八轴电力机车牵引及网络关键技术研究及优化项目招标重新招标

（1）研制一套与现有机车兼容的牵引变流器及网络系统

机车牵引变流器包括主变流器和辅助变流器，主变流器与辅助变流器集成安装在牵引变流器柜内。其中主变流器控制着牵引变压器和牵引电动机之间的能量传输，最终目的是控制牵引电动机以获得所期望的转矩和转速。机车辅助变流器通过从主变流器的中间直流回路取电，经过变换后输出合适的电压供给车载电器。

主变流器由四象限变流器、中间直流回路和逆变器组成。四象限整流环节用于控制能量的流向，并使主变压器原边具有较小的谐波和较高的功率因数；中间回路为储能环节，其作用为保持中间直流电压的稳定，实现对主变压器和牵引电机的能量解耦。另外，中间回路还设置了接地检测电路，用于对主电路接地故障的实时检测；逆变环节输出三相PWM电压，用于控制牵引电机的转矩。每个主变流器中的2个PWM逆变器由其中一个TCU单独进行控制，从而实现列车的轴控方式。

牵引变流器的牵引控制单元（TCU）用于控制其各个环节间协调工作。此外，TCU还监测牵引电机、主变压器等的相关状态量用于机车的控制和保护，并和机车的CCU进行通讯等。

机车网络系统包括：中央控制单元CCU、事件记录模块ERM、数字量输入输出模块DXMz、数字量输入模块DIMz、模拟量输入输出模块AXMz、司机显示屏HMI、MVB中继器、以太网交换机ECU、无线传输装置WTD等组成。

研制设计工作严格遵照现有神华机车牵引变流器及网络系统的接口结构，确保机械接口、电气接口、软件协议接口完全兼容。

（2）牵引系统保护策略的优化研究

牵引系统保护即通过实时监测牵引系统的电压、电流、冷却系统温度和压力等模拟量和一些开关、继电器的状态数据，再结合网络MVB数据，交由机车牵引控制单元将对牵引系统的工作状态进行评估判定，同时根据判定结果针对相应的情况或故障做出相应的保护动作，以确保人员和设备安全，保证机车牵引系统正常工作，确保机车的安全稳定运行。

神华号机车牵引系统需要监测的模拟量有网压、网流、变压器差动电流、直流母线电压、四象限输入电流、逆变器输出电流、接地电压、冷却液温度和压力等。需要监测保护部件包括主断路器、牵引变压器、线路接触器、预充电开关、预充电电阻、电压/电流传感器、功率模块及驱动电路、牵引电机及速度传感器等。

对于牵引系统，更严格的保护策略可以实现更高概率设备安全保障，但同时会导致设备可用性的下降，影响行车效率，进而影响运营效益。因此，有必要对机车牵引系统系统保护所涉及模拟量的保护限值进行梳理、评估，改进优化故障保护方法，在确保设备安全工作前提下，尽可能提高设备可用性，降低运营损失。

（3）牵引系统防滑、防空转控制策略的优化研究

在机车运行过程中，若施加的牵引力或制动力超出轮轨能够传递的最大黏着力，将会引起轮对的空转或滑行，造成轮轨间的剧烈磨耗，损伤钢轨或轮对。列车可用的最大黏着力等于轴重力与黏着系数乘积。影响黏着系数的因素有很多，如轨面条件、动轮直径和装配、列车的行驶速度、线路曲线半径等都会影响黏着系数导致其改变。其中轨面状况是决定列车和轨道之间有效黏着的重要因素，如果轮轨界面有水介质，黏着系数会随着速度的提高而显著下降；当轨面存在油润滑的条件下，黏着系数会明显降低。上述情况在机车运行过程中会经常发生，将直接影响到机车的行车安全，抑制机车在运行过程中空转、滑行的黏着控制是机车牵引控制的关键技术之一，其控制性能直接影响到机车牵引力或电制动力的发挥以及列车行车安全。

目前神华八轴电力机车，在天气不良黏着不佳情况下，运行过程中会偶发空转、滑行的情况，这会导致轮对磨耗偏高，有时还会影响行车效率。机车具有货运量大、惯性大的特点，运行线路通常情况较为复杂，线路坡度大，这些均会对机车运行的稳定安全造成影响。因此，机车牵引变流器防滑、防空转控制策略设计还需要不断的深入优化改进。

（4）网络系统的网络结构优化研究

分析调研现有神华八轴电力机车的MVB网络拓扑结构，分析目前出现过的网络通信故障的分类，重点分析导致网络通信瘫痪的故障原因，分类处理不同网络设备，将控制相关的网络设备和其它网络设备分别划分不同的子网段，实现网络故障的物理隔离。

（5）故障诊断系统及远程监控的研究

通过调研现有神华八轴电力机车，分析该车故障显示的内容，故障的排除操作建议等内容，结合运用部门提出的运用需求，丰富车载故障显示内容，丰富故障诊断的分析方法及故障定位，优化故障的排查操作建议，建立故障等级和重要故障的预警体系。

同时，研究车地通信技术，实现车载数据落地，进而完成远程监控功能。该功能将有利于系统故障数据的车地联合处理和分析，为运用维护的优化提供指导。

项目总工期：

神华号电力机车牵引及网络系统研制项目研究时间为30个月。技术开发合同签订后：

第1～第4个月，完成资料收集，现场调研；

第5～第10个月，原理分析及模型建立，开展相应理论研究；

第11～第17个月，完成神华号电力机车牵引变流器及网络系统的方案设计、技术设计、施工设计

第18～第22个月，完成现场装车及调试；

第23～第30个月，现场跟踪、系统完善及效果评价阶段；完成研究报告、项目评审及验收。