BSP客车DC600V供电系统

1、BSP客车DC600V供电系统1系统概述1.1 功能本电源变换器专为青藏铁路客车设计,能够在高海拔(5100米及低温(- 40环境下工作。每节车厢配有一套辅助电源系统由以下元件(模块组成:8 kW蓄电池充电机,输出电压:120 125 V(可调3.5kVA单相逆变器;50 kVA CVCF(变频变压逆变器1;50 kVA CVCF (变频变压逆变器2;15 kVA 变压器(普通车;25KVA(餐车;两台50KVA CVCF三相逆变器分别为车上的制氧机、空调等三相电器设备提供电源。充电机为应急蓄电池充电,同时也为车上照明、控制柜、塞拉们、集便器等直流用电设备提供电源。单相逆变器为紧急通风设备、影

2、视系统、便利插座等提供电源。1.2 车下设备箱电源变换器的所有模块和其它部件全部安装在一个箱体内,吊挂在车体下。车下设备箱正面有两扇门并由门锁锁紧,逆变器和充电机模块由车下设备箱的正面(车厢的侧面沿箱体内的滑槽推进箱体,模块的后部和箱体的后部通过橡胶条进行密封。车下设备箱的两端有两排接线端子,输入输出电缆通过箱体侧面的进线管连接在端子排上。箱体的两个侧面分别有一个维修门板可以打开。车下设备箱门板的背面贴有简要的原理图,箱体两侧维修门板的背面贴有端子排的布置图。 车底电器箱体布置简图1.3 电气接口 1.4 安全须知必须在断电5分钟后方可打开门板或维修盖板。要注意隔离变压器、滤波电感等发热器件可

3、能会有较高的温度。2 逆变器DRNH55-06逆变器1与逆变器2故障转换过程的逻辑时序图,电压频率曲线图假设逆变器2故障了,当逆变器1检测到逆变器2故障信号5秒后,逆变器1停机,并于7秒后发出逆变器减载信号,同时切断逆变器2的启动信号并吸合互联接触器KM1,等待20秒后逆变器1的输出接触器吸合,并于5秒后开始软启动,10秒后启动到380V/50HZ。40350t(s10452553020150秒时开始检测到逆变器2故障,0-5秒表示逆变器1还在运行,兰色表示逆变器1检测到逆变器2持续5秒的故障后的停机(在第12秒的时候有减载信号发出,红色表示逆变器1的输出接触器吸合并准备软启动,最后的斜线表示

4、软启动过程到380V/50HZ。下图表示电压频率曲线图 5MEE600辅助系统结构简图 为配合制氧机启动,增加了与制氧机相互联锁的2条DC110V信号线421(制氧机启动请求信号、422(允许制氧机启动信号。保证逆变器以软启动方式加载制氧机,从而减小制氧机启动电流。当逆变器输入电压在500-540VDC时,逆变器将按照特定的V/F曲线降频降压输出。见下图: 主控板数码管显示含义LED发光二极管显示说明: 设备有以下保护功能:输入过压保护输入欠压保护输出过压保护输出过流保护功率元件过流保护散热片过热保护短路保护断路保护控制电源故障保护2.4.1 总体技术参数尺寸:596x 626 x 433 (

5、宽x 深x 高mm包括散热器重量:< 105 kg环境温度:工作温度:-40V amb40海拔:< 5,100 m地平面以上湿度:< 95%(箱体外部,根据EN50155噪音:< 70dB冲击:垂直:30m/S2 50ms ,水平:50m/S2 50ms,纵向:30m/S250ms冷却:强迫风冷效率:额定负载、额定电压时,> 93 %MTBF: 60,000 h(平均无故障时间,见表1EMI:所有对外接口处符合ENV 50121-3-2要求寿命:20年2.4.2 输入参数额定输入电压:600 V DC输入电压范围:500 V 660 V DC恒定内部预充电:有内部

6、DC干线熔断器:有,保护值为160A从DC干线上分离:有,串联二极管控制电源:蓄电池供电,电压范围:70V135V2.4.3 输出参数额定输出电压:V DCRated > 540 V时,3 x 380 V AC (+/- 5 %, 稳定状态V DCRated > 500V 及<540V时,按照特定的V/F曲线降频降压输出。额定输出频率:50 Hz (+/-0.5 %输出电压纹波:< 20 V (峰峰值THD:< 7.5 %输出正弦波滤波器:有,在电阻性负载、额定功率时du / dt < 100 V / µs额定输出功率:50 kVA最大过载:100

7、 kVA可达60秒2.5 故障分析与处理目前DRN系列逆变器只有9种不同的故障。故障代码见下表: 每台逆变器有2个用于系统诊断和设备诊断的RS485和RS232接口,与车辆连接的Lonworks网关装在充电机中。 图2: SMA-net与LonWorks网关网络连接图所有外部控制信号能够在蓄电池电压范围内(77 V至132 V DC运行。蓄电池充电机和逆变器有2个用于系统诊断和设备诊断的RS485和RS232接口。MEE 控制诊断工具是系统的一部分,显示所有重要系统信息。以下是系统诊断可能的连接类型:笔记本电脑通过外部转换器(RS232 / RS485连接到充电机通讯口。通过RS232(只对模

8、块进行诊断,笔记本电脑直接与一个模块连接。与车辆连接的Lonworks网关装在充电机中。Lonworks 网关需要的24VDC/3w电源由充电机提供。R207 KM202 1 2 110 1 12 R206A 1 14 B40 K750 (EPCOS 120 121 603+ X201 1 00 FU201 160A 1 01 KM201 1 4 60/200W 1 03 119 D201 1 06 IGBT1 V1-1 V1-3 V1 V1-1 V1-3 IGBT2 V1-1 V3 V1-3 IGBT3 V5 KM203 1 16 R203B C203B V1.1 33K V1-5 V2-1

9、 C10 150nF/1600V V1-5 V2-1 V2-3 V2 V2.1 V2-5 U11 V3.1 C11 150nF/1600V V1-5 V2-1 V2-3 V4 V5.1 C12 150nF/1600V 117 N 20000µF/400V R205 1.6K/100W 1 18 C204B V2-3 33K R204B KM202 5 6 111 1 13 R206B V6 V6.1 V2-5 W11 1 15 V4.1 V2-5 V 11 60/200W 3 KM201 2 1 04 603- X202 1 02 -1 FU201 160A 1 02 -2 DRNS

10、F44-01 A14 L1 U12 Z201 N X2- 1 U13 EMI FILTER U2 U14 X20-3 SW X20-5 BU X20-1 RD U1 X2-1 scaling 100V/1V to MSA-HOST X4: AIN2 VOLTAGE SAMPLE 1 1 2 3 4 U105 KM204 L2 V 12 U15 V 15 X204 U V W TO DRNAN69 VOLTAGE SAMPLE 2 X3- 1 X3- 1 V 13 V1 V2 V14 U125 L3 W1 4 W1 2 1 3 5 2 4 6 W1 5 X21 X4- 1 X4- 1 W1 3

11、W1 W2 PE A15 双双电逆逆印 DRN35_IF01.PCB 145 X14 Q201 1 U23 2 4 6 1 3 5 Heat-RELAY V 23 W2 3 U22 V 22 W2 2 2 4 6 KM205 1 3 5 U21 V 21 W2 1 2 3 4 FAN WAGO 231-605/019-000 配 WAGO231-105/037-000 插 ,母 插 X15 1 2 3 4 5 FAN WAGO 231-605/019-000 配 WAGO231-105/037-000 插 ,母 插 5 附图 1 50KVA 逆变器主电路图 X114:45 / X114:46

12、W17 W18 +603 X114:47 / X114:48 W11 W12 W21 -603 1 W13 2 3 4 5 1 X15 2 3 4 5 X201 X202 COM3 W15 COM3 X201 X202 1 X14 2 3 4 5 1 X15 2 3 4 W22 5 X12 3 303 W14 U11 V11 U12 V12 U21 V21 U22 X114:3 X114:5 X12 201 1 2 X14 V22 2 D-SUB X300:1/2 D-SUB W16 D-SUB D-SUB X11 1 2 终终电终 X204 X11 1 2 3 2 W1 1 1-111+ 1

13、-110+ 1-NC1 3 4 5 6 X13 1 2 3 3 4 5 6 X13 1 2 3 3 2 V2 U2 1 2-111+ 2-110+ 1-NC2 2-NC1 2-NC2 1-110- 2-110- 1-211 2-211 301 303 303 301 U1 X113:10 X113:11 421 (印制制制制制制 422 (允允印制制制制 W12 201 (DRN1正常 V1 X113:9 W2 1 +135 -135 203 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 3 211 24V+ 1 2 A01 印印电印印 INTERCC03.PCB X02 3 2 1 3 2 1 + KM1 3TF51 KM1 T1 W3 U3 V3 N3 15/25kVA双变电 旧底图总号 X113:15 X113:16 X113:17 X113:18 更改 标记 3 底图总号 签 名 日期 格式(3 CSMA500-00-00-00DL 301 3 W19 W20 X114:6 X114:4 双双电1 DRN55-06 双双电 2 DRN55-06 203 X204 X113:12 X113:13 X113:14 X114:9 X114:8 W10 X114:1 X114:2 X114:7 X01 W