动车动车组高压系统

CRH380BL动车组高压系统 中国北车长春轨道客车股份有限公司 目录 一 . 概述 二 . 主要设备 三 . 变压器 四 . 高压设备管理 一 . 概述 CRH380型动车组的高压系统是基于 25kV供电条 件而设计的。动车组为 16辆编组， 1-8车与 9-16车分 别构成两个完全相同且互相独立的高压单元。每个 高压单元为 2个完全相同的牵引单元提供列车牵引及 辅助供电电源。 一 . 概述 一 . 概述 整 流 器 逆 变 器 4 整 流 器逆 变 器 4 牵 引 电 机 M 车M 车 T 车 单个牵引单元的构成 一 . 概述 车顶设备布置 二 . 主要设备 1. 受电弓 CRH380型动车组采用法维莱公司的 CX型主动控 制的单臂受电弓。该产品符合 EN50206-1标准，弓头 为单滑板受电。气动控制阀板及受电弓控制器 （ PCU），安装在车内。受电弓控制器的电气接口为 DC110V，通过 MVB总线与本车终端单元进行通信。 二 . 主要设备 1. 受电弓 二 . 主要设备 1. 受电弓 二 . 主要设备 1. 受电弓 标称供电电压 25KV 最大持续电压 29KV 供电频率 50 Hz 1 Hz 额定电流 1000A 短路电流 16KA（持续时间 1S） 滑板材料 碳 压缩空气要求 5 bar 0.5 bar 压缩空气流量 最大 30 l/min 降弓时间 小于 6s 二 . 主要设备 2. 避雷器 避雷器安装在每个受电弓的右后方用于保护 列 车以及后段的电气系统防止过压通过接触线进入列 车（如：闪电过压）。 位于变压器原边前段的避雷器用于吸收主变压 器中不能承受的开关产生的电压。 避雷器符合 EN 60099-4 要求。 二 . 主要设备 2. 避雷器 项目 参数 备注 额定电压 37kV 最大持续电压 30kV 31kV持续 5min 标称放电电流峰值 10kA 压力放电 40kA 二 . 主要设备 2. 避雷器 二 . 主要设备 3. 电压互感器 TC车的车顶安装有电压互感器，位于受电弓与 主断路器之间。其主要作用是检测接触网电压，将 检测的信号提供给列车的网络控制系统及相应的牵 引变流器，以便相应系统进行控制与保护。 电压互感器符合 EN 60044-2(Ref.16)和 EN 60044-2/A1(Ref.17) 要求。 二 . 主要设备 3. 电压互感器 项目 参数 备注 额定电压 25kV 供电频率 50Hz 最大持续电压 29kV 31kV持续 5min 二次绕组数量 1 二次侧额定电压 100V 变比： 25kV/100V 二次侧容量 20VA 精度 0.5 二 . 主要设备 3. 电压互感器 二 . 主要设备 4. 主断路器 CRH380型动车组采用赛雪龙（ Scheron） 公司 的 BVAC N99型主断路器。 主断路器设计成单极真空主断路器，内置有弹 簧式压缩空气作动器以及真空电弧放电室。主断路 器通过电磁阀线圈得电，压缩空气推动作动器后关 闭，主触点闭合同时，开启弹簧被锁住。开启过程 通过电磁触发（通过切断保持电流）。主断路器从 总风管获得压缩空气。在列车整备时，可以从辅助 空气压缩机获取压缩空气。 二 . 主要设备 4. 主断路器 标称供电电压 25KV 最大持续电压 29KV 供电频率 50 Hz 1 Hz 额定电流 1000A 短路电流 20kA（持续时间 1S） 短路峰值电流 50kA 辅助电压 DC110V 辅助触点开关电流 最大： 0.8A 最小： 4mA 二 . 主要设备 4. 主断路器 二 . 主要设备 4. 主断路器 二 . 主要设备 4. 主断路器 闭合过程 二 . 主要设备 4. 主断路器 断开过程 二 . 主要设备 5. 接地开关 主断路器旁安装有接地开关，其主要作用是在 检修维护时可以保证车辆的安全接地。接地开关型 号 BTE25040L1A1B12，特别与 BVAC系列主断路器配合 使用。 接地开关带有接地联锁钥匙，只有按高压接地 规程操作才能操作接地开关接地。 电压互感器符合 EN 60044-2(Ref.16)和 EN 60044-2/A1(Ref.17) 要求。 二 . 主要设备 5. 接地开关 二 . 主要设备 5. 接地开关 项目 参数 备注 额定电压 25kV 供电频率 50Hz 短路承受电流 16kA(rms) 短路承受电流 40kA(peak) 操作机构 手动操作 二 . 主要设备 5. 接地开关 二 . 主要设备 6. 电流互感器 TC车的车顶安装有干线电流互感器，变压器输 入电流互感器，在变压器上安装有回流电流互感器。 电流互感器的作用主要是将检测的信号提供给列车 的网络控制系统，以便对列车进行控制与保护。 电流互感器符合 EN 60044-1(Ref.18)和 EN 60044-1/A1(Ref.19) 要求。 二 . 主要设备 6. 电流互感器 干线及变压器输入电流互感器 项目 参数 备注 额定电压 25kV 供电频率 50Hz 一次侧额定电流 600A 二次侧额定电流 5A 二次侧容量 8VA 精度 0.5 二 . 主要设备 6. 电流互感器 干线电流互感器参数 项目 参数 备注 额定电压 25kV 供电频率 50Hz 一次侧额定电流 300A 二次侧额定电流 5A 二次侧容量 8VA 精度 0.5 二 . 主要设备 6. 电流互感器 变压器输入电流互感器参数 项目 参数 备注 额定电压 25kV 供电频率 50Hz 一次侧额定电流 300A 二次侧额定电流 5A 二次侧容量 2.5VA 精度 1 二 . 主要设备 6. 电流互感器 回流电流互感器参数 二 . 主要设备 7. 车顶隔离开关 TC车的车顶安装有车顶隔离开关，主要作用是 在牵引单元或者车顶高压电缆出现故障时，隔离相 应的牵引单元。 正常状态下隔离开关处于闭合状态。隔离开关 的断开与闭合由压缩空气驱动。 电流互感器符合 EN 60077-1(Ref.11)和 EN 60077-2(Ref.14) 要求。 二 . 主要设备 7. 车顶隔离开关 二 . 主要设备 7. 车顶隔离开关 项目 参数 备注 额定电压 25kV 供电频率 50Hz 额定电流 500A 短路承受电流 16kA(rms) 短路承受电流 40kA(peak) 操作机构 气动操作 三 . 变压器 1. 概述 TC车的车下安装有牵引变压器，主要作用是接 触网电压转换为相对较低的等级，提供给列车牵引 及辅助系统，进行列车牵引及中低压负载的供电。 牵引变压器符合 IEC 60310及 IEC 61373标准要 求。 三 . 变压器 2. 主要参数 变压器容量 kVA 6134 一次侧额定电流 A 245 一次侧额定电压 V 25,000 二次侧额定电流 A 4 1484 二次侧额定电压 V 4 1850 绝缘等级 F 变压器油 Ester油 负载损耗 kW 85 150 190 228.6 空载损耗 kW 25kV 25kV 2.5 2.5 谐波损耗 kW 85 150 25 21 附加损耗 kW 85 150 5 5 总损耗 kW 85 150 222.5 257.1 效率 96.40% 96% 三 . 变压器 2. 主要参数 线圈有两柱，每柱有 2段绕组； 线圈为层式结构，绝缘等级为 F级； 每段绕组都由高压绕组和牵引绕组组成； 绕组从里到外布置顺序为牵引绕组、高压绕组； 每个绕组带有轴向的油道，这些油道用于绕组的冷却； 为满足高阻抗的要求，线圈采用四分裂式结构。 铁心磁路为芯式结构，由两个芯柱旁轭及 两个矩形铁轭组成； 磁片采用冷轧晶粒取向硅钢片叠积而成， 片间有耐热绝缘涂层； 芯柱采用多级近似圆形截面，使用绑带绑 扎，使增加刚性。 三 . 变压器 3. 主要部件 三 . 变压器 3. 主要部件 冷却系统由四部分组成，分别为： 冷却器 风机组 金属框架 蝶阀及 Harting接线盒 三 . 变压器 4. 冷却系统 项目 设计值 项目 设计值 油侧 空气侧 散热功率 300kW 风扇个数 2 堵塞面积 10% 风量 5.5m3/s 油流量 50m3/min 进气温度 40 进口温度 105 空气阻力 1550Pa 出口温度 94.7 海拔高度 600m 压力损失 1.25bar 工作压力 1.55bar 三 . 变压器 4. 冷却系统 四 . 高压系统控制与管理 1. 概述 高压系统的管理由 TCMS网络系统负责。主要分 为以下几个部分： 1.受电弓管理 2.主断路器（ VCB）管理 3.车顶隔离开关（ LDS）管理 4.变压器管理 列车正常运营时每个高压单元仅升起一个受电 弓，且不允许中间及两端的受电弓同时升起。 四 . 高压系统控制与管理 2. 受电弓 受电弓的硬线电路设有升前弓、升后弓、降弓、 ADD降弓、紧急断电环路等列车线。 四 . 高压系统控制与管理 2. 受电弓 TCMS网络系统对受电弓的管理主要有以下几个 方面 : 受电弓切除 受电弓选择 受电弓降弓控制 受电弓升弓控制 受电弓互锁功能 紧急驱动模式 四 . 高压系统控制与管理 2. 受电弓 列车运行时，仅受电弓升起的 TC车的主断 路器闭合。 主断路器的管理主要有以下内容： 主断路器切除 主断路器闭合 主断路器断开 四 . 高压系统控制与管理 3. 主断路器 主断路器的闭合需要满足以下条件： 司机台占用 牵引手柄“ 0”位 受电弓已升起； 供风压力正常； 无断开主断指令； 主断环路正常； 高压供电系统正常； 牵引变压器无故障； 牵引供电隔离开关及预充电电路断开； 网络接口模块正常； 四 . 高压系统控制与管理 3. 主断路器 断开主断路器的一般条件： 网压不在正常范围内 变压器故障保护 网络设备故障保护 无占用司机室且不在换端模式 牵引变流器发出的断主断信号 网侧过电流保护 供风压力不足 紧急断电环路断开 四 . 高压系统控制与管理 3. 主断路器 列车正常运行时，所有车顶隔离开关均处 于闭合状态。 车顶隔离开关的管理主要有以下内容： 车顶隔离开关切除 车顶隔离开关闭合 车顶隔离开关断开 四 . 高压系统控制与管理 3. 车顶隔离开关 车顶隔离开关断开的一般 条件： 变压器故障 本地主断断开故障 LDS闭合故障 紧急模式 无受电弓升起 四 . 高压系统控制与管理 4.车顶隔离开关 车顶隔离开关闭合的一般 条件： 无断开车顶隔离开关指令 无受电弓升起 车顶隔离开关断开的一般条件： 网压不在正常范围内 变压器故障保护 网络设备故障保护 无占用司机室且不在换端模式 牵引变流器发出的断主断信号 网侧过电流保护 供风压力不足 紧急断电环路断开 四 . 高压系统控制与管理 4.车顶隔离开关 变压器的监视与保护由列车 TCMS网络系统执行， TCMS网 络系统的主要保护及控制功能如下： 温度保护 油循环保护 瓦斯继电器保护 原边漏电保护 原边过电流保护 冷却系统监视及控制 四 . 高压系统控制与管理 5.牵引变压器管理 谢谢 !