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1、,DC600V互备供电原理及应用,2009年3月,2,唐山轨道客车有限责任公司售后服务中心张树森2009年10月,3,处理车辆故障首先要弄清楚其工作原理，才能用正确的方法解决故障，如果处理故障的方法不得当，其它问题会接踵而来，所以处理故障要用正确的方法。在我们售后流行一句话叫做：一流员工找方法，末流员工找借口,4,DC600V车下电源箱标准配置介绍 标准配置客车车载电源箱内安装有两台容量及硬件结构完全相同的35KVA逆变器和一台容量为15KVA的隔离变压器，两个逆变器分别编号为1号逆变器和2号逆变器，两个逆变器在硬件结构和容量上完全相同，控制软件采用一直性设计，只是逆变器内部配线稍有不同，正常
2、情况下，15KVA的隔离变压器作为2号逆变器负载，在故障状态下，通过热备转换板控制逆变器输出接触器和转换接触器的相应动作来实现逆变器的负载切换功能。,5,当出现故障时，可以自动实现电气上的完全隔离及故障转换。过无电区时，逆变器失电停止工作，过无电区后按VVVF软启动至50HZ,恒频恒压输出，启动时间应不大于15s,两次启动输出延时的间隔时间为5560s。2个逆变器之间互为热备，当一台逆变器发生故障造成停止输出时，另外一个逆变器将取代该故障逆变器，为车辆上的部分负载供电。具体控制逻辑如下： 逆变器1故障后，该故障信息将同时送给另一个逆变器2和车辆控制器 。,6,逆变器2接收到逆变器1故障信号后，
3、将先停止工作，并向车辆控制器发出一个“减载信号”，同时切断逆变器1的控制电源 逆变器2闭合互联接触器KM3 约30s后，逆变器2重新启动，为车辆部分负载供电 控制装置采用标准机箱，应用单片机控制技术或一个双处理器系统，对外部指令识别、系统状态判定、故障诊断及显示实行全面的管理、控制，通过RS485接口与LONWORKS网关相连，实现与列车网络系统的互连，可方便地进行网络集中控制和信息查询，与外部进行信息交换。该逆变器采用模块化设计，整体散热、全密封结构，可用于环境较恶劣的场合,7,当某一台逆变器发生故障造成停止输出时，另一台逆变器也同时停止输出，如果是可自恢复性故障，则两台逆变器都延时60秒钟
4、重新启动，如果是不可恢复性故障，则两台逆变器的联络接触器KM10吸合，同时给出逆变器减载信号（211），然后延时30秒正常的逆变器重新启动。DC600V车下电源箱简配介绍 简配客车车载电源箱内安装有一台35KVA的逆变器和一台容量为15KVA的隔离变压器，逆变器编号为1号逆变器，15KVA的隔离变压器作为1号逆变器负载，在故障状态下，通过和邻车进行配对，用热备转换板控制临车的逆变器输出接触器和两节车转换接触器的相应动作来实现逆变器的负载切换功能。,8,装配一台35kVA逆变器的减配客车在车辆编组后，必须通过综合控制柜内互备供电控制转换开关SA6的选择将减配客车两两一组进行组合，组成互备供电车组
5、(选择方法：将两辆相邻单逆变器车的控制柜内互备供电控制转换开关SA6分别选择到两车相邻接的一端。)。 当有减配客车本车装配逆变器发生不可自恢复故障且无法正常工作时，通过同一互备供电车组内两车逆变器与综合控制柜的控制配合，自动完成由正常减配车的逆变器输出3AC380V电源,9,供故障减配客车与正常减配客车交流负载共同使用，两车空调系统自动控制模式下制冷工况非全载运行，实现互备供电车组的3AC380V互备供电。 控制柜“车下电源”画面显示相应逆变器信息，单逆变器车供电模式显示为“扩展供电”、“扩展受电”、“正常模式”、“互备供电”，双逆变器车供电模式显示为“正常模式”、“互备供电”。 当同一互备供
6、电组合内的两台单逆变器均故障时可人工干预，操作转换开关SA6重新与相邻未故障单逆变器车进行组合。,10,25G型DC600V简配客车AC380V互备供电方案是在2008年10月确定，较为以前正常配置客车有一下改动： 25G型DC600V供电简配客车硬卧车、软卧车采取临车互备供电，提高逆变器供电的冗余性、可靠性以保证乘客乘车的舒适性。 25G型DC600V供电简配客车硬卧车、软卧车增加了AC380V电力连接器（型号:KC8-4),11, 连接器插座的车体配线采用了3根1X10MM电缆与DC600V车下布线共槽铺设，在1X35KVA逆变器箱体内增加了6片一进两出端子处并接。,12, 车辆间新增互备
7、供电的控制信号线，采用39芯通信连接器的22、28芯。,13, 车辆间新增互备供电的控制信号线，采用39芯通信连接器的22、28芯。,14, 简配客车硬卧车、软卧车1X35KVA逆变器增设互备供电接触器及其配线，端子，增设互备供电请求信号与互备供电允许信号，与逆变器网管通信协议中增加了逆变器供电模式内容（包含在故障代码中），修改了逆变器的网管程序。,15, 简配客车硬卧车、软卧车电器综合控制柜内增加了逆变器减载继电器、互备供电转换开关及其配线、接线端子，信息显示触摸屏中增加了逆变器供电模式的内容。,16, 修改了PLC、触摸屏、LonWorks网关控制程序、逆变器通信协议的条件及互备供电逻辑时
8、序控制和电器综合控制柜的电器原理图的改进。,17,25G型DC600V供电客车（减配客车为车下辅助电源仅设一台35KVA逆变器的车型，如硬卧车、软卧车，标准配置客车为辅助电源装配两台35KVA逆变器），当本车逆变器发生故障时造成本车的交流3AC380V负载无法工作，3AC380V电源无冗余性，这将严重影响整车的电器系统的可靠性。 在仅装一台35KVA逆变器的车型上，增设了3AC380V互备供电功能。,18, AC380V互备供电部分的组成 在仅装一台35KVA逆变器的车型上增加了4芯电力连接器（型号：KC8-4)，控制线采用的是39芯通信连接器内的备用线，其通信线定义如下：一位端39芯通信连接
9、器的22芯定义为42A 一位端39芯通信连接器的28芯定义为197A 二位端39芯通信连接器的22芯定义为42B 二位端39芯通信连接器的28芯定义为197B,19, 逆变器内部3AC380V输出线上增设了一位端互备供电接触器KM66和二位端互备供电接触器KM68，原交流供电输出接触器定义为KM67。 增设了互备供电请求信号线43（包含隔离二极管VD5)及供电请求信号接收线42 增设了互备供电允许信号发送线196（包含隔离二极管VD6)及允许信号接收线197 增设了互备供电接触器驱动信号160 互备供电接触器驱动选择信号160A、160B 电器综合控制柜内增设了互备供电控制转换开关SA6,20
10、,43、42、196、197、211、160、160A、160B、42A、42B、197A、197B所有新增信号线电源为DC110V+ 极性信号 一位端与二位端的39芯通信线连接器的22芯、28芯在车体同侧是分断的,21,上图为互备供电客车编组要求示意图，图中=标示连接；X标示不可连接,22,3AC380V电力连接器和连接插头技术规格是： 额定电压：AC500V 额定电流：AC100A 防护等级：1P55 车体配线： 连接器插座各采用3根1X10mm电缆与DC600V车下布线共槽铺设，在逆变器箱体内增加了6片两进两出端子处并联,23,3AC380V互备供电部分功能 可互备供电的25G型DC60
11、0V供电客车在本车装配的逆变器正常工作且未收到互备供电请求信号时，互备供电部分不投入工作 当有简配客车装配逆变器发生不可自恢复故障且无法正常工作时，通过逆变器与综合控制柜的配合，使简配故障车与简配临车构成互备供电车组（仅能选择一辆临车），由正常减配车的逆变器输出3AC380V电源，实现互备供电车组的互备供电，互备供电车组的空调系统自动控制模式下制冷工况非全载运行,24, AC380V互备供电部分控制逻辑 当简配客车本车装配逆变器发生不可自恢复故障且无法正常工作时，向电器综合柜发出逆变器硬线故障信号301、消除逆变器正常信号201，通过网路发送相应的故障代码，切断本车逆变器交流输出接触器KM67
12、，操纵电器综合柜内的互备供电转换开关SA6，向选择的一位端或者二位端临车发送互备供电请求信号43,25, 操纵被选择的临车控制柜内互备供电控制转换开关SA6，使其与故障车构成互备供电车组 互备供电车组选择的原则： 将故障车与扩展供电车的控制柜内互备供电控制开 关SA6分别选择到两车相邻的一端。,26,车辆编组后，通过转换开关SA6的选择将简配客车两两一组进行组合，当同一互备供电车组内的两台单逆变器均故障时就需要人工干预，操作转换开关SA6重新与相邻未发生故障车组进行组合。 为了保证软卧车旅客的舒适性，软卧车尽可能不向临车扩展供电 被选择的临车收到互备供电请求信号42且逆变器工作正常时，停止本车
13、逆变器工作，发出互备供电允许信号196，发出160驱动信号吸合互备供电接触器KM66或者KM68,27,发出减载信号211到综合控制柜内的中间继电器KA18，逆变器延时30秒钟后重新启动本车逆变器 故障车在收到互备供电允许信号197后，发出160驱动信号吸合互备供电接触器KM66或者KM68，发出减载信号211，当临车正常逆变器重新启动后，就实现了两辆相邻简配客车的3AC380V互备供电，同时两车逆变器通过网络向各自的综合控制柜发送相应的供电模式代码（包含在故障代码表中），综合控制柜触摸屏正确显示逆变器及供电模式状态。,28, 当简配客车收到互备供电请求信号42而本车逆变器故障时，对互备供电请
14、求不予应答 正常简配客车在扩展供电中，若互备供电请求信号42消失，立即停机，消除160驱动信号，释放互备供电接触器KM66或者KM68，消除互备供电允许信号196，消除减载信号211，逆变器在延时60秒钟内若仍未收到互备供电请求信号42,则结束扩展供电模式，正常启动逆变器，进入本车正常供电模式,29, 若重新收到互备供电请求信号42，则重新进入本车扩展供电模式 故障车在扩展受电过程中，若互备供电允许信号197消失，则立即消除160驱动信号释放互备供电接触器KM66或者KM68，保持发送互备供电请求信号43及保持释放本车逆变器交流输出接触器，等待互备供电允许信号197 故障车逆变器发出互备供电请
15、求信号43后，原则上在同一个供电区不再检测本车逆变器是否恢复正常,30,当经过一个分项区后，重新检测本车逆变器是否恢复正常，若恢复正常，则消除160驱动信号释放互备供电接触器KM66或者KM68，消除互备供电请求信号43，延时30秒钟后，逆变器正常启动 电器综合控制柜在逆变器AC380V互备供电（扩展供电与扩展受电）模式下根据211减载信号控制本车空调系统制冷工况非全载运行,31, AC380V互备供电的设计 车体部分 每辆车的端部各增加了一只AC380V电力连接插座 逆变器部分 逆变器增加了互备供电接触器及其配线、端子，增加了互备供电请求信号与互备供电允许信号，与逆变器网管通信协议中也增加了逆变器供电模式内容，同时修改了逆变器网管程序 为了避免逆变器控制电路失效时，不能发出扩展供电请求，互备供电控制部分是独立的控制电路来完成的,32, 扩展互备供电电路有本车监控逆变器正常、故障、减载等工作状态以及交流输出接触器KM67、互备供电接触器KM66或者KM68的状态，并监控扩展供电请求、扩展供电允许信号，进行逻辑判断并连锁控制。避免出现两台互备供电车组的两个逆变器并联输出故障 减载信号211是由两个扩展供电接触器辅助触点给出的,
