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四、电气原理图说明
电气原理图电气设备代码
电气设备代码前缀” -”字母代码，依据标准DIN EN 61346 －2，具体电气设备清单见ZL功能区，举例如下： A 装配、子装配 C 电容 E 杂项，如照明装置、加热装置 K 传感器，接触器 L 互感器 M 电机 S 开关，转换器 T 变压器 X 端子、插头、插座 „„
一、主电路原理
高压隔离开关
网侧主要部件介绍
额定电压： 25 kV 额定电流：400 A
短时耐受电流：8 kA,1s
机械寿命：20000次 驱动方式：手动
一、主电路原理
网侧主要部件介绍
高压电缆总成
形式：单T型
电缆截面积：95mm2 额定电压：25kV 正常工作电压：17.5 kV～31 kV
一、主电路原理
主传动系统
网侧受流原理
升单个受电弓的 网侧电路原理图
升双受电弓的 网侧电路原理图
一、主电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原理
网侧检测原理
网侧电路中的高压电压互感器、原边电流互感器和回流电流互感器 等测量器件，用于向机车控制系统、牵引控制单元和能耗表等提供网侧 电压和电流信号。能耗表用于显示机车从电网取得的电能和机车再生制 动向电网反馈的电能。
一、主电路原理
网侧主要部件介绍
高压电压互感器
形式：干式 一次额定电压：25kV 额定频率：50 Hz/60 Hz
二次额定电压：150V
准确级次：C1. 05级 额定输出容量：2×10VA 爬电距离：875mm
一、主电路原理
主断路器（含接地开关）
网侧主要部件介绍
主断路器技术参数
额定电压：25kV
主变压器为卧式变压器，主变压器和谐振电抗器安装在变压器油箱内，采用油循环强迫 风冷。主变压器设有压力释放阀。
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一、主电路原理
牵引变流器柜
主传动系统-主要部件介绍
牵引变流器主要参数
额定输入电压：AC 970/50Hz
最大输入电流 ：1640A
中间额定电压：DC 1800V 额定输出电流 ：4×598 A 额定效率：不小于98% 控制电压：DC 110V 启动转矩：9717Nm
额定分断容量：600MVA
额定工作电流：1000A 额定短路接通能力：40kA 额定短路开断能力：20kA 额定短时耐受电流：25kA/1s
接地开关技术参数
额定电压：25kV 额定电流： 400A BVAC.N99D主断路器 BTE25.04D高压接地开关 短时耐受电流：16kA
峰值耐受电流：40kA
装用自主研发牵引变流器和网络控制系 统的HXD1型电力机车 电气系统原理
技术中心 赵玉玲 南车株洲电力机车有限公司
目
录
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
主电路原理 辅助电路原理 网络控制系统 电气原理说明
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装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车电气原理
第一部分
主电路原理
三、网络控制系统
网络控制系统拓扑图
网络控制系统

符合IEC 61375-1标准的TCN网络 电磁兼容性符合EN 50121标准 标准化、模块化、冗余设计
三、网络控制系统 主要功能
具有恒力矩、恒速、定速和再生制动特性控制功能 机车重联控制功能
网络控制系统
一、主电路原理
主电路介绍 网压通过网侧回路的高压部件输入主变压器； 1）主变压器通过两个4象限斩波器(4QS)向两个独立的中间电压直流 环节供电； 2）一个脉宽调制逆变器向一个牵引电机供电,实现轴控； 3）四象限斩波器和脉宽调制逆变器采用水冷IGBT模块，模块等级为 3.3kV。 4）中间直流电路环节还连接有谐波吸收电路，过压保护电路、接地 检测电路； 5）主变流器可通过调节cosφ来实现对电抗负载的补偿，以提高功率 因素； 6）具有库内动车功能。
一、主电路原理
主传动系统原理
主传动系统
主电路由网侧电路、主变压器、牵引变流器和牵引电机组成。
一、主电路原理
网侧电路原理
爱爱爱
主传动系统
主要功能：从网侧获取电 能。每节机车网侧电路由1台 受电弓、1台主断路器（带高 压接地装置）、1台避雷器、1 台高压电压互感器、1台高压 电流互感器、1台高压隔离开 关、牵引变压器原边、接地回 流互感器和接地碳刷等组成。 两节机车间的网侧电路通过车 顶高压连接器相连。 网侧电路可分为三个 部分： 1）网侧受流 2）网侧检测 3）网侧保护
四、电气原理图说明
电气原理读图说明 1. 2. 3. 4. 5. 6. 原理图结构介绍 原理图功能区（=01） 原理图电气设备代码 原理图地址代码（=02） 原理图中的关联信息 电缆线号及线束号命名
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四、电气原理图说明
电气原理图结构介绍
树形 树形 结构 结构 绘图区 绘图区
标题栏 标题栏
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四、电气原理图说明
电气原理图功能区
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四、电气原理图说明
电气原理图功能区
功能区代码前缀：“＝”， 基 本定义如下： ＝00图纸注释
＝10主电路 ＝20牵引制动回路 ＝30辅助/电源供电 ＝40监控和自动控制 ＝50照明 ＝60空调装置 ＝70第二辅助电路 ＝80门控设备 ＝90其它设备
二、辅助电路原理
AC 230V负载供电原理
辅助电气系统原理图和功能说明
AC230V 60Hz支路，负载包括前窗玻璃加热器、司机室取暖器，微波炉等
二、辅助电路原理 DC 110V负载供电原理
辅助电气系统原理图和功能说明

给控制系统提供电源 转换DC 24V给照明、仪表电路供电
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车电气原理
辅助电气系统-主要部件介绍
辅助电压特性及主要参数
恒频恒压回路输出电压： 440V 恒频恒压回路输出频率：60Hz 变频变压回路输出电压范围： 80~440V 变频变压回路输出频率： 80~440V、 10~60Hz
变频变压回路U/f输出特性曲线
二、辅助电路原理 3AC 440V负载供电原理
辅助电气系统原理图和功能说明
空转、滑行保护,粘着利用控制和轴重转移补偿控制功能 机车运行参数显示和记忆功能 机车故障检测、故障诊断、故障处理提示的显示和记忆功能 无人警惕控制功能 自动过分相和半自动过分相控制功能 通风机转速自动控制 冗余控制功能
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车电气原理
第四部分
电气原理图说明
一、主电路原理
网侧主要部件介绍
高压电流互感器
标称电压：25kV 额定电流比：250/1
二次标称电流：1A/1A
二次标称输出：20VA /5VA 准确次级：C1.1级/C1.0.5级
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车电气原理
第二部分
辅助电路原理
二、辅助电路原理
辅助电气系统组成及特点

主要辅机配置 冗余功能

库用辅机起动、库内动车功能
二、辅助电路原理 辅助电路的冗余功能
正常情况下，集成在主变流柜中的两个辅助逆变器，一个工作 在变频变压模式，一个工作在恒频恒压模式。两个辅助逆变器的输出 接触器之后设置了一个冗余接触器，可实现两路辅助回路的冗余供电 功能。当一个辅助逆变器出现故障时，辅助回路将重新配置，故障辅 助逆变器的输出接触器自动断开，冗余接触器闭合，正常运行的辅助 逆变器将承担所有负载。此时所有辅助设备都以恒频恒压方式工作。
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一、主电路原理
主电路控制与监视设备 1）通过两个TCU（牵引控制单元）模块对变流器内部两组供电回 路中所有设备进行控制和监视； 2）通过CCU （中央控制单元）对两个TCU进行控制和监视。
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一、主电路原理
主变压器
原边绕组额定容量：5280kVA 原边绕组额定电流 ：211A 牵引绕组额定容量 ：4×1320kVA 牵引绕组额定电压 ：4×970V 牵引绕组额定电流 ：4×1361A 绝缘等级：A级 额定效率：≥96% 谐振电抗器电感值：2×0.27 mH
辅助电气系统组成
为保证机车正常功能的发挥和提供舒适的司乘环境，机车配 备了相应的辅助机组和辅助设施，构成了辅助电气系统。辅助电 气系统分成以下四个负载组： 3AC 440V/60Hz恒频恒压电路


3AC 440V变频变压电路
AC 230V电路 DC 110V电源及其配电
二、辅助电路原理
一、主电路原理
网侧保护原理 c) 网侧过流保护 通过原边电流互感器的检测，在电流超过整定值时，主断路器将分断 保护。 d) 原边接地保护 检测原边电流和回流电流的差值，当大于整定值时，判定为原边接地， 主断路器进行分断保护。 除网侧保护外，主电路的其它部分、控制电路以及辅助电路等出现 故障需要保护时，也能通过分断主断路器来实现。如遇主断路器失效而 无法断开时，则可采用强行降弓的方式切断网侧的电源。 避雷器和接地开关也是网侧电路中的保护器件。避雷器用于抑制主 电路中的操作过电压和运行时的雷击过电压。接地开关用于在需要登车 顶或接近其它高压区域时使网侧电路接地，以保证操作人员的安全。
IGBT模块技术参数
额定电压：3300V
额定电流：1200A 开关频率：450Hz 冷却方式：水冷 牵引变流器TCU
一、主电路原理
主传动系统-主要部件介绍
牵引电机
额定功率：1224kW 额定转速 ：1720r/min 额定电流 ：598A
额定频率：58.1Hz
额定转矩：6802Nm 启动转矩：9717Nm 极对数：2对
一、主电路原理
网侧保护原理