CRH380A型动车组辅助电源供电分析

引言

自2007年4月18日，中国铁路实施了第六次大面积提 速以来，相继运行在我国铁路上的四种高速动车组分别是 CRH1、CRH2、CRH3、CRH5。主要引进加拿大庞巴迪、日 本川崎重工、德国西门子及法国阿尔斯通国外原型车技术，通 过“引进，消化，吸收再创新”，设计生产具有我国自主知识 产权的动车组产品系列。

CRH2-380型动车组是动力分散交流传动动车组，有8辆 编组和16辆编组，分别称为CRH380A和CRH380AL型动车组, 是在CRH2C型平台成熟可靠的基础上，通过速度提升和优化 设计，由中国南车四方机车车辆股份有限公司生产。

高速动车组技术凝聚了各项复杂的技术，而辅助供电系统 作为动车组的重要组成部分，它不仅仅影响着乘坐的舒适性, 更关系着动车组能否正常驾驶。为了保证动车组能够长时间稳 定安全运行，就需要辅助电源系统为辅助设备提供高效稳定的 电源。

1动车组辅助电源系统

1.1系统构成

CRH380A型动车组由6辆动车、2辆拖车共8辆车构成 编组。编组配置如图1所示，其中T1、T2为拖车，M1~M6 为动车。

辅助供电系统主要包括辅助电源系统、电源分配系统、 辅助用电设备。其主要任务是为列车内的各负载提供交流或直 流电源，如空调、采暖、通风、照明、制动、牵引系统、冷却 风扇、控制单元等，保证列车安全运行，为旅客提供舒适的 旅行环境。CRH380A型动车组的全列车共三台辅助电源装置 (APU1/APU2/APU3)，APU1/APU2是向牵引变流器等各种通 风机及辅助整流装置(ARf)等提供三相AC 400 V、50 Hz电 源装置，并且还内置有把牵引变压器三次输出AC 400 V变为 AC 100 V的辅助变压器(ATr),安装在两头车的车底下。辅 助整流器ARf是对APU1/APU2输出的3相AC 400 V进行整 流，提供DC 100 V电源装置，并且还内置有将APU1/APU2 输出AC 400 V电压变压为AC 100 V的变压器（TR3）,和变 为AC 220 V的变压器（TR4）。辅助电源装置APU3是向4号、 5号车的牵引变流器等各种通风机提供3相AC 400 V、50 Hz 电源装置，安装在5号车车底下，没有辅助变压器（ATr）和辅 助变流器（ARf）。

1.2系统供电原理

辅助电源供电原理框图如图2所示，交流、直流电源及 负载设备见表1和表2所列。

表1交流电路电源系统

从图2和表1可以看出，704、754电源母线（单相AC 400 V/50 Hz）为牵引变压器辅助绕组输出电源。771、781、 791电源母线（三相AC 400 V/50 Hz）为辅助电源装置APU 的逆变器输出电源。302线是辅助整流器箱输出的单相AC 220 V/50 Hz电源母线，只是向5号车小卖部电气设备供电。 在其他车中都取消了客室插座。202线是辅助整流器箱输出的 单相稳定的AC 100 V/50 Hz电源母线，向空调控制装置、辅 助制动装置等设备提供控制电源。251线是从辅助电源箱的辅 助变压器ATr输出的单相不稳压的AC 100 V/50 Hz电源母线, 只是向整列车的电加热设备提供电源。

从图2和表2可以看出，102线系统从M1-2、M4-5、 M6-7号车蓄电池组输出电源，为列车运转控制、辅助空气压 缩机提供电源，当完成受电弓升弓时，VCB闭合，辅助电源 装置启动之后，接通蓄电池接触器BatK1与103线连接，蓄 电池从辅助整流器ARf得到充电。当电压检测电路检测到蓄 电池电压异常下降时，断开蓄电池接触器BatK1，停止蓄电 池向负载供电。103线电源系统在整列车中贯通，在动车组 启动初期，受电弓没有升起，APU没有启动，通过闭合蓄电 池接触器BatK1与102线电源系统连接，从蓄电池获得DC 90 V电压。动车组上电完毕，闭合辅助整流器接触器ArfK， 103线从辅助整流器获得DC 100 V电源。103B线系统平时 通过应急灯切换接触器RrLpCgK的常闭接点，由103线供 电，当接触网停电时，经由RrLpCgK的常开接点，由102线 供电。115线系统经由蓄电池接触器BatK2闭合与103线接 通，给空调控制、自动门、影视系统等提供电源。118A线系 统给1、8号车的列车无线装置供电，正常情况下，经由无线 电蓄电池切换接触器TWEmCgK的常闭触点从103线系统获 得DC 100 V电源。当接触网停电时，无线电蓄电池切换接触 器TWEmCgK常闭触点断开，常开触点闭合，从无线电蓄电 池TWBat供电。无线电蓄电池TWBat经由103线充电，在母 线与蓄电池之间有个功率二极管，避免反充。

表2直流电路电源系统

2扩展供电

2.1 3次电源扩展供电

牵引变压器辅助绕组输出单相AC 400 V、50 Hz不稳定 电源通过交流电磁接触器ACK1连接704、754线。设置交流 电磁接触器ACK2防止来自相邻两个变压器系统的电源的混乱接触，保持不间断打开。当一台牵引变压器出现故障时，通过监控器的显示器输入 3 次电源感应指令，将 704、754 线在编组中贯穿，由另一台变压器 3 次绕组供给电源。但当由外部电源供电时，外部电源继电器 EXR2 的常闭接点处于打开状态，则 ACK1 不能投入。通过连接外部电源连接器插座 EXConR给列车充电。

2.2 APU 扩展供电

APU1/APU2 在一列编组的两台中有一台发生故障情况下，通过闭合扩展供电接触器 BKK，由另一台给编组的全部负载提供容量。APU3 自带供电转换接触器，并输入另台辅助电源装置 APU2 的 3 相 AC 400 V 电压。APU3 自身的 3 相 AC400 V 电源与输入的 APU2 的 3 相 AC 400 V 电源互为联锁，正常情况下由 APU3 给动力单元的通风机供电，APU3 发生故障时，自动转换到由 APU2 提供 4、5 号车的 3 相 AC 400 V负载容量。

3 结 语

CRH380A 型动车组全列车共三台辅助电源装置，可以输出 6 种电压制式的电源，分别为单相 AC 400 V 不稳定电源系统、单相 AC 100 V 不稳定电源系统、三相 AC 400 V 稳定电源系统、单相 AC 100 V 稳定电源系统、单相 AC 220 V 稳定电源系统、DC 100 V 电源系统，可以为该型车复杂的用电设备供电。另外，辅助电源扩展供电技术使一台变压器或者辅助电源出现故障时，另一台变压器或者辅助电源给负载供电，保证了列车安全运行和旅客乘坐的舒适性。总之，辅助电源系统是现代高速动车组技术重要的组成部分，是维护列车许多重要功能必不可少的。

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