CRH3型动车组的辅助供电系统分析

发表时间:2020/6/29   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:张铁军 刘风华 李明鑫 郑鑫杰
[导读] 摘要:随着我国社会经济的不断发展,人们对于出行的质量要求越来越高,动车是现代人们远距离出行的主要交通工具,为了保证高速动车组能够长时间可靠的安全运行,列车需要稳定的辅助供电系统来为列车设备提供电源。
        (中车长春轨道客车股份有限公司  吉林长春  130062)
        摘要:随着我国社会经济的不断发展,人们对于出行的质量要求越来越高,动车是现代人们远距离出行的主要交通工具,为了保证高速动车组能够长时间可靠的安全运行,列车需要稳定的辅助供电系统来为列车设备提供电源。高速动车组上的空调系统,采暖照明系统,信息系统等一系列系统,都离不开辅助供电系统的支持,因此辅助供电系统会直接决定着高速动车组运行的质量。本文将针对CRH3型动车组的辅助供电系统进行简单的分析。
        关键词:CRH3型;动车组;辅助供电系统;
        CRH3型动车组供电系统主要以辅助供电系统为平台,能够有效解决CRH3型动车组在运行过程中所遇到的各种问题。CRH3型动车组辅助供电系统电源,主要依靠牵引变流器直流环节提供辅助变流器,能够将直流电转化为三相交流电为辅助系统完成共建,同时可以通过牵引变流器中间电路将牵引电机所产生的电源继续供给辅助供电系统。
        一.CRH3型动车组辅助供电系统特点
        CRH3型动车组辅助供电系统的供电线路贯穿整个CRH3型动车组,另外辅助供电系统的种类较多,需要提供的电源规格各不相同,布线也较为复杂,目前CRH3型动车组辅助变流器正在朝着轻量化和小体积发展,最新的IGBT元件和高频电子技术能够有效的提高动车组辅助供电系统的效率和可靠性。辅助供电系统中交流三项供电使用的是干线供电方法,辅助变流器能向干线输出相同的交流三项电源,实现联网供电。其次直流供电,为了提高负载的可靠程度,直流供电干线分为多线路,对于特别重要的设备使用的是直连电池不间断供电,这样能够有效的提高辅助供电系统的可靠性【1】。如图1所示。
 
        图1  CRH3型动车组辅助供电系统
        二.CRH3型动车组辅助供电系统组成
        辅助供电系统中辅助电源系统主要有电源供给设备和电源转化设备组成,动车组的辅助供电系统通常是由辅助变流器,蓄电池,充电机等设备组成。通常来说牵引变流器和辅助变流器会安装在同个位置,依靠蓄电池和充电机提供不停电的应急电源。
        1.辅助变流器
        辅助变流器是辅助供电系统中的核心设备,辅助变流器分分为单辅助变流器和双辅助变流器,单辅助变流器安装在变压器车中,而双辅助变流器则安装在一等车和餐车中。单辅助变流器,包括开关保护系统监控设备和电源模块单辅助变流器可以直接连接到牵引变流器的电路中,为整个动车组提供电源【2】。
        2.滤波器
        滤波器也是辅助变流器中的重要组成部分,滤波器主要分为输入滤波器,直流滤波器和输出滤波器三种。输入滤波器主要是抑制变频器产生的干扰信号,同时具备共模抑制能力。输入滤波器主要被用于对电磁环境要求较高的地方,防止变频器在工作时受到电磁信号的干扰而影响供电。直流滤波器是功率组件对固定电压电源进行改变的设备,当输出电压比输入电压积时,直流滤波器会对电压产生升压保护【3】。最后就是输出滤波器,输出滤波器主要安装在变频器的电力输出线和电机中间,能够有效的过滤掉变频器,输出电流中存在的高次斜波,减少高次谐波对线路的影响,同时还能降低电机温度和电机运行时的噪音,从而保护电机,提高辅助供电系统的质量。
        3.充电机
        充电机的主要作用是把三相交流电转化为车载电源系统中能够使用的直流电并对辅助供电系统中的蓄电池组进行充电,并向其他设备提供积压负载供电。充电机主要安装在一等车和餐车中。
        4.蓄电池
        蓄电池是将化学能转化为电能的储存设备,主要功能是在辅助供电系统出现故障时,向动车组提供电源的保障设备。蓄电池组主要有两个电池,底盘组成,每个电池,底盘上装有84节串联的单体电池。
        5.地面电源
        地面电源是为了确保在高压设备接地或动车组停车时,动车组相关设备能够正常工作的保障措施。通常在双辅助变流器机箱中间位置会设置外接电源插座,外接电源插座通常安装在餐车和一等车车下,分布在动车组的中间位置,每侧一个。当列车停放车库时,能够通过电池箱内的外接电源插座提供电源【4】。
        结语
        综上所述,CRH3型动车组中的辅助供电系统是保障动车组正常运行的主要系统,辅助供电系统主要由牵引变流器直流电路辅助变流器,双辅助变流器充电机蓄电池等设备组成,能够保障动车组正常运行时供电的安全可靠,为人们的出现提供安全舒适的环境。
        参考文献
        [1]董雯燕. 基于CRH3型动车组辅助供电系统的仿真平台研究[D].北京交通大学,2019.
        [2]赵峰,曹茜,王开铭.CRH3型动车组辅助供电系统可靠性分析[J].铁道科学与工程学报,2018,15(05):1118-1127.
        [3]刘瑶,杨美传,吴云飞.CRH3型动车组辅助供电系统的仿真分析[J].机械工程与自动化,2017(05):77-79+81.
        [4]刘建强,郭怀龙,杜会谦,康洪军,吴宁.CRH_3型动车组辅助供电系统可靠性研究[J].铁道学报,2015,37(11):44-51.
 
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