引言

自2007年4月18日，中國鐵路實施了第六次大面積提 速以來，相繼運行在我國鐵路上的四種高速動車組分別是 CRH1、CRH2、CRH3、CRH5。主要引進加拿大龐巴迪、日 本川崎重工、德國西門子及法國阿爾斯通國外原型車技術，通 過“引進，消化，吸收再創(chuàng)新”，設計生產具有我國自主知識 產權的動車組產品系列。

CRH2-380型動車組是動力分散交流傳動動車組，有8輛 編組和16輛編組，分別稱為CRH380A和CRH380AL型動車組, 是在CRH2C型平臺成熟可靠的基礎上，通過速度提升和優(yōu)化 設計，由中國南車四方機車車輛股份有限公司生產。

高速動車組技術凝聚了各項復雜的技術，而輔助供電系統(tǒng) 作為動車組的重要組成部分，它不僅僅影響著乘坐的舒適性, 更關系著動車組能否正常駕駛。為了保證動車組能夠長時間穩(wěn) 定安全運行，就需要輔助電源系統(tǒng)為輔助設備提供高效穩(wěn)定的 電源。

1動車組輔助電源系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)構成

CRH380A型動車組由6輛動車、2輛拖車共8輛車構成 編組。編組配置如圖1所示，其中T1、T2為拖車，M1~M6 為動車。

輔助供電系統(tǒng)主要包括輔助電源系統(tǒng)、電源分配系統(tǒng)、 輔助用電設備。其主要任務是為列車內的各負載提供交流或直 流電源，如空調、采暖、通風、照明、制動、牽引系統(tǒng)、冷卻 風扇、控制單元等，保證列車安全運行，為旅客提供舒適的 旅行環(huán)境。CRH380A型動車組的全列車共三臺輔助電源裝置 (APU1/APU2/APU3)，APU1/APU2是向牽引變流器等各種通 風機及輔助整流裝置(ARf)等提供三相AC 400 V、50 Hz電 源裝置，并且還內置有把牽引變壓器三次輸出AC 400 V變?yōu)?AC 100 V的輔助變壓器(ATr),安裝在兩頭車的車底下。輔 助整流器ARf是對APU1/APU2輸出的3相AC 400 V進行整 流，提供DC 100 V電源裝置，并且還內置有將APU1/APU2 輸出AC 400 V電壓變壓為AC 100 V的變壓器（TR3）,和變 為AC 220 V的變壓器（TR4）。輔助電源裝置APU3是向4號、 5號車的牽引變流器等各種通風機提供3相AC 400 V、50 Hz 電源裝置，安裝在5號車車底下，沒有輔助變壓器（ATr）和輔 助變流器（ARf）。

1.2系統(tǒng)供電原理

輔助電源供電原理框圖如圖2所示，交流、直流電源及 負載設備見表1和表2所列。

表1交流電路電源系統(tǒng)

從圖2和表1可以看出，704、754電源母線（單相AC 400 V/50 Hz）為牽引變壓器輔助繞組輸出電源。771、781、 791電源母線（三相AC 400 V/50 Hz）為輔助電源裝置APU 的逆變器輸出電源。302線是輔助整流器箱輸出的單相AC 220 V/50 Hz電源母線，只是向5號車小賣部電氣設備供電。 在其他車中都取消了客室插座。202線是輔助整流器箱輸出的 單相穩(wěn)定的AC 100 V/50 Hz電源母線，向空調控制裝置、輔 助制動裝置等設備提供控制電源。251線是從輔助電源箱的輔 助變壓器ATr輸出的單相不穩(wěn)壓的AC 100 V/50 Hz電源母線, 只是向整列車的電加熱設備提供電源。

從圖2和表2可以看出，102線系統(tǒng)從M1-2、M4-5、 M6-7號車蓄電池組輸出電源，為列車運轉控制、輔助空氣壓 縮機提供電源，當完成受電弓升弓時，VCB閉合，輔助電源 裝置啟動之后，接通蓄電池接觸器BatK1與103線連接，蓄 電池從輔助整流器ARf得到充電。當電壓檢測電路檢測到蓄 電池電壓異常下降時，斷開蓄電池接觸器BatK1，停止蓄電 池向負載供電。103線電源系統(tǒng)在整列車中貫通，在動車組 啟動初期，受電弓沒有升起，APU沒有啟動，通過閉合蓄電 池接觸器BatK1與102線電源系統(tǒng)連接，從蓄電池獲得DC 90 V電壓。動車組上電完畢，閉合輔助整流器接觸器ArfK， 103線從輔助整流器獲得DC 100 V電源。103B線系統(tǒng)平時 通過應急燈切換接觸器RrLpCgK的常閉接點，由103線供 電，當接觸網停電時，經由RrLpCgK的常開接點，由102線 供電。115線系統(tǒng)經由蓄電池接觸器BatK2閉合與103線接 通，給空調控制、自動門、影視系統(tǒng)等提供電源。118A線系 統(tǒng)給1、8號車的列車無線裝置供電，正常情況下，經由無線 電蓄電池切換接觸器TWEmCgK的常閉觸點從103線系統(tǒng)獲 得DC 100 V電源。當接觸網停電時，無線電蓄電池切換接觸 器TWEmCgK常閉觸點斷開，常開觸點閉合，從無線電蓄電 池TWBat供電。無線電蓄電池TWBat經由103線充電，在母 線與蓄電池之間有個功率二極管，避免反充。

表2直流電路電源系統(tǒng)

2擴展供電

2.1 3次電源擴展供電

牽引變壓器輔助繞組輸出單相AC 400 V、50 Hz不穩(wěn)定 電源通過交流電磁接觸器ACK1連接704、754線。設置交流 電磁接觸器ACK2防止來自相鄰兩個變壓器系統(tǒng)的電源的混亂接觸，保持不間斷打開。當一臺牽引變壓器出現故障時，通過監(jiān)控器的顯示器輸入 3 次電源感應指令，將 704、754 線在編組中貫穿，由另一臺變壓器 3 次繞組供給電源。但當由外部電源供電時，外部電源繼電器 EXR2 的常閉接點處于打開狀態(tài)，則 ACK1 不能投入。通過連接外部電源連接器插座 EXConR給列車充電。

2.2 APU 擴展供電

APU1/APU2 在一列編組的兩臺中有一臺發(fā)生故障情況下，通過閉合擴展供電接觸器 BKK，由另一臺給編組的全部負載提供容量。APU3 自帶供電轉換接觸器，并輸入另臺輔助電源裝置 APU2 的 3 相 AC 400 V 電壓。APU3 自身的 3 相 AC400 V 電源與輸入的 APU2 的 3 相 AC 400 V 電源互為聯鎖，正常情況下由 APU3 給動力單元的通風機供電，APU3 發(fā)生故障時，自動轉換到由 APU2 提供 4、5 號車的 3 相 AC 400 V負載容量。

3 結 語

CRH380A 型動車組全列車共三臺輔助電源裝置，可以輸出 6 種電壓制式的電源，分別為單相 AC 400 V 不穩(wěn)定電源系統(tǒng)、單相 AC 100 V 不穩(wěn)定電源系統(tǒng)、三相 AC 400 V 穩(wěn)定電源系統(tǒng)、單相 AC 100 V 穩(wěn)定電源系統(tǒng)、單相 AC 220 V 穩(wěn)定電源系統(tǒng)、DC 100 V 電源系統(tǒng)，可以為該型車復雜的用電設備供電。另外，輔助電源擴展供電技術使一臺變壓器或者輔助電源出現故障時，另一臺變壓器或者輔助電源給負載供電，保證了列車安全運行和旅客乘坐的舒適性?？傊?，輔助電源系統(tǒng)是現代高速動車組技術重要的組成部分，是維護列車許多重要功能必不可少的。

20211112_618df3586af8e__CRH380A型動車組輔助電源供電分析