8编组动车组辅助直流供电系统介绍

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中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0253-01

一、引言

辅助直流供电系统是在车载3相AC400V供电正常时通过充电机为车上直流用电设备提供DC110V电源并为蓄电池充电，并确保3相AC400V供电故障紧急情况时可通过蓄电池向车上一些必要的负载继续提供不间断直流电源。

二、辅助直流系统设计依据及目标

设计依据：基于EN 60077-1和EN 50155确定列车直流系统为DC110V系统，供电电压上下限限定为-30%/+25%。

设计目标：辅助直流供电系统是在车载3相AC400V供电正常时通过充电机为车上直流用电设备提供DC110V电源并为蓄电池充电，并确保3相AC400V供电故障紧急情况时可通过蓄电池向车上一些必要的负载继续提供不间断直流电源。

三、系统主要部件及技术参数

辅助直流系统主要由蓄电池、充电机、蓄电池隔离开关、蓄电池温度传感器、熔断器、二极管、接触器、蓄电池接通/断开按钮等组成

充电机主要参数：额定输入电压：3AC 400V（380V）；

额定输入频率：50Hz；

输出功率：22KW；

额定输出电压：DC110V；

工作效率：≥90%；

充电电压：满足蓄电池充电曲线要求；

蓄电池主要参数：型号：中倍率200AH或高倍率160AH，镍铬碱性蓄电池

单体标称电压：1.2 V

蓄电池箱内单体数量：82节

系统标称电压：98.4V

四、辅助直流系统设计方案

（一）原理图设计

辅助直流系统拓扑图如（图1）。

列车上所有的直流设备均由110V或经过DC110V/DC24V直流变换器供电：在司机室设有DC110V/DC24V转换模块用于提供车辆24V电源。

辅助直流系统由5组独立的充电机、蓄电池并联对直流母线供电；

蓄电池、充电机布置在2、3、4、5、6车上。如拓扑图所示。

除直流主母线外，并行的还有两条小负载母线，一条是列车启动总线，另一条是紧急供电总线。

为确保供电的可靠性，应急供电母线和列车启动母线不设接触器控制，每8编组的直流主母线由蓄电池接触器控制并基于列车基本单元配置由熔断丝分成三段，目的是当母线上发生短路紧急情况时仍可操作列车。

3AC总线有电时由充电机负责DC110V供电，3AC总线供电丢失时由蓄电池提供不间断应急供电。

充电机由车上三相交流母线直接供电。每个充电机在向供电母线供电的同时也在向对应的蓄电池充电，但是基于充电安全的考虑，每组蓄电池只能被对应的充电机充电，充电机与蓄电池之间设置有蓄电池隔离开关，其既可切断充电电流也可在蓄电池放电时切断放电电流，另外蓄电池箱内在正负极母线上还装有熔断丝，用以过载和短路保护；

即使所有蓄电池意外放电亏空，仍可通过连接外接3AC电源实现车载充电机自行启动，自动给蓄电池充电的同时亦可激活列车.

为保证在列车启动时蓄电池有足够的容量，列车设有接触器来保护蓄电池的容量，在放电过程中当蓄电池电压降到一定值后，列车控制系统将发出信号断开接触器，从而使得蓄电池不再放电。保留足够的容量来启动列车。

（二）直流系统与电气安全

应急供电

一旦出现高压供电故障，列车上的蓄电池将及时向TCMS系统、照明、无线电系统等提供不间断电源，蓄电池并联供电在正常状态下可提供应急通风、应急照明需求；

冗余设计

全列设有5组充电机蓄电池并联运行，同时向各级供电母线供电，任何一组出现故障不影响列车车辆正常运行；司机室设有5组DC110V/DC24V 开关电源并联供电，一组出现故障，不影响24V供电

接地方式

系统采用TT接地系统：负线电源侧直接接地，确保正线的任何一点接地均可被及时监测到，负线已接地因此不需再做监测，可以减少相应的维护工作量。为确保可靠接地，负线在4车通过紧邻两点直接接地，为避免杂散电流引入，两点相邻。

充电特性：

不同的温度下蓄电池的充放电能力不同，为快速安全可靠的给蓄电池充电，采用限压限流带温度补偿充电曲线。

五、结束语

8编组动车组辅助直流供电系统采用了国际上通用的并联供电概念，有三相输入电源时充电机给列车直流负载供电并给蓄电池充电，在无三相输入电源时蓄电池给车辆上必要的直流负载供电，列车采用了冗余设计、TT接地方式，并有短路、过压、欠压等保护功能。总之，该辅助直流系统能很好的满足8编组动车组的需求。