CRH2辅助电源装置APU维修手册.docx
- 文档编号:24331693
- 上传时间:2023-05-26
- 格式:DOCX
- 页数:50
- 大小:674.76KB
CRH2辅助电源装置APU维修手册.docx
《CRH2辅助电源装置APU维修手册.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CRH2辅助电源装置APU维修手册.docx(50页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
CRH2辅助电源装置APU维修手册
200公里动车组
辅助电源装置(APU)维修手册
(内部使用)
说明
车辆有各种各样的辅助设备,通常由各辅助设备厂家提出该辅助设备要求的电源(种类、电压、容量等)条件,由车辆厂家供给相适应的电力并完成系统的构成。
车辆的辅助电源系统,一般备有直流电源(通常使用蓄电池不间断电源)和交流电源(三相、单相)的标准电压电路(DC100V,AC400V,AC220V,AC100V等)。
至于电压转换(DC24v、DC12V等),由各设备自带的电源装置来转换。
事关安全性的重要设备和列车运行相关重要设备的电源,采用由蓄电池构成的不间断电源及延长供电的双重系统。
本200km/hEMU交流动车组,可容易地由牵引变压器的辅助绕组得到单相交流电(电压变化较大),对于容量较大且允许电源有一定变化的辅助设备(电热器电源等),可使用该单相电源。
其余对于电源波动范围有一定要求的设备则由辅助电源装置(APU)和辅助整流装置(ARF)提供电能。
1辅助电源装置
1.1系统概要
辅助电源装置(NC-ZFDT227A型:
以下称作APU)是向牵引变流器等的各种送风机以及辅助整流装置(NC-ZFDRS227A型:
以下称作ARf)等提供AC400V、3相、50Hz电源的装置,安装在编组中的Tc车的车底下。
并且,APU上还内置有把牵引变压器的3次输出AC400V变为AC100V的辅助变压器(ATr)。
另外,ARf是对APU的输出AC400V、3相交流进行整流,提供DC100V电源的装置。
并且,还内置有对APU的AC400V电压输出向AC100V进行变压的变压器(TR3),和向AC220V进行变压的变压器(TR4)。
本装置的特征如下所示:
1冗余系
本APU具有在1编组的2台中有1台发生故障的情况下,使用余下的1台能够提供编组的全部负载的容量。
而且,ARf也同样在1编组的2台中有1台发生故障的情况下,使用余下的1台能够提供编组的全部负载的容量。
2电路方式
IGBT单相变频器+IGBT双相变频器的方式,使用1200A,1700V的IGBT,通过使用大电流、耐高压元器件,来谋求小型化、轻量化。
3控制部
控制部通过采用DDC控制,具有了故障跟踪机能,以期达到保养方面的省力化。
图1.1APU外观图
吸入口
图1.2ARf外观图
1.2系统电源的输入输出
1.2.1系统配置:
在1、8号车上各配置有辅助电源装置(APU)1台,通过贯穿线704、754线获得电能。
在1、8号车上各配置有辅助整流装置(ARF)一台,电源来自APU的400V/50Hz三相交流逆变输出。
1.2.2电源的输入:
时速200公里动车组辅助电源系统是为动车组牵引电机以外的辅助系统提供电能的。
辅助电源的能量来源于2、6车(M2车)牵引变压器MTr的3次绕组。
牵引变压器的3次绕组的AC400v/50Hz单相交流电源分别通过电磁接触器ACK1被连接到贯穿线704、754线上。
设置在4车(T2车)的延长供电用的电磁接触器ACK2平时是开启的,以防止来自2、6车的两个系统的电源断接。
1.2.3辅助电源的输出:
1、交流辅助电源输出:
时速200公里动车组的交流辅助电源公有5种:
①AC400V、单相、50Hz、490kVA
该路单相交流点向车辆的全部辅助电源系统供电,即是整列动车组辅助电源系统的总电源,也是部分单相交流负载的直接电源。
它由牵引变压器辅助绕组直接供电,电源电压变化大。
电压规格为AC400V(+24%、-31%),与接触网电压变化相关。
因此,该系统的负载应能够允许该电压变化。
但会有部分设备功能降低。
与该系统相连的负载有空调装置、换气装置、T1C拖车的辅助电源装置等。
该系统通常分为每4辆一个单元,该电源发生故障时,可切断故障系统,转为由另4辆的正常系统来供电(延长供电系统)。
② AC400V、3相、50Hz、123kVA
该系统是由牵引变压器三次绕组供电,经辅助电源装置APU输出。
电压规格为 AC400V ±10%。
与该系统设备相连的有用于牵引风机、空气压缩机等设备的三相感应电机。
该系统分为每4辆一个单元,电源发生故障时,可切断故障系统,转由另4辆的正常系统供电(延长供电系统)。
③ AC220V、单相、50Hz、12kVA
该系统是由变压器(Tr4)将APU的输出经过绝缘降压后输出。
电压规格为AC220V±10%。
与该系统设备相连的有插座、一般服务设备(车辆清扫等维修保养设备)等。
该系统作为一个系列,划分为每4辆一个单元。
当逆变器发生故障时,可由其他逆变器供电。
因此实质上是可延长供电的系统。
④ AC100V、单相、50Hz、 12kVA
该系统是由变压器(Tr3)将APU的输出经过绝缘降压后进行供电。
电压规格为 AC100V±10%。
与该系统设备相连的有空调控制,显示器等。
该系统作为一个系列,划分为每4辆一个单元。
当逆变器发生故障时,可由其他逆变器供电。
因此实质上是可以延长供电的系统。
⑤ AC100V、单相、50Hz、 22kVA
该系统是由辅助电源装置APU内置的辅助变压器ATr(辅助变压器的输入端为牵引变压器的辅助绕组)供电。
电压规格为AC100V(+26%、-41%)。
与该系统设备相连的有暖气加热器等。
该系统作为一个系列,划分为每4辆一个单元。
当牵引变压器发生故障时,可由其他牵引变压器供电。
因此实质上是可以延长供电的系统。
各辅助电源系统分类见下表:
电源输出
电源输出线号
电压输出等级
使用的车辆
负载
牵引变压器3次绕组
704、754线
单相400V,50Hz
各车
空调装置、换气装置
T1c-1,T2c-8
辅助电源(APU)
司机室空调
T1c-1,T2c-8
辅助电源装置三相逆变器输出(APU-SIV)
771、781、791线
三相400V±10%、50Hz
M2-2,M2-6
油循环泵(MTOPM)
电动送风机(MTrBM)
M2-2,M1-3, M2-6,M1s-7
变换器电动送风机(CIBM)
主电动机电动送风机(MMBM)
M1-3,T1k-5,M1s-7
空气压缩机(compressor)
T1c-1,T2c-8
辅助整流器(ARf)
M2-2,T2-4,
M2-6,Tc2-8
开水器
T1c-1,T2c-8
辅助电源装置经恒压变压器隔离输出
(APU-CVT)
302线
单相220V±10%、50Hz
M2-2,T2-4,
M2-6,Tc2-8
开水器控制
M1-3
自动售货机
T1k-5
小卖部设备
T1k-5,M1s-7
录像
各车
插座
T1c-1,T2c-8
辅助电源装置经辅助整流装置和隔离变压器输出
(APU-ARf-CVT)
202线
单相100V±10%、50Hz
各车
空调控制、空调显示设定器
T1c-1,M1-3,
T1k-5,M1s-7
给水装置
M1-3,M2-6
空气清净机
M1s-7
Tc1-1,T2c-8
收音机
辅助制动
T1c-1,T2c-8
主变压器辅助绕组经辅助变流装置的辅助变压器隔离输出
(APU-ATr)
251线
单相100V+26,
-41%、50Hz
各车
电热器
2、直流辅助电源输出:
辅助整流装置ARf为每列EMU(1个编组=8辆)搭载两台,通常为并列运行。
每台辅助整流装置ARf的输出容量,可满足一个编组(8辆)的供电负荷。
当一台辅助整流装置ARf发生故障时,可切换为其他正常的辅助整流装置ARf,并确保持续向8辆编组供电。
因此,即使一台辅助整流装置ARf发生故障,也没有必要降低该系统的负荷。
再者,该系统采用蓄电池不间断电源,即使接触网停电时牵引变压器辅助绕组停止交流供电,也能够确保在规定时间内持续满负荷供电。
电源输出
输出线号
电压等级
使用车辆
负载
M2-2,T2-4,M2-6
蓄电池(Bat),
103线
(BatK1,ON时)
102线
DC100V+20%-10%
T1c-1,T2c-8
运转控制
(含受电弓升弓、VCB控制)
M2-2,T2-4,
M2-6
辅助空气压缩机(小型压缩机)
蓄电池
T1c-1,T2c-8
Arf
103线
DC100V±10%
各车
辅助电路、监控装置、
制动装置、关车门装置
M2-2,M1-3,
M2-6,M1s-7
牵引变流器控制
T1c-1,T2c-8
ATP
T2c-8
列车无线用专用蓄电池
102线
(RrLpCgK,ON时)
103线
(RrLpCgK,
OFF时)
103B线
DC100V±10%
各车
广播、预备灯
T1c-1,M1-3,
T1k-5,M1s-7
污物処理装置
M1s-7
自动广播
T1c-1,T2c-8
标志灯、摘挂装置、
刮雨器装置
103线
(BatK2ON时)
115线
DC100V±10%
各车
空调控制、自动门装置、
客室照明、
客室(空调)电动送风机
专用蓄电池
103线
118A线
DC100V±10%
T1c-1,T2c-8
列车无线装置
102线:
102线由蓄电池直接供电,同时蓄电池做为103号线的负载,通过BatK1ON与103线连接,蓄电池从辅助整流器ARf得到浮动充电。
当蓄电池电压异常下降时,由电压检测电路检测,BatAK变为OFF状态,阻止蓄电池的过放电。
102线以[T1c-1、M2-2、M1-3]、[T2-4,T1k-5]、[M2-6,M1s-7、T2c-6]为单位进行贯穿,但没有编组贯穿。
103线:
属编组贯穿线,在VCB投入前是以各蓄电池作为电源(经由BatK),当VCB投入后、辅助电源装置开始工作,因此辅助整流器ARf也开始工作,ARf经由电磁接触器ArfK为103线供电。
103B线:
103B线的负载平时由103线供电{备用灯切换接触器RrLpCgK的常闭(NC)接点},当接触网停电时与备用灯切换联动,经由RrLpCgK常开(NO)的接点,由102线供电。
以各车为单位,没有编组贯穿。
115线:
115线是蓄电池的充电电路(辅助整流器ARf动作,参照T1c-1、T2c-8辅助电路)确立后,经ArfK、103线、BatK2后,115线输出电压。
非贯穿线。
与102线相同,以[T1c-1,M2-2,M1-3]、[T2-4,T1k-5]、[M2-6,M1s-7,T2c-6]为单元,以蓄电池为单位贯穿。
118A线系统:
平时以103线作为电源。
非常情况时以备用灯切换接触器RrLpCgK关闭、列车无线用蓄电池切换开关(TWEmCgS)关闭为条件,列车无线用蓄电池切换接触器(TWEmCgK)工作,电源从103线切换成列车无线用蓄电池(TWBat)。
列车无线用蓄电池(TWBat)平时从103线得到浮充电。
辅助电源电路系统图见下图(1~4车)
1.3构成
1.3.1构成
APU是由输入变压器(TR1)、输入滤波电容器(ACFC)、输入滤波电抗器(ACL1)、变频器、逆变器、输出滤波电抗器(ACL2)、输出滤波电容器(ACC)、辅助变压器(ATr)等构成。
而且,辅助整流器箱是由整流器用变压器(TR2)、辅助整流器(Rf)、2个辅助变压器(TR3、TR4)等构成。
APU的输入电源为牵引变压器3次绕组(辅助绕组)输出的AC400V单相50Hz,通过IGBT变频器变换成了直流电力,这个直流输出通过IGBT逆变器变换成AC400V3相50Hz的定压电源,向编组内提供。
而且,AC100V50Hz、AC220V50Hz的稳定电压电源是由3相AC400V稳定电压电源通过辅助变压器(TR3、TR4)进行变压而来的。
辅助变压器(ATr)是将牵引变压器3次绕组(辅助绕组)输出进行变压后输出AC100V(非稳定电压)50Hz。
ARf是用整流器用变压器(TR2)将APU的AC400V3相50Hz定压输出进行变压后,通过为3相全波整流电路的辅助整流器(Rf Unit)来输出DC100V。
电源系统的框图如图1.3所示。
AC220V
单相50Hz
12kVA
AC100V
单相50Hz
12kVA
AC400V
单相50Hz
AC400V
3相50Hz
205KVA
(ARf分を含む)
AC100V
单相50Hz
22KVA
(非安定電圧)
图1.3APU电源系统
1.3.2构造
1辅助电源装置(NC-ZFDT227A)
在本装置的正面一侧上,安装有变频器单元(CONV1・2)、滤波电容器(FCU11・12)、输入接触器(IVK1・2)、继电器单元(RY UNIT)、控制单元(PWB UNIT)等。
在正面一侧的相反一侧上,安装有逆变器单元(INVU1~3)、滤波电容器(FCU21・22・23)、输出接触器(3phMK)、输入滤波电容器(ACFC)、输出滤波电容器(ACC)。
装置的中央部为通风部,安装有送风机(FAN)、输入变压器(TR1)、输入滤波电抗器(ACL1)、输出滤波电抗器(ACL2)、辅助变压器(ATr)、元器件的冷却风扇。
2辅助整流器箱(NC-ZFDRS227A)
辅助整流器箱为自冷式,是由整流器变压器(TR2)、整流二极管单元(Rf)、具有让输出电压拥有下降特性的电阻(R12)、辅助变压器(TR3、TR4)等构成。
图1.4APU部件配置图
图1.5ARf部件配置图
1.3.3APU的控制部
APU内的控制部如图1.6所示。
控制单元(主要)各部分的说明如下所示:
1)LED显示(控制电路板(SICR)上)7组LED,在启动时显示显示起动状态的起动符号(H-○○),起动之后,交替地显示出APU的输入电压、输出电流、输出电压、输出频率。
(起动编码请参照图1.8)
此外,在APU因故障停止时,会显示出故障编码(E-○○)。
(故障编码请参照表表1.2)
2)空挡开关(控制电路板(SICR)上)
空挡开关可以做空挡试验。
通常在运行时把「TST0」「TST1」开关一起向上侧合上。
3)逆变器复位开关(控制电路板(SICR)上)
在APU发生重故障而停机(down)时,按下这个按钮会进行复位。
而且,故障显示LED上也是在按下这个按钮后进行复位的。
4)旋转开关(微机电路板(MCBR)上)
通过操作控制电路板上的旋转开关(S10~S13)和按钮开关(S5~S9),进行显示电路板上的LED灯、向测试针上输出D/A等,以提高可维护性。
出厂时已调整完毕,已将旋转开关全部打到「0」上,请勿变更。
图1.6APU控制部
1.3.4
主要构成部件
主要构成部件如表1.1所示。
1.1表 主要构成部件
名称
数量
备注
辅助变压器(AC100V输出用)
1
ATr
输入侧电磁接触器
1
IVK1
充电电阻用电磁接触器
1
IVK2
充电电阻
1
RC
输入变压器
1
TR1
输入滤波电抗器
1
ACL1
输入滤波电容器
1
ACFC
滤波电容器
5
FCU
输出滤波电容器
1
ACC
变频器单元
2
U、V、相
逆变器单元
3
U、V、W相
控制单元
1套
放电电阻
1
DCHKR
放电用电磁接触器
1
DCHK
输出侧电磁接触器
1
3PhMK
电动送风机
1
FAN
辅助整流用变压器
1
TR2
辅助变压器(AC100V定压输出用)
1
TR3
辅助变压器(AC220V定压输出用)
1
TR4
辅助整流单元
1套
Rf
1.3.5
保护的种类与设定值
①保护设定:
表1.2所示。
保护检测的框图如图1.7所示。
②故障类别
a.重故障1
通过一次故障检测,闸控全部OFF后,为重故障。
(不进行自动再起动)
↓
IVK1、IVK2、3phMK一起断开,2秒之后DCHK断开,故障闭锁。
↓
通过车上复位(外部复位)、地板下APU的复位(局部复位),或控制电源关闭投入(3秒以上),进行再起动操作。
b.重故障2
通过一次故障检测,闸控全部OFF后,为重故障。
(不进行自动再起动)
↓
IVK1、IVK2、3phMK一起断开,2秒之后DCHK断开,故障闭锁。
(IVK1、IVK2、DCHK只在输入接触器不断开1、输入接触器不断开2时继续闭合。
)
↓
不接受车上复位(外部复位)的操作。
通过地板下APU的复位(局部复位),或者控制电源关闭投入(3秒以上)时,可能复位。
c.轻故障
故障发生之后,闸控全部OFF。
IVK1、IVK2、3phMK断开,为轻故障。
(DCHK只在逆变器输入过电压的情况下断开)
↓
APU自动复位
↓────────────→60秒之间再次发生故障
60秒之间没有再次发生故障↓
↓ 以后和重故障1同样处理
继续运行
表1.2 保护设定
No.
故障
故障名称
设定值
故障类别
编码
重1
重2
轻
1
E-90
变频器输入过电流
(CONVOCD)
变频器输入电流,若在额定的250%以上的话,瞬间检测。
○
2
E-91
变频器用IGBT异常
(CONVFO)
由变频器用栅极驱动电路板进行栅极信号不相一致的检测。
○
3
E-62
输入接触器不闭合1
(IVK1D)
IVK1闭合指令发送后,等待1秒后
IVK1辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
4
E-63
输入接触器不闭合2
(IVK2D)
IVK闭合指令发送后,等待1秒后
IVK2辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
5
E-86
输入接触器不断开1
(IVK1DA)
IVK1闭合指令停止后,等待1秒后
IVK1在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
6
E-87
输入接触器不断开2
(IVK2DA)
IVK2闭合指令停止后,等待1秒后
IVK2在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
7
E-85
温度异常
(THD)
通过冷却器上设置的温度继电器进行保护检测。
84±2℃
○
8
E-92
逆变器用IGBT异常
(INVFO)
通过逆变器用栅极驱动电路板进行
栅极信号不一致的检测。
○
9
E-74
AC输出过压
(ACOVD)
AC输出电压在额定的130%以上时瞬间检测。
○
10
E-75
AC输出低电压
(ACLVD)
AC输出电压在额定的80%以下持续1秒钟时检测。
○
11
E-76
AC输出短路
(ACOSC)
AC输出电流在额定的150%以上,并且,输出电压在额定的65%以下的状态持续2秒时检测。
○
12
E-77
控制电源异常
(CPSF)
控制电源的输出电压,在额定的90%以下时检测。
○
13
E-78
逆变器输入过压
(INVOVD)
逆变器的输入电压(=变频器的输出电压),达到
1000V以上的时候瞬间检测。
○
14
E-79
逆变器输出过电流
(IAOC)
逆变器的输出电流在达到额定的250%以上时,瞬间检测。
○
15
E-80
输入异常
(STF)
・把变频器闭合指令发送之后,等待1秒后,变频器的输出电压在没有达到700V上时检测。
・IVK2闭合信号发送之后,变频器的输出电压在
300V以下持续5秒的情况下检测。
・程序测试时,变频器的输出电压在达到50V以上的情况下检测。
○
16
E-81
AC输出过电流
(ACOCD)
AC输出电流在额定的110%以上,持续超过10秒的情况下检测。
○
17
E-82
AC输出电压异常
(ACLOVD)
AC输出电压在额定的105%以上时,而且,在95%以下,但是持续60秒的情况下检测。
○
18
E-84
接地检测
(GFD)
接地电流在1.5A以上持续1秒的情况下检测。
○
19
E-64
输出接触器不闭合
(3phD)
3phMK闭合指令发送后,等待1秒后
3phMK辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
20
E-88
输出接触器不断开
(3phDA)
3phMK闭合指令停止后,等待1秒后
3phMK在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
21
E-65
放电接触器不闭合
(DCHKD)
DCHK闭合指令发送后,等待1秒后
DCHK辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
22
E-89
放电接触器不断开
(DCHKDA)
DCHK闭合指令停止后、等待1秒后
DCHK在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
图1.7故障检测方框图
1.4装置规格额定
装置的额定如表1.3所示。
1.3表 辅助电源装置额定
项 目
规 格
记 事
1.
(1)主电路方式
IGBT变频器/逆变器方式(带ARF)
方
(2)控制方式
逆变器定电压控制方式
式
(3)冷却方式
强制风冷方式
2.
输
(1)额定电压
AC400V(50Hz)单相
瞬间变动
△V=±20%
入
(2)电压变动范围
+24%~-31% 注)
3.
(1)额定容量
227kVA
(2)负载耐性
100%连续,AC输出180%10秒
DC输出120%20秒
输
(3)负载力率
85%(落后)
(4)输出的类别
交流3相
交流单相
直流
内置ATr输出
(5)额定电压
AC400V
AC100V
AC220V
DC100V
AC100V
(6)额定输出
123kVA
12kVA
同左
58kW
22kVA
(7)电压精度
±10%
同左
同左
±10%
+26~-41%
(8)频率
50Hz±1%
同左
同左
ー
50Hz
出
(9)畸变率
5%以下
ー
ー
ー
ー
(10)电压瞬间变动
+5%、-5%
(输入电压在AC400V上70%←→100%负载变动时)
(11)整定时间同上
1个周期(20mS)以下
注)输入电压:
-37%、10分钟
1.5
动作
1.5.1起动、停止
起动、停止的时间图(TimeChart)如图1.8所示。
①控制电源ON:
CVDR被励磁。
②APU起动:
控制电源闭合后,再闭合VCB的话,APU的输入电压确立,APU开始起动。
VCB闭合后,控制电源再被闭合的话,APU的CPU初期复位、然后起动开始。
③DCHK的闭合:
APU的输入电压一旦被确立(AC250V以上),通过来自CPU的指令,DCHKAR被励磁,DHK就被闭合。
IVK2的闭合:
闭合DCHK0.5秒后,由来自CPU的指令,
IVK2AR被励
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- CRH2 辅助 电源 装置 APU 维修 手册
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)