CRH380BL动车组辅助系统

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110 V, +25% 到 -30% 根据 EN 50 155 约60 kW
+/- 1.5%
+/- 5% 带有温度补偿的IU – 特征曲线
1.7 蓄电池
列车电池系统设计上采取了冗余。也就是说两个独立的电池充电 机分别安装在中间车13、12、05 和04 车上,向各自的110 V DC 总 线排供电。
在中间车13、12、05 和04 分别配备了一个蓄电池和一个充电机,电池充电机通 过440V 60Hz 总线获得供电,充电机给蓄电池,110V DC 系统以及与之连接各种负 载供电。110V DC 系统贯穿整个8 辆车(16 到09 和08 到01)。
在每节车里各有一个逆变器从110V DC 系统中获取电能,输出230V 50Hz 1 AC 给旅客插座等供电。230V 50Hz 1 AC 供电车与车之间不相互连接。
1.6 电池充电机
电池充电机(BC)由440 V 60 Hz 3 AC 车载电源供电,安装在车下 合适位置的箱中。分别位于中间车13、12、05 和04 的车下。
电池充电机由一些模块组成,总功率60 kW。采用强迫风冷。每 个电池充电机都有一个永久接地故障检测。
电池充电机包括下列部件:
•带输入端子的输入回路 •输入电流和电压测量装置 •输出电流和电压测量装置 •风冷充电机模块 •电池的主接触器 •电池输出配电保险 •电磁兼容滤波器
440 V 60 Hz 3 AC ±5%(静态) ±25%(动态) 1x160kVA(单辅助变流器) 2x160kVA(双辅助变流器) 据440 V 电压规范 380V 50 Hz 3 AC
1.5 逆变器(230V 50Hz)介绍
每节车都配备有一个230V50 Hz 1 AC 逆变器给车辆电气插座供 电,逆变器的供电来自110V DC 直流供电系统。输出功率为3kVA , 餐车上的逆变器应能满足厨房设备用电功率的要求。
➢ 良好的安全性:网络控制诊断系统功能强大,对供电线路发生的过载、 短路、瞬时大电流冲击、过压、欠压、接地等现象及时加以保护,供 电负载具有自诊断功能和故障保护措施,确保了旅客安全。
中压供电系统技术参数
项目 额定电压 电压稳态波动 电压瞬时波动
稳定时间
AC 440V ±5% ±20%
0.1秒以内
参数
CRH380BL动车组辅助系统介绍
中国北车长春轨道客车股份有限公司 二○一一年五月
一、系统及功能描述
1.1 系统概述
CRH380BL动车组的辅助供电系统采用母线供电方式, 1-8车与9-16车分为两个独立的辅助供电系统,两个辅助 供电系统之间的中、低压母线互不贯通。
辅助供电制式分为以下5种: AC 三相440V 60HZ、AC 单相230V 60HZ、AC 单相230V
逆变器具有以下特性或技术参数: -输出恒定的电压230V 50Hz 1 AC -输入电压:77 – 137.5VDC -输出电压:230V(+6%, -3% ,静态公差) -输出频率:50Hz (+0.5Hz) -输出电压的畸变系数:<10% -输出功率3kVA (餐车除外: 餐车>3kVA) -空气冷却 -电气绝缘
在(15、10 、07 和02 )变压器车上配备有一个单辅助变流器单元。他 们与头车16/01 以及中间车09/08 的牵引变流器中间电路相连。
在中间车13、12、05 和04 分别配备了一个双辅助变流器。他们分别与中 间车14、11 、06 和03 内牵引变流器的中间电路相连。
在双辅助变流器和单辅助变流器的输入端都与一根电缆相连接,这样可以 实现在从一个继续有效的牵引变流器同时给辅助变流器供电。(这种情况是考 虑两个牵引变流器中一个失效时)。
两个110 V DC 总线排通过各自的电池连接总线(BCB) 连接。电 池充电机可以向8 辆车部分的110 V DC 负载供电。电池与各自的充 电机连接。所有的8 辆车部分列车的110 V DC 负载可以由与电池的 110 V DC 总线排供电。
此系统确保了在电池充电器故障和电池故障时对110V DC 负载 的冗余供电。电池安装在中间车13、12 、05 和04 车下邻近电池充 电机的位置。
1.2设计目标与理念
➢ 高可靠性:采用列车干线供电方式,由分散布置的辅助变流器并联 向干线供电,所有的辅助变流器都通过供电总线排向整列列车同相 位输出440V 60Hz 3 AC 电源;系统采用冗余设计,牵引变流器发 生故障时,能够自动进行输入切换。
➢ 应急保障功能:设有应急供电系统,车辆发生故障时,可按设备的 用电优先等级进行供电支援。
• 闭合电池主接触器 • 若选中“BD 应急系统”则紧急照明 • 旅客信息系统的应急操作 • 驾驶员/乘务员MMI (暂停) • 紧急尾灯信号 • 制动部件的零件,包括防滑保护系统 • 列车无线通讯紧急操作 • 重联状况的紧急操作 • 拖拽模式
“常规电池,总线排1”(BN1 )和“总线排2” (BN2) 上的负载
组成辅助变流的脉宽调制逆变器采用最先进的IGBT 技术,脉宽调 制逆变器采用 (PWM) 工作原理。高频开关使输入及输出电流的谐波最 小。
辅助变流器的输入端与牵引中间电路连接。
辅助变流器由其中央控制系统控制和诊断,同时脉宽调制逆变器 的控制系统对上述功能也有辅助作用,控制系统除配备诊断端口和服 务端口外,还有车辆总线接口(MVB)。
作为冗余设计(电池充电机或电池故障),各个电池总线排由其他牵 引单元(TU)通过BCB 总线排供电。
电池总线排BN1 和BN2 通过电池总接触器连接。可用司机室的“电池 开关”旋钮将其激活。只有全部运行开关都在零位置,才能使用旋钮将电 池总线排BN1 和BN2 断开连接。
“直连电池”总线排(BD)上的负载
230V 60 Hz 1 AC 电源的所有线路安全开关都设计成双极。
3、经110V DC 逆变器产生的 230V 50Hz 1AC - 清洁的插座(每车13A 熔断,输出电压适于连接标准设备) - 厨房负载 - 电源的所有线路安全开关都设计成双极。
➢ 诊断保护功能:辅助变流器、充电机等辅助设备具有自诊断功能和 故障保护功能。
1.2设计目标与理念
➢ 持续供电功能:CRH380BL动车组在设计上保证了过分相区时牵引变流 器的中间直流电路不间断供电。过分相区时,控制系统采取微小的制 动,保证辅助变流器牵引由变流器的中间直流电路不间断供电。这样 设计有很大优点:首先,过分相时空调连续工作,减少了故障率。其 次,过分相区时蓄电池不用大电流对整车的直流负载放电,减少了故 障率,更重要是减少了蓄电池数量,提高了动车组经济性。
50HZ 、DC110V、DC24V
辅助电源为列车辅助设备如冷却风机、空调装置、照明、网络控 制系统、制动装置、旅客信息、列车无线电等设备提供电能。
正常情况下,所有的辅助变流器都向母线输出同相位三相440V 60HZ电源,实现联网供电。
动车组设有4组高倍率蓄电池,每组容量为2X163Ah。
地面三相AC380V/50Hz电源也可以为车上辅助负载供电。
额定频率
60Hz ±1Hz
波形失真率
5%以下
低压供电系统技术参数
项目
参数
额定电压Hale Waihona Puke DC 110V电压波动
DC77V→126.5V
1.3 系统组成
辅助供电系统主要由单辅助变流器、双辅助变 流器、充电机、蓄电池、AC440V/AC230V变压器、 DC110V/AC230V逆变器、DC110V/DC24V变换器 组成。
所有的辅助变流器都通过供电总线排向8 辆车(16 到09 和08 到01)同 时输出440V60Hz 3 AC 电源。在正常情况下,列车供电总线排贯通整列车。 如果供电总线排出现故障,可以通过打开辅助变流器中的连接开关来隔离8 辆 车部分的单个区间的供电。在单个车内总线排能提供最大的载荷,辅助变流 器单元通过440V 60Hz 3 AC 总线排实现同步,不需要单独的同步电缆。
目前使用的电池组的主要数据:
电池类型: 容量:
NiCd 镍镉 大约每个电池300Ah
110V DC 供电级别分为:
• “直连电池”供电“BD”(不间断供电) •“常规电池”供电“BN” (通过主电池接触器闭合和关断)
这些供电级别也称电池母线。
为了提高某些冗余负载的可用性(例如应急照明,中央控制单元,人机 界面等),“常规电池”总线排分为1 和2(BN1, BN2 )。因此,在各端 车内,一个CCU 由BN1 供电,第二CCU 由BN2 供电。
BN2 上的负载
• 中央控制单元2 • KLIP 站(冗余2) • MVB 转发器 – 电源线B • 牵引箱2(牵引控制单元TCU, 接触器,辅助接触器,高压控制部件,补 充 充电器) • 紧急照明(组2) • 车载电源分配(接触器BN2) • 电器柜风扇(右)
二、车载电源
以下描述了各交流配电的交流负载的分配:
BN1 上的负载
• 中央控制单元CCU 1 • KLIP 站 (冗余 1) • KLIP 站 (无冗余) • MVB 转发器– 电源线 A • 牵引箱(牵引控制单元TCU, 接触器,辅助接触器,高压控制部件,补充充电器) • 空调系统(接触器和控制系统) • 电器柜风扇(左) • 前风挡加热控制 • 主照明 • 阅读用灯 • 应急照明(组1) • 司机室顶灯 • 辅助变流单元控制 • 充电机控制 • 车载电源分配(接触器BN1) • 门控制 • 旅客信息系统(列车目的地显示器,内部显示器) • 泵箱(厨房)
一个230V 60Hz 1 AC 供电网络给列车一些低功率的加热设备供电,这个供电由 440V 60Hz 3 AC供电的变压器产生。
辅助供电设备布置如图:
1.4 辅助变流器简介
辅助变流器单元被放置在一个适合车底安装的箱体中, 箱体中有 功率半导体,开关装置,保险丝,控制系统部件,冷却系统部件以及感应元 件. 辅助变流器采用强迫风冷的冷却系统。
•接地故障检测 •带有RS232 端口的微处理器控制器 •符合TCN 标准的MVB 接口。 •保护和监测设备 •风扇 •电池保险 •对电池负载解耦的二极管
电池充电机的技术资料
标称输入电压: 输出电压:
输出功率: 电池电压控制精度: 电池电流控制精度: 电池的特征曲线的控制:
440 V 60 Hz 3 AC / 380 V 50 Hz 3 AC
在中间车13、12、05 和04 中分别有一个双辅助变流器单元,每 个双辅助变流器单元由两个单辅助变流器单元组成.在每辆变压器车 (15 、10、07 和02)各有一个单辅助变流器。
辅助变流器单元由下列零部件组成:
1 带有输入端子的输入电路,保护二极管,带电阻的预充电开关及主开关。 2 输入电流、电压测量装置。 3 空气冷却的PWMI模块。 4 集成了正弦滤波的60 Hz 输出变压器,空气冷却。 5 EMC滤波器。 6 输出开关。 7 具有RS232 端口的微处理器控制单元。 8 根据TCN 标准的车辆总线接口。 9 保护和监测设备。 10 风扇。
1、 440V 60Hz 3 AC - 客室空调 - 驾驶室空调 - 主空气压缩机 - 主变压器的辅助系统 - 牵引辅助系统 - 前风挡加热 - 辅助变流单元冷却 - BC 电池充电机
2、由440V AC 变压的230V 60Hz 1 AC - 厨房一些的负载 - 水系统加热 - 撒沙管加热 - 车钩端加热
• 厨房照明 • 卫生设备用水系统控制 • 管道和撒沙管加热器控制 • 可控辅助空气压缩机 • 空气干燥系统 • 轮缘润滑 • 驾驶室遮阳板 • 牵引箱(断路器) • 车钩导流罩控制 • 制动(阀) • 制动控制单元 • 火警 • 驾驶室的显示器 • 列车广播 • 外部照明控制 • 障碍物侦测系统 • 安全环 • 厨房控制 • 紧急关断控制 • 受电弓/主开关/导向开关控制
单辅助变流器单元框图
双辅助变流器单元框图
辅助变流器单元的技术参数
输入1(中间牵引电路) 标称电压 额定输出 输入2(外部供电,动车段) 标称电压 最大电流 电压波动范围 输出 标称电压
标称电压公差
额定输出功率
输出电压特性 外部380V 供电
2700 ... 3600 V DC Approx. 160 kVA 只针对双辅助变流器单元 380 V 50 Hz 3 AC 大约 300 A +10%
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