1、项目一 动车组辅助电气系统认识动车组辅助电气系统认识动车组辅助电气设备CONTENTS目 录01认识动车组辅助电气系统PART ONE任务导入 2017年6月25日，“复兴号”中国标准动车组正式命名。次日上午11点05分，两列“复兴号”中国标准动车组镶着红边的G123次列车和镶着金边的G124次列车（见图1-1），分别从北京南站和上海虹桥站双向对开，一个形似“飞龙”，一个酷似“金凤”。任务导入 “龙凤呈祥”的“复兴号”为中国高铁揭开了新的篇章，中国标准动车组涉及高铁动车组技术标准254项，其中84%都是中国标准，部分中国标准更是优于国际标准。“复兴号”在技术上有很多独到之处，例如，在车体不平稳
2、时，列车会自动降速；如果列车发生脱轨，列车还会沿着轨道的方向继续行驶一段距离。动车组辅助电气系统直接关系到每一位乘客的乘车体验。“复兴号”动车组列车上配有覆盖全车的Wi-Fi系统，座椅上的乘客所对应的始发/终点信息可通过LED显示屏来显示。中国标准动车组还首次采用了“钛酸锂电池”供电，供电效率更高，且更节能环保。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
3、-2所示。图1-2 动车组辅助供电系统的供电方式1.2 动车组辅助供电系统 2.动车组辅助供电系统的电源制式 辅助供电系统的电力输出有交流电（AC）和直流电（DC）两种形式，由此可将辅助供电系统分为交流电源和直流电源两种电源制式。目前，我国动车组辅助供电系统常用的交流电源制式如下。（1）三相AC 380 V，50 Hz；（2）三相AC 440 V，60 Hz；（3）单相AC 400 V，50 Hz；（4）单相AC 220 V，50 Hz；（5）单相AC 230 V，60 Hz；（6）单相AC 100 V，50 Hz。常用的直流电源制式如下。（1）DC 110 V；（2）DC 100 V；（3）
4、DC 24 V。1.2 动车组辅助供电系统 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。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.车体配线动力配线和照明配线从车内配电盘引出，车下主线
5、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。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。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。（一）配线电缆布置与连接特点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则也不相同。以CRH2型动车组列车为例，其车体配线线号的编号规则如图
6、1-3所示，具体的线号配置如表1-2所示。图1-3 CRH2型动车组列车车体配线线号的编号规则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1-4所示。图1-4 CRH2型动车组配电盘的配置T1c，T2c带驾驶室的拖车；M1，M2，M1s动车；T1k，T2拖车1.3 动车组配电系统 2.CRH2型动车组配电盘 1运行配
7、电盘 CRH2型动车组运行配电盘如图1-5所示，一般配置有相关牵引变流器、电动送风机、辅助电源装置空气压缩机、制动装置、监视器、广播设备，保温、振动等相关脱扣式开关，以及关门联动和蜂鸣器的复位开关等装置。（a）配电盘上部 （b）配电盘下部图1-5 CRH2型动车组运行配电盘1.3 动车组配电系统 2.CRH2型动车组配电盘 2服务配电盘 CRH2型动车组服务配电盘如图1-6所示，一般配置了相关空气调节、送排气、照明等装置，自动门和各显示器的脱扣式开关，空调显示设定器、外部电源用连接器等。（a）配电盘上部 （b）配电盘下部图1-6 CRH2型动车组服务配电盘1.3 动车组配电系统 2.CRH2型
8、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。1.3 动车组配电系统 3.电气柜图1-7 CRH1型动车组电气柜的分布1K1左柜；2K1右柜；3K3柜；4K4柜；5K13柜；6K14柜1CRH1型动车组电气柜 CRH1型动车组电气柜的分布如图1-7所示，其中DMA和DMB为带驾驶室的动车，T0为拖车。1.3 动车组配电系统 3.电气柜2CRH3型动车组电气柜 CRH3型动车组电气柜主要包括车辆开关装置电气柜、旅客信息系统电气柜、车辆控制面板、暖通空调电气柜、运行控制电气柜、CTCS电气柜。动车组头车设置6个电气柜，中间车每车各设置4个
9、电气柜，共计36个，具体分布如图1-8所示。1.3 动车组配电系统 3.电气柜图1-8 CRH3型动车组电气柜的分布149.10，248.10，348.10，449.10，549.10车辆开关装置电气柜；149.20，242.20，342.20，442.10，559.20旅客信息系统电气柜；149.30，242.40，342.40，459.30，559.30车辆控制面板；159.10，242.30，342.30，459.10，559.10暖通空调电气柜；159.20运行控制系统电气柜；159.40CTCS电气柜1.3 动车组配电系统 3.电气柜3CRH5型动车组电气柜 CRH5型动车组电气柜的
10、分布如图1-9所示，每车均配置有QEL柜和QRK柜，MC1和MC2车配置有QCA柜、QRS柜和QRR柜（图中未标出），TPB车配置有QKC柜和QEK柜。1.3 动车组配电系统 3.电气柜图1-9 CRH5型动车组电气柜的分布1QCA柜；2QEL柜；3QRK柜；4QKC柜；5QEK柜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 动车组每辆带受电弓的拖车两侧各有一个KC20连接器，用来进行车辆间的电气连接，如图1-11（a）所示；不带受电弓的拖车两侧各有两个KC20
11、连接器，如图1-11（b）所示。（a）带受电弓的拖车 （b）不带受电弓的拖车图1-11 CRH1型动车组上的电气连接1.3 动车组辅助电源装置 1.蓄电池（一）蓄电池基本名词0203额定容量：蓄电池从额定电压放电到终止电压所提供的电能，单位为Ah，计算方法如下。额定容量（Ah）=放电电流（A）x 放电时间（h）放电率：蓄电池在一定电流下放电所能持续的时间，小于1 h为高放电率，用字母“G”表示；15 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。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。011.3 动车组辅助电源装置 1.蓄电池2蓄
12、电池的组成及特点 常见的蓄电池有铅酸蓄电池和镍镉蓄电池等类型，动车组多采用镍镉蓄电池。镍镉蓄电池是一种碱性蓄电池，采用氢氧化钾溶液作为电解液。镍镉蓄电池的优点是轻便、抗震、可快速充电，其循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，充放电可达到2 000多次，但价格为铅酸蓄电池的45倍。1.3 动车组辅助电源装置 1.蓄电池3蓄电池的型号 在我国，采用汉语拼音的大写字母及阿拉伯数字表示，由三段组成。第一段为串联的单体蓄电池数，第二段为蓄电池类型和特征代号，第三段为额定容量。蓄电池类型和特征代号通常用字母表示，常用字母的含义如表1-3所示。蓄电池额定容量以阿拉伯数字表示，其单位为安培小时（Ah），在型
13、号中单位略去。1.3 动车组辅助电源装置 1.蓄电池表1-3 蓄电池类型和特征代号常用字母的含义1.3 动车组辅助电源装置 2.充电机1充电机的功能 充电机用来将来自动车组辅助供电系统的三相交流电转变为可为蓄电池持续充电的稳压直流电，并为直流母线提供电能，为母线上的直流负载供电。1.3 动车组辅助电源装置 2.充电机 2充电机的组成 CRH1型动车组的充电机是指蓄电池充电模块（BCM），为一个精致的变流装置，总功率为13 kW，其中直流母线输出功率为8 kW，最大充电功率为5 kW。充电机主要由整流触发单元、直流环节滤波器、IGBT逆变器、高频变压器、输出整流器、蓄电池滤波器、充电控制单元BC
14、C/I、冷却风扇及相关传感器等组成，如图1-12所示。CRH2型动车组蓄电池通过辅助电源装置APU输出的稳压DC 110 V电压来充电。CRH3型动车组的充电机由440 V，60 Hz三相交流车载电源供电，主要由变压器组件、电容器组件、接线板、接触器、蓄电池充电模块等组成。1.3 动车组辅助电源装置 2.充电机图1-12 CRH1型动车组的充电机1.3 动车组辅助电源装置 2.充电机图1-13 CRH5型动车组的充电机 CRH5型动车组的充电机（见图1-13）由辅助逆变器输出的400 V，50 Hz三相交流电供电，主要由功率回路和控制回路组成。其中，功率回路包括EMI输入滤波器、三相整流桥、S
15、AT信号检测板、功率模块、整流电路、EMI输出滤波器、接触器等；控制回路包括ALIM电源板和FENICE调整板。任务实施-（1）检查动车组配电柜 1.作业条件周期：30 000 km或30天。供电条件：无电 有电作业。作业时间：10 min/辆。作业人员：1人。修程：二级修。任务实施-（1）检查动车组配电柜 2.工具准备动车组检修基本工具一套，棘轮扳手、毛刷（或干布）等。检修工具安全帽、手套。防护用品任务实施-（1）检查动车组配电柜 3.实施步骤实施步骤123确认动车组断电完毕。打开配电柜门锁，确认配电柜门锁动作良好，外观应无破损、变形。用毛刷清扫配电柜内各部件，清扫时应注意避免碰触线盘、开关
16、等。456进行无电检查，具体检查项目如下。检查完所有列车配电柜后，恢复通电，检查各车故障指示灯显示是否正确，并检查蓄电池电压表读数是否正常。锁闭配电柜柜门，用手按压确认柜门无松动。7填写作业单据，对作业中出现异常的部位做好记录。填写后的作业记录单据应统一保管，做到一车一档。任务实施-（2）蓄电池充放电测试 1.工具和材料准备万用表、温度计、计时器、充电机（带电流表）、螺丝刀、毛刷（或干布）、铁质汽油桶及清水等。测试工具及材料安全帽、护目镜、橡胶手套。防护用品任务实施-（2）蓄电池充放电测试 2.实施步骤020103检查蓄电池外观有无破损、表面有无杂物，检查蓄电池电解液液位是否正常。应保证测试的
17、蓄电池外观良好、清洁，电解液量正常。检查蓄电池接线，应保证蓄电池接线良好，接线柱、连接板、连接螺栓都紧固无松动。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。1测试前检查任务实施-（2）蓄电池充放电测试 2.实施步骤充电测试测量并记录蓄电池组的总电压，以及单体蓄电池的电压、电解液的密度和温度。电解液温度在35以下时，方可对蓄电池进行充电测试。按照蓄电池标称的充电电流对蓄电池进行充电，记录开始充电的时间。监视充电电流指示，尤其是在充电开始10 min左右。充电结束后，记录充电结束时间，并测量单体蓄电池的电压，正常应为1.55 V。在充电测试过程中，每隔1 h对每
18、个单体蓄电池的电压、电解液的密度和温度进行测量，并做好记录。任务实施-（2）蓄电池充放电测试 2.实施步骤 3放电测试 充电结束1 h后，对蓄电池进行放电试验。将蓄电池接入放电电阻和万用表，为方便测量蓄电池的放电电流和放电电压，可同时接入两块万用表，其中一块用于测量蓄电池放电电压，另一块用于测量放电电流。在放电过程中，应适时监视放电电流指示，及时调整以保持蓄电池放电电流恒定，记录放电开始时间和结束时间，并根据测量的放电电阻阻值，计算蓄电池的实际容量。02认识动车组辅助电气设备PART TWO任务导入 2018年12月20日凌晨，一列由中国铁路上海局集团有限公司转属至贵阳车辆段的CRH380D型
19、动车组缓缓驶入贵阳车辆段贵阳北动车所整备检修。至此，贵阳车辆段配属的“和谐号”CRH380D型动车组总数达到22组。图1-14 CRH380D型动车组任务导入 CRH380D型动车组（见图1-14）由青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司生产，整体流线造型，设计运营时速为350 km，最高运营时速380 km，最高试验时速420 km，是目前国内较为先进的动车组之一。CRH380D型动车组基于CRH1型动车组设计，配有商务座、一等座、二等座，定员为556人。动车组每列编组8节车厢，全长215.3 m，高4.16 m，宽3.3 m，比贵州高铁现有的CRH2A型、CRH380A型等动车组均要长10多米
20、，车内空间宽敞，旅客乘坐舒适度更高。相较于其他动车组，CRH380D型动车组在外观、车门、座椅、辅助电气设备的布置等方面独具特色。除对一些核心部件进行优化之外，CRH380D型动车组还增设了失稳监控系统和自动诊断系统，当列车出现故障时，可以立即自动诊断并自动处理故障，使列车在运行稳定性上有了一定程度的改进。2.1 CRH1，CRH380D型动车组辅助电气设备 1.CRH1型动车组辅助电气设备1CRH1型动车组概况 CRH1型动车组由青岛四方庞巴迪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，列车采用8辆车编组，其中5辆动车，3辆拖车，如图1-15所示。图1-15 CRH1型动车组编
21、组Mc1，Mc2车端带驾驶室的动车；Tp1，Tp2带受电弓的中间拖车；Tb不带受电弓的中间拖车（带吧台拖车）；M1，M2，M3中间动车2.1 CRH1，CRH380D型动车组辅助电气设备 1.CRH1型动车组辅助电气设备2CRH1型动车组辅助电气设备的配置 CRH1型动车组辅助电气设备的配置如表1-4所示。表1-4 CRH1型动车组辅助电气设备的配置2.1 CRH1，CRH380D型动车组辅助电气设备 1.CRH1型动车组辅助电气设备表1-4 CRH1型动车组辅助电气设备的配置（续）2.1 CRH1，CRH380D型动车组辅助电气设备 2.CRH380D型动车组辅助电气设备 CRH380D型动
22、车组辅助电源系统由辅助变流器、充电机和蓄电池等设备组成，受电弓从电网接入高压单相交流电，由主变压器降压到牵引变流器输入交流电。降压后的交流电经过牵引变流器的四象限整流器得到直流环节供给牵引逆变器。辅助变流器将直流环节斩波降压，后经逆变得到三相交流400 V/50 Hz为动车组辅助设备供电。CRH380D型动车组列车采用8辆车编组，其中4辆动车，4辆拖车。每辆车上都装有1组蓄电池和充电机，充电机除为蓄电池充电外，还为辅助直流设备提供DC 110 V低压电。2.2 CRH2，CRH380A型动车组辅助电气设备 1.CRH2型动车组辅助电气设备1CRH2型动车组概况 CRH2型动车组由南车四方机车车
23、辆股份有限公司设计制造，列车采用8辆车编组，其中4辆动车，4辆拖车，如图1-16所示。图1-16 CRH2型动车组编组T1c，T2c，T1k，T2拖车；M1，M2，M1s动车2.2 CRH2，CRH380A型动车组辅助电气设备 1.CRH2型动车组辅助电气设备2CRH2型动车组辅助电气设备的配置 CRH2型动车组辅助电气设备的配置如表1-5所示。表1-5 CRH2型动车组辅助电气设备的配置2.2 CRH2，CRH380A型动车组辅助电气设备 2.CRH380A型动车组辅助电气设备 CRH380A型动车组由青岛四方机车车辆股份有限公司生产，是以CRH2C型动车组为基础，通过速度提升和优化设计后实
24、现的自主研制车型。列车采用8辆车编组，其中6辆动车，2辆拖车，如图1-17所示。图1-17 CRH380A型动车组编组T1，T2拖车；M1，M2，M3，M4，M5，M6动车2.2 CRH2，CRH380A型动车组辅助电气设备 2.CRH380A型动车组辅助电气设备 CRH380A型动车组辅助电气设备配置如表1-6所示。表1-6 CRH380A型动车组辅助电气设备的配置2.2 CRH2，CRH380A型动车组辅助电气设备 2.CRH380A型动车组辅助电气设备表1-6 CRH380A型动车组辅助电气设备的配置（续）2.3 CRH3，CRH380B型动车组辅助电气设备 1.CRH3型动车组辅助电气
25、设备1CRH3动车组概况 CRH3型动车组由北车唐山轨道客车有限公司等单位设计制造。列车采用8辆车编组，其中4辆动车，4辆拖车，包括端车、变压器车、变流器车、酒吧车和一等车5种车型，代号分别为EC01/EC08，TC02/TC07，IC03/IC06，BC04，FC05。2.3 CRH3，CRH380B型动车组辅助电气设备 1.CRH3型动车组辅助电气设备2CRH3型动车组辅助电气设备的配置 CRH3型动车组设有4台辅助变流器、两台充电机和两组蓄电池组，充电机和蓄电池组安装在FC05车和BC04车车下，如图1-18所示。图1-18 CRH3型动车组主要辅助电气设备的配置EC带司机室的动车；TC
26、带受电弓的拖车；IC中间动车；FC中间拖车；BC便餐车2.3 CRH3，CRH380B型动车组辅助电气设备 2.CRH380B型动车组辅助电气设备 CRH380B型动车组由唐山轨道客车有限责任公司和长春轨道客车有限公司在CRH3C型动车组基础上研发制造，列车采用8辆车编组，如图1-19所示。图1-19 CRH380B型动车组编组EC01/08带司机室的动车；TC02/07带受电弓的拖车；IC03/06中间动车；FC04中间拖车；BC05便餐车2.4 CRH5型动车组辅助电气设备 1.CRH5型动车组概况 CRH5型动车组由北车长春轨道客车有限公司设计制造，列车采用8辆车编组，其中5辆动车，3辆
27、拖车，如图1-20所示。列车共包括一等座车1辆，带酒吧的二等座车1辆，带残疾人卫生间的二等座车1辆，普通二等座车5辆。图1-20 CRH5型动车组编组MC1，MC2带司机室的动车；TP，TPB带受电弓的拖车；M2，MH，M2S中间动车；T2中间拖车2.4 CRH5型动车组辅助电气设备 2.CRH5型动车组辅助电气设备的配置 CRH5型动车组辅助电气设备配置如表1-7所示。表1-7 CRH5型动车组辅助电气设备的配置2.4 CRH5型动车组辅助电气设备 2.CRH5型动车组辅助电气设备的配置表1-7 CRH5型动车组辅助电气设备的配置（续）任务实施-（1）检查动车组辅助变流器 1.作业条件周期：
28、30 000 km。供电条件：无电作业。作业时间：50 min/辆。作业人员：2人。修程：二级修。任务实施-（1）检查动车组辅助变流器 2.工具准备吸尘器、电动扳手、棘轮扳手、力矩扳手、软毛刷、17 mm套头、13 mm套头、排线、风管、记号笔、螺丝刀、干净白布、硅润滑油、化油器清洗剂、压缩空气等。检查工具及材料安全帽、安全护目镜、橡胶手套、口罩、头灯、工作服。防护用品任务实施-（1）检查动车组辅助变流器 3.实施步骤 （1）打开裙板，拆卸中压端子板处侧盖板。（2）拆卸底板，然后拆卸辅助变流器底部盖板。（3）检查接地开关上下口电气接线是否牢固，检查接线有无破损或烧蚀等现象，检查接地开关红色位置
29、箭头是否指向“OFF”位置。（4）检查空气开关安装是否牢固，开关是否处于闭合状态，检查各电气线缆有无老化、破损或烧蚀现象。（5）检查接触器安装是否牢固，检查接触器动作触头的塑料保护罩安装是否良好，检查各电气线缆有无老化、破损或烧蚀现象。任务实施-（1）检查动车组辅助变流器 3.实施步骤 （6）检查继电器安装是否牢固，检查其外部塑料保护罩安装是否良好，检查各电气接线有无松动、接触不良、老化、破损或烧蚀现象。（7）检查低压控制电气电路连接插头连接是否良好，检查电路线缆有无松脱、磨损或扎带断裂等现象。（8）检查高频变压器安装是否牢固，检查其电气接线有无虚接、老化、破损或烧蚀现象。（9）检查斩波电感器
30、和单向滤波电感器的吊装螺栓是否牢固，检查电感器表面有无破损、裂纹和烧蚀痕迹，检查电气接线有无松脱、破损，检查温度探针安装是否良好。任务实施-（1）检查动车组辅助变流器 3.实施步骤 （10）检查侧盖板、辅助变流器底部盖板的橡胶衬垫有无老化、破损，如需更换衬垫，应先用硅润滑脂对衬垫进行润滑密封。（11）清洁辅助变流器中压端子板、高频变压器、电感器及箱体内部的灰尘、异物等。（12）安装辅助变流器底部盖板，安装底板及中压端子板处侧板，并锁闭裙板。（13）作业完毕清理现场，清点工具并存放设备，填写作业记录单。任务实施-（2）检查动车组辅助电源装置 1.作业条件周期：30 000 km或30天。供电条件
31、：无电+有点作业。作业时间：30 min/辆。作业人员：2人。修程：二级修。任务实施-（2）检查动车组辅助电源装置 2.工具准备棘轮扳手、小棘轮扳手、力矩扳手、六角套筒、高压风管、主控钥匙、毛刷（或干布）、地垫等。检查工具及材料安全帽、手套、头灯。防护用品任务实施-（2）检查动车组辅助电源装置 3.实施步骤 （1）确认动车组断电完毕。（2）用棘轮扳手、六角套筒逐个逆时针旋转拆除辅助电源箱的底板螺栓，拆下底板。（3）用棘轮扳手、六角套筒逐个逆时针旋转拆除辅助电源箱的裙板螺栓，拆下裙板。（4）检查箱体外观及安装状态是否良好，悬挂部件是否稳固，检查固定螺栓防松标记是否清晰可见。（5）清洁滤网及柜门。拆下辅助电源装置滤网及各柜门，用毛刷清理上面的灰尘。（6）检查辅助电源线外观是否有磨损、烧蚀，密封泥有无脱落。任务实施-（2）检查动车组辅助电源装置 3.实施步骤 （7）用高压风枪清洁散热器风道内的灰尘、异物，清理完成后用手电检查散热器片内是否清洁，如残留灰尘、异物，则继续清洁直至彻底清除。（8）检查辅助电源装置柜门，检查柜门是否有变形、密封胶条有无脱落、老化，检查完成后安装好滤网和柜门。（9）安装辅助电源装置的底板和裙板。（10）恢复通电，检查各设备指示灯是否正常，检查散热风机运转是否正常。（11）作业完毕清理现场，清点工具并存放设备，填写作业记录单。再见！
