25G型車DC600V電氣系統(tǒng)

25G車DC600V電氣系統(tǒng)一、 總述為滿足鐵路客車跨越式發(fā)展的需要，鐵道部和各客車生產(chǎn)廠家參照了國(guó)外供電制式并結(jié)合我國(guó)國(guó)情和技術(shù)現(xiàn)狀，對(duì)電氣化鐵路客車電氣系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)志性的改進(jìn)，最終確定了電氣化鐵路段客車DC600V供電方式。 在電氣化區(qū)段，新研制的客運(yùn)（SS8 、SS7、 SS9）電力機(jī)車的列車輔助供電裝置將受電弓接受的25KV單相高壓交流電降壓、整流、濾波成DC600V直流電，機(jī)車上安裝了兩套DC600V電源裝置，兩套裝置分兩路通過KC20D連接器向空調(diào)客車供電；空調(diào)客車通過綜合控制柜自動(dòng)(按車廂號(hào)分奇偶選擇)將其中一路DC600V送入逆變電源裝置（簡(jiǎn)稱逆變器箱，型號(hào)：25T-2X35KVA+12KVA，包括兩個(gè)35KVA逆變器和一個(gè)12KVA三相四線制隔離變壓器）及DC110V電源裝置（簡(jiǎn)稱充電器箱，型號(hào)：25T-8KW+3.5KVA，包括一個(gè)8KW充電器和一個(gè)3.5KVA單相不間斷逆變器）。2X35KVA逆變器將DC600V逆變成兩路三相50Hz、AC380V交流電，向空調(diào)裝置、電開水爐等三相交流用電負(fù)載供電；8KW充電器將DC600V變換成DC110V直流電，給蓄電池組充電的同時(shí)向照明、供電控制等直流負(fù)載供電；客室電熱和溫水箱采用DC600V直接加熱。采用2X35KVA逆變器供電，主要從兩方面考慮：一是25T客車除空調(diào)機(jī)組外，還新增加了許多設(shè)備，單車負(fù)載容量較大；另一方面是為了適應(yīng)新的運(yùn)行方式，增加供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。兩個(gè)逆變器其中一個(gè)主要給空調(diào)機(jī)組供電，另一個(gè)給開水爐、伴熱等交流負(fù)載供電；正常情況下，兩個(gè)逆變器相互獨(dú)立，互為熱備份。但當(dāng)其中一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，由另一個(gè)負(fù)責(zé)繼續(xù)向負(fù)載供電，只是部分受控負(fù)載要減載運(yùn)行（如空調(diào)機(jī)組轉(zhuǎn)入半冷或半熱工況）?？褪译姛崞?、溫水箱等電阻性負(fù)載之所以采用DC600V直接加熱的方式，一方面減輕了逆變器的冬季負(fù)載，另一方面減少了電阻性負(fù)載引起的漏電流。由于電氣化區(qū)段每隔25km左右有一個(gè)分相區(qū)， DC600V電源裝置在過分相區(qū)時(shí)沒有輸入電源，因此逆變器和充電器均沒有輸出；為了避免照明負(fù)載的頻繁斷電，所以照明采用DC110V供電，在牽引區(qū)段，由充電器向照明負(fù)載供電，而過無電區(qū)時(shí)則由安裝在車下的蓄電池供電。同樣，為了保證空調(diào)等控制電路的控制電器不頻繁吸合和釋放，控制電路也采用DC110V供電。為了防止本車蓄電池過放或故障，保證重要負(fù)載（如軸溫報(bào)警器和防滑器等）的供電，全列蓄電池通過阻斷二極管并聯(lián)。尾燈、共線電話等設(shè)施從延續(xù)性的角度考慮仍采用DC48V供電。DC600V供電系統(tǒng)原理框圖見下頁圖。電氣綜合控制柜 2#機(jī)車電源DC600V 400KW機(jī)車電源DC600V400KW集中控制器電氣綜合控制柜 1#DC110V逆變器2X35KW充電器8KW空調(diào)伴熱采暖照明逆變器2X35KW充電器8KW空調(diào)伴熱采暖照明 DC600V供電系統(tǒng)原理框圖本車由機(jī)車集中供電，供電電壓為直流600V，分兩路供電。通過電氣綜合控制柜供電選擇開關(guān)將其中一路600V直流電送入車下逆變電源裝置（簡(jiǎn)稱逆變器）及110V電源裝置（簡(jiǎn)稱充電器）。逆變電源將600V直流電逆變成三相AC380V、50Hz交流電，向空調(diào)裝置和電茶爐及電炊設(shè)備等三相交流用電負(fù)載供電，隔離變壓器輸出三相AC380V向伴熱系統(tǒng)、冰箱、微波爐等其他三相交流用電負(fù)載供電。充電器將600V直流電變換成110V直流電，給蓄電池組充電的同時(shí)向照明、供電控制等負(fù)載供電。采用、路雙路供電，根據(jù)需要可手動(dòng)或自動(dòng)選擇路（路）供電。編組時(shí)原則上路、路負(fù)載應(yīng)均衡，例如1、3、5車由路供電，2、4、6車由路供電。電源經(jīng)貫通全列車的輸電干線由車底線槽引入車內(nèi)鐵路客車電氣綜合控制柜，經(jīng)分配后供給車內(nèi)各用電設(shè)備。車內(nèi)各用電設(shè)備金屬外殼均就近接地。同類負(fù)載間采用環(huán)線接線方式。該型車的電氣裝置主要由車內(nèi)電氣裝置、 車底電氣裝置、 車端電氣裝置三部分組成。二、電氣系統(tǒng)框圖1 電氣系統(tǒng)框圖如下： 一位端39芯連接器二位端39芯連接器可編程序控制器PLC機(jī)車 1路DC600V供電電氣綜合控制柜列車DC110V母線機(jī)車 2路DC600V供電2x35kVA逆變器+15kVA變壓器觸摸屏交流負(fù)載DC110V120Ah蓄電池8kW充電機(jī)+3.5kVA單相逆變器直流負(fù)載三 車內(nèi)電氣裝置車內(nèi)電氣裝置主要由車內(nèi)電氣設(shè)備、配電線路、電氣監(jiān)控系統(tǒng)、照明控制、列車網(wǎng)絡(luò)組成。1 車內(nèi)電氣設(shè)備車內(nèi)電氣設(shè)備分交流和直流兩種。AC380/220V 50Hz交流設(shè)備：管路伴熱、塞拉門伴熱、集便器伴熱、通風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組、電源插座等。DC600V直流設(shè)備：客室電熱器、溫水箱、電開水爐DC110V直流設(shè)備：照明燈、軸報(bào)裝置、防滑裝置、電控塞拉門、電動(dòng)內(nèi)端門、電動(dòng)隔門、空調(diào)控制、溫水箱控制、電開水爐控制等。DC110V/AC220V的集便逆變器。DC110V/DC48的變換器給共線電話、尾燈等供電。2 配電線路2.1布線方式布線時(shí)，按照TB/T1759-2003鐵道客車布線規(guī)則中電線電纜的分類執(zhí)行，如下所示： 電線電纜分類ABCA1A2電線電纜型式電網(wǎng)線、供電母線負(fù)載交流動(dòng)力線直流電源線、控制線總線、信號(hào)線、通信線、天線、廣播線布線時(shí)使電線電纜遠(yuǎn)離發(fā)熱器件，布線采用車下預(yù)布線方式：車底干線電纜下線后套上線號(hào)再按需要在車下組成線束，整體裝車；車上電線電纜能預(yù)先下線的，在車下下線套上線號(hào)捆扎成束，整體裝車，走線復(fù)雜的現(xiàn)車下線。布線采用走金屬線槽或套帶內(nèi)絕緣金屬軟管的方式。車內(nèi)線槽中線束固定間距不超過300mm，干線電纜無接頭。主干線的分線采用可供檢查的分線盒，配電柜內(nèi)采用加帶預(yù)緊壓力的籠式彈簧夾持式接線端子的連接方式。車內(nèi)電氣設(shè)備金屬外殼就近接地，在鋼結(jié)構(gòu)車體上焊接就近接地裝置。2.2 布線電纜型號(hào)電力線采用低煙無鹵絕緣電纜型號(hào)為WDZ-DCYJ-125-750V，控制線采用雙絞屏蔽電纜型號(hào)為DT-RFPE 2X0.75(3X0.75,2X1,4X0.75)3 電氣監(jiān)控系統(tǒng)電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要由電氣綜合控制柜、網(wǎng)絡(luò)傳輸電纜等組成。3.1 綜合控制柜本車采用TKDT型兼容供電鐵路客車電氣綜合控制柜（以下簡(jiǎn)稱電氣綜合控制柜柜）。電氣綜合控制柜是DC600V供電，集電源轉(zhuǎn)換控制、空調(diào)機(jī)組控制、照明控制等功能單元于一體的智能型兼容控制柜。電氣綜合控制柜的控制核心采用可編程控制器（以下簡(jiǎn)稱PLC），PLC通過微型可編程序終端（以下簡(jiǎn)稱顯示觸摸屏）接受各種指令并自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的操作步驟，對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種故障及時(shí)進(jìn)行診斷、指示并保護(hù)，進(jìn)行車對(duì)車通訊，并為逐步實(shí)現(xiàn)車對(duì)地、地對(duì)車的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊打下了基礎(chǔ)。3.1.1 電氣綜合控制柜的主要特點(diǎn)1) 實(shí)現(xiàn)了客車電氣控制系統(tǒng)的小型化、智能化、集成化和系統(tǒng)化。2) 實(shí)現(xiàn)了DC600V供電互鎖。3) 根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，減輕了操作人員的工作強(qiáng)度，避免由于人為誤操作引起的事故，便于操作和維護(hù)。4) 對(duì)整車電氣系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，避免了由于保護(hù)不及時(shí)而引起的嚴(yán)重后果。5) 充分考慮了整車各個(gè)電氣功能部件的協(xié)調(diào)工作，使整個(gè)電氣系統(tǒng)工作更加安全可靠。6) 根據(jù)電氣系統(tǒng)布線的有關(guān)規(guī)范和實(shí)際存在的問題，不同系統(tǒng)、不同電壓等級(jí)、不同電流類別的導(dǎo)線盡量相互隔離，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡量減少相互間的電磁干擾。7) 綜合控制柜的控制方案以自動(dòng)為主，同時(shí)考慮控制系統(tǒng)故障的應(yīng)急措施，包括極端情況下的手動(dòng)應(yīng)急措施。8) 綜合控制柜主要具備五大部分功能：供電功能； 電源轉(zhuǎn)換控制功能；空調(diào)機(jī)組控制功能；照明供電功能； 聯(lián)網(wǎng)通訊。3.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸電纜軸溫報(bào)警器網(wǎng)關(guān)、防滑器網(wǎng)關(guān)、車下電源箱網(wǎng)關(guān)通過RS-232或RS-485通信接口實(shí)現(xiàn)PLC到安全記錄儀之間、軸溫報(bào)警器到PLC之間、防滑器到PLC之間、車下電源箱到PLC之間數(shù)據(jù)傳遞。4 呼喚系統(tǒng)(僅軟臥車有)軟臥車在乘務(wù)員室功能組合柜盤面上設(shè)呼喚主機(jī)，每個(gè)包間各設(shè)一個(gè)呼喚按鈕，四角門、折棚門設(shè)呼喚按鈕。呼喚主機(jī)上分包間號(hào)顯示區(qū)、端位號(hào)顯示區(qū)和呼叫總數(shù)顯示區(qū)。呼喚主機(jī)上電后，將進(jìn)行自我檢測(cè)，數(shù)碼管從“1”到“9”、從“A”筆段到“G”筆段輪流顯示后，顯示“-”，則表示設(shè)備已正常工作，處于等待請(qǐng)求狀態(tài)。此時(shí)，若終端發(fā)出請(qǐng)求，設(shè)備將能檢測(cè)終端號(hào)并將終端號(hào)顯示同時(shí)給出語音提示。設(shè)備處于自我檢測(cè)狀態(tài)時(shí)，不接收終端請(qǐng)求信號(hào)。功能使用流程：乘客按動(dòng)按鈕主機(jī)處理信號(hào)顯示座位（包間、端部）號(hào)、請(qǐng)求總數(shù)語音提示（兩次）乘務(wù)員按按鈕復(fù)位顯示“-”。當(dāng)多個(gè)終端同時(shí)請(qǐng)求，將輪流顯示終端位置。按復(fù)位按鈕后，當(dāng)前顯示的終端將被確認(rèn)（下次顯示時(shí)不再顯示該終端），同時(shí)請(qǐng)求數(shù)量減一。包間號(hào)顯示區(qū)19（8）號(hào)對(duì)應(yīng)19（8）包間；端位號(hào)顯示區(qū)1對(duì)應(yīng)一位端；2對(duì)應(yīng)二位端。5 照明控制餐車電氣綜合控制柜盤面上設(shè)照明轉(zhuǎn)換開關(guān)，座車、硬臥、軟臥在乘務(wù)員室組合控制柜設(shè)照明轉(zhuǎn)換開關(guān)，照明轉(zhuǎn)換開關(guān)有三個(gè)檔位：“停位”、“終夜燈”、“半夜燈”。通過操作該照明開關(guān)可以方便控制本車照明。6 列車網(wǎng)絡(luò)車端設(shè)39芯通信控制連接器，連接器中設(shè)有Lonworks網(wǎng)絡(luò)電纜，實(shí)現(xiàn)電氣監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，車輛間電氣系統(tǒng)的信息和命令傳遞；在該車的綜合控制柜中設(shè)有電氣系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)，該裝置用兩根網(wǎng)線連在Lonworks列車網(wǎng)上,通過列車網(wǎng)收集全列的車電、防滑、軸報(bào)等信息并可對(duì)全列的供電及空調(diào)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,通過車頂?shù)腉PRS天線將車輛的運(yùn)行數(shù)據(jù)及車內(nèi)電氣工作狀態(tài)發(fā)送給地面接受裝置，實(shí)現(xiàn)車對(duì)地的無線通訊。四、車底電氣裝置 車底電氣裝置主要有輸電干線電纜，電線槽， 2x35kVA+12kVA逆變器箱，8kW+3.5kVA充電器箱，應(yīng)急電源車下箱、防滑系統(tǒng)、軸溫報(bào)警系統(tǒng)及其它部件。、路輸電電纜布設(shè)在車底金屬電線槽內(nèi)，、路輸電干線每相由兩根 120mm2電纜并聯(lián)，并通過兩端的KC20D電力連接器實(shí)現(xiàn)全列貫通； DC110V干線采用兩根35mm2電纜并聯(lián)。8kW充電機(jī)為列車DC110V蓄電池提供浮充電源，同時(shí)為車上需要110V直流電源的直流負(fù)載提供電源。2x35kVA+12kVA逆變器箱為車上AC380V設(shè)備提供電源。應(yīng)急電源車下箱為不銹鋼箱體，內(nèi)置DC110V 120Ah堿性免維護(hù)電池。應(yīng)急電源車下箱通過連接電纜與車上電氣綜合控制柜內(nèi)應(yīng)急電源控制部分相連。防滑系統(tǒng)的速度傳感器（每軸1個(gè)）、排風(fēng)閥（每軸1 個(gè)）設(shè)在車底相應(yīng)位置通過檢測(cè)控制電纜與車上電氣綜合控制柜內(nèi)防滑器主機(jī)相接，從而對(duì)車輛的運(yùn)行與制動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制。 五、車端電氣裝置車端電氣裝置主要有： KC20D型電力連接器插座（2 個(gè)/端），SL21連接器座（2個(gè)/端）KTL39GX型通訊連接器插座（2個(gè)/端），側(cè)燈插座（一、四位角各設(shè)1個(gè)），電力連接器插頭對(duì)（2組/輛），39芯通訊連接器插頭對(duì)（2 組/輛），SL21連接器插頭對(duì)（2組/輛）。編組連掛時(shí)各客車間由各類連接器相應(yīng)插頭對(duì)聯(lián)接，構(gòu)成整個(gè)列車的供電網(wǎng)絡(luò)、集中控制網(wǎng)絡(luò)。六 、操作注意事項(xiàng)1 運(yùn)用前的檢查1.1 車端電氣連接器各插頭、插座外觀無破損；接觸對(duì)無燒損、接觸良好，無銹蝕；各緊固件無松動(dòng)；過橋線護(hù)套完好無損；密封墊作用良好。各連接器應(yīng)連接正確、牢固到位。1.2 在列車運(yùn)行前應(yīng)對(duì)其輸電干線進(jìn)行檢查，檢查方法：列車編組斷開所有車廂內(nèi)電氣綜合控制柜中的開關(guān)用1000V/500V級(jí)的絕緣電阻計(jì)（兆歐表）檢查輸電干線的線間及對(duì)地的絕緣電阻，其絕緣值應(yīng)符合TB1531規(guī)定。1.3 分線盒及配線管應(yīng)配件齊全，防塵墊密封良好，管卡、護(hù)套、搭扣、折頁齊全，作用良好。1.4 蓄電池箱、充電器/單相逆變器箱、逆變器箱1.4.1 懸掛無裂紋、開焊，螺栓齊全，無銹蝕、松動(dòng)；門、鎖、搭扣、折頁齊全，作用良好；各引線套管連接良好，外觀無破損；箱體表面清潔，接地保護(hù)線作用良好；定檢標(biāo)記清晰。1.4.2開關(guān)、熔斷器及附件安裝牢固，作用良好，接線緊固，無燒損松動(dòng)，并在工作位。1.4.3 蓄電池?zé)o松動(dòng)、漏液，接續(xù)線牢固，導(dǎo)電良好，電解液液面在最低和最高刻度線之間，排氣良好。1.4.4 單車蓄電池組放電電壓不低于92 V。1.5 車下傳感器、電空閥、排風(fēng)閥傳感器（包括制動(dòng)、車體、轉(zhuǎn)向架、防滑、軸溫、蓄電池溫度檢測(cè)傳感器）、電空閥、排風(fēng)閥配件齊全、安裝牢固，配線無破損老化，各引線套管連接良好。1.6 伴熱裝置接線盒及配線管配件齊全，防塵墊密封良好。1.7接地裝置及車體接地線安裝牢固，螺栓無銹蝕、松動(dòng)、欠缺，配件齊全，配線無破損老化。1.8 電氣綜合控制柜1.8.1外觀檢查1.8.1.1柜面清潔，門鎖狀態(tài)良好、關(guān)閉嚴(yán)密。1.8.1.2觸摸屏及指示燈正常；各開關(guān)、按鈕操作靈活、定位正確、接觸良好；標(biāo)識(shí)、定檢標(biāo)志齊全，符合規(guī)定。1.8.1.3柜內(nèi)元器件齊全、安裝牢固、作用良好；各熔斷器、熱繼電器、過流繼電器、接觸器、斷路器、二極管、壓敏電阻、隔離開關(guān)、電源模塊等器件的規(guī)格、型號(hào)符合規(guī)定，且接觸良好、觸點(diǎn)無燒損；熱繼電器設(shè)定值符合規(guī)定、作用可靠。1.8.1.4 各傳感器、PLC、觸摸屏、在線絕緣檢測(cè)裝置的設(shè)定值符合規(guī)定、作用可靠。1.8.1.5端子接線排、線槽（蓋）、防護(hù)罩無缺損；配線絕緣良好，無老化、燒損，排列整齊、包扎良好，標(biāo)志清晰準(zhǔn)確，接地線齊全可靠、狀態(tài)良好；各部接線無松動(dòng)、短路、斷路、混線。1.8.2 通電檢查1.8.2.1 控制柜電氣動(dòng)作及指示準(zhǔn)確、有效，各項(xiàng)功能符合要求。1.8.2.2各功能單元工作電流正常，作用良好，漏電電流不超過設(shè)定值(暫定120mA)。1.8.2.3 充電器輸出電壓為DC1201V。1.8.2.4 逆變器輸出電壓、頻率為3AC380V5%、501Hz。1.8.2.5 充電器、逆變器與電氣綜合控制柜通信正常，觸摸屏上顯示應(yīng)為正常信息代碼“00”；電氣綜合控制柜的車下電源箱指示燈顯示為綠色。1.9 軸溫報(bào)警器、記錄儀1.9.1 外觀整潔，配件齊全，安裝牢固。1.9.2 軸位顯示準(zhǔn)確、軸溫、報(bào)警參數(shù)顯示功能正常，聲光報(bào)警可靠；同側(cè)誤差5，功能良好。1.9.3 報(bào)警器車廂順位號(hào)、記錄儀時(shí)鐘、記錄時(shí)間間隔設(shè)置正確。1.9.4 記錄儀通信功能正常。1.9.5 接線盒及連接件配件齊全、外觀良好無破損，端子及接線正確、牢固。1.9.6 報(bào)警器與電氣綜合控制柜中的PLC通信正常，并在電氣綜合控制柜觸摸屏上無“故障”信息顯示。1.10 水位顯示儀1.10.1 外觀整潔，配件齊全，安裝牢固。1.10.2 端子及接線正確、牢固。1.10.3 液位顯示準(zhǔn)確。1.11 電子防滑器1.11.1 電子防滑器主機(jī)外觀整潔，配件齊全，端子及接線正確、牢固。1.11.2 信息顯示準(zhǔn)確、功能良好。1.11.3 與電氣綜合控制柜的PLC、電氣綜合控制柜觸摸屏上防滑器的信息顯示應(yīng)為正常信息代碼“88”。1.12 車廂級(jí)電氣設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)1.12.1 網(wǎng)關(guān)、代理節(jié)點(diǎn)及連接件配件齊全、外觀良好無破損，端子及接線