Чтобы защитить систему от постоянных некритических ошибок, применяется счетчик попыток сброса для каждого модуля бортовой сети. При включении системы счетчик имеет определенное начальное значение, которое уменьшается в зависимости от серьезности возникающих ошибок и неисправностей.

В момент когда значение на счетчике больше нуля, система управления производит перезапуск проблемного модуля, а если значение на счетчике становится меньше нуля, то система блокируется.

Дальнейшее поведение системы управления зависит от типа и степени серьезности ошибки:

  • в случае незначительных ошибок (например, перегрев какого-либо элемента, программный сбой) отключенные компоненты самостоятельно перезапускаются, после того как негативный фактор перестает действовать;
  • в случае более серьезных проблем в модулях система управления переводит его в режим блокировки, а в случае ошибок, которые влияют на работу узла в целом, блокируются все модули и узел изолируется. Разблокирование в таком случае может быть произведено техническим персоналом, снятием напряжения с системы управления преобразователя либо сбросом программного обеспечения.

Во время исправной работы модуля каждые 20 с значение счетчика увеличивается на единицу.

Таким образом, задача процесса поиска и устранения неисправностей заключается в систематическом детектировании неисправностей и определении компонентов, замену которых следует выполнить.

Рассмотрим основные случаи блокирования модулей бортовой сети

В ситуации, когда выходит из строя один из тяговых преобразователей (ТП), снимается напряжение с его промежуточного контура, а следовательно, теряют питание одинарный или сдвоенный ПСН (в зависимости от неисправного тягового преобразователя). В данном режиме работы существует возможность производить питание бортовой сети без ограничения мощности потребителей (замыкается контактор 1 (рис 7.37) и питание всех ПСН одной тяговой секции производится от исправного тягового преобразователя). Межсекционное резервирование питания не предусмотрено, поэтому при выходе из строя обоих тяговых преобразователей одной тяговой секции обесточиваются все три расположенных на ней ПСН.

В случае если произошло короткое замыкание в питающем кабеле между тяговым преобразователем и ПСН, система управления не замкнет контактор 1 (благодаря сигналам с датчиков выходных параметров ТП и входных ПСН), так как при его замыкании данного исправно действующий ТП будет напрямую соединен с участком к.з.

Рис. 7.37. Резервирование питания ПСН

Рис. 7.37. Резервирование питания ПСН

Управление питанием электроприемников 440 В зависит от количества работающих ПСН, а следовательно, от их суммарной выходной мощности в сборной шине. Если суммарная мощность меньше номинальной (отказ одного или нескольких ПСН), то система управления поезда в первую очередь осуществляет питание потребителей, которые необходимы для поддержания работоспособности бортовой сети управления и электроприемников, отвечающих за обеспечение нормальной работы силовых цепей поезда и аварийных систем. На остальные потребители питание подается только в том случае, если бортовая сеть электропитания располагает достаточной мощностью. Отключение потребителей при выходе из строя одного или нескольких ПСН происходит ступенями (табл. 7.5).

Таблица 7.5. Баланс мощности потребителей при отказе ПСН

№ ступени Количество активных ПСН Суммарная мощность в сборной шине Узлы и аппараты, получающие питание и особенности их работы
I Один активный ПСН на весь поезд 160 кВт Питание насосов охладительных установок тяговых преобразователей с пониженной мощностью
II По одному активному ПСН в каждой тяговой секции либо два активных ПСН в одной тяговой секции 320 кВт Питание охладительных установок, главного компрессора с пониженной мощностью. Зарядное устройство АБ работает на 50 % мощности. При таком режиме работы возможен запуск тяговых преобразователей (ТП) на ограниченное время. Ограниченная продолжительность работы ТП в этом случае объясняется пониженной мощностью насосов системы охлаждения и зависит от многих внешних факторов, которые приводят к перегреву преобразователей
III Три ПСН 480 кВт Весь вспомогательный привод получает питание при номинальной мощности за исключением климатической установки (отключена). Зарядное устройство работает на 75 % мощности
IV Четыре ПСН 640 кВт Все электропотребители бортовой сети, кроме климатической установки, получают питание при номинальной мощности.

Зарядное устройство работает на номинальную мощность. Климатическая установка работает на 1/3 номинальной мощности

V Пять ПСН 800 кВт Все электропотребители бортовой сети, кроме климатической установки, получают питание при номинальной мощности. Зарядное устройство работает на номинальную мощность. Климатическая установка работает на 2/3 номинальной мощности
VI Шесть ПСН 960 кВт Все бортовые системы получают питание номинальных параметров

В случае появления короткого замыкания система управления поезда поведет себя по-разному в зависимости от того, где оно произошло. Рассмотрим три возможных сценария событий (рис. 7.38):

  1. Короткое замыкания возникает в одном из электроприемников или на его питающем кабеле. В этом случае производится прямое выключение потребителя защитным выключателем, либо группы потребителей контактором 2, поскольку сила тока короткого замыкания может доходить до 2000 А. Реакция системы управления в этом случае не требуется.
  2. Короткое замыкание возникает на шине трехфазного переменного тока. В данном случае возможны два варианта:
    Рис. 7.38. Сборная поездная шина трехфазного тока

    Рис. 7.38. Сборная поездная шина трехфазного тока

    • а) короткое замыкание возникло на шине трехфазного переменного тока в сегменте 1 (выход одиночного ПСН к головному вагону) и по меньшей мере один выходной предохранитель ПСН сработал. Реакция системы управления, направленной на локализацию (поиск) короткого замыкания, в данном случае не требуется. Электроприемники в сегменте 1 заблокируются. Подобный вариант возникновения к.з. действителен и для выходного предохранителя в сдвоенном ПСН на выходе к ЗУ аккумуляторной батареи;
    • б) короткое замыкание возникло на шине трехфазного переменного тока в сегменте 2 или сегиенте 3. Поскольку входная защита для данных сегментов отсутствует, необходимо произвести поиск короткого замыкания для локализации участка с к.з., изолирования поврежденного участка путем размыкания соединительных контакторов 3 и обеспечения дальнейшей работы с неповрежденным оборудованием поезда. В случае размыкания одного соединительного контактора шина обеспечивает питание всех вагонов, в случае размыкания обоих соединительных контакторов питание в средние вагоны не поступает. Если к.з. произошло согласно варианту «а», но предохранители на выходе ПСН не сработали, то данная ситуация рассматривается как сценарий «б».
  3. Короткое замыкание возникло в ПСН на питающей стороне шины трехфазного переменного тока. В данном случае сработает выходной предохранитель ПСН, и преобразователь заблокируется. Если этого не произойдет, то ПСН после отключения в результате перегрузки проведет самотестирование, в результате которого будет выявлено к.з., что приведет к блокировке ПСН. Реакция системы управления, направленной на локализацию (поиск) короткого замыкания, в данном случае также не требуется.

Для обеспечения работоспособности бортовой сети постоянного тока в случае неисправности или потери питания одного из зарядных устройств применено условие резервирования, заключающееся в существенном запасе элементной базы агрегата по токовой нагрузке. Таким образом, при выходе из строя одного из двух зарядных устройств второе осуществляет питание всей поездной шины постоянного тока без ограничения потребителей по мощности.

При потере напряжения в контактной сети либо выходе из строя обоих ЗУ питание бортовой сети постоянным током осуществляется от аккумуляторных батарей, при этом возможны два варианта питания потребителей:

1. Машинист не вмешивается в работу системы управления. В этом случае происходят два этапа отключения (табл. 7.6).

Таблица 7.6. Распределение питания сети постоянного тока от АБ

Диапазон времени Включенные потребители
0—5 мин Все потребители постоянного тока 110 В за исключением розеток для пассажиров напряжением 220 В частотой 50 Гц и системы подачи приточного воздуха (только аварийная вентиляция)
5—90 мин Важные устройства управления: интерфейсы «Человек—машина», туалеты, наружные двери, аварийная вентиляция, освещение, громкая связь, хвостовые и головные сигналы, защита от юза, радиосвязь, приводы контакторов систем, отвечающих за подготовку поезда к рабочему состоянию

Таким образом, при отсутствии вмешательства машиниста в процессе разрядки АБ запасенная энергия полностью израсходуется через 90 мин, при условии, что на момент потери питания батареи были полностью заряжены, обладали заявленной емкостью (300 А-ч) и находились в условиях, пригодных для эксплуатации.

2. Машинист вмешивается в работу системы управления при потере питания бортовой сети постоянного тока. Вмешательство заключается в активировании шины прямого питания путем перевода переключателя «Аварийные системы на аккумуляторной линии напрямую» на третичной панели в кабине машиниста в положение «Вкл.», после чего переключатель «Аккумуляторная батарея» переводится в положение «Выкл.». При этом включенными останутся только те потребители, питание которых происходит от шины прямого питания (наружные огни, интерфейсы «Человек— машина», аварийная вентиляция и освещение, защита от юза, громкое оповещение, радиосвязь, приводы контакторов систем, отвечающих за приведение поезда в рабочее состояние). Следует также учесть, что в этом случае обесточиваются приводы и блокировки наружных дверей, поэтому они должны быть заблокированы вручную поездным персоналом.

Рис. 7.39. График разрядки никель-кадмиевых аккумуляторных батарей

Рис. 7.39. График разрядки никель-кадмиевых аккумуляторных батарей

Рис. 7.40. Расположение развязывающих диодов в системе АБ

Рис. 7.40. Расположение развязывающих диодов в системе АБ

Данное вмешательство актуально в течение первых 20 мин с момента обесточивания бортовой сети постоянного тока, так как функция разрядки АБ (рис. 7.39) представляет собой экспоненциальную функцию от времени, и поздние действия не приведут к желаемому результату.

Еще одной особенностью работы сети напряжением 110 В постоянного тока при выходе из строя одного из ЗУ является прекращение процесса зарядки АБ секции с неисправным ЗУ, так как аккумуляторные группы вагонов 05 и 06 разъединены между собой развязывающими диодами (рис. 7.40) для предотвращения протекания уравнительных токов.

Вспомогательное пневматическое оборудование

2023 © Максим Веселов. Все права защищены. Сетевое издание «Машинист электропоезда», зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций, свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС77-83739 от 12.08.2022 г.

Ограниченная ответственность. Материалы, размещенные на этом Интернет-сайте взяты из открытых источников и размещены на безвозмездной основе. Копирование информации из одного открытого источника в другой не является нарушением авторских и смежных прав.