CRH1型动车组辅助供电系统概述
CRH1型动车组高压供电系统概述
CRH1型动车组高压供电系统概述
一、高压供电系统概述
1.高压供电系统的功能，就是在将电源传输到列车电气系统之前对来自接触网的电能进行变压和滤波处理(见图5－1)。
2.高压供电系统由辅助电源系统、电池系统、电驱动系统组成。
二、高压供电系统设备组成
1.高压供电系统设备组成见图5－2。
2.车顶高压供电系统设备组成见图5－3。
3.高压供电系统主要部件：动车转向架；畜电池箱；牵引电机送风机；电池充电器；配电箱；空调冷却/供暖单元；
制动模块；主变流器箱；滤波器箱；拖车转向架；主压缩机单元；主变压器和冷却；辅助压缩机；空调处理单元；受电弓；高压设备。
三、高压供电系统结构及载荷
供电系统分为三部分，也被称为三个基本列车单元。
每个基本列车单元都由一个主变压器供电。
(1)基本列车单元1由3辆车组成，8个驱动轴，全部变压器载荷。
(2)基本列车单元2由3辆车组成，8个驱动轴，全部变压器载荷。
(3)基本列车单元3由2辆车组成，4个驱动轴，一半变压器载荷。
动车组辅助电气系统概述
动车组的原型车选择
CRH3原型车
Velaro-E
设计时速350公里，运营时速350 公里 代表西门子最先进的动车组技术
可满足中国铁路高速客运需要
西门子
引进动车组的九大关键技术
铝合金、不锈钢车体 动车组系统集成
列车网络控制系统
牵引控制系统
转向架
牵引电机
牵引变压器
制动系统 牵引与辅助变流器
PART
蓄 电 池 系 统 还 需 为 列 车 控 制 系 统 提 供 不间断安全电源
一、动车组辅助电气系统
动车组配电系统的作用
是将
供电装置
用电设备
控制保护设备
连成一个完整的电气系统 并将电能予以输送和分配
二、动车组辅助供电系统的组成
我国动车组辅助供电系统主要两种形式
1
主辅分离独立绕组 供电
牵引变压器设置辅助 绕组
动车组辅助电气 系统概述
动车组的原型车选择
CRH1原型车
Regina
庞巴迪
最高运营时速200公里
在北欧地区使用广泛，运营数量大， 技术成熟
理想的中短途客运和城际交通用车
CRH2原型车
动车组的原型车选择
E2-1000
川崎重工
设计时速315公里，运营时速275公里 代表日本新干线最先进的动车组技术 可满足中国铁路高速客运需要
01
动车组辅助供电系统
概述
一、动车组辅助电气系统
动车组辅助电气系统包括：
辅助供电系统 和 配电系统
动车组辅助供电系统指：
除为牵引动力系统之外的
所有需要用电的负载设备提供 电能的系统
包括
辅助供电系统
蓄电池设备包括 牵引电机风机 主变流器冷却用水泵(或油泵)及风机 辅助变流器冷却风机 主变压器油泵 空气压缩机 充电机及其风机 空调机及各种电动阀门 车厢照明及各种服务性电气设备
我国各型高速动车组辅助供电系统的对比分析
我国各型高速动车组辅助供电系统的对比分析摘要：目前我国引入CRH1.CRH2.CRH3.CRH5型动车组，各动车组的辅助供电系统的差别较大，阐述了高速动车组辅助供电系统的结构与功能，系统地介绍了目前运行在我国铁路上的4种高速动车组辅助供电系统，详细地比较并分析了各列车辅助供电系统的电路结构、实现方案以及优缺点。
对我国动车辅助供电系统的设计提出建议，提出了今后我国列车辅助供电系统的电压标准建议以及确定辅助供电系统标准结构的思路。
关键词：辅助供电系统；逆变器；整流器；动车组；对比分析前言：2007年4月18日，中国铁路按照既定计划实施了第6次大面积提速。
在这次大提速中，“引进、消化、吸收再创新”的CRH系列动车组扮演了极其重要的角色。
因此本文泛称CRH系列动车组为高速动车组。
高速动车组技术是各项复杂技术的集合体，而辅助供电系统是高速动车组的重要组成部分之一。
为了保证高速动车组长时间的正常运行，列车需要稳定、高效的辅助供电系统为众多辅助设备提供电源。
辅助供电系统的优劣直接关系到高速动车组能否正常行驶。
一、高速动车组辅助供电系统综述高速动车组的辅助供电系统主要包括2部分：交流供电系统和直流供电系统。
交流供电系统主要指从牵引变压器辅助绕组或牵引回路直流环节获取电能开始，到各种制式交流电压输出为止的部分。
交流供电系统的任务是输出交流电压，为交流母线提供电源，以及为交流负载供电。
目前，高速动车组的交流供电系统主要有两种形式：交直交型与直交型。
交直交型交流供电系统一般由4部分组成：牵引变压器辅助绕组、辅助整流器、中间直流环节以及辅助逆变器。
该供电系统由牵引变压器的辅助绕组提供电源，经过辅助整流器和辅助逆变器的变换，最终输出三相交流电压，供给各交流负载使用。
与交直交型交流供电系统相比，直交型交流供电系统则从机车牵引回路的直流环节取电，经过辅助逆变器实现从直流到交流的变换，最终输出交流电压。
一般来说，牵引回路的直流环节电压都较高，直接用该直流电压进行逆变则无法避免因逆变器占空比过低所带来的输出电压正弦度过低的问题。
CRH1牵引系统-主电路
BC
BC
BA
第二节 动车组传动系统主电路及保护电路
• 1.动车组主电路概述
• 动车组主电路主要包括高压系统(网侧)、牵引系统、和辅助供 电系统等几部分，此外还有蓄电池系统。
– 高压系统：包括受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、电压互感 器、接地开关、网侧滤波器、电涌放电器、受电弓切断开关等部件组 成。 – 牵引系统：包括主变压器、网侧变流器、电机变流器、牵引电机等组 成。 – 辅助供电系统：包括辅助变流器、滤波器、变压器等组成。此外还包 括蓄电池系统。
M2 TM
Tp2
CT LB
VT
LB
LCM MCM Filter Box Traction motors ACM Battery charger Battery
Mc2 PT SA ES LC TM
SA MT MT MC LC MC
MC
MC 2F
MC 2F 2F
MC
AC 3T IC LF CT ET
AC 3T IC IC 3T
•
牵引系统主要由受电弓、牵引变压器、牵引变 流器及牵引电机组成。受电弓通过电网接入 25kV的高压交流电，输送给牵引变压器，降压 成900V的交流电。降压后的交流电再输入牵引 变流器，通过一系列的处理，变成电压和频率 均可控制的三相交流电，供电给牵引电机牵引 整个列车。牵引系统工作原理，如图5-1所示。 每个BSP动车组有三个相对独立的主牵引系统，其中两个单元（Unit） 由两辆动车（Mc1、Mc2）和一辆拖车（Tp1、Tp2）组成，另一个单 元由一辆动车（M1）和一辆拖车（Tb）组成。正常情况下，三个牵引 系统均工作，当一个牵引系统发生故障时，可以自动切断故障源，继 续运行，BSP动车组的构成，如图5-2所示。
CRH1E高压、牵引和辅助供电系统
5.1 联锁装置 ............................................................................................... 38 5.2 电容器放电时间..................................................................................... 38 5.3 放电电容器显示..................................................................................... 38
3 技术数据 ................................................................................ 33
3.1 技术数据 ............................................................................................... 33 3.2 牵引系统 ............................................................................................... 34 3.3 辅助供电系统 ........................................................................................ 35
项目一 动车组辅助电气系统
视频配线和电话配线 应远离电力主线，以 防止主线交流电杂波 的干扰。
02
03
在每一辆车的两端应 设置有专用集控接触 器，为了沟通全列车 的电力和信息。
车下配线包括输送三相 交流电和直流电的主线、 电力连接器线以及车下 各负载支线等，在满足 导线截面积的条件下， 车下主线一般采用两路 并联的方法，并将它们 敷设在钢管内以增加强 度。
1.1 动车组辅助电气系统的组成
动车组辅助电气系统主 要由辅助供电系统、配电系统 和辅助电源装置组成。
1.2 动车组辅助供电系统
1.动车组辅助供电系统的供电方式
根据牵引变压器辅助绕组的设置形式不同，动车组辅助供电系统可分为主辅一 体共用绕组供电和主辅分离独立绕组供电两种供电方式，如图1-2所示。
1.3 动车组配电系统
1.车体配线
表1-2 CRH2型动车组列车车体配线的线号配置
1.3 动车组配电系统
2.CRH2型动车组配电盘
配电盘也称配电柜、电气 柜，是集中、切换、分配电能的 设备，主要由柜体、开关（或断 路器）、保护装置、监视装置、 电能计量表以及其他二次元器件 组成。CRH2型动车组配电盘设 置在动车组列车通过台，如图14所示。
3.动车组辅助供电系统的负载
动车组辅助供电系统的负载 主要包括牵引电机风机、冷却塔 风机、主变流器冷却水泵（或油 泵）及风机、辅助变流器冷却风 机、主变压器油泵、空气压缩机、 充电机及风机、空调机及各种电 动阀门、车厢照明以及各种服务 型电气设备等，各型动车组辅助 供电系统的负载如表1-1所示。电盘
1.3 动车组配电系统
2.CRH2型动车组配电盘
温水污物配电盘中配置了温 水器、污物处理装置、水泵，以 及坐便器、盥洗室用断路器、水 量计等装置。
CRH1型动车组牵引系统功能概述
CRH1型动车组牵引系统功能概述一、牵引系统功能1.牵引系统的主要功能是，将主变压器牵引绕组的AC 电压转换成可变振幅和频率的三相电压，用于对牵引电机进行驱动或制动。
2.驱动时，本系统提供来自网侧的电源。
3.制动时，电源方向相反，牵引电动机变成了发电机。
4.牵引系统还为辅助电源系统供电。
5.驱动和停止时，主变压器牵引绕组的Ac电压被转换成DC输入电压供给辅助逆变器(通过网侧变流器)。
6.制动时，牵引电动机生成的Ac电压被转换成Dc输入电压供给辅助逆变器(通过电机逆变器)。
7.受电弓通过电网接入25kV的高压交流电，输送给主变压器，降压成900V的交流电。
8.降压后的交流电再输入变流器，通过牵引逆变器，变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电动机牵引整个列车。
二、电机逆变器功用1.电机逆变器转换来自网侧变流器的DC环节电压。
2.供给两个三相异步牵引电动机可变电压和可变频率的电压。
三、预充电单元功用预充电单元在回送与救援模式下，用于对DC环节电压充电达到足以能够使牵引电动机由电机逆变器磁化的程度。
当牵引电动机变为发电机时预充电器失效。
四、牵引电机功用牵引电机置于动力转向架，是三相鼠笼式异步电机。
驱动模式时将电能转换成机械能，制动模式时将机械能转换成电能。
五、齿轮和连轴节功用1.齿轮和连轴节置于动力转向架上，齿轮箱由一个扭力平衡杆连到转向架构架上。
2.齿轮箱降低牵引电机的旋转速度，并将机械扭力传给轮轴。
3.连轴节补偿牵引电机和齿轮装置之间的相对运动。
六、速度传感器功用1.速度传感器的功能，是测量信号并将信号传给计算机系统用于速度计算和指示旋转方向。
2.速度传感器安装在动力转向架的齿轮箱上，每个牵引齿轮箱一个。
3.计算机系统将接收的测量信号用于测量和监控。
动车组辅助供电系统1总体认识
10
CRH1蓄电池
蓄电池采 用NiCd碱性电 池， 80个电池 的连接方式图。
11
CRH1牵引-电池充电器前端部件图
1.电解电容器 2.电机保护断路器 3.风扇 4.微型断路器 5.光纤板 6.MVB母线 7.BBC/I 8.DC电磁干扰过滤器 9.3相电磁干扰过滤器
12
CRH1辅助变流装置
1 电源部
工作原理，第二种情况：
当受电弓没有从接触网取电时，蓄电池 22通过电池开关21提供DC110V直流电源； 同时，外部三相电源插座14通过切换触 点13提供3*380V,50Hz三相交流电。
15
1、CRH1型动车组辅助供电系统——1、CRH1型动车组辅助供电系统—— 计算机网络控制电路
项目一：动车组辅助供电 系统的总体认识
1
组织教学
1、老师学生相互认识（自我介绍，点名，学
生代表介绍班级情况）。 2、商议确定学习小组，评选组长（强调团队 协作，组长职责）。 3、职业——专业——课程介绍。
2
明确任务
任务: 认识动车组辅助供电系统
（结构组成、原理、技术参数、特点）
4
辅助供电系统
并联供电技术 冗余性好 故障时自动减载
牵引变流器
3000V中间直流电压
牵引变流器
AC440V辅助供电母线
辅助变流器
辅助变流器
充电机 空 气 压 缩 机 空 调 牵 引 系 统 冷 却
DC110V供电母线
旅 客 信 息
控 制 和 照 明
蓄 电 池
5
获取信息
案例导入：
1、CRH1型动车组辅助供电系统 2、CRH2型动车组辅助供电系统 3、CRH5型动车组辅助供电系统 4、 CRH3型动车组辅助供电系统
城市轨道交通车辆 第07章 辅助供电系统
27
五、中压负载的保护
为避免由于中压用电单元故障造成配电线路 故障，可通过硬件（如：自动开关, 可手动恢复
的热继电器）和软件（车辆逻辑会防止造成故障
的接触器闭合）实现保护功能。
28
六、辅助变流器（辅助供电系统的主要设备之一）
编组中的1、2、4、7和8车中配有一台辅助 变流器及相应的控制器，与相应的牵引变流器 （CONVTRAZAUX）位于同一机箱中，可直接从 牵引中间级滤波器获得电源。
Consumers
20
直流110V电源负载
21
充电器的输入和输出
动车组有五个充电器对应五组蓄电池，分 别设置在MC1, MC2, M1, M2 and M3上 。
充电器参数：
充电器输入3相交流400V, 50 Hz
充电器输出电压 直流 100V
输出功率 22 kW。
22
蓄电池和蓄电池箱
• 蓄电池为镉镍电池
• 电池的容量: 200 Ah
• 动车组共有五个蓄电池箱，分别设在Mc1, Mc2, M1,
M2 and M3 车上。蓄电池箱中有82块电池，组成两
个相互独立的部分，每个部分有41块。 同时在Tp1, Tp2 and Tb 车上设有用于连接辅 助系统和电池系统的接线箱。
23
CRH5型动车组辅助供电系统介绍
33
1、充电机的主要功能及特点
对蓄电池进行恒压限流充电。 保证提供24VDC负载电压。 所有充电机是并联的。
34
2、充电机的特性
• • • • • • • 半导体功率器件: 额定输入电压: 电池额定电压: 电池充满的电压 (维持) 最大电流: 最大29Vcc产生功率: 输出电压最大脉动: IGBT 400 VAC 24 V DC 29 V DC 570 A 15kW 3.5Vp
CRH1型动车组辅助供电系统的功能和监控概述
CRH1型动车组辅助供电系统的功能和监控
概述
一、辅助供电系统的监控原理
1.当列车正常运行时，辅助电源系统的大多数功能自动受到监控，不需要处理。
2.本系统由本地的与列车中央电脑系统TCMS通信的牵引控制系统进行监控。
二、辅助供电系统正常操作原理
1.当启动牵引系统时，辅助逆变器将得到DC环节电压的供电。
(1)在DC环节电压达到正确限值以后，系统自动启动。
(2)5个辅助逆变器之一，会首先为公用三相总线供电。
(3)闭合自身的三相隔离接触器并实施软启动。
2.三相AC总线得到供电后，其他逆变器将其振幅、频率和相位继电器同步后的电压供给三相AC总线，然后闭合隔离接触器。
当关闭系统时，首先关闭逆变器，再断开隔离接触器。
3.当对三相AC总线供电/断电时，电池充电器会自动启动/关闭。
三、辅助供电系统救援回送操作原理
辅助供电的功能与正常操作模式相同。
四、辅助供电系统固定电源操作原理
1.当连接固定电源时，三相总线的负载容量会受到限制。
2.在这种模式下，电池充电器成为主负载，其启动方式与正常操作模式相同。
五、三相辅助供电系统接地操作原理
正常运行时，应使用接地开关将三相辅助供电系统在Tp 车内接地，这就避免了启动辅助逆变器模块的可能性。
六、辅助供电系统外部三相电源连接操作原理
可以通过Tp或Mc车上的插座连接外部400V三相电源。
在车库或列车救援时使用这种电源。
只要连接了外部电源，司机操控台面板B2上的外接电源显示绿灯即亮。
CRH1型动车组辅助供电系统的功能和监控概述
CRH1型动车组辅助供电系统的功能和监控
概述
一、辅助供电系统的监控原理
1.当列车正常运行时，辅助电源系统的大多数功能自动受到监控，不需要处理。
2.本系统由本地的与列车中央电脑系统TCMS通信的牵引控制系统进行监控。
二、辅助供电系统正常操作原理
1.当启动牵引系统时，辅助逆变器将得到DC环节电压的供电。
(1)在DC环节电压达到正确限值以后，系统自动启动。
(2)5个辅助逆变器之一，会首先为公用三相总线供电。
(3)闭合自身的三相隔离接触器并实施软启动。
2.三相AC总线得到供电后，其他逆变器将其振幅、频率和相位继电器同步后的电压供给三相AC总线，然后闭合隔离接触器。
当关闭系统时，首先关闭逆变器，再断开隔离接触器。
3.当对三相AC总线供电/断电时，电池充电器会自动启动/关闭。
三、辅助供电系统救援回送操作原理
辅助供电的功能与正常操作模式相同。
四、辅助供电系统固定电源操作原理
1.当连接固定电源时，三相总线的负载容量会受到限制。
2.在这种模式下，电池充电器成为主负载，其启动方式与正常操作模式相同。
五、三相辅助供电系统接地操作原理
正常运行时，应使用接地开关将三相辅助供电系统在Tp 车内接地，这就避免了启动辅助逆变器模块的可能性。
六、辅助供电系统外部三相电源连接操作原理
可以通过Tp或Mc车上的插座连接外部400V三相电源。
在车库或列车救援时使用这种电源。
只要连接了外部电源，司机操控台面板B2上的外接电源显示绿灯即亮。
CRH1型动车组高压供电系统处理功能和监控概述
CRH1型动车组高压供电系统处理功能和监控概述一、受电弓结构及控制原理1.列车两个受电弓不能同时升起，始终选择后面的受电弓，如果后面的受电弓不能使用，将自动选择前面的受电弓。
2.使用司机面板B2上的按钮进行，升弓和降弓控制。
(1)如果探测出异常情况，受电弓将自动降下。
(2)手动切除受电弓，在IDU网侧电压状态菜单上进行，防止故障受电弓重新升弓。
3.如果受电弓显示“不能按序降弓”，压力开关可能损坏造成错误显示。
(1)通过外侧观察受电弓，验证受电弓是否降下。
(2)如果受电弓降下，使用切除功能以关闭故障受电弓。
注意!如果受电弓确实被锁闭在升起位，列车不能移动，否则可能会造成接触网严重损坏。
二、网侧断路器结构及控制原理1.网侧电压系统配有5个电路断路器，它们受TCMS系统的自动控制。
所有5个断路器依次关闭。
2.网侧解扣继电器链，通过主变压器油位显示器和电机及网侧变流器内的网侧解扣继电器打开。
3.网侧电压隔离继电器链，通过安全停止按钮和过电流探测继电器打开。
4.在没有升弓的情况下，网侧电压总线网侧断路器可连接/断开网侧电压至拖车的电路。
一般情况下，在正常网侧电压激活/失活时它将保持关闭。
只有在保护状态或无电池电压可用时它才会打开。
断路器通过继电器链受计算机控制。
5.网侧电压隔离继电器链，通过安全停止按钮和过电流探测继电器打开。
6.手动断路器切除：断路器可通过使用IDU网侧电压状态菜单上的切除功能防止其关闭。
7.切除之后断路器将回到激活状态，是关闭还是打开取决于网侧电压是否被激活。
三、电流保护控制原理1.还有一个过电流继电器，作为网侧电压隔离继电器链的一部分。
如果该继电器中断继电器链，网侧断路器将立即打开。
2.如果探测出过电流，可再尝试两次将高压系统再次激活。
3.在这些尝试过程中，计算机系统将试着找出必须打开的网侧断路器以隔离列车的错误部件。
4.当错误部件被隔离时，列车可以降级牵引进行运行。
四、自动过分相GFX－3单元的控制原理1.直接位于受电弓下的转向架装有轨道磁铁探测器，可以显示正在进入分相区。
CRH1型动车组辅助供电系统概述
CRH1型动车组辅助供电系统概述一、辅助供电系统功用1.辅助供电系统安装在每个动力车下方，分别设置一套辅助电源装置。
主要为空气压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源。
2.Ac25kV高压电输入主变压器，经过高压侧变流器输出l650V直流，经辅助逆变器输出三相AC380V和DC110V两路电源，为列车各设备供电见图6－1、图6－2。
二、辅助电源系统供电方式辅助电源系统供电方式有三种不同的供电模式。
(1)普通运行模式，普通牵引工况下从25kV接触网获取电能。
(2)回送模式，在没有25kV接触网电时，以牵引电机作为发电机，提供牵引EMU所需的辅助三项电源。
(3)外部电源供电方式，没有25kV接触网电压，牵引电机也不发电直接输入外部电源。
三、辅助电源系统正常供电模式与性能1.由25kV接触网获取电能，所有辅助变流器ACM全功能运行。
2.辅助用电设备全部都连接在辅助母线上。
3.没有负载切断。
四、辅助电源系统一个ACM停机时，供电模式与性能1.一个ACM停机时，由25kV接触网获取电能，因某种原因一个ACM断开，其他所有辅助变流器ACM全功能运行，辅助供电系统处于一个ACM停机模式。
2.此时5辆客车的HVAC的负荷比正常减一半。
3.保持有3辆车的HVAC轮流全功能运行供给全列车。
五、辅助电源系统至少2个ACM可用时，供电模式与性能1.由25kV接触网获取电能，因某种原因有两个或三个ACM断开，其他所有辅助变流器ACM全功能运行，辅助供电系统处于至少有两个ACM可用模式。
2.此时7辆客车的HVAC的负荷断开(除排废气风扇工作)。
3.无效司机室的HVAC的负荷断开，所有强迫通风的对流加热器负荷断开。
六、辅助电源系统400V母线短路时，供电模式与性能1.由25kV接触网供电，400V母线出现短路，辅助电源系统400V处于此模式。
2.辅助电源系统400V短路模式负载及性能。
(1)Tb车上隔离接触器自动断开，将短路电路部分分离，一半车辆的负载从400V母线上断开。
CRH1型动车组高压供电系统底架设备组成及功用概述
CRH1型动车组高压供电系统底架设备组成及功用概述
CRH1型动车组高压供电系统底架设备组成
及功用概述
一、底架设备组成
底架上的高压供电设备分别安装在Tp车和Th车上，由主变压器、变流器和电流互感器等辅助高压电器及转向架回流装置组成，整列车组由三个主变压器和次级电流互感器组成。
二、主变压器的功用
1.主变压器将接触网与列车供电系统隔离及将接触网电压变为适当电压，为所有的变流器模块供电。
2.主变压器为变流器模块供电。
(1)Tpl车的变压器为Mel和M1车的变流器供电。
(2)Tp2车的变压器为Me2和M2车的变流器供电。
(3)Th车的变压器为M3车的变流器供电。
三、转向架回流装置的功用
1.Tpl，Tp2和Th车上每个转向架都设有一个回流装置及一个接地电刷。
(1)用于确保车体的良好接地和转向架与轨道的接地。
(2)保证电气系统的良好功能性。
动车组的辅助供电系统
二、 基本要求 必须从整列车考虑设计，控制母线和主电缆在全列车贯 通。辅助逆变器和充电机向轻量化、小体积发展。近年均采 用 IGBT 元件和高频电力电子技术，提高效率和可靠性。 三、 重点研究问题
1、CRH1 型或 CRH2 型动车组的辅助供电系统的构造、工作原 理、等等 2、CRH1 型或 CRH2 型动车组的辅助供电系统有关的关键部件 例如 IGBT 元件的一些简要的介绍
录
第1章 CRH 动车辅助供电系统概述............................................9 1.1 辅助供电系统的简单介绍.................................................... 9 1.2 CRH2 简介 ........................................................................... 11 1.3 CRH2 型动车组的辅助供电系统的构造、工作原理....... 13 第 2 章 动车组辅助供电系统的结构与功能.............................. 15 2.1 辅助供电系统的定义.......................................................... 15 2.2 动车组辅助供电系统和基本组成..................................... 15 第 3 章 蓄电池系统......................................................................... 20 3.1 蓄电池的用途与分类.......................................................... 20 3.2 镉镍蓄电池的工作原理与使用......................................... 26
CRH1型动车组辅助供电系统设备概述
CRH1型动车组辅助供电系统设备概述
一、辅助供电系统设备组成
1.辅助供电设备置于车辆底架，置于带牵引系统的变流器和滤波器箱内。
2.没备组成
AC系统：
(1)辅助逆变器；
(2)相变压器；
(3)三相滤波器；
(4)接地故障显示；
(5)连接外部三相电源的接触器；
(6)用于外部三相电源相序监控的继电器逻辑。
DC系统：
(1)电池充电器；
(2)电池；
(3)用于电源总线分配的接触器。
二、辅助逆变器的功用
1.辅助逆变器将来自网侧变流器DC环节的DC电压(DC1650V)转换成固定频率和振幅的三相电压。
辅助变压器将电压降为3×400V，50Hz，然后再通过三相总线分配给不同的负载如压缩机、HVAC风扇和电池充电器。
2.正常情况下，辅助逆变器提供给线路列车总线3×230/400V，50Hz的电源，所以逆变器都是同步并行工作。
当受电弓降下时，所有的逆变器都处于断开状态。
3.列车可以连接外部三相电源，这种情况下，其负载容量将受到很大的限制。
只有电池充电器模块和某些冷却风扇能够启动。
当连接外部三相电源，外部三相电源不与辅助电源系统连接时，辅助逆变器模块应可以启动。
三、电池充电器的功用
1.电池充电器将不同形式的AC电压转换成整流的充电电压供给电池。
2.电池是电池系统的能量储存器。
四、辅助供电系统电池接触器功用
电池接触器将电池和充电器连到电池总线。
电池总线提供电源给列车的DC110V负载。
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CRH1型动车组辅助供电系统概述
一、辅助供电系统功用
1.辅助供电系统安装在每个动力车下方，分别设置一套辅助电源装置。
主要为空气压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源。
2.Ac25kV高压电输入主变压器，经过高压侧变流器输出l650V直流，经辅助逆变器输出三相AC380V和DC110V两路电源，为列车各设备供电见图6－1、图6－2。
二、辅助电源系统供电方式辅助电源系统供电方式有三种不同的供电模式。
(1)普通运行模式，普通牵引工况下从25kV接触网获取电能。
(2)回送模式，在没有25kV接触网电时，以牵引电机作为发电机，提供牵引EMU所需的辅助三项电源。
(3)外部电源供电方式，没有25kV接触网电压，牵引电机也不发电直接输入外部电源。
三、辅助电源系统正常供电模式与性能
1.由25kV接触网获取电能，所有辅助变流器ACM全功能运行。
2.辅助用电设备全部都连接在辅助母线上。
3.没有负载切断。
四、辅助电源系统一个ACM停机时，供电模式与性能
1.一个ACM停机时，由25kV接触网获取电能，因某种原因一个ACM断开，其他所有辅助变流器ACM全功能运行，辅助供电系统处于一个ACM停机模式。
2.此时5辆客车的HVAC的负荷比正常减一半。
3.保持有3辆车的HVAC轮流全功能运行供给全列车。
五、辅助电源系统至少2个ACM可用时，供电模式与性能
1.由25kV接触网获取电能，因某种原因有两个或三个ACM断开，其他所有辅助变流器ACM全功能运行，辅助供电系统处于至少有两个ACM可用模式。
2.此时7辆客车的HVAC的负荷断开(除排废气风扇工作)。
3.无效司机室的HVAC的负荷断开，所有强迫通风的对流加热器负荷断开。
六、辅助电源系统400V母线短路时，供电模式与性能
1.由25kV接触网供电，400V母线出现短路，辅助电源系统400V处于此模式。
2.辅助电源系统400V短路模式负载及性能。
(1)Tb车上隔离接触器自动断开，将短路电路部分分离，一半车辆的负载从400V母线上断开。
(2)由于系统冗余功能，负载断开不会使车辆停止。
(3)正常400V母线部分的负载将自动断开，以补偿(故障部分的)蓄电池充电器带来的额外负担，并弥补分为两个400V不对称的负载。
(4)此模式下(短路发生处所)的一半车上的所有负载将被断开，另一半车的客室VH/AC电力比正常少一半。
七、辅助电源系统外部三项电缆供电模式与性能
1.通过动车组前端外部电源插座与外部电源连接，但动车组Mc车K1柜牵引开关必须置于回送位，车辆与接触网断开，辅助电源系统处于外部三项电缆供电模式。
2.辅助电源系统外部三项电缆供电模式负载及性能。
(1)所有蓄电池充电器受控，但功率受限。
(2)所有不可控的负荷，不能断开负荷的受控。
(3)只有一个空气压缩机工作。
八、辅助电源系统牵引电机发电模式与性能
1.当由另一台车拖牵回送时，车组Mc车Kl柜牵引开关必须置于回送位，速度达到一定值时，牵引电机自动运行产生三项电。
2.牵引电机自动运行产生三项电时，辅助电源系统进入牵引电机发电模式，其负载及性能如下：
(1)连接受控所有蓄电池充电器。
(2)连接受控所有不可控及不能断开的负荷。
(3)连接受控司机室HVAC。
(4)连接受控一个空气压缩机工作。
(5)连接受控防冻保护(客车水箱以外)。
九、辅助电源系统牵引回送他车并提供三项电源供电模式与性能
1.当列车与接触网连接，车组Mc车K1柜牵引开关置于回送位，电气回送电缆与辅助电源系统连接。
2.电气回送电缆与辅助电源系统连接后，辅助电源系统进入牵引回送他车并提供三项电源模式，其负载及性能如下：
(1)辅助供电系统和一个ACM停机模式相同，其他所有辅助变流器ACM全功能运行。
(2)此时5辆客车的HVAC的负荷比正常减一半。
(3)保持总有3辆车HVAC轮流全功能运行供给全列车。
十、辅助电源系统外电源维持供电模式与性能
1.当任意一个拖车电源插座与外部电源连接，与接触网连接断开，辅助电源系统处于外电源维持供电模式。
2.辅助电源系统进人外电源维持供电模式，其负载及性能如下：
(1)连接受控防冻保护(除客车水箱、脚蹬加热器之外)。
(2)连接受控所有蓄电池充电器。
(3)连接受控所有不可控及不能断开的负荷。
(4)单负载最高负荷时可操作。
十一、辅助电源系统停放供电模式与性能
1.车辆停于某一个区域时，当需要动力维持重要系统以最低耗电能的方式运行时。
2.辅助电源系统进入停放供电模式，可自动启动连接接触网。