G型车DC600V电气系统.docx

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G型车DC600V电气系统

25G车DC600V电气系统

一、总述

为满足铁路客车跨越式发展的需要，铁道部和各客车生产厂家参照了国外供电制式并结合我国国情和技术现状，对电气化铁路客车电气系统进行了标志性的改进，最终确定了电气化铁路段客车DC600V供电方式。

在电气化区段，新研制的客运（SS8、SS7、SS9）电力机车的列车辅助供电装置将受电弓接受的25KV单相高压交流电降压、整流、滤波成DC600V直流电，机车上安装了两套DC600V电源装置，两套装置分两路通过KC20D连接器向空调客车供电；空调客车通过综合控制柜自动（按车厢号分奇偶选择）将其中一路DC600V送入逆变电源装置（简称逆变器箱，型号：

25T-2X35KVA+12KVA，包括两个35KVA逆变器和一个12KVA三相四线制隔离变压器）及DC110V电源装置（简称充电器箱，型号：

25T-8KW+，包括一个8KW充电器和一个单相不间断逆变器）。

2X35KVA逆变器将DC600V逆变成两路三相50Hz、AC380V交流电，向空调装置、电开水炉等三相交流用电负载供电；8KW充电器将DC600V变换成DC110V直流电，给蓄电池组充电的同时向照明、供电控制等直流负载供电；客室电热和温水箱采用DC600V直接加热。

采用2X35KVA逆变器供电，主要从两方面考虑：

一是25T客车除空调机组外，还新增加了许多设备，单车负载容量较大；另一方面是为了适应新的运行方式，增加供电系统的可靠性和安全性。

两个逆变器其中一个主要给空调机组供电，另一个给开水炉、伴热等交流负载供电；正常情况下，两个逆变器相互独立，互为热备份。

但当其中一个发生故障时，由另一个负责继续向负载供电，只是部分受控负载要减载运行（如空调机组转入半冷或半热工况）。

客室电热器、温水箱等电阻性负载之所以采用DC600V直接加热的方式，一方面减轻了逆变器的冬季负载，另一方面减少了电阻性负载引起的漏电流。

由于电气化区段每隔25km左右有一个分相区，DC600V电源装置在过分相区时没有输入电源，因此逆变器和充电器均没有输出；为了避免照明负载的频繁断电，所以照明采用DC110V供电，在牵引区段，由充电器向照明负载供电，而过无电区时则由安装在车下的蓄电池供电。

同样，为了保证空调等控制电路的控制电器不频繁吸合和释放，控制电路也采用DC110V供电。

为了防止本车蓄电池过放或故障，保证重要负载（如轴温报警器和防滑器等）的供电，全列蓄电池通过阻断二极管并联。

尾灯、共线电话等设施从延续性的角度考虑仍采用DC48V供电。

DC600V供电系统原理框图见下页图。

本车由机车集中供电，供电电压为直流600V，分两路供电。

通过电气综合控制柜供电选择开关将其中一路600V直流电送入车下逆变电源装置（简称逆变器）及110V电源装置（简称充电器）。

逆变电源将600V直流电逆变成三相AC380V、50Hz交流电，向空调装置和电茶炉及电炊设备等三相交流用电负载供电，隔离变压器输出三相AC380V向伴热系统、冰箱、微波炉等其他三相交流用电负载供电。

充电器将600V直流电变换成110V直流电，给蓄电池组充电的同时向照明、供电控制等负载供电。

采用Ⅰ、Ⅱ路双路供电，根据需要可手动或自动选择Ⅰ路（Ⅱ路）供电。

编组时原则上Ⅰ路、Ⅱ路负载应均衡，例如1、3、5…车由Ⅰ路供电，2、4、6…车由Ⅱ路供电。

电源经贯通全列车的输电干线由车底线槽引入车内铁路客车电气综合控制柜，经分配后供给车内各用电设备。

车内各用电设备金属外壳均就近接地。

同类负载间采用环线接线方式。

该型车的电气装置主要由车内电气装置、车底电气装置、车端电气装置三部分组成。

二、电气系统框图

1电气系统框图如下：

三车内电气装置

车内电气装置主要由车内电气设备、配电线路、电气监控系统、照明控制、列车网络组成。

1车内电气设备

车内电气设备分交流和直流两种。

AC380/220V50Hz交流设备：

管路伴热、塞拉门伴热、集便器伴热、通风机、空调机组、电源插座等。

DC600V直流设备：

客室电热器、温水箱、电开水炉

DC110V直流设备：

照明灯、轴报装置、防滑装置、电控塞拉门、电动内端门、电动隔门、空调控制、温水箱控制、电开水炉控制等。

DC110V/AC220V的集便逆变器。

DC110V/DC48的变换器给共线电话、尾灯等供电。

2配电线路

布线方式

布线时，按照TB/T1759-2003《铁道客车布线规则》中电线电缆的分类执行，如下所示：

电线电缆分类

A

B

C

A1

A2

电线电缆型式

电网线、供电母线

负载交流动力线

直流电源线、控制线

总线、信号线、通信线、天线、广播线

布线时使电线电缆远离发热器件，布线采用车下预布线方式：

车底干线电缆下线后套上线号再按需要在车下组成线束，整体装车；车上电线电缆能预先下线的，在车下下线套上线号捆扎成束，整体装车，走线复杂的现车下线。

布线采用走金属线槽或套带内绝缘金属软管的方式。

车内线槽中线束固定间距不超过300mm，干线电缆无接头。

主干线的分线采用可供检查的分线盒，配电柜内采用加带预紧压力的笼式弹簧夹持式接线端子的连接方式。

车内电气设备金属外壳就近接地，在钢结构车体上焊接就近接地装置。

布线电缆型号

电力线采用低烟无卤绝缘电缆型号为WDZ-DCYJ-125-750V，控制线采用双绞屏蔽电缆型号为DT-RFPE,2X1,

3电气监控系统

电气监控系统主要由电气综合控制柜、网络传输电缆等组成。

综合控制柜

本车采用TKDT型兼容供电铁路客车电气综合控制柜（以下简称电气综合控制柜柜）。

电气综合控制柜是DC600V供电，集电源转换控制、空调机组控制、照明控制等功能单元于一体的智能型兼容控制柜。

电气综合控制柜的控制核心采用可编程控制器（以下简称PLC），PLC通过微型可编程序终端（以下简称显示触摸屏）接受各种指令并自动执行相应的操作步骤，对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护，进行车对车通讯，并为逐步实现车对地、地对车的计算机联网通讯打下了基础。

电气综合控制柜的主要特点

1）实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统化。

2）实现了DC600V供电互锁。

3）根据预设参数实现自动控制，减轻了操作人员的工作强度，避免由于人为误操作引起的事故，便于操作和维护。

4）对整车电气系统参数进行实时监测，出现故障时及时进行保护，避免了由于保护不及时而引起的严重后果。

5）充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作，使整个电气系统工作更加安全可靠。

6）根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题，不同系统、不同电压等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离，结构设计上尽量减少相互间的电磁干扰。

7）综合控制柜的控制方案以自动为主，同时考虑控制系统故障的应急措施，包括极端情况下的手动应急措施。

8）综合控制柜主要具备五大部分功能：

①供电功能；②电源转换控制功能；③空调机组控制功能；④照明供电功能；⑤联网通讯。

网络传输电缆

轴温报警器网关、防滑器网关、、车下电源箱网关通过RS-232或RS-485通信接口实现PLC到安全记录仪之间、轴温报警器到PLC之间、防滑器到PLC之间、车下电源箱到PLC之间数据传递。

4呼唤系统（仅软卧车有）

软卧车在乘务员室功能组合柜盘面上设呼唤主机，每个包间各设一个呼唤按钮，四角门、折棚门设呼唤按钮。

呼唤主机上分包间号显示区、端位号显示区和呼叫总数显示区。

呼唤主机上电后，将进行自我检测，数码管从“1”到“9”、从“A”笔段到“G”笔段轮流显示后，显示“----”，则表示设备已正常工作，处于等待请求状态。

此时，若终端发出请求，设备将能检测终端号并将终端号显示同时给出语音提示。

设备处于自我检测状态时，不接收终端请求信号。

功能使用流程：

乘客按动按钮—→主机处理信号—→显示座位（包间、端部）号、请求总数—→语音提示（两次）—→乘务员按按钮复位—→显示“----”。

当多个终端同时请求，将轮流显示终端位置。

按复位按钮后，当前显示的终端将被确认（下次显示时不再显示该终端），同时请求数量减一。

包间号显示区19（8）号对应19（8）包间；端位号显示区1对应一位端；2对应二位端。

5照明控制

餐车电气综合控制柜盘面上设照明转换开关，座车、硬卧、软卧在乘务员室组合控制柜设照明转换开关，照明转换开关有三个档位：

“停位”、“终夜灯”、“半夜灯”。

通过操作该照明开关可以方便控制本车照明。

6列车网络

车端设39芯通信控制连接器，连接器中设有Lonworks网络电缆，实现电气监控系统的网络传输，车辆间电气系统的信息和命令传递；在该车的综合控制柜中设有电气系统监控主机，该装置用两根网线连在Lonworks列车网上,通过列车网收集全列的车电、防滑、轴报等信息并可对全列的供电及空调的运行情况进行监控,通过车顶的GPRS天线将车辆的运行数据及车内电气工作状态发送给地面接受装置，实现车对地的无线通讯。

四、车底电气装置

车底电气装置主要有输电干线电缆，电线槽，2x35kVA+12kVA逆变器箱，8kW+充电器箱，应急电源车下箱、防滑系统、轴温报警系统及其它部件。

Ⅰ、Ⅱ路输电电缆布设在车底金属电线槽内，Ⅰ、Ⅱ路输电干线每相由两根120mm2电缆并联，并通过两端的KC20D电力连接器实现全列贯通；DC110V干线采用两根35mm2电缆并联。

8kW充电机为列车DC110V蓄电池提供浮充电源，同时为车上需要110V直流电源的直流负载提供电源。

2x35kVA+12kVA逆变器箱为车上AC380V设备提供电源。

应急电源车下箱为不锈钢箱体，内置DC110V120Ah碱性免维护电池。

应急电源车下箱通过连接电缆与车上电气综合控制柜内应急电源控制部分相连。

防滑系统的速度传感器（每轴1个）、排风阀（每轴1个）设在车底相应位置通过检测控制电缆与车上电气综合控制柜内防滑器主机相接，从而对车辆的运行与制动状态进行控制。

五、车端电气装置

车端电气装置主要有：

KC20D型电力连接器插座（2个/端），SL21连接器座（2个/端）KTL39GX型通讯连接器插座（2个/端），侧灯插座（一、四位角各设1个），电力连接器插头对（2组/辆），39芯通讯连接器插头对（2组/辆），SL21连接器插头对（2组/辆）。

编组连挂时各客车间由各类连接器相应插头对联接，构成整个列车的供电网络、集中控制网络。

六、操作注意事项

1运用前的检查

车端电气连接器各插头、插座外观无破损；接触对无烧损、接触良好，无锈蚀；各紧固件无松动；过桥线护套完好无损；密封垫作用良好。

各连接器应连接正确、牢固到位。

在列车运行前应对其输电干线进行检查，检查方法：

列车编组→断开所有车厢内电气综合控制柜中的开关→用1000V/500V级的绝缘电阻计（兆欧表）检查输电干线的线间及对地的绝缘电阻，其绝缘值应符合TB1531规定。

分线盒及配线管应配件齐全，防尘垫密封良好，管卡、护套、搭扣、折页齐全，作用良好。

蓄电池箱、充电器/单相逆变器箱、逆变器箱

悬挂无裂纹、开焊，螺栓齐全，无锈蚀、松动；门、锁、搭扣、折页齐全，作用良好；各引线套管连接良好，外观无破损；箱体表面清洁，接地保护线作用良好；定检标记清晰。

开关、熔断器及附件安装牢固，作用良好，接线紧固，无烧损松动，并在工作位。

蓄电池无松动、漏液，接续线牢固，导电良好，电解液液面在最低和最高刻度线之间，排气良好。

单车蓄电池组放电电压不低于92V。

车下传感器、电空阀、排风阀

传感器（包括制动、车体、转向架、防滑、轴温、蓄电池温度检测传感器）、电空阀、排风阀配件齐全、安装牢固，配线无破损老化，各引线套管连接良好。

伴热装置

接线盒及配线管配件齐全，防尘垫密封良好。

接地装置及车体接地线

安装牢固，螺栓无锈蚀、松动、欠缺，配件齐全，配线无破损老化。

电气综合控制柜

外观检查

柜面清洁，门锁状态良好、关闭严密。

触摸屏及指示灯正常；各开关、按钮操作灵活、定位正确、接触良好；标识、定检标志齐全，符合规定。

柜内元器件齐全、安装牢固、作用良好；各熔断器、热继电器、过流继电器、接触器、断路器、二极管、压敏电阻、隔离开关、电源模块等器件的规格、型号符合规定，且接触良好、触点无烧损；热继电器设定值符合规定、作用可靠。

各传感器、PLC、触摸屏、在线绝缘检测装置的设定值符合规定、作用可靠。

端子接线排、线槽（盖）、防护罩无缺损；配线绝缘良好，无老化、烧损，排列整齐、包扎良好，标志清晰准确，接地线齐全可靠、状态良好；各部接线无松动、短路、断路、混线。

通电检查

控制柜电气动作及指示准确、有效，各项功能符合要求。

各功能单元工作电流正常，作用良好，漏电电流不超过设定值（暂定120mA）。

充电器输出电压为DC120±1V。

逆变器输出电压、频率为3AC380V±5%、50±1Hz。

充电器、逆变器与电气综合控制柜通信正常，触摸屏上显示应为正常信息代码“00”；电气综合控制柜的车下电源箱指示灯显示为绿色。

轴温报警器、记录仪

外观整洁，配件齐全，安装牢固。

轴位显示准确、轴温、报警参数显示功能正常，声光报警可靠；同侧误差＜5℃，功能良好。

报警器车厢顺位号、记录仪时钟、记录时间间隔设置正确。

记录仪通信功能正常。

接线盒及连接件配件齐全、外观良好无破损，端子及接线正确、牢固。

报警器与电气综合控制柜中的PLC通信正常，并在电气综合控制柜触摸屏上无“故障”信息显示。

水位显示仪

外观整洁，配件齐全，安装牢固。

端子及接线正确、牢固。

液位显示准确。

电子防滑器

电子防滑器主机外观整洁，配件齐全，端子及接线正确、牢固。

信息显示准确、功能良好。

与电气综合控制柜的PLC、电气综合控制柜触摸屏上防滑器的信息显示应为正常信息代码“88”。

车厢级电气设备监控网络

网关、代理节点及连接件配件齐全、外观良好无破损，端子及接线正确、牢固。

通电检查，网关、代理节点电源指示灯有效，“LSV”指示灯不亮，安全记录仪指示灯闪亮。

电气综合控制柜触摸屏显示本车电气设备信息正常。

列车级电气设备监控网络

网关、无线数据传输装置、触摸屏、CF卡、电源模块、开关连接件配件齐全、外观良好、无破损，端子及接线正确、牢固。

车内、外天线作用良好，无屏蔽。

电源开关处于工作位。

网关、代理节点电源指示灯有效，“LSV”指示灯不亮。

主控站或电气综合控制柜触摸屏显示各车电气设备信息正常，数据下载功能正常。

播音系统

电源开关处于工作位，播音机、扬声器、音量调节器、开关正常。

电加热器

安装牢固、配线整齐、无热损，接触可靠，表面清洁、无遮挡物。

照明

灯具配件齐全，清洁，灯罩无裂损、变形。

灯具性能良好，光色一致。

电气化厨房设备检查正常

2.运用过程中的检查

由于列车是一运动体，运行区间大，时间长，振动强度大。

因此在列车运用过程中应定期巡回检查电气综合控制柜的电器元件（如接触器、继电器、指示灯、仪表等）上的螺钉、螺母有无松开、脱落，如有上述情况应立即予以紧固或更换。

当空气开关跳闸时，应查明原因方可复位。

3．电气系统的保养

列车长期运行，会造成电气综合控制柜灰尘积聚，而影响其电气绝缘性能和导电性能，因此应进行定期清扫。

清扫方法：

切断电源（断开总开关）→用毛刷（或皮老虎）将箱内及电气元件上灰尘轻轻扫（吹）去。

切记：

电气综合控制柜、影视控制柜内不可进水，否则会使电气系统绝缘值降低，造成绝缘不良，引起短路等事故。