【TB铁路运输标准】 电动车组控制系统

ICS29.280
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3410--2015
电动车组控制系统
EMUcontrolsystem
2015-08-07发布
国家铁路局
2016-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
环境条件
系统构成
控制功能要求
控制系统保护
控制系统监视
控制系统诊断
10试验方法
参考文献
TB/T3410—2015
iiKAoNi KAca
iiiKAoNiKAca
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由南车株洲电力机车研究所有限公司提出并归口。本标准主要起草单位：株洲南车时代电气股份有限公司。TB/T3410—2015
本标准参加起草单位：中国铁道科学研究院机车车辆研究所、唐山轨道客车有限责任公司、南车青岛四方机车车辆股份有限公司、长春轨道客车股份有限公司。本标准主要起草人：荣智林、李铭。本标准参加起草人：赵红卫、陈发启、吴宁、王延翠、田永洙。iiKAoNi KAca
HiiKAoNniKAca
1范围
电动车组控制系统
TB/T3410—2015
本标准规定了干线铁路电动车组控制系统的环境条件、系统构成、控制功能要求、系统保护、系统监视、系统诊断和试验方法。
本标准适用于干线铁路电动车组使用的列车控制系统，城际电动车组、内燃动车组可参照执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。CB/T3318电力机车制成后投人使用前的试验方法GB/T4549.9一2004铁道车辆词汇第9部分：电气装置GB/T25119—2010轨道交通机车车辆电子装置（IEC60571:2006，M0D）GB/T28806一2012轨道交通机车车辆机车车辆制成后投人使用前的试验（IEC61133：2006,IDT
3术语和定义
GB/T4549.92004界定的术语和定义适用于本文件。4环境条件
电动车组控制系统应能在GB/T25119一2010规定的环境条件下正常运行且应满足整车环境条件要求。
5系统构成
5.1概述
电动车组控制系统具有对牵引、制动、辅助和服务等系统的控制、状态监视和故障诊断功能，这些功能可主要通过网络和硬线电路实现。典型的系统构成示意见图1。5.2牵引控制系统构成
牵引控制实现对牵引传动系统的控制、故障诊断和保护，完成牵引和再生制动控制。牵引传动系统包含受电弓、高压部件、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、机械传动部件和轮对等部件。5.3制动控制系统构成
制动控制实现对制动系统的控制、故障诊断和保护，制动控制系统主要通过接收制动指令，保证列车正常情况下在规定时间与距离内平稳安全停车，同时保证列车紧急情形下快速停车。制动系统包括基础制动、风源系统和制动控制单元等。5.4辅助控制系统构成
辅助控制实现对辅助供电设备和用电设备的控制、故障诊断和保护，辅助系统由辅助供电设备和辅助用电设备构成。辅助供电设备包含辅助供电电源（牵引变压器供电或牵引中间回路供电）、辅助变流器、蓄电池充电电源和蓄电池等，主要为各控制设备和车辆电路提供直流电源，为冷却设备、空调设备等提供三相或单相交流电源。1
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TB/T3410—-2015
动车组头车车辆
网络控制
通信/控
制/信息
数字/
模拟信
号入出
牵引控制
制动控制
辅助控制
以服务设备控制
其他设备
车辆控制电路
车辆控制硬线
跨车辆网络
车辆内部网络
动车组中间车辆
网络控制
数字/
模拟信
号入出
通信/控
内部制/信息
牵引控制
制动控制k
辅助控制
服务设备控制
-其他设备
5.5服务设备控制系统构成
典型的系统构成示意图
动车组头车车辆
网络控制
数字/
通信/控
内部制/信息
模拟信
号入出
车辆控制电路
D牵引控制K
制动控制
辅助控制
服务设备控制
-其他设备
服务设备控制实现对服务设备的控制、故障诊断和保护，主要为乘客提供安全舒适方便的乘车环境。服务设备主要由空调、车门、照明、卫生间、旅客信息服务等构成。6控制功能要求
6.1牵引控制
6.1.1受电弓控制
控制系统应根据主控司机室的受电弓操作指令进行受电弓升起和下降，安全地切除和复位，并具有在受电弓故障工况下的自动降弓功能。控制系统能及时传输受电弓的各种工作状态信息。在正常运营条件下，控制系统应具备受电弓的联锁逻辑控制功能。6.1.2主断路器控制
控制系统应能根据需要，进行主断路器的闭合、断开、切除和复位操作控制，主断路器断开指令的优先级应高于主断路器闭合指令进行传输。控制系统应能及时传输主断路器的各种工作状态信息。
6.1.3牵引变流器控制
控制系统应提供牵引变流器必要的指令或信息，从而让牵引变流器可以执行前进、后退、牵引、再生制动和恒速（可选）等工况，并根据切除和复位命令信息让牵引系统切除和投人。牵引控制单元应具有车辆总线通信、四象限整流控制、逆变控制和粘着控制等功能，并对牵引电气系统的工作状态进行监控和诊断，对故障信息进行收集、传输、记录和转储，宜具有自检功能。6.1.4功率发挥控制
控制系统应根据供电网压对牵引系统输出功率进行调节控制，满足用户要求的功率曲线。6.1.5过分相控制bzxZ.net
控制系统应能支持列车自动防护装置（ATP）控制过分相或车地过分相装置过分相区的功能，根据过分相不同模式，控制系统能识别模式信号，控制各系统部件按照时序逻辑进行动作，保证列车过分相阶段的安全通过。
6.1.6短时断电控制
牵引系统应能承受供电电压短时中断，在供电电压中断恢复后，应能正常启动，无部件损坏。2
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6.1.7放电功能
TB/T3410—2015
牵引系统断电后，储能元件能量应通过放电电路进行释放，电压宜在20min内应降低到人体安全电压以下，以保证维修人员的人身安全。6.1.8牵引/制动逻辑控制
牵引系统根据司机操作命令，结合各部件当前运行状态，驱动相应的继电器和接触器，实现电气牵引/制动电路加载转换控制。
6.2制动控制
6.2.1基本功能
制动控制应具备车辆总线通信、制动控制过程和制动设备诊断、车辆滑动保护和诊断、单元或全车制动力分配等功能，并能对制动系统的工作状态进行监控和诊断，对故障信息进行收集、传输、记录和转储。应具有出库例行测试功能。6.2.2制动模式
控制系统应支持多种制动模式，至少包括紧急制动和多级常用制动，且应满足空电联合制动要求，充分发挥车辆电制动能力，减少空气制动的施加。为保证制动闸瓦的均等使用寿命，宜具有制动力综合计算与分配功能。
6.2.3救援或回送制动
控制系统应满足列车救援或回送制动控制要求。可将救援机车，设有备用制动或救援转换装置的救援动车组的制动指令转化为动车组系统的制动指令并执行。6.2.4备用制动
控制系统宜有完余的途径和设备，使基础制动系统可执行制动控制，通过司机的转换操作，紧急情况且通常制动回路失效情况下启动备用制动回路，保证列车安全停车。6.3辅助电路控制
6.3.1辅助电源控制
辅助电源控制应包含三相辅助逆变电源和直流充电电源控制及保护。三相辅助逆变电源控制实现三相交流电压的闭环控制，接触器和断路器的通断、过流保护和过压保护等。
直流充电电源控制宜包含恒压、限流充电和保护功能及根据温度对蓄电池充电进行补偿。控制系统应对辅助电源系统的工作状态进行监控和诊断，对故障信息进行收集、传输、记录和转储，宜具有自检功能。
6.3.2辅助用电设备控制
控制系统宜具有主要交流负载设备的错时启动控制功能，主要包括客室空调、主空气压缩机和牵引系统冷却装置等，以错开交流负载启动瞬间的过大冲击。控制系统应具有辅助供电电源故障模式下的负载调配功能。6.3.3辅助供电穴余控制
辅助供电的完余控制可采用并网供电模式或扩展供电模式。应具有外部辅助供电功能和相应联锁保护。6.4服务设备控制
6.4.1车门控制（仅限外部侧门）控制系统应具有集中控制和速度安全联锁功能，车门控制应能从网络或硬线获得开门/释放指令和关门指令，实现门的安全开/关。车门控制应具有锁闭或压紧、单门控制和手动操作等功能。车门开关过程中具备障碍物检测、指示灯和声音报警等功能。3
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TB/T3410-2015
6.4.2空调控制
控制系统可通过网络或硬线实现空调的集中控制、顺序启动等功能，也可进行单车空调控制。控制系统应具有紧急通风与车内压力保护功能。空调控制应具有室内恒温控制功能，并有多种工作模式（至少包括制冷、半冷、制暖、半暖、通风和停机），还应具有内部接触器和断路器的控制、监控和互锁功能。控制系统能对空调压缩机、风机等电气系统的工作状态、故障信息进行收集和传输。6.4.3旅客信息系统控制
控制系统应具备给乘客提供语音或音频、文字信息显示多种服务的功能；具备有支持优先级别的语音广播方式，语音信息包括但不限于里程、停车站信息；支持优先级别的短文显示方式，短文包括但不限于公里里程、速度、停车站信息、始发站引导、下一站、目的站、车次、车号和广告等信息。6.4.4照明系统控制
控制系统车内照明控制应具有集中控制和应急照明功能。司机室内的顶灯独立于列车灯光控制。控制系统应能根据车辆停放信号进行车头及车尾标志灯的控制。7控制系统保护
7.1运行安全联锁保护
7.1.1牵引安全联锁
牵引准备不够时禁止牵引，包括但不限于以下情况：一无唯一激活司机室，系统控制能通过车辆电路及软件控制避免双司机室模式存在的可能；一系统非零速度情况下有车辆处于制动工况或轮对抱闸状态（坡道起动和起动试验除外）；一车门未全部关闭时（门故障隔离除外）。7.1.2制动安全联锁
7.1.2.1制动安全环路断开
该控制至少包含司机台紧急按钮按下、列车安全环路异常断开、司机警惕功能被触发等状态，禁止牵引，控制系统实施紧急制动。7.1.2.2ATP触发紧急制动
列车未能减速到在运行区间设定的速度时，ATP发出紧急制动指令，实现紧急制动。7.1.2.3乘客紧急制动报警
当车辆出现紧急情况，乘客可按下客室紧急制动报警开关，司机或乘务员可在规定时间确认，决定是否取消；超过限定时间，控制系统自动施加紧急制动。注：乘客紧急制动实现功能及其实现其他要求可由供需双方协商确定。7.1.2.4紧急按钮控制
当车辆出现紧急情况，司乘人员可按下乘务员室或司机室紧急制动操作开关，控制系统施加紧急制动。
7.2高压回路联锁保护
7.2.1接地保护
控制系统对供电高压回路的接地保护应包括主变压器原边及其前端电路接地保护和主变压器次边接地保护。
7.2.2高压安全联锁
为保证人员安全，系统应具有高压联锁装置，高压设备的接近操作应具有联锁功能，其条件包括但不限于：
一受电弓保持在下降状态；
一安全接地开关在接地状态。
7.3主电路保护
7.3.1控制逻辑保护
TB/T3410—2015
控制系统应具有控制逻辑保护功能，不宜带载进行接触器、断路器的开合，包括但不限于以下几个方面：
控制系统不宜带载降弓，不应带载升弓；升弓或降弓之前先断开主断路器：一先切除牵引负载再进行主断路器的断合控制；一温度保护。
7.3.2主电路设备异常时保护
设备电器或工作条件等发生不正常时，迅速使其进人安全状态，以保护设备安全。传动控制单元未正常工作、网压异常时禁止主断路器闭合。7.4安全监护
7.4.1烟火报警
控制系统可通过每节车的烟雾检测探头进行实时监测，当异常时，通过蜂鸣器、人机接口显示单元报警输出。
7.4.2轴温检测
控制系统可通过对每个转向架轴端的温度进行实时监控，当异常时，可通过蜂鸣器、人机接口显示单元等报警输出。
7.4.3转向架运行监视
当动车组装有横向稳定性监测装置时，控制系统可通过对运行中每个转向架构架横向加速度进行实时检测，当异常时，通过蜂鸣器、人机接口显示单元报警输出。8控制系统监视
8.1牵引系统监视
牵引系统的监视信息应包括但不限于如下内容：通信状态：
一受电弓的状态；
一主断路器的状态；
牵引电动机通风机状态：
过分相装置状态；
牵引变压器原边电流异常；
牵引变压器次边电流异常；
牵引变压器温度异常；
牵引变压器油压异常；
牵引变流器故障；
一牵引变流器控制电源异常：
主电路接地。
8.2制动系统监视
制动系统的监视信息应包括但不限于如下内容：通信状态；
—总风缸压力；
一制动缸压力；
一速度信号。
TB/T3410—2015
8.3辅助电路监视
辅助电路的监视信息应包括但不限于如下内容：通信状态；
—输人电流；
输人电压；
输出电流；
—输出电压：
输出频率；
辅助电源故障。
8.4服务设备监视
服务设备监视信息应包含但不限于如下内容：各车门的开/关状态；
一车门故障信息；
—空调通信状态：
—车厢温度；
空调故障信息。
9控制系统诊断
9.1故障实时诊断
控制系统应具有故障实时诊断功能，对当前故障进行提示报警；系统应能对当前或一段时间以前历史故障可查询、转储并通过地面软件解析；系统应能根据故障的后果或影响进行等级划分、分类处理，宜参考以下方式：
一严重故障（A）：需司乘人员立即注意并采取行动的故障为严重故障。影响运营服务运行的故障为此级别。当此类故障发生，通过声音、指示灯和人机接口图形画面提示司乘人员。一中等故障（B）：需司乘人员注意的故障为中等故障。不影响运营服务运行的故障为此级别。当此类故障发生，通过指示灯或人机接口图形画面提示司乘人员。一轻微故障(C)：要维护人员注意的故障为轻微故障。列车维护人员要注意的故障为此级别。故障可不在司乘人员的故障信息界面上显示，仅记录在故障日志中。2系统性能诊断
系统应能按需求对全车主要设备进行性能诊断，以确认其是否满足运营要求，其诊断范围包含但不限于以下几个方面：
一各主要部件当前工作软件版本；控制通信设备的通信状态；
一牵引系统动作状态；
一制动系统动作状态；
一辅助电源动作状态；
一车侧门的开关动作状态。
10试验方法
控制系统各部件按相应产品标准完成型式试验后，整车控制系统试验按GB/T28806一2012和GB/T3318进行。
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