CRH2辅助供电系统1.18

1、1第三章 辅助供电系统第三章 辅助供电系统 第一节 辅助供电系统构成与功能 一、概述 二、辅助供电系统工作原理 第二节 CRH2动车组辅助供电系统 一、概述 二、工作原理 2一、概述 第一节 辅助供电系统构成与功能 辅助供电系统为动车组上除牵引动力系统之外的所有用电设备提供电力，是动车组技术的重要组成部分，各型动车组的辅助供电系统各有特色。v 辅助供电系统具有以下特点 辅助供电系统的供电母线在动车组全列车贯通。 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。 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。第三章 辅助供电系统3v辅助供电

2、系统功能 动车组是电力牵引列车，电力均来自AC25KV牵引供电电网，经受电弓进入牵引变压器原边绕组，再由牵引变压器的次级绕组或主变流器的直流环节进入辅助变流器。 辅助供电系统为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调节系统、采暖、照明、旅客信息系统、控制、广播、列车无线等设备提供电源。 上述负载要求辅助供电系统具有包括三相AC380V母线、AC220V母线、DC110V母线等输出。 第三章 辅助供电系统4二、辅助供电系统工作原理 根据工作原理可以将辅助供电系统分为两类：牵引变压器辅助供电绕组供电模式牵引变流器直流环节辅助供电模式。 第三章 辅助供电系统v牵引变压器辅助供电绕组供电模式 在

3、这类辅助供电系统中，由牵引变压器的辅助供电绕组提供电源，具有代表性的为CRH2动车组。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5路电源，为列车的各设备供电。 5 第三章 辅助供电系统CRH2动车组辅助供电系统工作原理示意图 v牵引变压器辅助供电绕组供电模式 6二、辅助供电系统工作原理 第三章 辅助供电系统v牵引变流器直流环节辅助供电模式 在这类辅助供电系统中，由牵引变流器直流环节提供电源，具有代表性的有CRH1动车组、 CRH3动车组、 CRH5动

4、车组。 CRH1动车组（CRH3动车组） CRH1动车组从AC25kV高压电经牵引变压器降压后输入牵引变流器，辅助供电系统由牵引变流器的直流环节1650VDC电压供电，经过处理后得到三相380VAC和110VDC两路电源，为列车的各设备供电。 CRH3动车组的辅助供电与CRH1动车组的辅助供电相似，由牵引变流器的直流环节DC3000V电压供电，经过处理后得到三相380VAC和110VDC两路电源。7 第三章 辅助供电系统CRH1动车组辅助供电系统工作原理示意图 v牵引变流器直流环节辅助供电模式8二、辅助供电系统工作原理 第三章 辅助供电系统v牵引变流器直流环节辅助供电模式 CRH5动车组 AC

5、25kV高压电经牵引变压器降压后输入牵引变流器，辅助供电系统由牵引变流器上的3600VDC中间直流环节电压供电，经过处理后得到三相380VAC 和24VDC两路电源。9 第三章 辅助供电系统CRH5动车组辅助供电系统工作原理示意图 v牵引变流器直流环节辅助供电模式牵引变压器牵引变压器牵引变流器牵引变流器DC 3600V10一、概述 第二节 CRH2动车组辅助供电系统 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。动车组由8辆车组成，其中4辆动车4辆拖车；首尾车辆设有司机室，可双向驾驶，编成后结构如图所示。 第三章 辅助供电系统11 动车

6、组在1号、8号车分别设置一套辅助电源装置，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。 第三章 辅助供电系统12 CRH2车组辅助供电系统由牵引变压器3次辅助绕组提供电源，采用干线供电方式，按各电源系统贯穿全列车。和牵引变压器3次线圈直接连接的系统中，连接有空调装置、换气装置以及ATP主控电源。辅助电源装置的输入为400V，该设备作为电源向以下五个系统提供电源：第三章 辅助供电系统 1）非稳压单相AC100V,向电压波动较大的负载供电如电热水器等； 2）稳压单相AC100V，向空调控制、显示器、辅助制动等供电； 3）稳压单相AC200V，向插

7、座等供电； 4）稳压三相AC400V，给牵引相关的辅助设备如牵引变压器、牵引变流器、牵引电动机的通风机供电，空气压缩机等； 5）稳压DC100V，向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电池等供电。13CRH2动车组辅助供电系统图 14 CRH2辅助供电系统: 辅助供电系统采用冗余设计，在动车组上安装2台牵引变压器，其辅助绕组输出至辅助电源装置（APU）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。相邻单元具有相互支援功能，在动车组上安装2台

8、辅助电源装置，一台辅助电源装置供给4节车厢所需辅助用电。第三章 辅助供电系统15 CRH2辅助供电系统: 当一台辅助电源装置发生故障时，为了使另一台正常运转的辅助电源装置能够向8节车厢供电，设置了用于切换的扩展供电回路。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。 辅助系统设有完善的安全接地措施以及自诊断功能和故障保护功能。在列车信息控制系统和辅助电源装置之间设置自诊断功能接口，由列车信息控制系统实施。 动车组车外车体侧面装有连接外部电源的插座（AC400V、单相、50Hz），M2车（2号车及6号车）上各有一处。

9、车辆检修基地设置有外部电源，可供辅助电路的工作。第三章 辅助供电系统16二、工作原理 本辅助电源装置（APU）向辅助电路、蓄电池、荧光灯等供电；输出DC100V向插座、服务设备等供电；输出AC100V和AC220V向牵引系统的相关通风机输出三相AC400V的电源装置，安装在车体地板下侧。其内还设有向电热器等供电的AC100V电源用辅助变压器（ATr）。第三章 辅助供电系统v辅助电源装置（APU）工作原理 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，图中上方虚线框内是辅助电源装置的功能方块图，下方虚线框内是辅助整流器的功能方块图。 17CRH2辅助电源系统图 18CRH2

10、辅助电源功能方框图 辅助电源装置辅助整流器19二、工作原理 第三章 辅助供电系统v辅助电源装置（APU）工作原理 牵引变压器 牵引变压器将架线电压25kV 变换成辅助电源装置的输入电压AC400V，同时也担负辅助电源装置对架线的绝缘作用。 输入滤波回路 输入滤波回路是降低从架线流入到脉冲整流器/逆变器上的高频电流。 IGBT 脉冲整流器 脉冲整流器将牵引变压器的单相交流输出电压变换成直流的恒定电压。控制方式使用了大容量IGBT的脉宽调制方式（PWM）。 20二、工作原理 第三章 辅助供电系统v辅助电源装置（APU）工作原理 DC 环形回路 滤波电容器将稳定的直流电压供给后段的逆变器。 IGBT

11、 逆变器 逆变器将直流电压变换成为恒频恒电压的3 相变流电压。 AC 滤波回路 AC 滤波回路降低逆变器输出电压中的由于切换所产生的高频电压、使其输出畸变很小的正弦波。 输出接触器 输出接触器3phMK 担负切断和辅助电源装置间的负荷的作用。 21第三章 辅助供电系统vDC100V系统工作原理 辅助整流器箱使用整流器变压器将APU的400V三相电压输出变压后，通过三相全波整流器，输出稳压DC100V，向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电池、插座、服务设备等供电。 DC100V系统可由102、103线两条线供电。 通常是由103线供电，架线停电时，通过操作应急灯切换接触器，将电源由103线切换到10

12、2线的同时，即可向广播装置，应急灯等最低限度所需的设备供电。 22DC100V系统工作原理23动车组的辅助供电负载图三、动车组的辅助供电系统的布线24交流电路 辅助电源装置(APU)，有供给3相400V10%、50Hz的稳定化电源的逆变器(SIV)及把牵引变压器3次绕组电压进行降压的辅助变压器(ATr)的1种电源。 此外，整流器箱(ARf Box)的内部设置有接受SIV的输出电力，向302线及202线提供单相220v及100v10、50Hz的稳定化电源的恒压变压器(CVT)。 2514号车交流布线示意图2658号车交流布线示意图CVTARfATrSIVAPUTo Other UnitMTrT2

13、c(8)M1s(7)M2(6)T1k(5)CPA/CConCDHeA/CConCDHeA/CBMBMConCDHeCPA/CConCDBDHe27直流电路 直流电源系统中，由于用电设备的不同，需要的直流电源的电压不同，车辆布线中已经加以考虑。设置了102线、103线、103B线、115线、118A线 等六条直流贯穿线。 2814号车直流布线示意图2958号车直流布线示意图30四、蓄电池的运用说明（）在停电时，应具备能够使辅助设备等工作30 分钟以上的容量。（）设置具备足够容量的蓄电池组，供紧急状态时使用。作为应急用电力，至少应持续工作2 小时。蓄电池组在运行时通过线路充电。（）当来自车辆外部的供电停止时，仅通过蓄电池应能够向车厢内照明、列车无线通信、广播装置、前后车外标识灯以及紧急换气（从国产化阶段的第18 列编组开始采用）等装置提供2小时以上的供电。31 停电时由蓄电池提供电能的装置 蓄电池承受负荷时的状态可以考虑为以下两种情况：第1种情况： 架线停电、或者两台APU 发生故障时（技术条件：能够工作30 分钟以上的装置）作为架线停电时的负荷，相当于115 线以外的DC