CRH380AL动车组直流电源系统分析

CRH380AL动车组直流电源系统分析

聂玉东

中国铁路济南局集团有限公司 山东济南 250000

摘要：对CRH380AL动车组直流电源系统工作原理、特点进行分析，结合其特性并根据运用中的问题提出想法，对实际检修工作进行理论探讨。

关键词：直流电源系统；蓄电池；102线；103线；115线

直流电源系统是辅助电源系统的重要组成部分，主要向控制电源、蓄电池、照明等供电。直流供电系统既是动车组的神经系统，也是动车组上所有直流负载的保障，与旅客的舒适性和行车安全密切相关，因此作为动车组检修人员有必要对其进行掌握。本文对CRH380AL动车组的直流电源系统的原理与特性做出分析，管窥之见以求斧正。

1、直流电源系统的原理分析

从电源系统的宏观角度看，低压直流电源系统是首要环节，它的启动才会接通高压电，继而牵引系统、辅助系统等一系列动车组的负载才能正常工作，当APU启动后，辅助整流器使用整流器变压器将APU的三相400V电压输出变压，通过三相全波整流器，输出稳压DC100V，向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电池、插座、服务设备等供电。直流电源系统中所有的直流负载其电源来自四根主线系统，本文首先对其原理进行详细分析。

1.1、102线系统

102线系统由蓄电池提供的电源平时就成为接通的使用状态，随时为辅助电动空气压缩机、受电弓及真空断路器等与行车相关设备提供电源。从原理图上分析，在1\2\4\7\9\11\13\15\16车的组合配电柜【直流电源2】NFB【ON】的前提下，即BatN2【ON】，蓄电池通过102A线向102线供电，102线共分9个单元1、2-3、4-5、6-7、8-9、10-11、12-13、14-15、16。

1.2、103线系统

103线贯通全车，用于控制电路、监控器、开关门电路等主要的直流电源装置及机器。通高压电前，103线使用蓄电池作为电源，同时辅助电源的启动需要103线→【辅助电源装置控制】NFB【ON】（APUCN）→113线提供电源；接通高压后，103线使用辅助电源作为电源。通过原理图分析，在未通电前，投入主控，制动手柄置于非拔取位，105线与102线接通，BVR1得电动作，通过BVR1接点接通，102线对蓄电池用接触器BatK1线圈加压，蓄电池Bat与103线连接,其过程如图1-2所示（顺序按红→绿→黄进行，下同）。高压电接通APU启动后，辅助电源装置经101X线对ARfkR加压，其触点闭合，103线→ARfRN→ARfkR→ARfk，ARfk得电触点闭合，辅助电源中的辅助整流器的输出线101线经过ARfK给103线提供电源，同时通过103线给蓄电池充电。而且，ARfKR 常开接点经由停放用继电器MLpR1的常闭触点对BatK2控制指令114线进行加压。

此外，即使断开制动设定器手柄，若VCB接通，由于BatK1继续动作，103线仍处于接通状态，这样我们实现了静态检修时的换端操作。

2、蓄电池防亏电保护

蓄电池如若发生亏电，动车组将失去最基本的电源，因此在直流电源系统中考虑到了蓄电池电压检测的功能。与蓄电池并联，连接有蓄电池电压表V1和电压检测电路，在蓄电池和102线间有蓄电池用辅助接触器BatN2的常闭接点。当蓄电池电压低于77V时，电压检测器把内部接点关闭，对蓄电池用辅助接触器继电器BatVDR线圈进行加压，通过关闭BatVDR触点，对BatN2线圈进行加压，BatN2触点断开，把蓄电池与102线分开，阻止亏电，过程如图2-1所示。

图2-1

3、CRH380AL直流电源系统的特点

3.1、CRH380AL辅助供电系统使用交直交形式，这种形式比较传统，由于在辅助电路的输入侧使用了PWM整流器，当接触网发生较大波动时，依然可以保证辅助供电系统中直流环节电压的稳定。

3.2、CRH380AL辅助供电系统的供电母线由牵引变压器的辅助绕组输出，在过分相区时，交流负载会断电，过分相区后，交流负载再启动，频繁的停止与启动势必会影响到交流负载的寿命。对直流电源系统来说，过分相区时辅助整流器不工作，直流负载全部由蓄电池供电，这在一定程度上会影响蓄电池的寿命。

4、探讨运用检修中注意的问题

在直流电源系统的原理分析中，对CRH380AL的102、103、103B、115线之间的相互关系和得电的过程做出了阐述

4.1、首先，我们要注意在供电前，有电的线是102、103、103B，115线此时是无电的，供电后所有线的系统都是启动的。过分相同理，过分相区的时候115线的负载是处于无电状态的。这样，我们可以在不同情况下了解负载的状态是否正常工作，同时确保操作时的人身安全。

4.2、103线在系统中起到承上启下的中枢作用，与其相关联的部件是我们需要注意的重点。通过之前的原理分析我们可以看出，102与103相连接的是蓄电池接触器1（BatK1），115线与103线相连的是蓄电池接触器2（BatK2）,103B在正常状态下与103线连接的是应急灯切换接触器（RrLpCgk）。其中BatK1和BatK2在蓄电池箱内，不方便检修，任何一个若未正常工作，在司机室会有“准备未完”灯亮，这时候可以在屏上【配电盘信息】里查看蓄电池车的配电盘信息，里面会有两者的状态，如果显示红色说明没有启动。RrLpCgk在组合配电柜内，平时容易观察，可通过对应的空开检测其状态是否良好。

4.3、在CRH380AL的特点中提到蓄电池一直处于放电或充电状态，长期的浮充状态有可能会使蓄电池性能下降，导致蓄电池放电过程中容量下降会变快，这种情况在我局配属的车中还没有出现过，在此只作为一个运用中可能出现的问题探讨。如果发生此问题，在合VCB瞬间，蓄电池负载短时间内变大，电压快速下降，致使【直流电源2】跳空开，动车组会断电。如果在来不及进行充电的情况下，可以在合VCB前，旋转主控端司机室【停放】旋钮，闭合VCB在确认APU工作后，将【停放】旋钮复位。此过程可以去掉115线的负载，保留102、103线可以保证动车组正常启动，APU启动后，直流电源系统的电来自于APU，就不会出现之前的问题。但是在检修的时候我们还是应该注意蓄电池的电压情况，防患于未然。在二级修中注意检查蓄电池箱的外观情况，因为青岛作为沿海潮湿地区，不排除发生腐蚀漏电的可能，同时也要对车内的线和部件注意绝缘测量，预防接地的情况发生。

5、结束语

直流电源系统应用频率高，是动车组启动的第一道工序，是整列车可以正常运行的先决条件，作为动车组检修人员需要对系统的工作原理和系统内部互相之间的关系做到熟练掌握,为以后更深入的学习和工作打下基础。同时系统内含消耗性能源储存装置，因此在检修运用中直流电源系统需重点保养及维护，使直流电源能始终平稳的工作，保障动车控制电路随时启动。

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