1動(dòng)車組輔助設(shè)備維護(hù)與檢修廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講：劉麗華2成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)30分期末考試70分課程性質(zhì)：專業(yè)必修課（考試）3動(dòng)車組輔助設(shè)備維護(hù)與檢修4主要內(nèi)容：

介紹國(guó)內(nèi)引進(jìn)動(dòng)車組的輔助電氣系統(tǒng)及設(shè)備，如配電系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、蓄電池與充電機(jī)、空調(diào)及換氣系統(tǒng)、動(dòng)車組車門系統(tǒng)、動(dòng)車組給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)、動(dòng)車組車內(nèi)其它電氣設(shè)備的工作原理、運(yùn)用方式、維修方法及標(biāo)準(zhǔn)、故障診斷與排除技術(shù)。55關(guān)于引進(jìn)動(dòng)車組名稱的代號(hào)龐巴迪-青島動(dòng)車組——CRH1四方/川崎動(dòng)車組——CRH2唐山/西門子動(dòng)車組——CRH3長(zhǎng)春/阿爾斯通動(dòng)車組——CRH5CRH：ChinaRailwayHigh66CRH1原型車Regina龐巴迪最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速200公里；在北歐地區(qū)使用廣泛，運(yùn)營(yíng)數(shù)量大，技術(shù)成熟；理想的中短途客運(yùn)和城際交通用車。動(dòng)車組的原型車選擇77CRH2原型車E2-1000川崎重工設(shè)計(jì)時(shí)速315公里，運(yùn)營(yíng)時(shí)速275公里；代表日本新干線最先進(jìn)的動(dòng)車組技術(shù)；可滿足中國(guó)鐵路高速客運(yùn)需要。動(dòng)車組的原型車選擇88CRH3原型車Velaro-E西門子設(shè)計(jì)時(shí)速350公里，運(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里；代表西門子最先進(jìn)的動(dòng)車組技術(shù)；可滿足中國(guó)鐵路高速客運(yùn)需要。動(dòng)車組的原型車選擇99ICE10CHR5原型車SM3阿爾斯通設(shè)計(jì)時(shí)速220公里；技術(shù)成熟、是歐洲廣泛使用的Pendolino系列列車之一；適合高寒地區(qū)使用。動(dòng)車組的原型車選擇1111四方股份長(zhǎng)客股份BSP引進(jìn)消化吸收川崎重工E2-1000阿爾斯通SM3龐巴迪Regina中國(guó)品牌西門子Velaro-E唐山工廠1212引進(jìn)動(dòng)車組的九大關(guān)鍵技術(shù)牽引控制系統(tǒng)牽引電機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)牽引與輔助變流器牽引變壓器轉(zhuǎn)向架列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)鋁合金、不銹鋼車體動(dòng)車組系統(tǒng)集成1313動(dòng)車組十項(xiàng)主要配套技術(shù)引進(jìn)的內(nèi)容14項(xiàng)目一動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)維護(hù)與檢修

項(xiàng)目描述：

通過(guò)本項(xiàng)目學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟知?jiǎng)榆嚱M輔助供電系統(tǒng)的概況及動(dòng)車組配電系統(tǒng)的基本知識(shí)；同時(shí)要掌握動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)的工作過(guò)程，能夠描繪動(dòng)車組輔助電源裝置的供電過(guò)程，并完成動(dòng)車組輔助供電裝置的一、二級(jí)檢修維護(hù)。15動(dòng)車組輔助電氣系統(tǒng)概述任務(wù)一動(dòng)車組配電系統(tǒng)維護(hù)與檢修任務(wù)二動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)維護(hù)與檢修任務(wù)三蓄電池與充電機(jī)維護(hù)與檢修任務(wù)四16一、動(dòng)車組輔助電氣系統(tǒng)

任務(wù)一動(dòng)車組輔助電氣系統(tǒng)概述

動(dòng)車組輔助電氣系統(tǒng)包括輔助供電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)。動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)是指除為牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有需要用電的負(fù)載設(shè)備提供電能的系統(tǒng)，包括輔助供電系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)。17動(dòng)車組配電系統(tǒng)的作用是將供電裝置、用電設(shè)備以及控制保護(hù)設(shè)備連成一個(gè)完整的電氣系統(tǒng)，并給與電能予以輸送和分配。

輔助供電系統(tǒng)的負(fù)載設(shè)備包括：牽引電機(jī)風(fēng)機(jī)，冷卻塔風(fēng)機(jī)，主變流器冷卻用水泵(或油泵)及風(fēng)機(jī)，輔助變流器冷卻風(fēng)機(jī)，主變壓器油泵，空氣壓縮機(jī)，充電機(jī)及其風(fēng)機(jī)，空調(diào)機(jī)及各種電動(dòng)閥門，車廂照明及各種服務(wù)性電氣設(shè)備。蓄電池系統(tǒng)還需為列車控制系統(tǒng)提供不間斷安全電源。18二、動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)設(shè)備與容量

在決定供電系統(tǒng)的總?cè)萘繒r(shí)，必須考慮電氣負(fù)載的需要功率、功率因數(shù)、效率等因素。一般的電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)，在其產(chǎn)品目錄和說(shuō)明書上都標(biāo)有它的額定功率和效率。該額定功率是指電動(dòng)機(jī)在正常工作狀態(tài)下，本身軸上所具有的有效機(jī)械功率。因此，電動(dòng)機(jī)的需要功率（realpower）等于效率除有效機(jī)械功率，單位一般用kW表示。

19負(fù)載的功率因數(shù)是針對(duì)交流電路而言的，其大小由負(fù)載的視在功率（apparentpower）除需要功率得到。視在功率等于負(fù)載的電壓與電流的乘積，單位一般用kVA表示。供、配電系統(tǒng)中沒有被利用的電能用無(wú)功功率（reactivepower）表示。在決定供電系統(tǒng)的總?cè)萘繒r(shí)，最保守的方式是把所有負(fù)載的需要功率之和作為系統(tǒng)容量，但是這樣供電系統(tǒng)成本很高。因此要考慮負(fù)載的功率利用系數(shù)。208輛車編組T1c(1)M2(2)M1(3)T2(4)T1k(5)M2(6)M1s(7)T2c(8)T1c,T2c---DrivingTrailerCoach帶駕駛室拖車M1,M2（2輛）,M1s---MotorCoach動(dòng)車T1k,T2---TrailerCoach拖車1.CRH2動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)設(shè)備與容量

（1）輔助供電系統(tǒng)構(gòu)成2122232425

CRH系列動(dòng)車組供電制式為單相AC25KV50HZ。

CRH2型動(dòng)車組采用4節(jié)車為一個(gè)單元的形式每個(gè)單元?jiǎng)榆嚱M設(shè)置一套輔助電源裝置，為包括其本身的4輛車的空調(diào)控制系統(tǒng)、換氣裝置、鼓風(fēng)機(jī)、照明、控制、廣播、列車無(wú)線等設(shè)備提供電源；在M2-2、T2-4、M2-6號(hào)車上設(shè)有蓄電池箱。由圖可見，主變壓器降壓后的電源分為6類:AC400v單相、AC400v三相、AC220v±10%單相、AC100v±10%單相、AC100v單相、DC100v26

每列車設(shè)置2臺(tái)輔助電源裝置（APU），分別向4輛車提供輔助電源。當(dāng)一臺(tái)輔助電源裝置發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)另一臺(tái)輔助電源裝置向全列車提供輔助電源。輔助電源裝置（APU）由輸入輔助整流器、PWM三相輸出逆變器、逆變器輸出變壓器、CVCF輸出變壓器、輔助變壓器等構(gòu)成。APU的輸入電源是牽引變壓器輔助繞組輸出的AC400V，通過(guò)可控硅混合電橋變換成為直流電。該直流電通過(guò)PWM三相逆變器變換成為交流電，通過(guò)逆變器輸出變壓器提供AC400V三相50Hz電源。輔助整流器柜由整流器變壓器、輔助整流器構(gòu)成。（2）CRH2動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)設(shè)備與容量

27輔助電源裝置（APU）輸入輸出參數(shù)輸入輸出1輸出2輸出3輸出4輸出5AC400VDC100V±10%單相AC100V±10%，50Hz單相AC220V±10%，50Hz三相AC400V±10%，50Hz單相AC100V+26-41%，50Hz

116kW12kVA11.3kVA123kVA22kVA28

CVCF輸出變壓器將AC400V三相電源變換成單相AC220V、AC100V的穩(wěn)壓電源。

輔助變壓器將牽引變壓器輔助繞組的AC400變換成另一單相AC100V電源。

輔助整流器箱使用整流器變壓器將APU的400V三相電壓輸出變壓后，通過(guò)三相全波整流器，輸出DC100V。

輸入整流器使用大電流、高電壓器件，實(shí)現(xiàn)了小型、輕量化。逆變器單元使用可高速開關(guān)的IGBT，通過(guò)高頻PWM控制，實(shí)現(xiàn)了濾波電抗器的小型、輕量化。

輔助整流裝置采用自冷式，由整流器變壓器、整流二極管單元、用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓下降特性的電阻等構(gòu)成。29

動(dòng)車組上設(shè)AC220V插座，不設(shè)DC24V及DC36V的插座。輔助電源裝置的輸出滿足JISE6402。全列共設(shè)5組控制蓄電池(整列進(jìn)口、散件組裝和國(guó)產(chǎn)化階段前17列車共設(shè)3組控制蓄電池)，蓄電池組容量可維持應(yīng)急用電量?jī)尚r(shí)。運(yùn)行過(guò)程中，蓄電池組可在線路上充電。輔助系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)，在動(dòng)車組上安裝2臺(tái)牽引變壓器，其輔助繞組輸出至輔助電源裝置的AC400V電壓分別供電給4節(jié)車廂。當(dāng)一臺(tái)牽引變壓器故障時(shí)，為了使另一臺(tái)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。30

CRH2型動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)冗余框圖

31

牽引變壓器能夠通過(guò)輔助繞組向8節(jié)車廂供電，設(shè)置了用于切換的輔助繞組電源感應(yīng)回路。當(dāng)輔助繞組電源切換后，空調(diào)裝置半功率運(yùn)行。在動(dòng)車組上安裝2臺(tái)輔助電源裝置，一臺(tái)輔助電源裝置供給4節(jié)車廂所需輔助用電。當(dāng)一臺(tái)輔助電源裝置發(fā)生故障時(shí)，為了使另一臺(tái)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助電源裝置能夠向8節(jié)車廂供電，設(shè)置了用于切換的擴(kuò)展供電回路。輔助電源裝置輸出容量的設(shè)計(jì)能夠在故障時(shí)用一臺(tái)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助電源裝置向整列車供電。因此，當(dāng)一臺(tái)輔助電源裝置故障時(shí)無(wú)需減少負(fù)荷。32輔助電源裝置（APU）出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)供電容量

APU的5個(gè)電壓輸出額定容量均大于1臺(tái)APU停止運(yùn)行時(shí)的負(fù)載功率。動(dòng)車組車外車體側(cè)面裝有連接外部電源的插座（AC400V、單相、50Hz），M2車（2號(hào)車及6號(hào)車）上各有一處。車輛檢修基地設(shè)置有外部電源，可供輔助電路的工作。

33輔助電源裝置（APU）１～4號(hào)車負(fù)載5～８號(hào)車負(fù)載整列合計(jì)負(fù)載APU額定容量DC100V(ARf)24.4kw23.3kw47.8kw58kw×2臺(tái)=116kw

AC100V(CVT)-夏3.4kw3.6kw7.1kw12kW1號(hào)車APU停止時(shí)停止7.1kw

12kW8號(hào)車APU停止時(shí)7.1kw停止

12kW

AC220V(CVT)-夏1.9kw6.3kw8.1kw12kW1號(hào)車APU停止時(shí)停止8.1kw

12kW8號(hào)車APU停止時(shí)8.1kw停止

12kW

AC100V(ATr)-夏2.9kw2.4kw－22kWAC100V(ATr)-冬11.8kw11.2kw

22kW

AC400V（SIV）57.8kw65.2kw123kw123kW1號(hào)車APU停止時(shí)停止123kw

123kW342.CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)設(shè)備與容量

（1）輔助供電系統(tǒng)構(gòu)成

CRH5型動(dòng)車組由2個(gè)牽引單元組成，包含8節(jié)車。其中一個(gè)牽引單元包括3節(jié)動(dòng)車（MC2、M2S和M2）和1節(jié)拖車（TP）。另一個(gè)牽引單元包括2節(jié)動(dòng)車（MH、MC1）和2節(jié)拖車（T2和TPB）。每個(gè)牽引單元配有1個(gè)主變壓器，并附有相應(yīng)的受電弓。

35

通過(guò)布置在MC2（1）,M2S（2）,M2（4）,MH（7）和MC1（8）車底架內(nèi)的5臺(tái)輔助變流器保證中壓饋電（三相400V50Hz）。該電壓通過(guò)位于TP（3）,M2（4）,T2（5）和TPB（6）車上的中壓接觸器箱向車組中的各類中壓負(fù)載饋電。

除三相電源(400V,50Hz,3相)外，單相電源(220V，單相)也用于向動(dòng)車組中的220V中壓設(shè)備饋電。

上述兩類中壓電氣設(shè)備與控制電路相配合，可承擔(dān)動(dòng)車組中的各類中壓負(fù)載。

八節(jié)車中均配15kW蓄電池充電機(jī)，用于將400VAC三相（中壓）供電電壓轉(zhuǎn)換為額定24V直流低壓。該電壓供給低壓電路，還可用于為蓄電池組充電。36373839◆每列車設(shè)有5臺(tái)輔助變流器，每輛動(dòng)車一臺(tái)；8組蓄電池和電池充電機(jī)，每輛車1組?！魟?dòng)車組內(nèi)各設(shè)AC220V（衛(wèi)生間、列車長(zhǎng)室、司機(jī)室各1個(gè)、客室2個(gè)）插座及DC24V（每車2個(gè)，車下裙板內(nèi)）行燈插座?！糨o助供電電源系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，能夠進(jìn)行切換，確保列車正常運(yùn)行。在1臺(tái)或2臺(tái)輔助變流器故障的情況下，可以不受任何限制地向輔助負(fù)載供電。1）中壓分配系統(tǒng)功能該系統(tǒng)由兩個(gè)配電四級(jí)線路組成：每個(gè)輔助變流器為與之對(duì)應(yīng)的三相380V/50Hz線路連接的中壓載荷供電。（2）CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)設(shè)備與容量

40中壓分配系統(tǒng)降級(jí)模式性能（1）在1個(gè)變流器故障的情況下，其他4個(gè)可以無(wú)任何限制地為列車的所有中壓負(fù)載供電。（2）在2個(gè)變流器故障的情況下，其他3個(gè)可以按照中壓負(fù)載的重要性和優(yōu)先性選擇策略來(lái)為列車的所有中壓負(fù)載供電。（3）在1個(gè)牽引變壓器故障的情況下，2個(gè)變流器沒有被供電而其他3個(gè)可以按照中壓負(fù)載的重要性和優(yōu)先性選擇策略來(lái)為列車的所有中壓負(fù)載供電。（除故障的牽引變壓器的輔助系統(tǒng)和相關(guān)變流器之外）。2）低壓分配系統(tǒng)

在列車水平下，低壓載荷通過(guò)使用8個(gè)蓄電池充電器（CBS）來(lái)保證，每個(gè)是一個(gè)15KW蓄電池充電器。（2）CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)設(shè)備與容量

41低壓分配系統(tǒng)性能8個(gè)蓄電池可以在以下性能減少的緊急條件下為所有LV負(fù)載供電：●

頭5分鐘所有接入負(fù)載（包括客室和閱讀燈）●沒電5分鐘后，聚光燈和兩側(cè)燈帶被關(guān)閉，一些不重要的系統(tǒng)處于備用狀態(tài)而緊急通風(fēng)被打開?！?/p>

沒電30分鐘后，客室的直接照明和其他室（通過(guò)臺(tái)，折棚，衛(wèi)生間）減小到一半功率。●沒電60分鐘后直到120分鐘為止，客車的直接照明被減少到緊急照明水平。●沒電120分鐘后，緊急照明被保持打開，直到一個(gè)最小電壓繼電器被切斷給蓄電池供電為止。第一章動(dòng)車組輔助電源系統(tǒng)42CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)與用電設(shè)備組成框圖43動(dòng)車組電氣設(shè)備包括各種風(fēng)機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)、車廂照明及各種服務(wù)性電氣設(shè)備。各種輔助電力設(shè)備都普遍采用單相交流電機(jī)，這可以使得供電十分簡(jiǎn)單。車內(nèi)電氣裝置主要包括旅客信息系統(tǒng)、列車影視系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、空調(diào)及廢排系統(tǒng)以及用于全列動(dòng)力、信息（信號(hào)）傳輸?shù)闹鞲删€，分支線布置以及電氣綜合控制柜等。車下電氣裝置包括電源干線、輔助變流器、逆變器箱、充電機(jī)箱、蓄電池及各種行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)配線。

3.動(dòng)車組電氣設(shè)備

44（1）CRH2型動(dòng)車組電氣設(shè)備布局車輛12345678代號(hào)T1cM2M1T2T1kM2M1sT2c等級(jí)二等二等二等二等二等二等一等二等定員5510085100551005164變壓器01000010牽引變流器01100110牽引電機(jī)0440