第3部分电气系统分解

CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统电气系统特高压电气系统系统原理动车组特高压电气系统，包含的大部件有：受电弓、保护接地开关EGS、故障隔离开VCB、避雷器、高压电缆及高压连接器。25KVEGS。高压机器箱内VCB、接地端子。从高压机器箱出来的高压电直接连接到牵引变压器的原边绕组。设置了高压联锁回路，在受电弓没有降下或保护接地开关EGS状况下，高压机器箱不能翻开。EGS性接地，以便车辆维护时人员的安全。VCB供电。系统布置02—车顶电气系统布置及附图03--车底电气设备布置。6号车车顶均设受电弓、保护接地开关EGS、故障隔离开关一套，2、4、6号车2、3、4、5号车之间的车顶上设置高压电缆连接器，为了便利摘挂便利及调试的需要，5、6号车之间的车顶上，设置了高压电缆用倾斜型电缆连接器。系统大部件主要技术参数受电弓型号：SSS400：300km/h：400km/h额定电压：25kV额定电流：700A3-1CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统质量：约128kg〔mm〕：2610弓头长度〔mm〕：1950〔mm〕：1250滑板间距〔mm〕：597(N)：80±10N驱动气压(bar)：3～4〔mm〕：>310落弓高度〔mm〕：650〔mm〕：6500〔mm〕：4816〔mm〕：4810-6500〔mm〕：5150-5450最大上升时间〔s〕：<10〔s〕：<10ADD系统：有真空断路器型式：CB201型：AC30kV〔瞬间最大电压AC31kV〕额定电流：AC200A额定频率：50Hz额定开断容量：100MVA：3周以下〔50Hz〕额定闭合电流：10000A：4000A〔2s〕额定断路电流：3400A：0.15s以下额定开断时间：0.06s以下3-2CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统额定断路时间：0.08s以下+10额定操作电压：DC100-30V额定操作压力：7.84×105Pa〔8kgf/cm2〕沟通避雷器额定电压：AC42kV〔RMS〕AC57kV以下〔V1mA，DC〕限制电压：AC107kV以下保护接地开关型号：SH2052C方式：电磁空气式额定电压：30kV单相额定频率：50Hz额定瞬时电流：6000A〔15周〕额定操作空气压力：785kPa〔8kgf/cm2〕+10额定操作电压：DC100-30V额定联锁接点：3a-3b构造：为耐寒耐雪构造，设防冻电热器〔AC100V100W〕故障隔离开关：25kV：30kV：8kA/1s额定频率：50Hz掌握电压：DC110V最小动作电压：DC77V：400kpa～1000kPa最小动作气压：350kPa机械寿命：20230次3-3CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统质量：50kg主牵引电气系统系统原理主电路系统原理参见附图01--主电路接线图。主电路根本动力单元由1台牵引变压器8台牵引电机构成，1台牵引变流器驱动4台牵引电机。四台牵引电机并联使用。四台牵引电机特性差异掌握在±5％以内，以便电流负荷安排均匀。主电路系统以M车、M车的两辆车为1个单元。主电路简图如图1所示，受电弓从接触1 2、50Hz单相沟通电源受电，通过主断路器VCB连接到牵引变压器原边绕组上。主电路开闭由VCB掌握。牵引变压器牵引绕组设两组，原边绕组电压25kV时，牵引绕组电压1500V。牵引变流器在M车、M车上分别装载脉冲整流器、逆变器各1台，运行时除实施牵引电机电1 2力供给和制动时的再生制动外，还具备保护功能。装置供给转速信号〔转子频率〕。当设备故障时，M车和M车可分别使用。另外，整个根本单元可使用VCB切除，不会影1 2响其它单元工作。

牵引变流逆变器滤波电容器脉冲整

牵引变流逆变器滤波电容器脉冲整牵引变压图1主电路简图系统布置主牵引系统布置参见附图2-3～8--车底电气设备布置。2、4、6号车车下各设一台牵3-4CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统2M13M24M35M46M57〔M6〕4系统各大部件技术参数牵引变压器输出在网压变化范围内，牵引变压器输出电压、电流及功率满足列车牵引和再生制动的要求。安装构造牵引变压器的安装承受在车体横梁下用螺栓固定的吊挂方式。强度牵引变压器有足够的强度，保证在高速运行时碎石碰撞不至于破损。冷却及其冷却油冷却承受强迫油循环风冷方式，除用温度继电器、油流指示器实施状态监控外，还承受规格1线圈均连接到1台牵引变流器上，确保牵引绕组的高电量，原边绕组承受两组并联构造的绕组配置。额定性能:2组、关心绕组1组方式:壳式无压密封方式冷却方式:油循环风冷方式、硅油效率：95％以上〔额定载荷条件〕绝缘等级：42kV×10分钟120Hz时〔240Hz时5166.7Hz时7.2条件也可〕形：在波前长1.2μs处截断〕原边绕组接地侧：工频耐压2.5kV3-5CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统牵引绕组侧：车辆用工频耐压5.4kV关心绕组侧：车辆用工频耐压2.9kV绝缘种类：特A级牵引变压器额定性能参数见下表牵引变压器额定性能参数值原边绕组牵引绕组关心绕组容量3060kVA2570kVA490kVA电压25000V1500V400V电流122A857A×21225A频率50Hz额定种类连续牵引变流器小时以内。3点式电路，由脉冲整流器、中间直流电路、逆变器构成。模块具有互换性。功率半导体IGBT或IPM：3300V、1200A钳位半导体：3300V、1200A掌握方法脉冲整流器局部：牵引变压器牵引绕组输出的AC1500V、50Hz输入脉冲整流器。脉冲整流器由单相3点式PWM变频器、沟通接触器K组成。承受无接点掌握装置〔IGBT元件〕，2600V～3000V定压掌握、牵引变压器原边电压电流功率因数的掌握以及无接点掌握装置保护。再生制动时接收滤波电容器输出的直流3000V电压，向牵引变压器供给AC1500V、50Hz。另外，主电路的输入通过沟通接触器K实施。〔IGBT元件〕掌握信号，输出变频变压的三相沟通电对4台并联的电机进展速度、扭矩掌握。再生制动时牵引电机发3-6CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统扭矩电流和励磁电流，以使扭矩掌握高精度化、反响高速化，提高电流掌握性能。保护功能系统具有完善的保护功能。冷却方式冷却方式承受液体沸腾冷却机械通风方式，冷却介质承受环保的氟化碳(FX3250)。掌握装置牵引变流器掌握为软件掌握，调整装置免维护。效率在额定载荷条件下〔除关心电路和掌握电路外〕，牵引变流器的效率为:0.96以上。性能参数：：CI113点式PWM脉冲整流器：3相电压3点式PWM逆变器输入：1285kVA (单相沟通1500V，857A，50Hz)中间直流电路：1296kW(直流3000V，432A)输出：1475kVA (三相沟通2300V，424A，0～240Hz)效率：96％以上〔在额定载荷条件下，除关心电路外〕功率因数：97%以上〔在额定载荷条件下，除关心电路和掌握电路外〕脉冲整流器：1250Hz逆变器：500～1000Hz⑹冷却方式:液体沸腾冷却机械通风方式，冷媒为氟化碳(FX3250)。功能单元：主开关元件：IGBT或IPM滤波电容器：合计8000μF/装置脉冲整流器功率单元：2125μF/台×2台＝4250μF逆变器功率单元：1250μF/台×3＝3750μF(DCPT)3-7CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统充电单元：滤波电容器备用充电用接触器、变压器及整流器真空沟通接触器电阻器单元：过电压抑制电抗器、放电电阻器沟通变流器单元：霍尔型电流传感器沟通变压器单元：电压传感器无接点掌握装置掌握电源单元电动通风机：主电动通风机、关心电动通风机(密闭室冷却用)。3点式PWM方式脉冲整流器输出频率：50HzDC2600V～DC3000V(按速度范围变化可调〕载波频率：1250Hz功率因数：97%以上掌握功能：发生直流电压模式电源相位同步掌握PWM掌握主电路掌握方式：3点式PWM方式电机旋转频率：计算频率0～232HzV/f特性：2300/125Hz〔牵引〕2300/130Hz〔制动〕非同期脉冲状态载频频率：1000Hz左右－－〔过调制脉冲状态〕－－同步脉冲状态－－同步1脉冲状态掌握功能：电机掌握掌握模式〔牵引运行、制动、定速、后退启动〕3-8CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统保护程序动力运行、再生程序车载试验功能：保护动作，接触器动作等自我检查工作。保护检测记录功能：的输入、输出信号和掌握状态，以向列车信息掌握装置供给数据。高速记录器功能：的输入、输出信号和掌握状态，以向列车信息掌握装置供给数据。构造牵引变流器功率单元集中布置，脉冲整流器功率单元台〕、逆变功率单元台〕牵引变流器配置有两排气口的电动轴流式通风机，向功率单元冷凝器送风。真空接触器、继电器单元和无接点掌握装置等集中布置，便于检修。另外，考虑密封性和检查便利，承受板簧式手动型夹紧装置。点掌握装置〔掌握规律部〕、继电器单元、电源单元等。具有互换性。牵引电机电机型式牵引电机承受三相沟通异步电机。供电及调速方式适用于电压源逆变器供电，变频变压〔VVVF〕调速运用方式。绝缘等级绝缘承受200级绝缘等级。3-9CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统互换性轮轴之间完全互换。修理电机修理时，仅更换定子或转子后，仍能保证电机特性的全都性。振动和冲击电机承受耐振动和冲击的构造。牵引电机特性牵引特性曲线和转矩-转速曲线、再生制动特性曲线见附图10--牵引电机特性曲线。效率牵引电机的连续额定效率为0.94以上。电机规格牵引电机承受不解体就可供油脂的绝缘轴承。每台牵引电机的最大输出轴功率为322kW。⑵性能规格方式：三相异步感应电机相数：3极数：4通风方式：强迫通风装载方式：转向架构架悬挂安装绝缘种类：200级额定参数电流：106A转差：1.4%效率：0.943-10CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统功率因数：86%⑶构造转子条承受固有电阻大、强度高的铜锌合金〔黄铜〕。定子转向架连接的安装座，框架两侧的连结框〔铝托座〕承受铝合金铸件制造。测速发电机在非传动轴端安装了2个测速发电机，用于逆变器掌握和制动掌握。齿轮装置效率0.95〔计算参数，牵引电机输出和车轮踏面输出系数承受此数据〕其它掌握和关心电路设备如下所示。主掌握器方式：牵引手柄为前后操作方式构成：牵引运行10档，带方向选择开关额定工况如表1所示。表1主掌握器额定参数电压〔V〕电压〔V〕DC100V额定电流〔A〕1A〔断路〕主「断」「1」～「10」档位前后转换器「前」「断」「后」其它：与制动手柄联锁。牵引电机用电动通风机方式：鼠笼式异步电机通风方式：全封闭外风扇型相位数：三相极数：4电压：AC400±10％3-11CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统频率：50Hz关心供电系统系统原理系统原理参见附图04--关心电源电路系统图。根本原理关心绕组供给电源。其供电的设备有空调装置、换气装置以及ATP主控电源。该系统的电源电压为400V，为以下五个系统供给电源：非稳定单相AC100V系统由关心变压器〔ATr〕仅将牵引变压器关心绕组的AC400V电压直接降压至AC100V，向热水器的加热器等容许电压变动的负荷供电。稳定单相AC100V系统、稳定单相AC220V系统使用关心电源装置与AC400V实现隔离，并且降压和稳压。稳定三相AC400V系统AC400V与牵引系统相关的关心设备〔牵引变压器、牵引变流器、牵引电机用各送风机等〕连接。稳定DC100V系统稳压DC100V系统向车辆的掌握电源、车厢照明、蓄电池等供电。装置之间设置自诊断功能接口，由列车信息掌握系统实施。输入过电流变流器过压变流器过流变流器过载输出过压输出低电压检测接地输出短路动车组设有容量充分的蓄电池组，供紧急时使用。应急用电量〔含应急照明、列车无3-12CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统〕最少可持续两小时。运行过程中，蓄电池组可在线路上充电。〔AC400V、单相、50Hz〕，2号车及6号车上各有一处。车辆检修基地设置有外部电源，可供关心电路的工作。容余设计2、4、6号车。2、6号车的牵引变压器关心绕组输出的AC400V电压分别供电给4节车厢。正常状况下，每台主变压器的关心绕组输出的AC400V电压分别供电给4节车厢。当一台牵引变压器故障时，另一台正常运转的牵引变压器能够通过关心绕组向8节车厢供电〔设有切换电路〕。此时，应使空调装置半功率运行。AC400V电压单独给5号车的关心电源装置APU3供给电源。在动车组1、8号车各安装1台关心电源装置APU，一台关心电源装置供给4节车厢所需关心用电。当一台关心电源装置发生故障时，另一台正常运转的关心电源装置能够向8节〔设置了用于切换的扩展供电回路〕。关心电源装置的输出容量的设计能够在故需削减负荷。APU3，APU3单独给4、5号车的牵引设备通风机供电。当APU3消灭故障时，可由8号车的APU给APU3进展扩展供电。系统布置车底电气设备布置。动车组在1号车(T1车)、8号车(T2车)车底APU〔包括供电整流装置〕，5号车(M4车)车底下悬挂一台关心电源装置APU3。2号车(T1车)、4号车(M36号车(M5车)车底下各悬挂一套掌握用蓄电池装置。3号车(M2车)、7号车(M6车)车底下各悬挂一套应急通风用蓄电池装置。系统各大部件技术参数关心电源装置APU输入输出规格+24输出1：DC100V±10%，58kW3-13CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统-41输出2：单相AC100V±10%，50Hz，12kVA单相AC220V±10%，50Hz，11.3kVA输出4：三相AC400V±10%，50Hz，123kVA5：单相AC100V+，50Hz，22kVA-41电路方式IGBT压器件，实现了小型、轻量化。IGBT，通过高频PWM掌握，实现了滤波电抗器的小型、轻量化。原理CVCF压器、关心变压器等构成。关心整流器柜由整流器变压器、关心整流器构成。AC400V，通过可控硅混合电桥变换成为PWMAC400V50HzAC220VAC100VAC400AC100VAPU的400V三相电压输出变压后，通过三相全波整流器，输出DC100V。构造关心电源装置以及各种传感器、继电器、掌握单元等。在对面从左起依次安装输入滤波电容、W相逆变器单元、V相逆变器单元、U相逆变压器、器件冷却风扇。关心整流装置关心整流装置承受自冷式，由整流器变压器、整流二极管单元、用于实现输出电3-14CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统压下降特性的电阻等构成。关心电源装置APU3根本技术要求APU3的输入电源是牵引变压器3次绕组输出的AC400V，通过单相整流器变换成为直流电。该直流电通过三相逆变器变换成为沟通电，供给AC400V三相50Hz电源。在APU3装置的左面，安装输入变压器、输入电抗器等；中间安装整流单元、逆变单元；右面安装掌握单元等。地；其电磁兼容性应符合IEC62236-3-2-2023的相关要求。箱体承受轻量化、模块化设计，抗振动，耐冲击，安全牢靠；同时考虑防尘、防水溅和通风散热措施，便于操作和维护。APU3输入输出规格输入：单相AC400V +24%～-31%〔连续〕，-37%〔10分钟〕，50Hz输出：三相AC400V±10%，50Hz±1Hz，50kVAAPU3的效率大于90％，负载的功率因数大于85％〔滞后〕，负载为100％的连续运行，AC三相输出过载最大180％，持续时间10s，供电输出品质满足IEC61287-1-2023的相关要求。掌握电源额定电压：DC100V；电压变动范围：DC70V～110V；3.3.3掌握用蓄电池型式：6M80B方式：镍镉碱性蓄电池容量：80Ah〔5小时率〕数量：3组〔2、4、6号车〕应急通风用蓄电池型式：6M80B3-15CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统方式：镍镉碱性蓄电池容量：80Ah〔5小时率〕数量：3组〔3、7号车〕无线装置用蓄电池型式：6M60B方式：镍镉碱性蓄电池容量：60Ah〔5小时率〕数量：1组〔8号车〕列车信息掌握系统系统原理05--07--列车信息掌握系统信息传送图。根本原理〔包含IC卡络电缆连接在一起，由列车信息中心装置对整个网络系统进展治理。列车信息掌握装置由监控器和掌握传输局部组成。硬件为一体扮装置，但各自独立构确保其牢靠性。前后中心的掌握单元间用母线仲裁。故障对策动切换到另一套。车辆信息掌握装置检测出设备发生故障，具有记录故障状况的功能。将故障内容及处置引导通知给乘务员。技术诊断能，列车信息掌握系统只收集对各个设备发出的检查指令及检查结果。3-16CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统系统的主要诊断工程系统的主要诊断工程、诊断方式以及针对诊断结果的处理方法的概要如下所示。牵引变流器关心电源装置制动掌握装置安全设施车门开关时间测定车辆信息掌握装置自我诊断诊断系统主要任务的对策由检查员依据数据结果的内容推断是否进展更换、修理等。对于部件的偶发性故障的识别，由检查员依据自动检查结果进展推断。诊断方式辆基地检修中自动检查功能。自动检查的结果可以写入到IC内存卡中，并且可以通过地面系统将检查结果打印输出。对于故障的分析由检查员进展。列车在运用修理基地的检测通过另行设置的各设备的试验装置来进展。诊断结果处理IC内存卡进展写入、读出。并且，行车中的各个设备的状态数据可以即时地写入到IC内存卡中。但是这些信息只是信息的记录，与列车的掌握无关。行车中或者修理时，诊断结果将输送到列车状态数据存储装置或者其它数据库，为修理供给状态依据等的主要信息显示在司机台上的显示屏上。显示诊断的主要信息表示在司机台的显示画面上。各个主要掌握设备中也设置故障读出端口，以便读取故障信息。车载列车速度掌握系统动车组设置一套采LKJ2023型列车运行速度监视掌握装置。设置一套ATP列车运行速度监视掌握装置。3-17CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统系统布置06--操纵台布置。信息中心装置及信息终端装置均布置在各车辆的配电盘内。列车信息掌握系统技术规格概要的画面用中文显示。列车信息掌握装置具有如下所示的三大功能：掌握指令传送功能：通过削减列车贯穿线实现列车轻量化。监视器功能：将列车信息显示在司机台的显示器上，使乘务员了解列车运行状态。车上检查功能：使检查自动化，通过车上操作减轻保养工作。系统构成列车信息中心装置列车信息终端装置列车信息显示器〔包含IC卡架〕车内信息显示器系统功能牵引/制动的指令系统:牵引指令系统、制动指令系统的串行传输救援连结时的制动指令的串行传输设备的开启/复位牵引变流器/关心电源装置/向配电盘传送的复位指令设备远程开启指令的传送关心绕组电源感应电路的掌握AC100V电源感应的掌握3-18CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统空调温度掌握器的复位显示灯／蜂鸣器掌握司机台故障显示灯的显示输出司机台单元显示灯的显示输出司机台蜂鸣器的鸣动输出各车配电盘显示灯的显示输出空挡亮灯乘务员支持:/列车号/时刻表〔对应将来的运行治理系统可进展追加〕。向列车无线、车号中继器、ATP检查记录部、脉冲转发器传送车号信息〔对应将来的运行治理系统可进展追加〕。关心用的各种列车信息/设备信息的显示。应急指南的显示:和其他编组之间的分割/合并状态的显示。安全设施故障记录的显示。最故障记录的显示。指令通告的显示及接收确认功能〔对应将来的运行治理系统可进展追加〕。技术支持系统功能〔对应将来的运行治理系统可进展追加〕。效劳设备掌握：〔停车站点向导、闻、宣传等〕在地面基地进展编辑后，存储到IC卡IC卡读出器，输入到列车信息掌握装置中。LKJ-2023信号装置向列车信息掌握装置输出地点检测信息的接口，来使用该信号。座位指定显示器的显示内容指令车号显示器的显示信息指令向自动播放装置传送播放定时信息分割时的其他编组播放切换输出3-19CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统PR文字、紧急文字的显示〔对应将来的运行治理系统可增加功能〕。效劳设备〔空调、室内灯、播放节目〕的掌握及状态显示数据记录：故障时的设备动作信息的记录主故障发生时的状态记录走行距离及牵引/再生电力的累积营业运行中或者试运行中的列车性能信息的收集营业运行中或者试运行中的工程选择信息的收集营业运行中或者试运行中的空调运转率信息的收集营业运行中或者试运行中的空调运转状态的收集车上试验：〔和制动器、牵引变流器、ATP、关心电源等各设备内置的自我诊断功能相协调的车上试验功能〕试验结果的收集自我诊断传送线各监视器局部/掌握传送局部之间的传送错误的检测掌握信息的自我诊断光传送故障时的运转掌握指令的备份远程装载功能性能掌握方式通过环形连接的光纤双重环路传送及多股绞合传送线。列车合并时也可保持环形构造的可信度高的传送系统。CPU和备份。50ms以下，并且在合并状态下也保持50ms以下，是可协调的掌握方式。司机台中设置显示装置2台。合并时的接近状态等及故障时的信息可以在司机台进展确认的画面显示。远程开启指令电路中的监视显示器接触面板和监视器中心装置之间，通过多3-20CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统股绞合线以串联方式传送。传送系统构成传送线有列车信息传送线〔光纤〕及自我诊断信息传送线〔多股绞合线〕二种。头车中设置有由掌握局部和监视器局部构成的中心装置，具有列车编组整体信息治理功能和向司机台监视显示器传送数据的功能。各列车分别设置有1台终端装置，实施各列车中车载/监视器传送线连接，所以即使是2处以上的线路发生故障，环形网络断开时，也可以连续进展其他连接着的正在发生故障时使用备份传送线路的掌握指令，对各设备进展掌握。适用规格总线方式适用以下的国际规格：列车总线适用规格:ANSI878.1“ARCNET”传送速度:2.5Mbps拓扑构造:环形车辆总线适用规格:20mA电流环形方式〔和牵引变流器、制动掌握装置的传送适合使用光纤维方式H-PCF200/230〕。步调同步方式〔和一局部设备的传送是高级数据链路掌握HDLC方式〕。传送速度:192kbps/19.2kbps/9.6kbps/1.2kbps/拓扑构造:1:1设备规格中心装置终端装置相当于MC68360〔32bit〕ROM：4MBRAM：2MB列车信息显示器显示画面：彩色LCD 8色3-21CRH2型时速300公里动车组培训资料 第3局部电气系统区分率：