动车组辅助供电系统

崇德尚能

知行合一

郑州铁路职业技术学院

毕业论文

题目：动车组的辅助供电系统

专业：高速铁道技术（动车组方向）

系（院）：机车车辆学院

班级：动车11A1

学号：

姓名：

指导教师：

目录

摘要 (3)

第一章：CRH2动车辅助供电系统概述 (4)

1.1辅助供电系统具有以下特点 (4)

1.2 CRH2牵引变压器辅助供电绕组供电 (4)

1.3辅助电源系统 (5)

第二章：CRH2动车组辅助供电系统设备与容量 (5)

2.1辅助供电冗余型 (5)

2.2辅助用电设备输出参数 (5)

2.3蓄电池 (6)

2..3.1蓄电池的分类 (6)

2.3.2蓄电池的基本名词 (6)

2.3.3碱性蓄电池的命名 (6)

2.3.4镉镍蓄电池的工作原理与运用 (7)

第三章：CRH2型动车组辅助电源装置(APU) (7)

3.1 DC100V系统 (7)

致谢 (9)

参考文献 (9)

摘要

随着高速铁路技术在我国的迅速发展,动车的辅助供电系统作为其重要组成部分,除了担负牵引电机的辅助作用,还担负起了车内乘客安全和乘坐环境维持系统的用电。动车组辅助供电系统是列车运行不可缺少的部分，起着第二电源的作用，动车组的辅助供电系统采用干线供电方式,电源贯穿全列车.

为了保证动车组能够长时间的正常运行，列车需要稳定、高效的辅助系统为众多辅助设备提供电源，主要包括空气空调、冷却风机、压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供交流或直流电源。辅助供电系统不仅仅关系到旅客乘坐的舒适的旅游环境，更是列车安全运行非常重要的有效保障,具有重要的应用价值。

由于分别是和不同国家与公司来进行引进，各种动车所采用的技术各不相同，我国现有铁路线上的动车种类繁多，技术各异。在这种背景下，各种机车之间存在着大量的零配件不通用，今后我国铁路机车的维护，保养和继续生产就面临着巨大的挑战，维护保养的成本也将大大提高，阻碍我国铁路事业的继续发展。掌握和吸收起来也增加了难度。

因此，迅速加快我国对动车组技术的引进吸收工作，吸取所引进列车的优点，扬其所长，避其所短，研发并制造出我国自主研发的动车，才能科学的制定统一的标准，迅速加快我国动车组发展的步伐。

本文主要基于CRH2型动车组辅助供电进行论述，CRH2动车组以E2-1000型动车组为原型车，通过全面引进设计制造技术，由四方股份公司在国内制造生产。

关键词：蓄电池，辅助供电系统，辅助供电装置

第一章：CRH2动车辅助供电系统概述

辅助供电系统采用干线供电方式，为动车组上除牵引动力系统之外的所有用电设备供电。辅助变流器由输入滤波器、斩波器、逆变器、输出滤波器和控制单元组成，一般和牵引变流器安装在一个机箱中。蓄电池和充电机提供不间断的应急电源。

辅助电源装置(APU) :动车组在1号、8号车分别设置一套辅助电源装置（APU），为空气压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源；在2、4、6号车上分别设有一个蓄电池箱。

CRH2型动车组由8辆车组成，其中4辆动车4辆拖车如图所示。

1.1辅助供电系统具有以下特点

1.辅助供电系统的供电母线在动车组全列车贯通。

2.辅助供电系统的负载种类多，需要提供的电源规格多，布线复杂。

3.辅助变流器向轻量化、小体积发展，近年均采用IGBT元件和高频电力电子技术来提高效率和可靠性。

1.2 CRH2牵引变压器辅助供电绕组供电

在CRH2动车组中，辅助供电系统由牵引变压器3次绕组的AC400V提供电源，AC25kV的高压电输入牵引变压器，经过降压变成AC400V，再输入辅助电源装置，经过处理后，从辅助电源装置输出4路交流和1路直流电源，为列车的各设备供电。

非稳压单相AC100V系统，由辅助变压器（A Tr）仅将牵引变压器辅助绕组的AC400V电压直接降压至AC100V，向热水器的加热器等容许电压变动的负荷供电。

稳压AC100V、AC220V系统和稳压DC100V系统，使用辅助电源装置与AC400V实现隔离，并且降压和稳压。

稳压三相AC400V与牵引系统相关的辅助设备（牵引变压器、牵引变流器、牵引电机用各送风机等）连接。

稳压DC100V系统向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电池等供电。

1.3辅助电源系统

辅助电源由辅助电源装置（APU）和辅助整流器（ARf）两个装置组成。

输入斩波器:输入滤波器一般安装在电源与变频器输入电源线之间，主要用于对电磁环境要求较高的场合，防止变频器工作时，对电网和其它设备产生的干扰。

直流斩波器:直流斩波器利用功率组件对固定电压之电源做适当之切割以达成负载端电压改变之目的。

逆变器:逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

输出滤波器，输出滤波器安装于变频器的电力输出线与电机之间，用于滤除变频器输出电流中的高次谐波，从而降低电机温升及电机运行噪音，达到保护电机，提高变频调速系统的功率因数。

蓄电池:电池是将化学能变为电能的工具。

第二章：CRH2动车组辅助供电系统设备与容量

动车组上设AC220V电源插座，不设DC24V及DC36V的插座。

辅助电源装置的输出满足JIS E 6402。

全列共设3组蓄电池，蓄电池组容量可维持应急用电量两小时。运行过程中，蓄电池组可在线路上充电。

2.1辅助供电冗余型

在动车组上安装2台牵引变压器，其辅助绕组输出的AC400V电压分别供电给4节车厢。当一台牵引变压器故障时，为了使另一台正常运转，牵引变压器能够通过辅助绕组向8节车厢供电，设置了用于切换的辅助绕组电源感应回路。当辅助绕组电源切换后，空调装置半功率运行。

辅助电源装置的输出容量的设计能够在故障时用一台正常运转的辅助电源装置，向整列车供电。因此，当一台辅助电源装置故障时无需减少负荷

2.2辅助用电设备输出参数