城市軌道交通車輛 第07章 輔助供電系統(tǒng)

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1、第 七 章 輔 助 供 電 系 統(tǒng)(一 ） 1 1 動(dòng) 車 組 輔 助 供 電 系 統(tǒng)2 機(jī) 車 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 2 概 述 一 、 輔 助 電 源 系 統(tǒng) 的 作 用1、 提 供 三 相 交 流 輸 出 （ 3AC380V)： 向 牽 引 變 流 器 通 風(fēng) 機(jī) 、 牽 引 電 機(jī) 通 風(fēng) 機(jī) 、 牽引 變 壓 器 通 風(fēng) 機(jī) 、 壓 縮 機(jī) 等 車 上 設(shè) 備 提 供 三 相 交流 輸 出 。 3 2、 提 供 單 相 交 流 輸 出 (AC220V) 向 空 調(diào) 控 制 、 顯 示 器 、 水 泵 裝 置 、 輔 助 制動(dòng) 等 提 供 電 力 裝 置 提 供 單 相 交 流 輸

2、出 。3、 提 供 直 流 輸 出 (DC24V或 DC110V) 給 輔 助 電 路 、 監(jiān) 視 裝 置 、 制 動(dòng) 裝 置 、 關(guān) 門裝 置 、 牽 引 變 流 器 控 制 等 電 力 設(shè) 備 提 供 直 流 輸出 。 4 CRH2動(dòng) 車 組 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 介 紹 5 6 7 輔 助 電 源 系 統(tǒng) 的 特 點(diǎn) 冗 余 性 輔 助 系 統(tǒng) 采 用 冗 余 設(shè) 計(jì) ， 在 動(dòng) 車 組 上 安 裝 2臺(tái)牽 引 變 壓 器 ， 其 輔 助 繞 組 輸 出 至 輔 助 電 源 裝 置 的AC400V電 壓 分 別 供 電 給 4節(jié) 車 廂 。 當(dāng) 一 臺(tái) 牽 引 變壓 器 故 障 時(shí) ，

3、 為 了 使 另 一 臺(tái) 正 常 運(yùn) 轉(zhuǎn) ， 牽 引 變 壓器 能 夠 通 過 輔 助 繞 組 向 8節(jié) 車 廂 供 電 ， 設(shè) 置 了 用于 切 換 的 輔 助 繞 組 電 源 感 應(yīng) 回 路 。 8 全 列 動(dòng) 車 組 共 設(shè) 3組 控 制 蓄 電 池 ， 蓄 電 池 組 容 量可 維 持 應(yīng) 急 用 電 量 兩 小 時(shí) 。 運(yùn) 行 過 程 中 ， 蓄 電 池 組可 在 線 路 上 充 電 。 9 可 靠 性 輔 助 系 統(tǒng) 設(shè) 有 完 善 的 安 全 接 地 措 施 以 及 自 診 斷功 能 和 故 障 保 護(hù) 功 能 。 在 列 車 信 息 控 制 系 統(tǒng) 和 輔 助電 源 裝 置 之

4、 間 設(shè) 置 自 診 斷 功 能 接 口 ， 由 列 車 信 息 控制 系 統(tǒng) 實(shí) 施 。 10 圖 11 冷 卻 系 統(tǒng) 輔 助 電 源 （ APU） 的 冷 卻 采 用 散 熱 器 +強(qiáng) 迫 風(fēng) 冷 方 式 。 12 CRH1動(dòng) 車 組 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 介 紹 13 一 、 概 述 受 電 弓 從 接 觸 網(wǎng) 25kV、 50Hz單 相 交 流 電受 流 ， 通 過 網(wǎng) 側(cè) 線 路 斷 路 器 連 接 至 牽 引 變 壓 器原 邊 繞 組 上 。 經(jīng) 牽 引 變 流 器 的 網(wǎng) 側(cè) 變 流 器 LCM， 變 流 成為 1650V直 流 電 。 輔 助 變 流 器 模 塊 ACM的

5、輸 入 端 接 DC1650V連接 電 壓 ， 輸 出 端 為 三 相 交 流 電 壓 ， 向 列 車 輔 助用 電 設(shè) 備 供 電 。 14 CRH1輔 助 電 源 系 統(tǒng) 圖網(wǎng) 側(cè) 變 流 器 模 塊 （ LCM） 930AC 15 網(wǎng) 側(cè) 變 流 器 模 塊 （ LCM） 工 作 原 理 圖 輸 入 AC930V電 壓 輸 出 DC1650V 16 CRH1輔 助 供 電 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 動(dòng) 車 組 具 有 五 個(gè) 5輔 助 變 流 器 輸 出 電 壓 : 3相 230/400 V, 50 Hz 正 常 輸 出 功 率 （ 每 個(gè) 輔 助 變 流 器 ) 140 kVA 動(dòng) 車 組 總

6、輸 出 功 率 700 kVA.17 CRH1輔 助 供 電 電 系 統(tǒng) 圖 列 車 三 相 交 流380V電 網(wǎng) 輔 助 變 流 器18 Line power converterHVAC, pumps, fans, compressors etc. Battery charger 輔 助 電 源 交 流 400V系 統(tǒng) 圖Auxiliary power converter 3x400V 50HzConnection, external3-phase AC voltage3x400V 50Hz Filter box 19 輔 助 電 源 直 流 110V系 統(tǒng) 圖 Battery charge

7、r3x400V 50Hz110V DC 110V DC BatteryEmergency power supplyConsumers Consumers20 直 流 110V電 源 負(fù) 載 21 充 電 器 的 輸 入 和 輸 出 動(dòng) 車 組 有 五 個(gè) 充 電 器 對(duì) 應(yīng) 五 組 蓄 電 池 ， 分 別 設(shè) 置 在 MC1, MC2, M1, M2 and M3上 。 充 電 器 參 數(shù) ： 充 電 器 輸 入 3相 交 流 400V, 50 Hz 充 電 器 輸 出 電 壓 直 流 100V 輸 出 功 率 22 kW。 22 蓄 電 池 和 蓄 電 池 箱 蓄 電 池 為 鎘 鎳 電 池

8、 電 池 的 容 量 : 200 Ah 動(dòng) 車 組 共 有 五 個(gè) 蓄 電 池 箱 ， 分 別 設(shè) 在 Mc1, Mc2, M1, M2 and M3 車 上 。 蓄 電 池 箱 中 有 82塊 電 池 ， 組 成 兩個(gè) 相 互 獨(dú) 立 的 部 分 ， 每 個(gè) 部 分 有 41塊 。 同 時(shí) 在 Tp1, Tp2 and Tb 車 上 設(shè) 有 用 于 連 接 輔助 系 統(tǒng) 和 電 池 系 統(tǒng) 的 接 線 箱 。 23 CRH5型 動(dòng) 車 組 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 介 紹 24 一 、 CRH5型 動(dòng) 車 組 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 概 述 25 二 、 CRH5型 的 輔 助 供 電 系 統(tǒng)

9、 構(gòu) 成 編 組 中 的 1、 2、 4、 7和 8車 中 各 配 有 一 臺(tái) 輔助 變 流 器 及 相 應(yīng) 的 控 制 器 ， 與 相 應(yīng) 的 牽 引 變 流 器位 于 同 一 機(jī) 箱 中 ， 可 直 接 從 牽 引 中 間 級(jí) 濾 波 器 獲得 電 源 。 26 四 、 輔 助 供 電 系 統(tǒng) （ 中 壓 部 分 ） 的 性 能額 定 電 壓 400V 三 相 50Hz + 零 線 電 壓 變 化 5%諧 波 失 真 10%額 定 頻 率 50Hz頻 率 變 化 2% 27 五 、 中 壓 負(fù) 載 的 保 護(hù) 為 避 免 由 于 中 壓 用 電 單 元 故 障 造 成 配 電線 路 故 障

10、 ， 可 通 過 硬 件 （ 如 ： 自 動(dòng) 開 關(guān) , 可 手 動(dòng)恢 復(fù) 的 熱 繼 電 器 ） 和 軟 件 （ 車 輛 邏 輯 會(huì) 防 止 造 成故 障 的 接 觸 器 閉 合 ） 實(shí) 現(xiàn) 保 護(hù) 功 能 。 28 六 、 輔 助 變 流 器 （ 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 的 主 要 設(shè) 備 之 一 ） 編 組 中 的 1、 2、 4、 7和 8車 中 配 有 一 臺(tái) 輔 助變 流 器 及 相 應(yīng) 的 控 制 器 ， 與 相 應(yīng) 的 牽 引 變 流 器（ CONVTRAZAUX） 位 于 同 一 機(jī) 箱 中 ， 可 直 接 從牽 引 中 間 級(jí) 濾 波 器 獲 得 電 源 。 29 輔 助

11、變 流 器 功 率 限 值 環(huán) 境 條 件 持 續(xù) 功 率（ 平 均 ） 最 大 功 率（ 5分 鐘 ） 峰 值 功 率（ 3秒 鐘 ）冬 季（ 環(huán) 境 溫 度15 C以 下 ） 290 kVA cos = 0.9260 Kw 400 kVA cos = 0.93372 Kw 530 kVA cos = 0.7371 Kw夏 季（ 環(huán) 境 溫 度45 C以 下 ） 300 kVA cos = 0.8240 kW 400 kVA cos = 0.85340 Kw 530 kVA cos = 0.7371 Kw 30 2、 輔 助 變 流 器 的 負(fù) 荷 種 類 主 壓 縮 機(jī) 供 暖 系 統(tǒng) 驅(qū)

12、 動(dòng) 壓 縮 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 風(fēng) 扇 系 統(tǒng) 牽 引 變 流 器 冷 卻 泵 油 泵 充 電 機(jī) 衛(wèi) 生 間 系 統(tǒng) 31 一 或 兩 臺(tái) 輔 助變 流 器 故 障 情 況下 ， 繼 續(xù) 工 作 的變 流 器 可 通 過 KLx接 觸 器 上 適 當(dāng) 的自 動(dòng) 切 換 裝 置 向中 壓 負(fù) 載 供 電 。3、 輔 助 變 流 器 自 動(dòng) 切 換 裝 置 32 七 、 充 電 機(jī) （ 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 的 主 要 設(shè) 備 之 二 ）在 每 個(gè) 底 架 下 有 一 個(gè) 15kW的 充 電 機(jī) (一 共 8個(gè) )。 15kW充 電 機(jī) 的 目 的 為 : 由 400VAC /50Hz的 三 相 供

13、 電 壓 (由 輔 助 變 流 器提 供 的 ) 變 成 24VDC的 額 定 連 續(xù) 電 壓 。 33 對(duì) 蓄 電 池 進(jìn) 行 恒 壓 限 流 充 電。 保 證 提 供 24VDC負(fù) 載 電 壓 。 所 有 充 電 機(jī) 是 并 聯(lián) 的 。1、 充 電 機(jī) 的 主 要 功 能 及 特 點(diǎn) 34 半 導(dǎo) 體 功 率 器 件 : IGBT 額 定 輸 入 電 壓 : 400 VAC 電 池 額 定 電 壓 : 24 V DC 電 池 充 滿 的 電 壓 (維 持 ) 29 V DC 最 大 電 流 : 570 A 最 大 29Vcc產(chǎn) 生 功 率 : 15kW 輸 出 電 壓 最 大 脈 動(dòng) :

14、3.5Vp2、 充 電 機(jī) 的 特 性 35 1 動(dòng) 車 組 輔 助 供 電 系 統(tǒng)2 機(jī) 車 輔 助 供 電 系 統(tǒng) 輔 助 電 路 VVVF變 流 器 CVCF變 流 器額 定 容 量 ： 150kVA 額 定 容 量 ： 150kVA負(fù) 載 名 稱 功 率 （ kW） 負(fù) 載 名 稱 功 率 （ kW）冷 卻 塔 風(fēng) 機(jī) 1 15.5 壓 縮 機(jī) 1 27冷 卻 塔 風(fēng) 機(jī) 2 15.5 司 機(jī) 室 1空 調(diào) 6牽 引 風(fēng) 機(jī) 1 18.5 司 機(jī) 室 2空 調(diào) 6牽 引 風(fēng) 機(jī) 2 18.5 油 泵 1 5.2機(jī) 械 間 風(fēng) 機(jī) 1 2 油 泵 2 5.2機(jī) 械 間 風(fēng) 機(jī) 2 2 水

15、 泵 1 2.50水 泵 2 2.50水 泵 3 2.50水 泵 4 2.50供 電 風(fēng) 機(jī) 1 0.75供 電 風(fēng) 機(jī) 2 0.75 輔 變 流 風(fēng) 機(jī) 1 0.6輔 變 流 風(fēng) 機(jī) 2 0.6220V負(fù) 載 6壁 爐 1 1壁 爐 2 172 70 1單 組 故 障 時(shí) （ 只 有 一 個(gè) 司 機(jī) 室 的 空 調(diào) 工 作 ） ： 136kW 輔助電路負(fù)載 輔 助 電 路 負(fù) 載 圖 充電機(jī)電路 復(fù) 合 母 排 IGBT驅(qū) 動(dòng) 板支 撐 電 容 器散 熱 器 功 率 模 塊 散 熱 器 IGBT半 橋復(fù) 合 母 排電 容 器 半 橋IGBT驅(qū) 動(dòng) 板充 電 機(jī) 模 塊 冷 卻 系 統(tǒng) DC600V列 車 供 電 系 統(tǒng) 是 將 機(jī) 車 860V交 流 輸 入 通 過 相 控 整 流 轉(zhuǎn) 換 為 2路 穩(wěn) 定 的 DC600V/400kW直 流 輸 出 ， 為 旅 客 列 車 提 供 電 源 。列 車 供 電 列車供電電路