biāo)為K1896+733m時(shí)，進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)正常，主斷斷開(kāi)正常。出分相區(qū)時(shí)檢測(cè)到出分相區(qū)信號(hào)，主斷閉合正常，延時(shí)不足1s后檢測(cè)到進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)，間隔時(shí)間較短，過(guò)分相裝置未給出請(qǐng)求主斷斷開(kāi)指令。由于僅檢測(cè)到進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)，未檢測(cè)到出分相區(qū)信號(hào)，主斷仍處于閉合狀態(tài)，且在18：53：30至19：01：40時(shí)間內(nèi)保持此狀態(tài)。

3.2 過(guò)分相異常原因分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤及采集動(dòng)車(chē)組在分相區(qū)異常時(shí)的相關(guān)變量值分析可知，車(chē)組進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)正常，主斷斷開(kāi)正常。出分相區(qū)時(shí)檢測(cè)到出分相區(qū)信號(hào)，立刻又再次采集到進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)，由于間隔時(shí)間較短，主斷閉合正常。當(dāng)過(guò)分相裝置在下一分相區(qū)檢測(cè)到分相區(qū)信號(hào)時(shí)，由于此前車(chē)組一直保持進(jìn)入分相區(qū)狀態(tài)，導(dǎo)致信號(hào)檢測(cè)輸出為出分相區(qū)信號(hào)，數(shù)據(jù)顯示“結(jié)束過(guò)分相”，此時(shí)過(guò)分相裝置給出請(qǐng)求主斷閉合指令，造成車(chē)組進(jìn)入分相區(qū)時(shí)主斷無(wú)法自動(dòng)斷開(kāi)，且在車(chē)組出分相區(qū)時(shí)誤報(bào)進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)。

4 過(guò)分相異常的故障優(yōu)化

針對(duì)分相區(qū)異常故障，在分相區(qū)邏輯控制中對(duì)分相區(qū)的信號(hào)采集機(jī)制進(jìn)行了優(yōu)化，當(dāng)列車(chē)收到出過(guò)分相信號(hào)時(shí)延時(shí)2s，以濾除過(guò)分相結(jié)束后再次采集到進(jìn)入分相區(qū)信號(hào)（磁信號(hào)），保證過(guò)分相機(jī)制正常。

對(duì)CRH5型動(dòng)車(chē)組進(jìn)行分相區(qū)軟件更改后，車(chē)組未再運(yùn)行至今未再發(fā)生過(guò)分相異常的故障發(fā)生，效果良好。

5 結(jié)論

根據(jù)上文示例分析，①對(duì)CRH5型動(dòng)車(chē)組進(jìn)行分相區(qū)邏輯控制增加延時(shí)2s的濾波功能是很有必要的。②對(duì)CRH5型動(dòng)車(chē)組其它部件的控制管理提供了有力的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曙光.CRH5型動(dòng)車(chē)組[J].北京：中國(guó)鐵道出版社，2008：30-35.