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1、2014届毕业设计 课题名称：HXD1型交传电力机车电气 原理分析与故障处理二级学院 铁道牵引与动力学院 班 级 司乘111班 学生姓名 郑子淇 指导老师 莫 坚 完成日期 2013年12月 2014届毕业设计任务书一、课题名称：HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理二、指导教师：莫坚三、设计内容与要求1、 课题概述 随着轨道交通装备的飞速发展，交传电力机车已普遍应用于我国铁路运输，其中HXD1型电力机车使用广泛，电力机车乘务员和检修人员必须熟练掌握其电气原理和故障分析判断的方法，本课题主要针对铁道司乘、检修方向的学生，要求学生能整体全面了解HXD1型电力机车的总体结构、控制原理、界面显
2、示，能整体分析HXD1型电力机车主电路，辅助电路、控制电路原理，并能根据HXD1型电力机车实际运用中的故障进行分析，根据实际情况进行故障处理方案的设计。使学生更好的理解交传电力机车的工作原理，培养学生运用所学的知识来分析解决本专业范围内的问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。2、 设计子课题1）HXD1型电力机车主电路的原理分析与故障处理2）HXD1型电力机车辅助电路的原理分析与故障处理3）HXD1型电力机车控制电路受电弓控制环节的原理分析与故障处理4）HXD1型电力机车控制电路主断路器控制环节原理分析与故障处理3、 设计内容与要求1）HXD1型电力机车的总体结构与设备
3、布置2）HXD1型电力机车布线与电气接口布置3）HXD1型电力机车的相关电气线路的电气原理分析4）对HXD1型电力机车常见故障进行分析与判断，设计故障处理方案，编写HXD1型电力机车常见故障判断处理流程，5）绘制相关电气原理图。四、设计参考书HXD1型电力机车 中国铁道出版社电力机车控制 中国铁道出版社电力电子技术 中国铁道出版社牵引电器 西南交大出版社电气制图及图形符号国家标准汇集 中国标准出版社五、设计说明书要求 1、 封面2、 目录3、 内容摘要(200400字左右，中英文)4、 引言5、 正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、 结束语7、
4、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路、设计要求说明。第2周：设计课题内容辅导。第3-5周：进行毕业设计，完成说明书初稿。第6周：毕业设计检查，了解完成情况。第7周：设计修改、优化，完成说明书，并作好毕业答辩准备。第8周：毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设计答辩及论文要求1、 毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩
5、小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、 毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。 摘 要 HXD1型机车主断路器的控制相对比较复杂，闭合条件繁多从硬件和软件上都作了多重保护在实际运用过程中，经常出现主断无
6、法闭合的情况。本文针对主断路器的控制电路构成进行详细的分析和阐述，并结合实际调试经验对主断控制过程中的常见问题进行了原因分析及总结。关键词：主断路器 实际调试经验 分析及总结Abstract Control of the main circuit breaker type HXD1 relatively complex, closed numerous conditions. From the hardware and software have made multiple protection in the practical application process, often not c
7、losed off the main situation. In this paper, the main control circuit breaker detailed analysis and elaboration, combined with practical experience in the process of debugging common problems were the main causes of broken control analysis and summary.Keywords: Main circuit breaker practical analysi
8、s and debugging experience summary目 录前 言1第1章 HXD1型电力机车概述21.1 HXD1型电力机车技术特性21.2 HXD1型机车的主要技术参数31.3 HXD1型机车主要特点41.4 HXD2型电力机车技术特性61.5 HXD3型电力机车特性61.6 HXD1同类型电力机车发展历史61.7 交流电力机车和直流电力机车的比较8第2章 HXD1型电力机车设备布置102.1机车车体102.2 司机室102.3 受电弓102.4 司机室设备布置112.5 机械间设备布置12第3章 机车布置133.1 机车线路133.2 电气接口布置13第4章 机车的电气线路
9、的电气原理分析184.1 主电路网侧原边部分184.2 主电路图184.3 牵引电路184.4 网侧电路194.5 主变压器214.6 牵引变流器234.7 辅助电路的简介24第5章 真空断路器设计原理、参数255.1 概述255.3 高压回路275.4 合闸装置285.5 真空断路器灭弧原理305.6 各部件的设计305.7 操作机构及传动的设计315.8 绝缘设计315.9 真空断路器相关的理论知识315.10 开距335.11 触头接触压力335.12 接触行程(或称压缩行程)335.13 合闸弹跳时间345.14 主断路器的发展状况35第6章 主断控制回路控制原理366.1 扳键控制回
10、路366.2 主断回路(loop)366.3 双节模式下主断控制回路376.4 单节模式下主断控制回路37第7章 主断路器典型故障分析及处理措施397.1 真空断路器本身故障397.2 电线路松虚短破引起故障397.3 主断状态不确定进成主断封锁407.4 网压原因造成运行中主断封锁40第8章 毕业设计心得42参考文献43前 言 重载运输代表了铁路货物运输领域的先进生产力，已成为许多国家追求的目标。随着国民经济迅速的发展，大秦线原设计已经远远不能满足运量增长的要求。HXD1型大功率交流传动电力机车应运而生。为了促进铁路机车装备现代化的要求，株洲电力机车有限公司在“先进、成熟、经济、适用、可靠”
11、的理念下研制了HXD1型大功率交流传动电力机车。 随着机车运行速度的不断提高，机车对受电弓和主断路器运行能力也有了很大的要求。与以往不同，XHD1采用了交流真空主断路器。其中，主断路器装有真空泡，用密封装置与空气隔离，能够稳定的实现合闸、分闸过程。HXD1大功率交流传动电力机车主要运用于“大秦线”、“大包线”，冬季温度较低，在室外运行的受电弓和主断路器故障率较高。为了分析其故障原因，提高机车的运行安全。第1章 HXD1型电力机车概述图1-1 HXD1型电力机车 2004年底2005年初，中国铁路为提高大秦运煤专线的运能，同时也为促进铁路装备技术的现代化，分别同株洲电力机车有限公司一西门子联合体
12、，火同电力机车有限公司一阿尔斯通联合体各签订了180台（360节）采用欧洲技术的8轴大功率交流传动电力机车HXDI型电力机车株洲电力机车有限公司一西门予联合体的HXD1项日，分为两个阶段， 第一阶段48台机车为散件国内组装阶段； 第二：阶段的132台机车为国产化阶段。项目中西门子为技术支持方，所有180台机车均在中国南方机车车辆集团株洲电力机车有限公司进行生产制造。HXD1机车是在西门子的“欧洲短跑手”机车平台上，结合其DJ1在中国大秦线上的运用经验而研制的一款适川于中国干线铁路重载货运的新型机车，其在设计中尤其考虑到了大秦运煤专线的特殊环境。1.1 HXD1型电力机车技术特性 1）主电路形式
13、：机车采用交-直-交电传动技术，每节车配装一台水冷IGBT 变流器，给四台三相异步电动机供电，辅助逆变器集成在主变流器中。 2）控制系统：采用西门子SIBAS32 系列的微机控制，TCN 网络通讯技术。 3） 车体采用中央梁承载方式。 4） 采用独立通风方式。 5） 转向架：采用低位牵引杆，基础制动采用轮盘制动。 6） 空气制动系统采用CCBII 制动系统,电制动采用再生制动。 7） 机车具有外重联控制功能，司机可以在一个司机室对两台重联机车进行控制。 8） 根据铁道部要求，机车装有LOCOTROL 远程重联控制系统，适合于多机分布式重载牵引。 9） 根据用户的需要，车上装备卫生间、床等必要的生活设施。1.2 HXD1型机车的主要技术参数电流制： 单相交流25 kV ，50 Hz 机车牵引/电制动轮周功率： 9600kW HXD1-0001轴式： 2（B0-B0） 轨距： 1435mm（准轨） 机车整备重量: 292t/2100t 轴重： 23
