CRH2型动车组辅助系统概述

1、CRH理动车组辅助系统概述 动车组的辅助供电系统采用母线供电方式，为列车辅助 设备如冷却通风机、空调装置、照明、网络控制系统、制动 装置、旅客信息、列车无线等设备提供电源。 动 车 组 的 M2-2 ， M2-6 号 车 均 安 装 有 牵 引 变 压 器 MTr(MainTransformer) 。正常情 l 况下， M2-2，M2-6 车的牵 引变压器的辅助绕组 (3 次绕组)分别独立向前 4 辆和后 4 辆 车厢提供单相 AC400V/50Hz 电源。如果一台牵引变压器出现 故障时，可采用故障供电方式，由另一台牵引变压器向整列 车供电，这种供电方式称为扩展供电。 动车组的 Tlc-1 ，

2、 T2c-8 号车均安装有辅助电源装置。 正常情况下， Tlc-1 、T2c-8 号车的辅助电源装置分别独立向 前 4 辆和后 4 辆车厢提供三相 AC400V/50Hz 电源。如果一台 辅助电源装置出现故障，另一台辅助电源装置可通过扩展供 电向整列车供电。 动车组设有3组容量为100Ah的蓄电池组，容量充足， 可供紧急时使用。 动 车 组可 以 通 过 外部 电 源 插 座 从车 下 提 供 单相 AC400V/50HZ 电源。 8.1.1 系统组成 辅助供电系统由牵引变压器辅助绕组、辅助电源装置、 蓄电池、辅助及控制用电设备、地面电源等几部分组成。辅 助电源装置由辅助电源箱 (Auxili

3、ary PowerUnit ，简称 APU) 和辅助整流器箱 (Auxiliary Rectifier 简称 ARf) 两部分组 成。其中辅助及控制用电设备包括各种交流及直流用电设备。 动车组的 M2-2， M2-6 号车分别安装有一台牵引变压器 MTr。 Tlc-1 ， T2c-8 号车分别安装有一组辅助电源装置。2， 4， 6 号车分别安装有一组蓄电池组。 M2-2，M2-6 号车车体 侧面分别安装一个外部电源插座；所有车厢上安装有各种辅 助及控制用电设备。 辅助供电系统的原理框图见图 8.1( 见文末插页 ) 。 牵引变压器的辅助绕组输出单相AC400V/50Hz 电源，可 以直接给司机

4、室空调、客室空调、换气装置、辅助电源装置 提供电源。 辅助电源装置的辅助电源箱 (APU) 和辅助整流器箱 (ARf) 可以输出下述 5 种电压制式的电源： 非稳压单相AC100V系统 由辅助变压器 ATr(Auxiliary Transformer) 将牵引变 压器辅助绕组的 AC400V电压直接降压至 AC100V向允许电 压波动范围较大的负载供电，如电热水器等。 (2) 稳压单相AC100V系统、稳压单相 AC200V系统 该电源系统与辅助绕组 AC400V电压实现电气隔离(由辅 助整流器箱中的TR3 TR4变压器实现)，并且实现降压和稳 压。 (3) 稳压三相AC400V系统 稳压三相

5、AC400V电源给牵引系统相关的辅助设备(如牵 引变压器、牵引变流器、牵引电动机用通风机等 ) 供电。 (4) 稳压DC100V系统 稳压DC100V系统向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电 池等供电。 辅助电源装置的故障保护功能包括：输入过流、变流器 过流、输出过压、输出欠压、变流器过压、变流器过载、检 测接地、输出短路等各项，在列车信息控制系统和辅助电源 装置之间设有自诊断功能接口，由列车信息控制系统对其实 施检测。 动车组设有蓄电池组，供紧急时使用。应急用电量 ( 含 应急照明、列车无线系统、广播联络装置、标志灯 ) 最少可 维持2h。运行过程中，蓄电池组可在线路上充电。 动车组车体侧面装有

6、可以连接外部电源的插座( 单相 AC400V/50Hz)， 2 号车和 6 号车上各有一处。车辆检修基地 设外部电源，可向动车组辅助电路供电。 8.1.2 系统冗余 (1) 牵引变压器辅助绕组扩展供电 动车组 M2-2， M2-6 号车分别安装一台牵引变压器。正 常 情 况 下 ， 每 台 牵 引 变 压 器 的 辅 助 绕 组 输 出 的 单 相 AC400V/50HZ电源分别供电给 4辆车，2号车牵引变压器的 辅助绕组供电给1, 2, 3, 4号车，6号车牵引变压器的辅助 绕组供电给5, 6, 7, 8号车。当一台牵引变压器故障时， 另一台牵引变压器的辅助绕组能够通过电路的切换向整列 车供

7、电。此时，受牵引电压器辅助绕组容量的限制，空调装 置功率减半运行。 (2)辅助电源装置扩展供电 动车组Tlc-1 , T2c-8号车上分别安装一台辅助电源装 置。正常情况下，每台辅助电源装置输出的三相AC400V/50HZ 电源分别供电给4辆车，1号车的辅助电源装置供电给1,2, 3, 4号车，6号车的辅助电源装置供电给5, 6, 7, 8号车。 当一台辅助电源装置发生故障时，另一台辅助电源装置能够 通过电路的切换向整列车供电。辅助电源装置的输出容量能 够向整列车供电，当一台辅助电源装置故障时无需减少负载 功率。 8.1.3系统容量 8.131牵引变压器参数 牵引变压器型号为 ATM9其参数如

8、表8.1所示。 表8.1ATM9型牵引变压器参数 额定参数 绕组 容量(kV A) 电压(V) 电流(A) 原边 3060 25000 122 牵引 2570 1500 857 2 辅助 490 400 1225 8.132牵引变压器辅助绕组负载容量 牵引变压器辅助绕组的负载容量如表8.2所示 表8.2MTr辅助绕组负载容量（夏季） MTr辅助绕组额定容量 490kV A 2 号车 MTr(kV A) 6 号车 MTr(kV A) 备注 负载都运行时 448.5 461.2 1号车APU停止时 353.2 556.5 3号车APU停止时 557.2 352.6 2号车MTr停止时 停止 532

9、.6 空调功率减半 6号车MTr停止时 532.6 停止 空调功率减半 2号车 MTr停止、1号车 APU停止 时 停止 532.6 空调功率减半 2号车 MTr停止、8号车 APU停止 时 停止 532.6 空调功率减半 6号车 MTr停止、1号车 APU停止 时 532.6 停止 空调功率减半 6号车 MTr停止、8号车 APU停止 时 532.6 停止 空调功率减半 根据表8.2所示，单台牵引变压器辅助绕组给4辆车供 电时，没有超过牵引变压器辅助绕组的额定容量490kV A。 当一台牵引变压器发生故障进行扩展供电时，虽然超过了辅 助绕组的额定容量，但通过使空调功率减半运行，仍能使牵 引变

10、压器辅助绕组的负载维持在允许的范围内。8.133 辅 助电源装置负载 辅助电源装置负载容量如表8.3所示。 表8.3辅助电源装置负载容量 辅助电源 14号车 (kV A) 58号车 (kV A) 合计 (kV A) 辅助电源装置额定 容量 备注 DCIOOV(ARf) 23.5 22.3 45.8 58kW X 2 台= 116kW AC100V(CVT)(夏季) 3.4 3.5 6.9 12kV A 号车辅助电源停业时 停止 6.9 12kV A 3号车辅助电源停止时 6,9 停止 12kV A AC200V(CVT)(夏季) 1.9 6.3 8.2 12kV A 号车辅助电源停止时 停止

11、&2 12kV A 8号车辅助电源停止时 8.2 停止 12kV A AC100V(ATr)(夏季) 2.9 2.4 22kV A AC100V(ATr)(冬季) 12.2 11.7 22kV A 三相 AC400V(SIV) 57.8 65.2 123.0 123kV A 过载 1号车辅助电源停止时 停止 123.O 123.O 123kV A 8号车辅助电源停止时 123.O 停止 123.0 123kV A 注：CVT为稳压变压器，SIV为静止变流器。 根据表8.3所示，单台辅助电源装置，无论在给4辆车 供电时，还是在扩展供电的情况下给整列车供电时，都不超 过辅助电源装置的额定容量。 8

12、.134 蓄电池容量 蓄电池容量满足以下要求： 30min (1)在停电时，具备能够使辅助设备等持续供电 以上的容量。 (2)当来自车辆外部的供电停止时或紧急状态如救援工 况时，至少持续向应急照明、列车无线系统、广播联络装置、 标志灯车等设备供电2h。 8.1.4系统供电原理 辅助系统供电原理框图见图8.1(见书末)。 8.1.4.1交流供电回路 表8.4为交流电源系统中各种车载电源及用电设备的汇 表8.4交流电源系统中各种车载电源及用电设备的汇总表 电源系统 电源 电压 车辆 负载 704,754 线 牵引变压器 辅助绕组 单相 AC400V/50HZ 各车 空调装置、换 气装置 T1c-1

13、 , T2c-8 辅助电源装置 (APU) 司机室空调 771,781,791 线 Tlc-1，T2c-8 三相 AC400 X(1 M2-2 , M2-6 变压器油循环 APU-SIV 10 % )V , 50Hz 泵(MTf0PM) 变压器电动通 风机(MTrBM) M2-2 , M1-3 , M2-6 , M1s-7 牵引变流器电 动通风机 牵引电动机电 动通风机 Ml-3 , T1k-5 , M1ls-7 空气压缩机 T1c-l , T2c-8 辅助整流器 (ARf) M2-2 , TZ-4 , M2-6 , T2c-8 热水器 302线 T1c-1.T2c-8 APU-CVT 单相

14、AC220 X(1 10 % )V , 50Hz M2-2 , T2-4 , M2-6 , :T2c-8 热水器控制 M1-3 自动售货机 Tlk-5 小卖部设备 各车 插座 202线 Tlc-1 , T2c-8 APU-ARf-CVT 单相 AC100 X(1 10 % )V, 50Hz 各车 空调控制、显 示设疋器 Tlc-1, M1-3.Tlk-5 , Mls-7 给水装置 M1-3 , M2-6 空气清净机 Mls-7 收音机装置 Tlc-1 , T2c-8 辅助制动 251线 Tlc-1 , T2c-8 APU-ATr 单相 AC100 1(+26 %, -41 % )V , 50H

15、Z 各车 电加热 704, 754电源母线（单相AC400V/50HZ）为牵引变压器辅 助绕组输出电源。正常情况下，M2-2号车牵引变压器输出的 704，754电源母线与 M2-6号车牵引变压器输出的 704，754 电源母线通过T2-4号车的扩展供电接触器ACK2隔离。当一 个牵引变压器故障时，可在司机室内列车信息显示器上控制 ACK2接触器闭合，使列车的704，754电源母线连在一起。 771，781，791电源母线（三相 AC400V/50Hz）为辅助电 源装置APU的输出电源。正常情况下，Tlc-1号车APU输出 的771，781，791电源母线，与T2c-8号车APU输出的771，

16、781，791电源母线，通过 T2-4号车的扩展供电接触器 BKK 使其隔离（参见图8.1） o当一个APU故障时，可在司机室列 车信息显示器上控制 BKK接触器闭合，使整列车的77l ,781, 791电源母线连接在一起。 302 线是辅助整流器箱输出的单相 AC200V/50Hz 电源母 线，以Tic-1 , M2-2, M1-3、T2-4 , T1k-5 、M2-6 , Mis-7 , T2c-8 为供电单元进行贯通，没有在整个动车组中贯通，只 是向各供电插座供电或向 5 号车小卖部电气设备供电。 202 线是辅助整流器箱输出的单相稳定的 AC100V/50Hz 电源母线，以Tlc-1

17、, M2-2, M1-3、T2-4 , Tlk-5 、M2-6 , M1s-7， T2c-8 为供电单元进行贯通，没有在整个动车组中 贯通，只是向空调控制装置、辅助制动装置等设备提供控制 电源。 25l 线是辅助电源箱输出的单相不稳压的 AC100V/50Hz 电源母线，也是以 Tlc-1 ， M2-2， M1-3 、 T2-4 ， Tlk-5 、 M2-6 ， Mls-7 ， T2c-8 为供电单元进行贯穿，没有在整个动 车组中贯通，只是向整列车的电加热设备提供控制电源。 8.1.4.2 直流供电回路 表 8.5 是直流电源系统中各种车载电源及用电设备的汇 总表。 各电源系统的说明如下： (

18、1)102 线系统 102线最初由蓄电池直接提供DC90V的电压。当完成受 电弓升弓、闭合 VCB及启动APU等工作后，通过蓄电池供电 接触器 BatKl 将 102 线与 103 线连接，蓄电池通过辅助整流 器(ARf)输出的DC100V电压充电。当蓄电池电压异常下降时 （低于DC77V）,通过电压检测电路完成检测，并控制BatKI 接触器断开，蓄电池停止向负载供电。102线以Tlc-1 , M2-2, M1-3、T2-4，Tlk-5 、M2-6，MIs-7，T2c-8为供电单位 进行贯通，没有在整个动车组中贯通。 表8.5直流电源系统中各种车载电源及用电设备的汇总表 电源系统 电源 电压

19、车辆 负载 102线 M2-2，T2-4，M2-6 蓄电池（Bat）， 103线 （BatKI接触器置ON 时） DCIOO 0(+20 % , -10 % )V T1c-1 , T2c-8 运转控制（含受 电弓升弓、VCB 控制） M2-2 , T2-4 , M2-6 辅助空气压缩 机畜电池 103线 F1c-1，T2c-8，ARf DC100 X(1 10 % )V 各车 辅助电路、监控 装置、制动装 置、控制车门装 置 M2-2 , M1-3 , M2-6 , Mls-7 牵引变流器控 制 T1c-1,T2c-8 ATP T2c-8 列车无线用专 用蓄电池 103B 线 102线 RrL

20、pCgK接触器置 DC100 X(1 0 % )V 各车 广播、预备灯 Tlc-l , M1-3 , 污物处理装置 0N时) 103线 T1k-5 , Mls-7 Mls-7 自动广播 :RfLpCgK接触器置 OFF 时) Tlc-1,T2c-8 标志灯、联解装 置、刮雨器装置 103线 空调控制、自动 115线 (BatK2接触器置 ON DC100X(1 0 % )V 各车 门装置、客室照 时) 明、 118A 线 专用蓄电池 103线 DC100 X(1 10 % )V Tlc-1,T2c-8 列车无线装置 103线系统 103线整个动车组中贯通。动车组最初上电时，受电弓 没有升弓，APU没有启动，