輔助供電系統(tǒng)

長(zhǎng)春軌道客車有限責(zé)任公司

2015年4月

輔助供電系統(tǒng)長(zhǎng)春軌道客車有限責(zé)任公司2015年4月輔助供電系統(tǒng)

1.1輔助供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

輔助供電系統(tǒng)電源主要由輔助變流器、充電機(jī)、蓄電池等組成。輔助變流器分單輔助變流器（ACU）和雙輔助變流器（D－ACU），單輔助變流器安裝在變壓器車（TC07/TC02）

雙輔助變流器安裝在一等車（FC04）和餐車（BC05）。充電

機(jī)、蓄電池箱也安裝在一等車（FC04）和餐車（BC05）。

下圖是輔助供電系統(tǒng)供電設(shè)備布置：

輔助供電系統(tǒng)1.1輔助供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介輔助供電系CRH380B型動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)分析文字可編輯課件

輔助供電系統(tǒng)

1.2供電制式

輔助供電系統(tǒng)采用列車干線供電方式，由分散布置在若干車

輛上的各輔助電源設(shè)備向干線供電。交流供電采用3相440V60Hz制式，直流供電采用DC110V制式。

1.3供電原理

請(qǐng)看下面輔助供電系統(tǒng)的原理框圖：

輔助供電系統(tǒng)1.2供電制式輔助供電系統(tǒng)采用列車EC08TC07IC06FC05BC04IC03TC02EC01TRCTRCTRCTRCACU160160D-ACU160380V50Hz32332160D-ACU160380V50Hz2160ACU323233323232440V60Hz2230V60Hz440V60Hz2230V60Hz440V60Hz2440V60Hz22440V60Hz440V60Hz2440V60Hz2230V60Hz230V230V60Hz60Hz230V60Hz230V60Hz440V60Hz2230V60HzDC110V230V50Hz230V50Hz230V50HzDC110VBCBat230V50Hz230V50HzBCBatDC110V230V50Hz230V50Hz230V50HzTRCACUD-ACUBCBatTractionConverterAuxiliaryConverterUnitDouble-AuxiliaryConverterUnitBatteryChargerBatteryEC08TC07IC06FC05BC04IC03輔助供電系統(tǒng)

1.4輔助供電系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.4.1高可靠性設(shè)計(jì)

交流3AC440V60Hz供電采用干線供電方式，所有的輔助變流器都向干線輸出同相位440V60Hz3AC電源，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)供電。當(dāng)一個(gè)輔助變流器或一個(gè)牽引變流器故障時(shí)，其余的輔助變流器可繼續(xù)向交流干線供電。

輔助供電系統(tǒng)1.4輔助供電系統(tǒng)的特點(diǎn)1.4.1高

直流110V供電，為了提高某些負(fù)載的可靠性

（例如應(yīng)急照明，中央控制單元，人機(jī)界面等），直流供電干線分為BN1、BN2兩路，直流負(fù)載，一部分由BN1供電，另一部分由BN2供電。對(duì)于特別重要的負(fù)載，采用直連電池不間斷供電。這樣，直流和交流供電系統(tǒng)可靠性大大提高。

我國(guó)的25T列車，輔助供電系統(tǒng)采用的是集中整流分散變流的供電方式，每輛客車車下安裝35KVA逆變器和8KW充電機(jī)，當(dāng)逆變器故障時(shí)，交流負(fù)載斷電，充電機(jī)故障或過(guò)分相區(qū)時(shí)，只能由電池供電，可靠性不如動(dòng)車組高。

直流110V供電，為了提高某些負(fù)載的可靠性（例如應(yīng)1.4.2高安全性設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)控制診斷系統(tǒng)功能強(qiáng)大，對(duì)供電線路發(fā)生的過(guò)載、短路、瞬時(shí)大電流沖擊、過(guò)壓、欠壓、接地等現(xiàn)象及時(shí)加以保護(hù)，供電負(fù)載具有自診斷功能和故障保護(hù)措施，確保了旅客安全。

1.4.3經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)

CRH3動(dòng)車組在設(shè)計(jì)上保證了過(guò)分相區(qū)時(shí)牽引變流器的中間直流電路不間斷供電。過(guò)分相區(qū)時(shí)，控制系統(tǒng)采取微小的制動(dòng)（制動(dòng)系統(tǒng)采用再生制動(dòng)方式），保證輔助變流器供電牽引變流器的中間直流電路不間。

1.4.2高安全性設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)控制診斷系統(tǒng)功能斷供電，交流3AC440V60Hz供電不間斷，充電機(jī)工作不間斷。這樣設(shè)計(jì)有很大優(yōu)點(diǎn)：

第一，過(guò)分相區(qū)時(shí)空調(diào)可以連續(xù)工作，減少了故障率。

第二，過(guò)分相區(qū)時(shí)蓄電池不用大電流對(duì)整車的直流負(fù)載放電，減少了故障率，更重要是減少了蓄電池的數(shù)量，提高了動(dòng)車組的經(jīng)濟(jì)性。

我國(guó)的25T列車，充電機(jī)故障或過(guò)分相區(qū)時(shí)，只能由電池供電，每輛車都安裝蓄電池。再有，列車過(guò)分相區(qū)頻繁，充電機(jī)軟啟動(dòng)，實(shí)際充電時(shí)間嚴(yán)重不足，已經(jīng)造成了蓄電池長(zhǎng)期虧電，壽命縮短，盡管蓄電池的價(jià)格比CRH3動(dòng)車組便宜，但是壽命周期內(nèi)經(jīng)濟(jì)性差。

斷供電，交流3AC440V60Hz供電不間斷，充電機(jī)工作

輔助供電系統(tǒng)

2負(fù)載分配

2.1交流負(fù)載分配如下表

輔助供電系統(tǒng)2負(fù)載分配2.1交流負(fù)載分配如下表輔助供電系統(tǒng)

2.2直流負(fù)載分配

2.2.1簡(jiǎn)介：

供電等級(jí)分為：“直連電池”供電“BD(不間斷供電)、“常規(guī)電池”供電“BN”（電池母線）?！爸边B電池”供電就是負(fù)載直接與電池相連，不經(jīng)過(guò)開關(guān)。常規(guī)電池”供電“BN”就是電池接觸器后與負(fù)載相連，電池母線供電由充電機(jī)箱內(nèi)的的電池接觸器K1、K2閉合和關(guān)斷來(lái)控制，

常規(guī)電池母線分兩路供電，一路為BN1，另一路為BN2。

直流供電原理框圖如下：

輔助供電系統(tǒng)2.2直流負(fù)載分配2.2.1簡(jiǎn)介：CRH380B型動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)分析文字可編輯課件輔助供電系統(tǒng)

2.2.1直流負(fù)載分配

輔助供電系統(tǒng)2.2.1直流負(fù)載分配輔助供電系統(tǒng)

3外接電源供電

3.1交流外接電源供電

雙輔助變流器上有一個(gè)外接電源插座，由外部380V50Hz電

源給3AC440V60Hz干線供電。利用外接電源供電，在外界溫度

–

25°C時(shí)，可以將列車內(nèi)的溫度維持在5°C。

3.1.1外接電源供電負(fù)載

充電機(jī)、伴熱和空調(diào)系統(tǒng)、其它440V負(fù)載。

3.1.2外接電源供電操作

對(duì)于動(dòng)車組（包括重聯(lián)動(dòng)車組），只能通過(guò)一個(gè)外接電源插

座給整列車供電。外接電源供電通過(guò)餐車（BC05）控制面板上

的一個(gè)鑰匙開關(guān)來(lái)操作。

輔助供電系統(tǒng)3外接電源供電3.1交流外接電源供電輔助供電系統(tǒng)

3.2DC110V外接電源供電

每一個(gè)電池箱內(nèi)有一個(gè)DC110V外接電源供電插座，在列車

停放在車庫(kù)時(shí)，能夠通過(guò)電池箱內(nèi)DC110V外接電源插座提供

DC110V電源。

4故障狀況下冗余及控制

3AC440V60Hz冗余當(dāng)一個(gè)單輔助變流器或一個(gè)牽引變流器故

障時(shí)，交流供電干線由其余的輔助變流器連續(xù)供電。當(dāng)雙輔助變

流器中的一個(gè)輔助變流器單元故障時(shí)，另一個(gè)單輔助變流器單元

能夠繼續(xù)工作。當(dāng)一個(gè)單輔助變流器或一個(gè)牽引變流器故障時(shí)，

不會(huì)減少供電。當(dāng)兩個(gè)單輔助變流器故障或一個(gè)雙輔助變流器故障時(shí)，只減少與旅客舒適性相關(guān)的負(fù)載。

輔助供電系統(tǒng)3.2DC110V外接電源供電輔助供電系統(tǒng)

4.2DC110V冗余

每個(gè)牽引單元的一部分負(fù)載由BN1供電，另一部分負(fù)載由BN2供電，

當(dāng)一個(gè)充電機(jī)故障時(shí)，另一個(gè)充電機(jī)完全負(fù)責(zé)向所有的

直流負(fù)載供電。與故障充電機(jī)連接的電池不能再充電，因?yàn)殡姵?/p>

的充電彼此不連接。

4.2.1供電控制

當(dāng)充電機(jī)故障時(shí)，為保證重要負(fù)載的供電，需要切除部分負(fù)

載。

下表是時(shí)間控制關(guān)斷模式:輔助供電系統(tǒng)4.2DC110V冗余每個(gè)牽

輔助供電系統(tǒng)

5輔助供電設(shè)備

輔助供電系統(tǒng)設(shè)備主要包括：輔助變流器、蓄電池、充電機(jī)、

小型逆變器、小型變壓器等電源設(shè)備。

5.1輔助變流器組成

輔助變流器為輔助供電系統(tǒng)的核心電源設(shè)備，輔助變流器分單輔助變流器（ACU）和雙輔助變流器（D－ACU），單輔助變流器安裝在變壓器車（TC07/TC02）車下，雙輔助變流器安在一等車（FC04）和餐車（BC05）車下

。

下圖為雙輔助變流器的原理圖。

輔助供電系統(tǒng)5輔助供電設(shè)備輔助供電系統(tǒng)設(shè)備主要CRH380B型動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)分析文字可編輯課件

雙輔助變流器直接連接到牽引變流器的中間電路上。

標(biāo)稱電壓為DC3000V。

操作雙輔助變流器需要滿足下列條件：

?雙輔助變流器從列車控制系統(tǒng)收到了觸發(fā)信號(hào)。

?輸入電壓在有效電壓范圍內(nèi)。

如果滿足了接通條件，則DC輸入電壓經(jīng)由濾波

電容器、主接觸器和預(yù)充電接觸器供給PWMI模塊。

雙輔助變流器直接連接到牽引變流器的中間電路上。標(biāo)稱

脈寬調(diào)制變換器模塊（PWMI）接通并啟動(dòng)。如果脈寬調(diào)制變換器的輸出電壓處于規(guī)定范圍內(nèi)，則輸出接觸器關(guān)閉。

雙輔助變流器的控制器則向機(jī)車控制器發(fā)出信息，表明3AC輸出已經(jīng)準(zhǔn)備好。輸出則經(jīng)由變壓器、EMC濾波器以及輸出熔斷器進(jìn)行供電。

脈寬調(diào)制變換器模塊（PWMI）接通并啟動(dòng)。如果脈寬調(diào)CRH380B型動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)分析文字可編輯課件輔助供電系統(tǒng)

5.2充電機(jī)

充電機(jī)功能是把三相交流電轉(zhuǎn)換為車載電源系統(tǒng)的直流電，對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，向所有與充電機(jī)并聯(lián)的低壓負(fù)載供電。電池充電機(jī)由440V60Hz3AC車載電源供電，充電機(jī)箱分別位于一等車和餐車的車下。電池充電機(jī)由帶輸入端子的輸入電路、風(fēng)冷充電機(jī)模塊、電磁兼容濾波器、電池主接觸器、電池輸出配電保險(xiǎn)、冷卻風(fēng)扇等組成。

輔助供電系統(tǒng)5.2充電機(jī)充電機(jī)功能是把三相交流電轉(zhuǎn)CRH380B型動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)分析文字可編輯課件輔助供電系統(tǒng)

5.3蓄電池

蓄電池的功能是：在系統(tǒng)故障情況下（缺少接觸網(wǎng)電壓，

牽引變壓器或變流器故障，蓄電池充電機(jī)故障等）確保向重要負(fù)載供電。蓄電池技術(shù)參數(shù)見下表

。

輔助供電系統(tǒng)5.3蓄電池蓄電池的功能是：在系統(tǒng)?單體電池

型號(hào)：FNC1502HR*標(biāo)稱電壓：1.2V標(biāo)稱容量：160Ah?電池組

標(biāo)稱電壓：100,8V標(biāo)稱容量：2x160Ah?單體電池型號(hào)：FNC1502HR*標(biāo)稱電壓：1.25.4逆變器

每車都配備有一個(gè)230V50Hz1AC逆變器給車上清潔插座供電，逆變器的電源來(lái)自DC110V，輸