動(dòng)車輔助供電系統(tǒng)

1、動(dòng)車輔助供電系統(tǒng) 組名：動(dòng)車小分隊(duì) 成員：張學(xué)武、吉陽、黎楊、瞿天駒、 李慧斌、李添隆動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)主要內(nèi)容 第一節(jié) 輔助供電系統(tǒng)構(gòu)成與功能 第二節(jié) CRH1動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng) 第三節(jié) CRH2動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng) 第四節(jié) CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng) 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)牽引與輔牽引與輔助變流器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)集成動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng) 輔助供電系統(tǒng)為動(dòng)車組除牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備提供電力，是動(dòng)車組技術(shù)的重要組成部分。國內(nèi)外各型動(dòng)車組的輔助供電系統(tǒng)各有特色。本講座詳細(xì)介紹動(dòng)車組輔助供

2、電系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、工作原理。 一、概述 第一節(jié) 輔助供電系統(tǒng)構(gòu)成與功能 隨著動(dòng)車組技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)輸質(zhì)量要求的提高，輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式也逐漸多樣化，總的來講：功能逐漸增加，技術(shù)指標(biāo)及可靠性的要求也越來越高。v 輔助供電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) 輔助供電系統(tǒng)的供電母線在動(dòng)車組全列車貫通。 輔助供電系統(tǒng)的負(fù)載種類多，需要提供的電源規(guī)格多，布線復(fù)雜。 輔助變流器向輕量化、小體積發(fā)展，近年均采用IGBT元件和高頻電力電子技術(shù)來提高效率和可靠性。動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)v輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)成 輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)載需要的電源規(guī)模來決定，動(dòng)車組的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池、充電機(jī)等組成。 輔助供電系統(tǒng)

3、采用干線供電方式，為動(dòng)車組上除牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電。 輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組成，一般和牽引變流器安裝在一個(gè)機(jī)箱中。 蓄電池和充電機(jī)提供不停電的應(yīng)急電源。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)v輔助供電系統(tǒng)功能 動(dòng)車組是電力牽引列車，電力均來自AC25KV牽引供電電網(wǎng)，經(jīng)受電弓進(jìn)入牽引變壓器原邊繞組，再由牽引變壓器的次級(jí)繞組或主變流器的直流環(huán)節(jié)進(jìn)入輔助變流器。 輔助供電系統(tǒng)為空氣壓縮機(jī)、冷卻通風(fēng)機(jī)、油泵/水泵電機(jī)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采暖、照明、旅客信息系統(tǒng)、控制、廣播、列車無線等設(shè)備提供電源。 上述負(fù)載要求輔助供電系統(tǒng)具有包括三相AC380V母線、AC220V母

4、線、DC110V母線等輸出。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)二、輔助供電系統(tǒng)工作原理 根據(jù)工作原理可以將輔助供電系統(tǒng)分為兩類：牽引變壓器輔助供電繞組供電模式牽引變流器直流環(huán)節(jié)輔助供電模式。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)v牽引變壓器輔助供電繞組供電模式 在這類輔助供電系統(tǒng)中，由牽引變壓器的輔助供電繞組提供電源，具有代表性的為CRH2動(dòng)車組。在CRH2動(dòng)車組中，輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器3次繞組的AC400V提供電源，AC25kV的高壓電輸入牽引變壓器，經(jīng)過降壓變成AC400V，再輸入輔助電源裝置，經(jīng)過處理后，從輔助電源裝置輸出4路交流和1路直流電源，為列車的各設(shè)備供電。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)CRH2動(dòng)車組輔助供電系

5、統(tǒng)工作原理示意圖 v牽引變壓器輔助供電繞組供電模式 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)v牽引變流器直流環(huán)節(jié)輔助供電模式 在這類輔助供電系統(tǒng)中，由牽引變流器直流環(huán)節(jié)提供電源，具有代表性的有CRH1動(dòng)車組、 CRH5動(dòng)車組。 CRH1動(dòng)車組 AC25kV高壓電經(jīng)牽引變壓器降壓后輸入牽引變流器，輔助供電系統(tǒng)由牽引變流器的直流環(huán)節(jié)1650VDC電壓供電，經(jīng)過處理后得到三相380VAC和110VDC兩路電源，為列車的各設(shè)備供電。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)CRH1動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)工作原理示意圖 v牽引變流器直流環(huán)節(jié)輔助供電模式動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)v牽引變流器直流環(huán)節(jié)輔助供電模式 CRH5動(dòng)車組 AC25kV高壓電經(jīng)牽引變

6、壓器降壓后輸入牽引變流器，輔助供電系統(tǒng)由牽引變流器上的3600VDC中間直流環(huán)節(jié)電壓供電，經(jīng)過處理后得到三相380VAC，向所有三相負(fù)載提供電源，如空調(diào)系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)通風(fēng)和空氣壓縮機(jī)等；另外，設(shè)置充電機(jī)提供直流電源。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)工作原理示意圖 v牽引變流器直流環(huán)節(jié)輔助供電模式牽引變壓器牽引變壓器牽引變流器牽引變流器一、概述 第二節(jié) CRH1動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng) CRH1動(dòng)車組以Regina型動(dòng)車組為原型車，通過公司內(nèi)部技術(shù)轉(zhuǎn)移，由BSP公司在國內(nèi)制造生產(chǎn)。動(dòng)車組由8輛車組成，5動(dòng)3拖，組成3個(gè)列車單元，每個(gè)列車單元都有其完整的380V交流輔助供電和110V蓄電

7、池供電。編成后結(jié)構(gòu)如圖所示。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)輔助電源系統(tǒng)有三種不同的運(yùn)行模式 1.普通運(yùn)行模式: 普通牽引動(dòng)工況下，從25千伏電網(wǎng)獲取電能。 2.回送模式: 是指在沒有25千伏電網(wǎng)電壓時(shí)以牽引電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，僅提供牽引/制動(dòng)所需的輔助三相電源和蓄電池充電電源。 3.外部電源供電模式 ：外部電力連接器 二、技術(shù)指標(biāo) 輔 助 逆 變 器 的 任 務(wù) 是 輸 出 三 相 電3220/380V, 50Hz，并將其供給到列車上所有的交流負(fù)載。輔助逆變器的主要負(fù)載如下： 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng) l列車采暖 l 通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng) l變流器和變壓器的冷卻 l蓄電池充電器一、概述 第三節(jié) CRH2動(dòng)車組輔助供

8、電系統(tǒng) CRH2動(dòng)車組以E2-1000型動(dòng)車組為原型車，通過全面引進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，由四方股份公司在國內(nèi)制造生產(chǎn)。動(dòng)車組由8輛車組成，其中4動(dòng)4拖；首尾車輛設(shè)有司機(jī)室，可雙向駕駛，編成后結(jié)構(gòu)如圖所示。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng) 動(dòng)車組在1號(hào)、8號(hào)車分別設(shè)置一套輔助電源裝置（APU），為空氣壓縮機(jī)、照明、控制、廣播、列車無線等設(shè)備提供電源；在2、4、6號(hào)車上設(shè)有蓄電池箱。 CRH2輔助供電系統(tǒng)與用電設(shè)備組成的方框圖 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng) CRH2車組輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器3次輔助繞組提供電源，采用干線供電方式，按各電源系統(tǒng)貫穿全列車。和牽引變壓器3次線圈直接連接的系統(tǒng)中，連接有空調(diào)裝置、換氣裝置以及

9、ATP主控電源。輔助電源裝置（APU）的輸入為400V，該設(shè)備作為電源向以下五個(gè)系統(tǒng)提供電源：動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)非穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)；穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)；穩(wěn)定單相AC220V系統(tǒng)；穩(wěn)定三相AC400V系統(tǒng)；穩(wěn)定DC100V系統(tǒng)。動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)v輔助電源裝置（APU）工作電路原理 APU由APU輸入輔助整流器、PWM三相輸出逆變器、逆變器輸出變壓器、CVCF(穩(wěn)壓穩(wěn)頻)輸出變壓器、輔助變壓器等構(gòu)成。輔助整流器柜由整流器變壓器、輔助整流器構(gòu)成。 輸出輸出部分部分接線接線圖圖一、概述 第四節(jié) CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng) CRH5動(dòng)車組以SM3型動(dòng)車組為原型車，動(dòng)車組由8輛車組成，

10、其中5輛動(dòng)車3輛拖車，分成兩個(gè)動(dòng)力單元，一個(gè)動(dòng)力單元由3個(gè)動(dòng)車和1個(gè)拖車（M-M-T-M）組成，另一個(gè)動(dòng)力單元由2個(gè)動(dòng)車和2個(gè)拖車（T-T-M-M）組成，首尾車輛設(shè)有司機(jī)室，可雙向駕駛，編組后結(jié)構(gòu)如圖所示。 動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng)一、概述 CRH5動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)由輔助變流器、蓄電池、充電機(jī)等組成，每列車設(shè)有5臺(tái)輔助變流器，每輛動(dòng)車一臺(tái)，和牽引變流器安裝在一起，每列車設(shè)8組蓄電池和電池充電機(jī)，每輛車一套。 AC25kV高壓電經(jīng)設(shè)置在拖車上的牽引變壓器降壓成1770V后，輸入每輛動(dòng)車中的牽引變流器。 輔助變流器將牽引變流器DC3600V的中間直流電壓變換成AC380V后，為空氣壓縮機(jī)、冷卻通風(fēng)機(jī)

11、、油泵/水泵電機(jī)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采暖、照明、旅客信息系統(tǒng)等設(shè)備提供電源。動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng) CRH5輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，供電制式為AC380V和DC24V。 AC380V/50Hz用電設(shè)備：空氣壓縮機(jī)、冷卻通風(fēng)機(jī)、油泵/水泵電機(jī)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采暖設(shè)備； AC220V/50Hz用電設(shè)備：前窗加熱器、廚房設(shè)備、內(nèi)部插座； DC24V用電設(shè)備：照明設(shè)備、旅客信息系統(tǒng)、應(yīng)急通風(fēng)裝置和控制裝置。（控制回路DC24V，不太符合中國鐵路DC110V的標(biāo)準(zhǔn)） 動(dòng)車組內(nèi)各車設(shè)AC220V（衛(wèi)生間、列車長室、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。 輔助系統(tǒng)供電輸出品質(zhì)符合EN 50155等標(biāo)準(zhǔn)。各種制式的供電系統(tǒng)均有各自獨(dú)立的可靠的安全接地措施。動(dòng)車組 輔助供電系統(tǒng) 供電設(shè)施具有自診斷功能和故障保護(hù)措施。供電線路發(fā)生的過載、短路、瞬時(shí)大電流沖擊、過壓、欠壓、接地等現(xiàn)象均有保護(hù)，確保旅客安全。 每個(gè)牽引控制單元的每側(cè)各設(shè)一個(gè)AC380V外接電源插座，每個(gè)插座可