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摘要：采用直-交供电方式、从主整流器中间直流环节处取电，采取逆变器并联向三相交流母线供电方案较优。我国在发展高速铁路动车组技术时，首先要结合我国技术水平，先进技术吸收转化，应用到我国特色的动车组上。具体辅助供电系统的设计还要从辅助供电系统的变流方式、电压制式、及工作模式多方面综合考虑拟定。
关键词：高速动车组；辅助供电系统；应用；故障处理
1辅助供电系统变流方式比较
1.1采用直-交供电模式分析
CRH1型动车组采用了多逆变器设计，直接并联到三相交流母线，这样的设计比CRH3、CRH5的分单元并联，接触器切换的方案更好。由图可知，在可辅助供电系统总负载功率相同前提下，CRH1型车的逆变器设计容量更小。但是也存在一些问题有待解决，如逆变器之间环流、与交流母线并网的问题。CRH5先经过直-直变换后在进行直-交变换可以降低逆变器开关管的应力；直-直变换所用的高频变压器体积小，节省直-交变流器的体积和重量。
1.2采用交-直-交供电模式的分析
CRH2型动车辅助供电系统采用了冗余设计。当一台牵引变压器出现故障时，输出功率无法满足列车负载的需求。另一台牵引变压器能通过辅助绕组向全车供电，供给那些非稳压的负载设备供电，如电加热系统等。此设计可以降低牵引变压器的额定功率，从而减少设备成本。但增加了主变压器的体积和重量，直接增加了整车的重量，另外牵引变压器辅助绕组和二次绕组存在着耦合会影响辅助绕组的输出电压。
2关于CRH380A型高速动车组辅助供电系统组成简介
2.1辅助电源装置
辅助电源装置是向牵引变流器、牵引变压器及牵引电机
等冷却系统中的通风机以及辅助整流控制装置等输入3相交流400V、50Hz电压的设备，辅助电源装置安装在动车组4个车辆的车底部，辅助整流装置安装在1、8车的车底。辅助电源装置上内部还安装有能够把牵引变压器的3次侧输出的交流400V电压转变为交流100V电压的辅助变压器。辅助整流器是对辅助电源装置的输出AC400V、3相交流电进行整流，提供DC100V（温度高于-25℃时）/DC112V（温度低于-25℃时）电源的装置。并且，还内置有能将辅助电源装置输出的AC400V电压变压为AC100V的变压器，和变压为AC220V的变压器。辅助电源装置是由输入变压器、输入滤波电容器、输入滤波电抗器、变频器、逆变器、输出滤波电抗器、输出滤波电容器、辅助变压器等构成。辅助整流器箱是由整流器用变压器、辅助整流器、2个辅助变压器等构成。辅助电源装置接收来自牵引变压器3次绕组输出的AC400V单相50Hz的电源，并经过内部的变频器转变成直流控制电源，输出的直流控制电源再经过内部的逆变器转换成交流400V、3相50Hz的定压电源，然后向车内用电设备提供电源。定压电源还会经过辅助变压器进行一定的变压，转换成交流100V50Hz、交流220V50Hz的定压电源提供给控制器及插座。辅助整流装置是用整流器用变压器将辅助电源装置的稳压三相AC400V/50Hz输出进行变压后，通过结构为3相全波整流电路的辅助整流器来输出DC100V（温度高于-25℃时）/DC112V（温度低于-25℃时）。输出的电压值取决于整流器用变压器的输入原边绕组，通过改变输入绕组，可改变辅助整流器的输出电
2.2单相逆变电源
本产品用于时速350公里速度级动车组上，给乘客提供220V/AC的电压，方便乘客用电设备的使用，如笔记本电脑、手机充电器等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆单相逆变电源输入侧通过断路器与车上蓄电池DC100V相连，采用功率元件IGBT高频逆变，通过高频变压器隔离升压后的DC320V送入逆变部分，逆变部分又通过控制逆变IGBT桥就产生了PWM的调制电压。此电压经过正弦波滤波器后输出正弦波单相交流电压220V/50Hz。输入过欠压保护、自身过热保护、过载保护、输出短路保护。
2.3蓄电池
高速动车组的车载碱性蓄电池主要应用在设备控制、应急照明和车辆无线。每列车共计4辆车组按照蓄电池，其中2辆车组各安装一组蓄电池，2辆车组各安装两组蓄电池，共计6组蓄电池。当动车组无高压电时，蓄电池能够提供辅助设备至少持续工作1个半小时的电量；在这个过程中，蓄电池同时能够给车内灯具、广播通话设备、车外头灯等提供2小时以上的供电，方便了动车组的检修，并在突发情况下，给乘客提供一个舒适的环境等待救援。动车组蓄电池在车辆接通高压电时通过车辆线路进行充电。特别需要注意的是当蓄电池电压低到87V时，这可以在司机室电压表或监视显示器上查看，需要即可给车辆升弓接通高压电进行充电或者拔取动车组主控断开车辆的全部用电设备，从而保证动车组可以正常起动。动车组采用每组额定容量为100Ah的AFB6M100B型碱性蓄电池。高速动车组碱性蓄电池具有三大特点，可以确保满足相应的技术条件：（1）碱性蓄电池具有深度放电的特点碱性蓄电池在使用中放电率可以达到设计容量的100%，并且这不会损坏蓄电池，不影响蓄电池的使用寿命。（2）碱性蓄电池具有良好的低温放电性能当处于零下40℃时，高速动车组碱性蓄电池放电量可以达到额定容量的50%以上。（3）碱性蓄电池具有符合实际使用的设计容量高速动车组碱性蓄电池的实际设计的容量值是110Ah，额定容量值是100Ah，存在10%左右的富余容量，这样可以满足高速动车组的最大负载容量的要求。
3CRH38OA型高速动车组辅助供电系统典型故障案例及处置
高速动车组辅助供电系统经常发生辅助电源装置故障（代码135），现在我们对此典型故障的处理步骤进行讲解：通过BKK扩展供电，判断故障点为APU本身还是其负载设备故障。（1）通过司机台RS复位及断【辅助电源装置控制】NFB，观察故障是否消除。若未消除，进行步骤（2），若故障消除，执行步骤（3）。依次对APU所带各负载风机（牵引变流器送风机1、2、3，牵引电机送风机1、2，牵引变压器送风机、牵引变压器油泵、辅助电源装置送风机、电动空气压缩机、电茶炉进行排查，测量各负载三相阻值、相间阻值、确定故障负载。若执行（1）、（2）步，故障消除，确认故障负载后，更换故障负载设备，并进行相关实验。检修模式下辅助电源装置故障及其子故障记录。下载TBDR/DRWTD数据，确认故障时刻网压、是否过分相、故障后司机RS复位情况。通过DRWTD数据，查询故障时刻三次侧电压，换算网压，以及过分相信息、RS复位信息。下载DRWTD数据及辅助电源装置故障数据需使用专用电脑。检查辅助电源装置机箱电气连接器状态，确认电气连接器是否松动、缩针、弯针、电蚀等。如发现连接器异常，需分析是否为电路原因导致，对辅助电源装置内部电路、车上相关电路进行绝缘、导通测试。
4结论
本论文通过对CRH380A型高速动车组辅助供电系统进行介绍，通过逻辑控制理论、关键部件的设计原理及实际应用故障处理情况，突出了辅助供电系统设计的合理性，同时，也对辅助供电系统日常运营中发生的故障，如何处理进行了专项描述，使得人们对CRH380A型高速动车组辅助供电系统有了更深刻的理解。
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论文作者:刘星生，薛淑发，崔磊
论文发表刊物:《科技新时代》2018年12期
论文发表时间:2019/2/18
标签：车组论文; 供电系统论文; 蓄电池论文; 变压器论文; 装置论文; 电源论文; 故障论文; 《科技新时代》2018年12期论文;