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1、一、辅助供电系统组成与功能一、辅助供电系统组成与功能（一）辅助供电系统概要（一）辅助供电系统概要辅助供电系统通过受电装置从接触网/三轨获得DC1500V高压电，辅助供电系统电路示例如图4-1所示：图4-1 辅助供电系统电路图1. 辅助供电系统通过受电装置从接触网/三轨取得DC1500V电压。 2. 通过充电机熔断器BCM向充电机提供DC1500V电压。 3. 通过辅助熔断器、线路电抗器向辅助逆变器ACM提供DC1500V电压。 4. 通过环路馈电熔断器和环路馈电接触器向另一单元车的辅助供电系统提供DC1500V电压。 （二）辅助供电系统设备组成（二）辅助供电系统设备组成以常见的6编列车为例，辅
2、助供电系统以3节车单元为完整的供电系统，6节车单元是由2组3节车单元组成的，主要由以下设备组成： 1. 辅助逆变器（2个），包括充电电路，ACM模块，风扇控制单元，三相变压器，三相电抗器，三相电容器。 2. 蓄电池充电机（2个）。3. 蓄电池（2个）。 4. ACM线路电抗器（2个）。 5. 其它控制电器，包括充电机熔断器（BCM），辅助供电系统熔断器，环路馈电线路熔断器，三相断路器，单相断路器，接触器等。（三）辅助供电系统基本功能介绍（三）辅助供电系统基本功能介绍辅助供电系统是地铁或轻轨车辆上的一个必不可少的关键的电气部分，它主要包括辅助交流供电、直流控制供电和车间电源三部分。1.辅助交流供
3、电辅助交流供电辅助供电系统是向列车提供交流380V和低压110V的供电系统，系统主要包括：(1) 辅助逆变器：将直流DC1500V逆变成三相交流380V/50Hz。(2) 辅助电路环路馈电列车线。 (3) 蓄电池充电机：将直流DC1500V转换成110V直流电源。(4) 蓄电池。(5)所有控制器、断路器、接触器、电容器、电抗器、电阻器和其它电气、机械装置和附件，包括这些设备的机箱。辅助供电系统目前有以日韩的集中供电方式及欧洲西门子及庞巴迪等的分散供电方式。对于集中式辅助供电，全列车配置两套辅助变流器，一般安装在拖车。全列车的AC380V干线有两种故障供电方式：扩展供电、交叉供电。扩展供电的AC
4、380V干线在正常供电时不贯通全列车，每套辅助变流器各负责一个单元内的AC380V供电，有当一套设备故障时，另一套正常运行的辅助变流器通过扩展供电装置为全列车提供AC380V供电，此时AC380干线贯通全列车，且全列车的空调系统转为半功率运转。交叉供电则是有两路贯通全列的AC380V干线，两套辅助变流器单独负责一路供电，每辆车的空调负载各有一半分别连接至两路AC380V干线。出现单台辅助变流器故障时，全列车的空调系统转为半功率运转。交叉供电的线路较为复杂，使用较少。以上两种供电方式适用于两个车辆单元的4编或6编城轨列车，如果列车配置有三套辅助变流器时线路以及故障供电的控制方式将变得复杂。伴随辅
5、助供电技术的发展，现在逐渐采用并网供电方式，即两套辅助变流器并联接至AC380列车干线，共同向全列AC380负载供电。此种方式简化了线路、接触器等电路元器件。分散式的辅助供电系统，为全列车的每辆车都带有辅助供电装置，三相电源采用相邻车辆交叉供电的方式，一旦某台供电装置故障，其与相邻车辆的空调系统转为半功率运转。广州地铁2/8线车辆及杭州地铁1号线车辆，采用西门子的分散并网6台辅助逆变器供电方式，提高了系统的可靠性，即使其中一台辅助逆变器出现故障也能保证车厢内空调系统的正常运转。每辆Tc车设两台辅助逆变器(其中一台辅助逆变器带充电机，另一台辅助逆变器不带充电机)。每台辅助逆变器有一组三相三线输出
6、，全车4台辅助逆变器三相输出并联，构成一路AC380V列车母线，通过并网供电的方式给全车的交流负载提供AC380V/50Hz的电源。每辆车设置一个AC380/220V 50Hz变压器（输出容量为3kW），提供AC220V电源输出。AC380V主要用于空压机、空调、牵引设备的通风， AC220V用于客室LCD，方便插座和加热设备。高压DC1500V配电线路如图4-2所示。Traction inverter牵引逆变器牵引逆变器 BTC.蓄电池充电蓄电池充电 Aux inverter.辅助逆变器辅助逆变器图4-2 DC1500V主回路线路图AC380V由每台辅助逆变器输出一组三相三线，全车4台辅助逆
7、变器三相输出并联，构成一路AC380V列车母线，通过并网供电的方式提供输出电源。AC380/220V配电线路如图4-3所示。图4-3辅助供电线路图2.直流控制供电直流控制供电DC110V负载分为正常 (非关键)和紧急(关键)负载，正常负载与紧急负载如表4-1所列： 表4-1正常负载与紧急负载 正常负载(非关键) 紧急负载(关键) 正常照明 紧急照明 乘客信息显示系统 头灯和尾灯 雨刷 紧急通风ATC / TCC 通信防滑 车载无线电台列车控制 门控TCC有关单元 充电机（集成在其中一个辅助逆变器内部）或蓄电池输出DC110V。敷设三条正母线和一条负母线。三条正母线分别为一条贯穿全列的列车正常供
8、电母线，一条贯穿全列的列车紧急供电母线，一条永久供电母线。永久母线为休眠模式下的负载供电，主要为本车的列车联挂控制和列车唤醒控制低压检测继电器、蓄电池电压表。其他两条母线给其他DC110V负载供电。在休眠模式下，充电机不向DC110V母线供电。一台充电机只给一个蓄电池组供电，每组蓄电池能够手动和充电机分离。在唤醒模式下，当充电机不工作时，蓄电池能给紧急负载供电45分钟。当两组蓄电池电压均低于84V时，蓄电池和负载断开，列车延迟30s进入休眠。蓄电池配置在每辆Tc车上。低压DC110V配电线路如图4-4所示图4-4 DC110V配电线路3.车间电源车间电源在充电机不工作，需要长时间接通DC110
9、V电源供给车辆使用时，可通过外接库内DC110V可移动电源获得。(1)库内DC110V可移动电源电气特性：额定输出电压：DC110V2%；输出电压范围：DC77132V；额定容量：约17kW(2)操作说明：操作说明：先将蓄电池隔离开关均置于隔离位，然后断开准备使用的库内DC110V可移动电源，以确保该库内DC110V可移动电源无电压输出，由专业操作人员将正极连接至Tc车低压箱内的汇流排，负极连接至Tc车低压箱内的汇流排，连接完成后，需确认无任何人员在进行列车的任何操作，然后再接通库内DC110V可移动电源。（一）正常供电模式（一）正常供电模式 1.辅助电源正常工作模式启动条件 (1)当母线高压
10、有电和司机控制器未锁上或者高压母线在司机控制器锁上后一直保持有电状态。 (2)辅助设备特别是辅助逆变器和蓄电池充电器没有故障。 在正常工作模式下所有的AC和DC负载都得到供电。这种模式在3车单元和6辆编组列车中都可正常工作。三、辅助供电系统供电模式三、辅助供电系统供电模式2.三车单元的供电模式：三车单元的供电模式：(1)为了3车单元维修方便，3车单元中所有的AC负载可以由本单元的辅助逆变器供电。 (2)在C车上装有一个交叉接触器，它把第一辅助用电系统同第二辅助用电系统相联。 (3)通过半自动车钩的辅助触点，列车回路以及交叉接触器就形成了一个联锁电路，它可以确保把两个AC380V 用电系统连接在
11、一起(只能在3车单元中实现)。 (4)两个3车单元要联挂在一起组成一组可正常运转的车(6辆编组单元)时，这种交叉连接自动断开。 二、降级供电模式二、降级供电模式1.降级的辅助供电模式只可以在6车单元中使用。此模式在以下条件满足时启动： (1)当母线高压有电和司机控制器未锁上或者高压母线在司机控制器锁上后一直保持有电状态。 (2)辅助设备故障。 2.蓄电池充电机故障 (1)如果一个蓄电池充电机故障，将由另外一个蓄电池充电机给全部6车供电而无时间限制。充电机故障所在车的蓄电池不会放电，连接DC110V列车线的二极管起阻隔作用。 (2)列车可不受限制地继续运行。3.一个辅助逆变器故障如果一个辅助逆变
12、器故障，另一个辅助逆变器给以下设备供电：(1)牵引设备的外部冷却风扇； (2) 每车一个空调单元； (3) 空压机。 4.连接AC380V列车导线的接触器自动地连接。（三）紧急供电模式（三）紧急供电模式 1.辅助电源的紧急工作模式在满足以下条件时启动： （1）高压母线没电 （2）司机控制器未锁上 这个模式可在3车单元和6辆编组列车中使用。 2.在没有高压输入整列车的条件下，蓄电池必须给下列负载供电45分钟： （1）全部的紧急照明。 （2） 全部的头灯和尾灯。 （3） 全部的通信(广播，车载无线电台)。 （4） 总线网络的关键功能部分。 （5） 50% 的通风 (蒸发器的风扇)。 （6）45分钟
13、后开关门一次。 在紧急供电模式下，列车不能继续运行。如果司机控制器锁上，那么辅助电源紧急供电模式关断，蓄电池备用模式启动，这意味着列车控制和空调(包括通风)关断。 依据电客车司机和车辆检修员职业资格标准，本项目检修根据电客车检修过程设计学习性的任务，以学生动手训练和自主学习为主,共分为三个学习任务，辅助逆变器的检修、蓄电池的检修、照明系统的检修任务一任务一 辅助逆变器的检修辅助逆变器的检修【任务要求】【任务要求】1.能掌握辅助供电系统的主要组成及作用。2.能说出城市轨道交通车辆辅助逆变器的用途及结构。3.能规范检查辅助逆变器的基本技术状况。4.独立进行辅助逆变器的检修。【任务准备】【任务准备】
14、1.场地准备：城轨车辆实训中心，多媒体教学设备。2.工具准备：扳手，棘轮13，红色线号笔。3.材料准备：硬刷，压缩空气，橡胶密封条，粘结剂1521、润滑油，清洁剂。4.建议课时：6课时。【知识导航】【知识导航】一、概述一、概述每节车都有一个辅助逆变单元DC/AC（共六个）；把DC1500V的直流电转换为三相380V交流电提供给空压机，空调设备，设备通风装置，司机室通风装置以及220V方便插座。每个B车一个DC/DC（共两个） ,与B车辅助逆变器集成在一个箱体，把DC1500V的直流电转换为110V直流电，为整列车提供110V直流电源，并负责给列车蓄电池充电。辅助逆变器是把直流电转变成交流电（一
15、般为220V/50Hz正弦或方波）。应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲，辅助逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。二二辅助逆变器的位置辅助逆变器的位置辅助逆变器在车上的位置如图4-1-1所示。图4-1-1 辅助逆变器的位置辅助逆变器是B车地板下设备的一部分。三三技术参数技术参数(一一)机械参数：机械参数：总体积 （长 x 宽 x 高). 3,400 mm x 1,960 mm x 687mm重量. 2,385 kg冷却类型. 强迫风冷(二二)电气参数：电气参数：输入：直流 1500 V额定电压. 直流1,500 V最低电压. 直流1,000 V最高电压（
16、连续满负载）. 直流1,800 V最高电压（短时满负载）. 直流1,950 V（5min）额定输出功率. 144 kW输出1和输出4：三相交流 400 V，50 Hz输出电压. 三相交流400 V输出频率. 50 Hz 1 %额定输出. 144 kVA输出3：直流 110 V输出电压. 直流110 V电压限值. 直流77 V 直流 137.5 V额定输出. 2x16 kW输出电流. 2x145 A 四、四、 辅助逆变器的组成部件辅助逆变器的组成部件(一)应用1、 VA 1 2、 VAC 2 3 、 空气压缩机 4、 牵引设备箱 1 5、 牵引设备箱 6、辅助装置箱 7、辅助逆变器 1 8 、辅助逆变器 2 图4-1-2 三相 380 V AC 电路如图4-1-2辅助逆变器包含供电系统所需的所有零部件，其中也包括充电器。辅助逆变器设备箱装在B车的地板下面，它包含两个几乎完全冗余的辅助逆变器（7）和（8）。如所示图9.2所示。两个蓄电池充电器模块共同向蓄电池输出电路馈电。如果其中一个充电器发生故障，第二个充电器仍可提供额定功率的直流电。辅助逆变器接口、紧急启动蓄电池、蓄电池充电器输出电路和
