動車組輔助電氣系統的分析與比較研究

張文彬，王 力

(中車唐山機車車輛有限公司，河北唐山 063035)

[摘要]經濟飛速發展，科學技術水平不斷提高。在交通出行方面，不管是城際動車還是客運高速鐵路，能充分滿足人們交通出行的需求。而動車組輔助電氣系統作為設施基礎顯得非常重要，因此從動車組輔助電氣系統的運用出發，比較分析我國動車組常用的CRH1、CRH2和CRH3。

關鍵詞 動車組電氣系統比較分析

中圖分類號U266

0引言

動車電氣系統是動車安全行駛、旅客乘坐心情舒暢的重要保證。輔助電氣系統和牽引動力系統是動車組兩個基本組成部分，電設備和電源是動車輔助電氣系統中的兩個重要部分。輔助電氣系統主要包括輔助供電系統和配電系統。輔助供電系統是動車組主要的電能來源，其電能主要來源是牽引供電電網和蓄電池，蓄電池的主要作用是補充牽引供電電網不足的電能，并為列車控制系統提供不間斷的電源。配電系統就是供電裝置、用電設備和控制保護裝置組成的統一整體性。

1 電氣系統概述

高速動車組的電氣系統主要由高壓系統及輔助供電系統組成。

1.1 高壓系統

高壓系統電氣主要包含車頂高壓系統和車下牽引系統。1~8車的高壓設備和9~16車的高壓設備分別組成高壓系統的兩個無高壓電氣連接的單元，整車具有4個牽引高壓系統的兩個牽引單元可以通過具有隔離開關的車頂高壓電纜進行連接。列車在正常運行時，每個高壓系統各升起一個受電弓，升起的受電弓通過車頂高壓電纜給兩個牽引單元供電。

1.2輔助供電系統

輔助供電系統主要由輔助變流器、車載中壓設備和低壓設備組成。動車上的牽引變流器的中間直流環節為拖車上的輔助變流器提供直流2650 v的電能。1～8車和9～16車的中壓設備構成兩個獨立的輔助供電系統，每個輔助供電系統中所有輔助變流器以并聯輸出的方式通過中壓母線系統提供三相交流440 V、60 Hz的電能。

2動車組輔助電氣系統的比較

2.1 CRH1輔助電氣系統

首先，該類型的動車組中，主要包含了5輛動車以及3輛拖車，在供電單元的構成上，主要分為三類，其中每輛動車中同時還包含了1個變流器，采用單相受點的方式運行，受電弓在網側線路斷路器直接連接到了變壓器中，并且在牽引變流的作用下，將電流轉變為1650 V的直流電。在電力牽引中，網側變流器的作用很大，因為在這一過程中，網側變流器會將電壓進行轉化，原有的在二次繞組的過程中所輸入的電壓為AC 930 V.在轉化完成后，電壓為DC 1650 V，直流電壓的提供者為網側變壓器以及輔助系統中的變流器模塊。

要事先將輔助變壓器連接在輸入端口中，其中輸入端以及輸出端的電壓均具有相應的規定，輸入端的電壓為650 V，輸出端的三相電流為230/400 V/50 Hz，將正常的輸出功率調整到700 kV.A以內，至此，技術序列為CH1的輔助電源系統基本上已經成型，已經具備完整的結構。

2.2 CRH2輔助電氣系統

CRH2輔助電氣系統主要包含4輛動車以及4輛拖車，主要應用的輔助供電方式為干線供電，采用干線供電，電源系統包含在列車的各個部分之中，這是CRH2輔助電氣系統的主要特色之一。

每4節車廂為一個單元，在每個單元中裝備一套輔助的電源設備，以提供必要的電力，并且分別在。1號車體以及8號車體的地下安裝輔助電源設備，向全列車提供電力支持，保證動車組的順利運行。在運行的過程中，主要采用的是電壓為AC 400 V的電力，并將其輸送至輔助電源裝置之中。在輔助電源裝置中，又將電路分為5個組成部分，分別向列車的不同車廂提供電力的支持。有了輔助電力設備的使用，就不必再擔心會影響到列車的行駛了口]。

當電力設備出現故障時，應急系統就會在第一時間展開相應的處理。動車組所儲備的蓄電池組只能維持短暫的時間，并且列車在行駛的過程中用電量會大增，各項設備都需要提供電力的支持才能完成列車的正常使用[。在無線裝置、廣播裝置等方面，都需要電力提供必要的輸出，因此經過統計，蓄電池足可以維持最多2h的電力使用，要在這段時間內盡快地修復電力系統，以保證列車的順利行駛。如果是牽引變壓器出現故障，通常情況下列車上會包含兩臺牽引變壓器，其中一臺雖然存在故障，但是另一臺仍然能夠正常使用。并且從供電量上看，至少能保證8節車廂的正常供電，負荷量并不會因為牽引變壓器出現故障而損壞。

2.3 CRH3輔助電氣系統

同CRH2一致，該輔助電力設備在使用的過程中也采用干線供電的方式。但是在這一環節中，輔助供電設備主要分散在了列車的不同位置上，保證每節車廂都安裝一個牽引轉換器。將直流電壓輸入進牽引轉換器中。每節列車上的輔助系統在構成上都基本相同，因此可以保證在列車行駛的過程中提供相應的電力輸出。如果出現故障，那么就要考慮采用牽引電路中的電源向列車輸送電路。這一過程中，列車的最低速度為每小時50 km，但是采用分相段電源，并且保證25 kV肘，仍然可以滿足列車行駛的要求。如果是牽引器出現了問題，也不必擔心會影響列車的行駛，：因為列車中會準備兩個牽引器，其中一個出現故障后另一個也能正常使用，并且進行自動轉化，為列車提供源源不斷的供電支持。采用三相電源的方式并且與母線同步，可以轉化故障危機，在正常的操作下能夠確保母線的運行貫穿在列車的各節車廂中，以提供穩定的電力。

3結束語

綜上所述，通過將CRH1、CRH2、CRH3進行有效的對比和分析，能夠使技術工作者認清輔助電氣系統的運行機理以及具體的工作流程.為今后輔助電氣系統的發展提供寶貴的經驗。

參考文獻

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