动车组辅助电气系统及设备--概述
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动车组辅助电气系统及设备01-概述、配电系统
第二节 动车组电气设备 CRH1型动车组
1、CRH1动车组主要辅助电气设备的布置
CRH1动车组组成
5动3拖，分为3个供电单元
青岛四方-庞巴迪-鲍尔 铁路运输设备有限公司 和瑞典庞巴迪运输有限 公司合作设计制造
车辆
1
2
3
4
5
6
7
8
代号
Mc1
Tp1
M1
M3
Tb
M2
Tp2
Mc2
受电弓
0
1
0
0
0
0
1
0
拖车
车辆
1
2
3
4
5
6
7
8
代号
T1c M2 M1 T2 T1k M2 M1s T2c
受电弓
0
0
0
1
0
1
0
0
变压器
0
1
0 0(1) 0
1
0
0
牵引变流器
0
1
1 0 (1) 0(1) 1
1
0
牵引电机
0
4
4 0(4) 0(4) 4
4
0
辅助电源装置 1
0
0
0 0(1) 0
0
1
制动单元
1
1
1
1
1
1
1
1
蓄电池箱
0
1
2
3
4
5
6
EC01 TC02 IC03 BC04 FC05
IC06
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
动车组辅助电气系统浅析
动车组辅助电气系统浅析摘要：对于动车组中的电气系统，是动车处于安全稳定状态下以及旅客在出行方面舒适度的重要保证，由牵引动力系统和辅助电气系统组成。
而用电设备和供电装置作为动车组辅助电气系统中的重要组成，是该系统不可或缺的组成要素，因此本文就动车组辅助电气系统的运行分析探讨，具有一定的现实研究意义。
关键词：动车组；辅助；电气；系统1.动车组辅助电气系统特征动车组在运行期间，除了需要充足的电能为牵引力提供能量之外，动车组运行期间所用到的各项设备，其中有空调装置、餐车设备、旅客服务设施等需要辅助电气系统来为其运行提供电源。
因此，如果动车组中没有设置辅助电气系统，就会导致动车内部大部分电气设备无法正常运行，也就对整个动车组运行效果以及内部环境质量产生相应重大影响，以上足以表明辅助电气系统在动车组中的应用有着至关重要的作用。
这主要是因为动车组结构复杂、功能繁多，且各部分所需电能等级要求也存在相应差别。
从整体上来看动车组电量使用情况，旅客服务设施中的充电区域对电能使用需求量相对占比较小；而餐车相关设施、空调装置等方面却需要用到大量电能，因此要想在上述比较复杂的动车组环境下做好电能供应这项工作，本身就非常复杂，这也就使得辅助电气系统本身也因此存在相应复杂特征，需要结合动车组各电气设备的工作需求、配电系统电量使用要求等多方面因素来做到针对性供电。
2.动车组辅助电气系统的运用2.1电气系统布线2.1.1前期准备工作在正式开展电气系统布线作业前，首先要做的就是针对布线作业做好相应的准备工作，准备工作是否充分，是后续布线作业能否顺利开展的根本保障。
对于前期准备工作具体如下，相关布线作业人员应掌握设计图纸，然后根据设计图纸中的内容对车内线路进行详细探查作业，探查的目的是确保设计图纸中的各处位置能够与电气零件建立之间为对应关系，最后再将电气零件与动车组内部所处具体位置相对应，以此为后续布线作业奠定基础。
2.1.2.线束敷设作业其一，对线束进行分类，对此可根据动车组成结构进行划分，例如车顶、车身、车下；也可以根据动车内部设施进行划分，例如电力、空调、牵引等系统。
《动车组辅助设备》课件 项目一 动车组辅助电气系统
03
制作放电电阻。可利用空的铁质
汽油桶制作一个水电阻，作为吸
收蓄电池放电电能的负载。
02
于1 h为高放电率，用字母“G〞表示；1～5 h〔含1 h〕 为中放电率，用字母“Z〞表示；5 h〔含5 h〕以上为
低放电率，不用字母表示。
03 放电终止电压：蓄电池放电终止、不宜再继续放电时的 负载电压。
1.3 动车组辅助电源装置
➢ 1.蓄电池
2．蓄电池的组成及特点 常见的蓄电池有铅酸蓄电池和镍镉
04
1.3 动车组配电系统
➢ 1.车体配线
2．配线电缆线号 为了方便接线和检修
，车体配线均采用线号标 记，不同车型的车体配线 线号编号规那么也不相同 。以CRH2型动车组列车 为例，其车体配线线号的 编号规那么如图1-3所示 ，具体的线号配置如表12所示。
图1-3 CRH2型动车组列车车体配线线号的编号规那么
1.2 动车组辅助供电系统
➢ 3.动车组辅助供电系统的负载
表1-1 各型动车组辅助供电系统的负载
1.2 动车组辅助供电系统
➢ 3.动车组辅助供电系统的负载
表1-1 各型动车组辅助供电系统的负载〔续〕
1.3 动车组配电系统
➢ 1.车体配线
〔一〕配线电缆布置与连接特点
01
动力配线和照明配线 从车内配电盘引出， 车下主线输入的三相 交流电或直流电经配 电盘和配线接入负载。 在分配负荷时应尽量 保证三相负载均衡。
1.3 动车组配电系统
➢ 4.电气连接
4．电气连接 以CRH1型动车组为例，
其头车前端有一个125 A的插 头，用来连接外接电源，如 图1-10所示。
1.3 动车组配电系统
➢ 4.电气连接
CRH2动车组电气系统 ppt课件
第二节 电气设备 一、 CRH2动车组电气设备的布置与分类 二、电气系统试验
ppt课件
4
第一章 概述
第一节 辅助供电系统组成
一、辅助供电系统组成与分类
动车组辅助供电系统是指除为牵引动力系统之外的所有需要用 电的负载设备提供电能的系统，包括辅助供电系统和蓄电池系统。
辅助供电系统的负载设备包括：牵引电机风机，冷却塔风机， 主变流器冷却用水泵(或油泵)及风机，辅助变流器冷却风机，主变 压器油泵，空气压缩机，充电机及其风机，空调机及各种电动阀门， 车厢照明及各种服务性电气设备。
CRH2辅助供电系统与用电设备组成的方框图p2
ppt课件
7
第一章 概述
二、 辅助电气系统设备与容量
在决定供电系统的总容量时，必须考虑电气负载的 需要功率、功率因数、效率等因素。
一般的电气设备如电动机，在其产品目录和说明书 上都标有它的额定功率和效率。
该额定功率是指电动机在正常工作状态下，本身轴上 所具有的有效机械功率。
因此，电动机的需要功率（real power）等于效率除 有效机械功率，单位一般用kW表示。
ppt课件
8
第一章 概述
负载的功率因数是针对交流电路而言的， 其大小由负载的视在功率（apparent power）除需要功率得到。
视在功率等于负载的电压与电流的乘积， 单位一般用kVA表示。
供、配电系统中没有被利用的电能用无功 功率（reactive power）表示。
辅助系统还须为列车控制系统提供不间断安全电源。
ppt课件
5
第一章 概述
CRH2动车组辅助供电系统组成
8 辆车编组
T1c
M2
M1
(1)
(2)
ppt课件
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第一章 概述
第一节 辅助供电系统组成
一、辅助供电系统组成与分类
动车组辅助供电系统是指除为牵引动力系统之外的所有需要用 电的负载设备提供电能的系统，包括辅助供电系统和蓄电池系统。
辅助供电系统的负载设备包括：牵引电机风机，冷却塔风机， 主变流器冷却用水泵(或油泵)及风机，辅助变流器冷却风机，主变 压器油泵，空气压缩机，充电机及其风机，空调机及各种电动阀门， 车厢照明及各种服务性电气设备。
CRH2辅助供电系统与用电设备组成的方框图p2
ppt课件
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第一章 概述
二、 辅助电气系统设备与容量
在决定供电系统的总容量时，必须考虑电气负载的 需要功率、功率因数、效率等因素。
一般的电气设备如电动机，在其产品目录和说明书 上都标有它的额定功率和效率。
该额定功率是指电动机在正常工作状态下，本身轴上 所具有的有效机械功率。
因此，电动机的需要功率（real power）等于效率除 有效机械功率，单位一般用kW表示。
ppt课件
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第一章 概述
负载的功率因数是针对交流电路而言的， 其大小由负载的视在功率（apparent power）除需要功率得到。
视在功率等于负载的电压与电流的乘积， 单位一般用kVA表示。
供、配电系统中没有被利用的电能用无功 功率（reactive power）表示。
辅助系统还须为列车控制系统提供不间断安全电源。
ppt课件
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第一章 概述
CRH2动车组辅助供电系统组成
8 辆车编组
T1c
M2
M1
(1)
(2)
动车辅助供电系统课件
辅助供电系统为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空 气调节系统、采暖、照明、旅客信息系统、控制、广播、列车无线 等设备提供电源。
上 述 负 载 要 求 辅 助 供 电 系 统 具 有 包 括 三 相 AC380V 母 线 、 AC220V母线、DC110V母线等输出。
5
动车组 辅助供电系统
二、辅助供电系统工作原理 根据工作原理可以将辅助供电系统分为两类：
冬季负荷
夏季负荷
需要功率 视在功率 无功功率 需要功率 视在功率 无功功率
247kW
258kVA
76kVAr
226 kW 267 kVA 142 kVAr
27
➢8种不同工况下的供电系统容量。
4．400V总线上发生短路 在400V总线上发生短路时，控制系统将自动将供电系统转换到
“400V总线上发生短路”模式：发生短路车辆的一半负荷将断开 （在短路处），车辆另一半负荷的客室HVAC的供电量减少一半。
10
动车组 辅助供电系统 ❖牵引变流器直流环节辅助供电模式
牵引变压器 牵引变流器
CRH5动车组辅助供电系统工作原理示意图
11
动车组 辅助供电系统
第二节 CRH1动车组辅助供电系统
一、概述
CRH1动车组以Regina型动车组为原型车，通过公司内部技术 转移，由BSP公司在国内制造生产。动车组由8辆车组成，5动3拖， 组成3个列车单元，每个列车单元都有其完整的380V交流辅助供电 和110V蓄电池供电。编成后结构如图所示。
（1）交流部分：辅助逆变器、3-相变压器、 3-相滤波器、接地故障指示、三相外部电源连 接接触器、三相外部电源相序监视逻辑；
（2）直流部分：电池充电器、电池、用于电 源总线分配的接触器。
上 述 负 载 要 求 辅 助 供 电 系 统 具 有 包 括 三 相 AC380V 母 线 、 AC220V母线、DC110V母线等输出。
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动车组 辅助供电系统
二、辅助供电系统工作原理 根据工作原理可以将辅助供电系统分为两类：
冬季负荷
夏季负荷
需要功率 视在功率 无功功率 需要功率 视在功率 无功功率
247kW
258kVA
76kVAr
226 kW 267 kVA 142 kVAr
27
➢8种不同工况下的供电系统容量。
4．400V总线上发生短路 在400V总线上发生短路时，控制系统将自动将供电系统转换到
“400V总线上发生短路”模式：发生短路车辆的一半负荷将断开 （在短路处），车辆另一半负荷的客室HVAC的供电量减少一半。
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动车组 辅助供电系统 ❖牵引变流器直流环节辅助供电模式
牵引变压器 牵引变流器
CRH5动车组辅助供电系统工作原理示意图
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动车组 辅助供电系统
第二节 CRH1动车组辅助供电系统
一、概述
CRH1动车组以Regina型动车组为原型车，通过公司内部技术 转移，由BSP公司在国内制造生产。动车组由8辆车组成，5动3拖， 组成3个列车单元，每个列车单元都有其完整的380V交流辅助供电 和110V蓄电池供电。编成后结构如图所示。
（1）交流部分：辅助逆变器、3-相变压器、 3-相滤波器、接地故障指示、三相外部电源连 接接触器、三相外部电源相序监视逻辑；
（2）直流部分：电池充电器、电池、用于电 源总线分配的接触器。
CRH1型动车组辅助供电系统概述
CRH1型动车组辅助供电系统概述一、辅助供电系统功用1.辅助供电系统安装在每个动力车下方，分别设置一套辅助电源装置。
主要为空气压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源。
2.Ac25kV高压电输入主变压器，经过高压侧变流器输出l650V直流，经辅助逆变器输出三相AC380V和DC110V两路电源，为列车各设备供电见图6－1、图6－2。
二、辅助电源系统供电方式辅助电源系统供电方式有三种不同的供电模式。
(1)普通运行模式，普通牵引工况下从25kV接触网获取电能。
(2)回送模式，在没有25kV接触网电时，以牵引电机作为发电机，提供牵引EMU所需的辅助三项电源。
(3)外部电源供电方式，没有25kV接触网电压，牵引电机也不发电直接输入外部电源。
三、辅助电源系统正常供电模式与性能1.由25kV接触网获取电能，所有辅助变流器ACM全功能运行。
2.辅助用电设备全部都连接在辅助母线上。
3.没有负载切断。
四、辅助电源系统一个ACM停机时，供电模式与性能1.一个ACM停机时，由25kV接触网获取电能，因某种原因一个ACM断开，其他所有辅助变流器ACM全功能运行，辅助供电系统处于一个ACM停机模式。
2.此时5辆客车的HVAC的负荷比正常减一半。
3.保持有3辆车的HVAC轮流全功能运行供给全列车。
五、辅助电源系统至少2个ACM可用时，供电模式与性能1.由25kV接触网获取电能，因某种原因有两个或三个ACM断开，其他所有辅助变流器ACM全功能运行，辅助供电系统处于至少有两个ACM可用模式。
2.此时7辆客车的HVAC的负荷断开(除排废气风扇工作)。
3.无效司机室的HVAC的负荷断开，所有强迫通风的对流加热器负荷断开。
六、辅助电源系统400V母线短路时，供电模式与性能1.由25kV接触网供电，400V母线出现短路，辅助电源系统400V处于此模式。
2.辅助电源系统400V短路模式负载及性能。
(1)Tb车上隔离接触器自动断开，将短路电路部分分离，一半车辆的负载从400V母线上断开。
动车组辅助电气系统及设备--概述
外接电源插座的位置为每个基本单元车组中的拖车每侧一个。 向安装在底架上的设备供电的主要配电系统和配电盘设在底架 内的配电箱内。车内设备的配电盘置于地板面以上（在车的两端）。 司机室设备的配电盘置于司机室内。
第一章 概述
CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
CRH1设计人员计算了8种不同工况下的供电系统容量。 1．正常运行
第一章 概述
负载的功率因数是针对交流电路而言的， 其大小由负载的视在功率（apparent power）除需要功率得到。
视在功率等于负载的电压与电流的乘积， 单位一般用kVA表示。
供、配电系统中没有被利用的电能用无功 功率（reactive power）表示。
在决定供电系统的总容量时，最保守的方 式是把所有负载的需要功率之和作为系统 容量，但是这样将供电系统成本很高。因 此要考虑负载的功率利用系数
第一章 概述
CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
在每一个Mc和M车上设有一个辅助逆变器和滤波装置。辅助逆变 器输出通过隔离变压器和接触器同三相列车供电母线相连接。辅助 供电系统的故障状态和冗余措施的控制可以通过列车控制网络系统 （TCMS）进行监视和控制。
列车过分相的短暂过程中，辅助系统可不断电维持正常运行。辅 助系统各负载也可以从外部三相电源输入获取。外接供电时采用 3×380v, 50Hz地面电源。
这种情况下的冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功 率列于下表。
冬季负荷
夏季负荷
需要功率 视在功率 无功功率 需要功率 视在功率 无功功率
103kW
109kVA
36kVAr
50 kW
62 kVA 35 kVAr
第一章 概述
8种不同工况下的供电系统容量
第一章 概述
CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
CRH1设计人员计算了8种不同工况下的供电系统容量。 1．正常运行
第一章 概述
负载的功率因数是针对交流电路而言的， 其大小由负载的视在功率（apparent power）除需要功率得到。
视在功率等于负载的电压与电流的乘积， 单位一般用kVA表示。
供、配电系统中没有被利用的电能用无功 功率（reactive power）表示。
在决定供电系统的总容量时，最保守的方 式是把所有负载的需要功率之和作为系统 容量，但是这样将供电系统成本很高。因 此要考虑负载的功率利用系数
第一章 概述
CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
在每一个Mc和M车上设有一个辅助逆变器和滤波装置。辅助逆变 器输出通过隔离变压器和接触器同三相列车供电母线相连接。辅助 供电系统的故障状态和冗余措施的控制可以通过列车控制网络系统 （TCMS）进行监视和控制。
列车过分相的短暂过程中，辅助系统可不断电维持正常运行。辅 助系统各负载也可以从外部三相电源输入获取。外接供电时采用 3×380v, 50Hz地面电源。
这种情况下的冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功 率列于下表。
冬季负荷
夏季负荷
需要功率 视在功率 无功功率 需要功率 视在功率 无功功率
103kW
109kVA
36kVAr
50 kW
62 kVA 35 kVAr
第一章 概述
8种不同工况下的供电系统容量
项目一 动车组辅助电气系统
视频配线和电话配线 应远离电力主线，以 防止主线交流电杂波 的干扰。
02
03
在每一辆车的两端应 设置有专用集控接触 器，为了沟通全列车 的电力和信息。
车下配线包括输送三相 交流电和直流电的主线、 电力连接器线以及车下 各负载支线等，在满足 导线截面积的条件下， 车下主线一般采用两路 并联的方法，并将它们 敷设在钢管内以增加强 度。
1.1 动车组辅助电气系统的组成
动车组辅助电气系统主 要由辅助供电系统、配电系统 和辅助电源装置组成。
1.2 动车组辅助供电系统
1.动车组辅助供电系统的供电方式
根据牵引变压器辅助绕组的设置形式不同，动车组辅助供电系统可分为主辅一 体共用绕组供电和主辅分离独立绕组供电两种供电方式，如图1-2所示。
1.3 动车组配电系统
1.车体配线
表1-2 CRH2型动车组列车车体配线的线号配置
1.3 动车组配电系统
2.CRH2型动车组配电盘
配电盘也称配电柜、电气 柜，是集中、切换、分配电能的 设备，主要由柜体、开关（或断 路器）、保护装置、监视装置、 电能计量表以及其他二次元器件 组成。CRH2型动车组配电盘设 置在动车组列车通过台，如图14所示。
3.动车组辅助供电系统的负载
动车组辅助供电系统的负载 主要包括牵引电机风机、冷却塔 风机、主变流器冷却水泵（或油 泵）及风机、辅助变流器冷却风 机、主变压器油泵、空气压缩机、 充电机及风机、空调机及各种电 动阀门、车厢照明以及各种服务 型电气设备等，各型动车组辅助 供电系统的负载如表1-1所示。电盘
1.3 动车组配电系统
2.CRH2型动车组配电盘
温水污物配电盘中配置了温 水器、污物处理装置、水泵，以 及坐便器、盥洗室用断路器、水 量计等装置。
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辆车客室的空调HVAC功率减小一半，其余三辆车客室的空调HVAC循环交替的全功率工作。 这种情况下的冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功率列于下表。
需要功率 544kW
冬季负荷 视在功率 551kVA
无功功率 82kVAr
需要功率 414 kW
夏季负荷 视在功率 482 kVA
无功功率 247 kVAr
第一章 概述 ❖CRH2动车组辅助供电系统组成
8 辆车编组
T1c
M
M1
(1)
2(2)
(3)
T2
T1k
M2
M1s T2c
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
T1c, T2c --- Driving Trailer Coach M1, M2（2辆）, M1s --- Motor Coach T1k, T2 --- Trailer Coach
第一章 概述
第一章 概述
第一节 辅助电气系统组成 一、辅助电气系统组成与分类 二、辅助电气系统设备与容量
第二节 电气设备 一、 CRH2动车组电气设备的布置与分类 二、 CRH1动车组电气设备的布置与分类 三、 CRH5动车组电气设备的布置与分类 四、电气系统试验
第一章 概述
第一节 辅助供电系统组成
第一章 概述
负载的功率因数是针对交流电路而言的，其大小由负载的视在功率（apparent power）除需要功率得到。
视在功率等于负载的电压与电流的乘积，单位一般用kVA表示。 供、配电系统中没有被利用的电能用无功功率（reactive power）表示。 在决定供电系统的总容量时，最保守的方式是把所有负载的需要功率之和作为系统
辅助变流器 1
充电机
主变流 器
牵引电 机
中压负 载
供暖负 载
低压负 载
第一章 概述
❖CRH5动车组辅助供电系统组成与工作原理
电路图中供电系统有6根不同的馈线：
➢ 25kV和2.3kV的高压线 ➢ 1500V交流电线，用于全车的电源传输。 ➢ 辅助逆变器为中压主负载馈线提供的380V三相50Hz交流电（例如主变压器、冷凝器电机风扇、空气压缩机
ACM发生故障”模式相同：一般负载正常工作，5辆车客室的空调HVAC功率减小一半，其余三辆车客室的空调 HVAC循环交替的全功率工作。
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
8.外电源供电 当动车组同任一拖车的外部电源插头相连，采用“外电源供电”模式：防寒（除了客室区脚蹬加热器和水箱）、 蓄电池充电器（限电）、不受控制的负荷 （不能断开的负荷）、单负载最高负荷时可操作。
第一章 概述
1学时
第二章 动车组配电系统 3学时
第三章 辅助供电系统 4学时
第四章 蓄电池与充电机 2学时
第五章 照明系统
2学时
第六章 火灾探测系统 1学时
第七章 动车其它电器 1学时
第八章 车内其它电气设备 2学时
动车组辅助电气系统及设备
关于引进动车组名称的代号
根据铁道部指示：
BSP动车组（庞巴迪动车组）——CRH1 四方/川崎动车组 ——CRH2 长春/阿尔斯通动车组 ——CRH5 CRH：China Railway High-speed
需要功率 193kW
冬季负荷 视在功率 198kVA
无功功率 45kVAr
需要功率 158 kW
夏季负荷 视在功率 186 kVA
无功功率 97 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
5．回送时由外部三相电缆供电 当列车处于回送状态（无受电弓），由车辆通过前端的外部供电插头供电时，采用“回送时由外部三相电缆供电”
第一章 概述
❖CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
在每一个Mc和M车上设有一个辅助逆变器和滤波装置。辅助逆变器输出通过隔离变压器和接触器同三相列车供 电母线相连接。辅助供电系统的故障状态和冗余措施的控制可以通过列车控制网络系统（TCMS）进行监视和控制。
列车过分相的短暂过程中，辅助系统可不断电维持正常运行。辅助系统各负载也可以从外部三相电源输入获取。 外接供电时采用3×380v, 50Hz地面电源。
需要功率 103kW
冬季负荷 视在功率 109kVA
无功功率 36kVAr
需要功率 50 kW
夏季负荷 视在功率 62 kVA
无功功率 35 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
7．牵引其它车并提供其三相电源 当本列车牵引另一列动车组并向其提供电能时，采用“牵引它车并提供其三相电源”模式，其基本情况与 “一个
容量，但是这样将供电系统成本很高。因此要考虑负载的功率利用系数
第一章 概述
在某一段时间内，一组同时工作的负载，其平均需要功率与系统为该负载提供的总安装功率之比称 为负载的功率利用系数
确定方法： 根据负载的功率因数、平均电网电压、负载与负载之间工作的组合方式进行分析 在负载电路中安装电度表，测定一个或总负载在一定时期内的实际消耗功率数，然后除以实际 的系统安装功率
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
6．回送时由牵引电机发电 当列车处于回送状态（无受电弓），由车辆牵引发电机处于制动状态再生供电时，采用“回送时由牵引电机发电”
模式：负载为全部的蓄电池充电器、防寒（除了客室内水箱）、不受控制的负荷（不能断开的负荷）、司机室空调、 一个空气压缩机。
这种情况下的冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功率列于下表。
CRH2辅助供电系统与用电设备组成的方框图p2
第一章 概述
❖CRH5动车组辅助供电系统组成与工作原理
二分之一部分辅助供电系统与用电设备组成的方框图 p4
列车配备3台辅助逆变器，每辆IM车有一台，TTP拖车有一台。 在正常工作下，380V_三相交流电线连接同一牵引单元的所有3辆车，TTP和TTPB车之间为隔离状态。 如果IM车的辅助逆变器出现故障，则故障逆变器将由TTP车的一台逆变器代替（通常处在备用状态，因此实现完 全的冗余）。
无功功率 76kVAr
需要功率 226 kW
夏季负荷 视在功率 267 kVA
无功功率 142 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量。
4．380V总线上发生短路 在380V总线上发生短路时，控制系统将自动将供电系统转换到“380V总线上发生短路”模式：发生短路车辆的
一半负荷将断开（在短路处），车辆另一半负荷的客室HVAC的供电量减少一半。 当短路发生在MC2、TP2 、M2线路时，冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功率列于下表。
动车组辅助电气系统及设备
动车组辅助电气系统及设备
主要内容：
介绍国内引进动车组的辅助电气系统及设备，如配电系统、辅助供电系统、蓄电池与充电机、照 明系统、火灾探测系统 、动车组常用电器及电气设备的工作原理、运用方式、维修方法及标准、故障 诊断与排除技术。
动车组辅助电气系统及设备 课程结构与学时分配
模式：负载为所有的蓄电池充电器（限电）、不受控制的负荷(不能断开的负荷)、一个空气压缩机。 这种情况下的冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功率列于下表。
需要功率 53kW
冬季负荷 视在功率
63kVA
无功功率 35kVAr
需要功率 47 kW
夏季负荷 视在功率 58 kVA
无功功率 35 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量。
3．至少有两个ACM可用 当两个或者三个ACM发生故障时，控制系统将自动将供电系统转换到“至少两个ACM可用”模式：七辆车的客
室HVAC(除了用于废排风扇的)断开，司机室空调在没有司机的车辆中断开，所有强迫通风的电加热器断开。
需要功率 247kW
冬季负荷 视在功率 258kVA
需要功率 75kW
冬季负荷 视在功率
78kVA
无功功率 24kVAr
需要功率 56 kW
第一章 概述
由于车辆的所有负载不可能同时工作，因此在满足车辆电气负载正常工作的前提下，应该尽 量减小系统总安装功率
总安装功率确定方法：
（1）根据负载的最大消耗功率组合方式进行确定
总容量=Σ(P需×功率利用系数) （2）通过试验，测试整车负载功率利用系数，然后计算车辆系统总容量
总容量=P需整车×整车功率利用系数
外接电源插座的位置为每个基本单元车组中的拖车每侧一个。 向安装在底架上的设备供电的主要配电系统和配电盘设在底架内的配电箱内。车内设备的配电盘置于地板面以上 （在车的两端）。司机室设备的配电盘置于司机室内。
第一章 概述
❖CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
➢ CRH1设计人员计算了8种不同工况下的供电系统容量。 1．正常运行
一、辅助供电系统组成与分类
动车组辅助供电系统是指除为牵引动力系统之外的所有需要用电的负载设备提供电能的系统，包括辅助供电系统 和蓄电池系统。
辅助供电系统的负载设备包括：牵引电机风机，冷却塔风机，主变流器冷却用水泵(或油泵)及风机，辅助变流器 冷却风机，主变压器油泵，空气压缩机，充电机及其风机，空调机及各种电动阀门，车厢照明及各种服务性电气设 备。
辅助系统还须为列车控制系统提供不间断安全电源。
第一章 概述
❖CRH1动车组辅助供电系统组成与工作原理
CRH1动车组辅助供电系统与用电设备组成的方框图P5
牵引变流器9输出的电能一部分给牵引电机15，另一部分通过辅助变流器11、滤波变压器（辅助逆变器） 12转换成三相3×380 V, 50 Hz交流电，
9
1. 受 电 弓 2. 接 地 开 关 3. 主 电 路 断 路 器 4. 电 压 测 量 变 压 器 5. 电 涌 放 电 器 6. 电 流 互 感 器 7. 线 路 滤 波 器 8. 主 变 压 器 9. 主 变 流 器 10. 电 动 机 变 流 器 11. 辅 助 变 流 器 12. 滤 波 /变 压 器 13. 切 换 触 点 14. 外 部 三 相 电 源 15. 牵 引 电 机 16. 受 电 弓 切 断 开 关 20. 电 池 充 电 器 21.电 池 开 关 22.电 池 23.电 池 触 点
需要功率 544kW
冬季负荷 视在功率 551kVA
无功功率 82kVAr
需要功率 414 kW
夏季负荷 视在功率 482 kVA
无功功率 247 kVAr
第一章 概述 ❖CRH2动车组辅助供电系统组成
8 辆车编组
T1c
M
M1
(1)
2(2)
(3)
T2
T1k
M2
M1s T2c
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
T1c, T2c --- Driving Trailer Coach M1, M2（2辆）, M1s --- Motor Coach T1k, T2 --- Trailer Coach
第一章 概述
第一章 概述
第一节 辅助电气系统组成 一、辅助电气系统组成与分类 二、辅助电气系统设备与容量
第二节 电气设备 一、 CRH2动车组电气设备的布置与分类 二、 CRH1动车组电气设备的布置与分类 三、 CRH5动车组电气设备的布置与分类 四、电气系统试验
第一章 概述
第一节 辅助供电系统组成
第一章 概述
负载的功率因数是针对交流电路而言的，其大小由负载的视在功率（apparent power）除需要功率得到。
视在功率等于负载的电压与电流的乘积，单位一般用kVA表示。 供、配电系统中没有被利用的电能用无功功率（reactive power）表示。 在决定供电系统的总容量时，最保守的方式是把所有负载的需要功率之和作为系统
辅助变流器 1
充电机
主变流 器
牵引电 机
中压负 载
供暖负 载
低压负 载
第一章 概述
❖CRH5动车组辅助供电系统组成与工作原理
电路图中供电系统有6根不同的馈线：
➢ 25kV和2.3kV的高压线 ➢ 1500V交流电线，用于全车的电源传输。 ➢ 辅助逆变器为中压主负载馈线提供的380V三相50Hz交流电（例如主变压器、冷凝器电机风扇、空气压缩机
ACM发生故障”模式相同：一般负载正常工作，5辆车客室的空调HVAC功率减小一半，其余三辆车客室的空调 HVAC循环交替的全功率工作。
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
8.外电源供电 当动车组同任一拖车的外部电源插头相连，采用“外电源供电”模式：防寒（除了客室区脚蹬加热器和水箱）、 蓄电池充电器（限电）、不受控制的负荷 （不能断开的负荷）、单负载最高负荷时可操作。
第一章 概述
1学时
第二章 动车组配电系统 3学时
第三章 辅助供电系统 4学时
第四章 蓄电池与充电机 2学时
第五章 照明系统
2学时
第六章 火灾探测系统 1学时
第七章 动车其它电器 1学时
第八章 车内其它电气设备 2学时
动车组辅助电气系统及设备
关于引进动车组名称的代号
根据铁道部指示：
BSP动车组（庞巴迪动车组）——CRH1 四方/川崎动车组 ——CRH2 长春/阿尔斯通动车组 ——CRH5 CRH：China Railway High-speed
需要功率 193kW
冬季负荷 视在功率 198kVA
无功功率 45kVAr
需要功率 158 kW
夏季负荷 视在功率 186 kVA
无功功率 97 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
5．回送时由外部三相电缆供电 当列车处于回送状态（无受电弓），由车辆通过前端的外部供电插头供电时，采用“回送时由外部三相电缆供电”
第一章 概述
❖CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
在每一个Mc和M车上设有一个辅助逆变器和滤波装置。辅助逆变器输出通过隔离变压器和接触器同三相列车供 电母线相连接。辅助供电系统的故障状态和冗余措施的控制可以通过列车控制网络系统（TCMS）进行监视和控制。
列车过分相的短暂过程中，辅助系统可不断电维持正常运行。辅助系统各负载也可以从外部三相电源输入获取。 外接供电时采用3×380v, 50Hz地面电源。
需要功率 103kW
冬季负荷 视在功率 109kVA
无功功率 36kVAr
需要功率 50 kW
夏季负荷 视在功率 62 kVA
无功功率 35 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
7．牵引其它车并提供其三相电源 当本列车牵引另一列动车组并向其提供电能时，采用“牵引它车并提供其三相电源”模式，其基本情况与 “一个
容量，但是这样将供电系统成本很高。因此要考虑负载的功率利用系数
第一章 概述
在某一段时间内，一组同时工作的负载，其平均需要功率与系统为该负载提供的总安装功率之比称 为负载的功率利用系数
确定方法： 根据负载的功率因数、平均电网电压、负载与负载之间工作的组合方式进行分析 在负载电路中安装电度表，测定一个或总负载在一定时期内的实际消耗功率数，然后除以实际 的系统安装功率
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量
6．回送时由牵引电机发电 当列车处于回送状态（无受电弓），由车辆牵引发电机处于制动状态再生供电时，采用“回送时由牵引电机发电”
模式：负载为全部的蓄电池充电器、防寒（除了客室内水箱）、不受控制的负荷（不能断开的负荷）、司机室空调、 一个空气压缩机。
这种情况下的冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功率列于下表。
CRH2辅助供电系统与用电设备组成的方框图p2
第一章 概述
❖CRH5动车组辅助供电系统组成与工作原理
二分之一部分辅助供电系统与用电设备组成的方框图 p4
列车配备3台辅助逆变器，每辆IM车有一台，TTP拖车有一台。 在正常工作下，380V_三相交流电线连接同一牵引单元的所有3辆车，TTP和TTPB车之间为隔离状态。 如果IM车的辅助逆变器出现故障，则故障逆变器将由TTP车的一台逆变器代替（通常处在备用状态，因此实现完 全的冗余）。
无功功率 76kVAr
需要功率 226 kW
夏季负荷 视在功率 267 kVA
无功功率 142 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量。
4．380V总线上发生短路 在380V总线上发生短路时，控制系统将自动将供电系统转换到“380V总线上发生短路”模式：发生短路车辆的
一半负荷将断开（在短路处），车辆另一半负荷的客室HVAC的供电量减少一半。 当短路发生在MC2、TP2 、M2线路时，冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功率列于下表。
动车组辅助电气系统及设备
动车组辅助电气系统及设备
主要内容：
介绍国内引进动车组的辅助电气系统及设备，如配电系统、辅助供电系统、蓄电池与充电机、照 明系统、火灾探测系统 、动车组常用电器及电气设备的工作原理、运用方式、维修方法及标准、故障 诊断与排除技术。
动车组辅助电气系统及设备 课程结构与学时分配
模式：负载为所有的蓄电池充电器（限电）、不受控制的负荷(不能断开的负荷)、一个空气压缩机。 这种情况下的冬季和夏季的用电需要功率、视在功率和无功功率列于下表。
需要功率 53kW
冬季负荷 视在功率
63kVA
无功功率 35kVAr
需要功率 47 kW
夏季负荷 视在功率 58 kVA
无功功率 35 kVAr
第一章 概述
➢8种不同工况下的供电系统容量。
3．至少有两个ACM可用 当两个或者三个ACM发生故障时，控制系统将自动将供电系统转换到“至少两个ACM可用”模式：七辆车的客
室HVAC(除了用于废排风扇的)断开，司机室空调在没有司机的车辆中断开，所有强迫通风的电加热器断开。
需要功率 247kW
冬季负荷 视在功率 258kVA
需要功率 75kW
冬季负荷 视在功率
78kVA
无功功率 24kVAr
需要功率 56 kW
第一章 概述
由于车辆的所有负载不可能同时工作，因此在满足车辆电气负载正常工作的前提下，应该尽 量减小系统总安装功率
总安装功率确定方法：
（1）根据负载的最大消耗功率组合方式进行确定
总容量=Σ(P需×功率利用系数) （2）通过试验，测试整车负载功率利用系数，然后计算车辆系统总容量
总容量=P需整车×整车功率利用系数
外接电源插座的位置为每个基本单元车组中的拖车每侧一个。 向安装在底架上的设备供电的主要配电系统和配电盘设在底架内的配电箱内。车内设备的配电盘置于地板面以上 （在车的两端）。司机室设备的配电盘置于司机室内。
第一章 概述
❖CRH1动车组辅助供电系统设备与容量
➢ CRH1设计人员计算了8种不同工况下的供电系统容量。 1．正常运行
一、辅助供电系统组成与分类
动车组辅助供电系统是指除为牵引动力系统之外的所有需要用电的负载设备提供电能的系统，包括辅助供电系统 和蓄电池系统。
辅助供电系统的负载设备包括：牵引电机风机，冷却塔风机，主变流器冷却用水泵(或油泵)及风机，辅助变流器 冷却风机，主变压器油泵，空气压缩机，充电机及其风机，空调机及各种电动阀门，车厢照明及各种服务性电气设 备。
辅助系统还须为列车控制系统提供不间断安全电源。
第一章 概述
❖CRH1动车组辅助供电系统组成与工作原理
CRH1动车组辅助供电系统与用电设备组成的方框图P5
牵引变流器9输出的电能一部分给牵引电机15，另一部分通过辅助变流器11、滤波变压器（辅助逆变器） 12转换成三相3×380 V, 50 Hz交流电，
9
1. 受 电 弓 2. 接 地 开 关 3. 主 电 路 断 路 器 4. 电 压 测 量 变 压 器 5. 电 涌 放 电 器 6. 电 流 互 感 器 7. 线 路 滤 波 器 8. 主 变 压 器 9. 主 变 流 器 10. 电 动 机 变 流 器 11. 辅 助 变 流 器 12. 滤 波 /变 压 器 13. 切 换 触 点 14. 外 部 三 相 电 源 15. 牵 引 电 机 16. 受 电 弓 切 断 开 关 20. 电 池 充 电 器 21.电 池 开 关 22.电 池 23.电 池 触 点