25G型客车DC600V充电器故障分析及处理方案的优化
摘要
目前25 G型DC 600 V客车运行当中，机车输出电压经常在500～700 V间振荡，电压波动不稳，极易导致充电器发生保护停机或损坏。本文主要对运用中DC 600V供电客车25T（G）-8KW （+3.5KVA）型充电器的主要功能、机构特点及工作原理进行阐述。并对运用过程充电器存在故障情况进行了统计,并对产生故障的原因及影响因素进行了分析,提出了相应排除措施及优化方案。
关键字：DC600V；供电系统；故障；优化方案
Abstract
At present, in the operation of 25g DC 600 V passenger cars, the output voltage of the locomotive often oscillates between 500 V and 700 V, and the voltage fluctuation is unstable, which easily leads to the protection shutdown or damage of the charger. This paper mainly expounds the main functions, mechanism characteristics and working principle of 25t (g) - 8kw (+ 3.5kva) charger for medium DC 600V power supply passenger cars. And the process of using the charger failure statistics, and the causes of failure and influencing factors were analyzed, put forward the corresponding troubleshooting measures and optimization scheme.
Key words: DC600V; power supply system; fault; optimization scheme
目录
1.绪论 1
2.25G型客车供电装置 4
2.1 25G 客车供电装置 4
2.2 DCl10V供电装置 7
2.3 DC 600 V在铁路空调客车供电系统的应用 8
3.25G型客车DC600V充电器故障分析及处理方案的优化 9
3.1常见主要故障及处理方法 10
4.DC600V优化方案 19
4.1 25G型客车DC600V电源供电品质有待提高 19
4.2. 逆变器故障较多 20
4.3应急通风问题 20
4.34客车DC600V供电，需多单位间配合 20
4.5DC600V、AC380V逆变器和空调控制柜及空调机组有待进行结构性改进 21
结语 21
致 谢 22
参考文献 22
1.绪论
为适应铁路客车跨越式发展的需要，铁道部和各客车厂参考国外供电系统，结合国内情况和技术状况，对电气化铁路客车电气系统进行了明显改进，最后肯定了电气化铁道客车DC600V供电方式。随着国民经济的发展和国民事业的不断进步，乘客对公交车速度和舒适性的要求越来越高。客车加装空调、电热水器等电气设备后，客车用电量增加，其次是供电设备容量和质量的提高。近年来，虽然采用了国外进口的轻型发电机组，但发电车轴重仍不能完全满足提速客车轴重的要求。因此，解决这一问题的唯一途径就是废除发电车，加快发展电网动力客车。
1997年10月，铁道部下发《关于在1998年25g客车和25K空调客车的基础上，开展客车动力客车样车设计、试制、试验和应用研究的义务》。因此，四方汽车研究院从1997年1月开始对国外客车的供电技术进行分析和探讨，最终确定DC600V集中供电和疏散换流客车的供电系统只适用于目前国内的电子和电力技术水平，与国外母线的供电技术相结合，方便快捷。考虑到客车电源与发电车电源兼容的原则，首台DC600V集中供电疏散转换母线设计为DC600V/AC380V电源兼容母线。巴士于一九九八年十月一日投入使用。负责武昌至珠海的k79/8O客运。该母线投入运行后，供电系统性能良好。
第一套DC600V母线供电系统具有以下优点：（1）母线采用整流方式供电DC600V，技术成熟，可靠性高。（2） 双向DC600V供电方式具有一定的冗余性。当一个电源发生故障时，另一个仍然可以向总线供电。（3） 每节车厢内的变流器都放置在车厢下面（单层客车），这样既不占用车厢内的空间，也不会减少固定的乘客数量。没有电车，可以多接一辆巴士，增加客运收入。（4） 各车厢独立性强，客车编组灵活。（5） dc110v供电系统全接，各车厢IX；l10v供电系统互补性强，可靠性高。（6） 电源系统具有集中控制功能，操作简单。可配套DC600V/AC380V兼容电源。（7） 基于民族技术的供电设备元器件，有利于民族工业的发展、成本的降低和推广应用。为探索和积累燃气客车供电技术的经验，1998年研制第二台电动机和9台牵引式客车时，决定采用DC600V客车供电系统。燃气公交集团于1999年10月正式投入运营，承担到外地的客运义务。
日前，DC600V供电系统已广泛应用于电力、燃气客车集团和武昌至涧第二列k79/80客车。
在电气化区段，新开发的客运（SS8、SS7、SS9）电力机车列车辅助供电装置，将受电弓接收的25kV单相高压交流电流降压、整流、滤波为DC600V直流。机车上安装2套DC600V电源装置。这两个装置通过kc20d适配器以两种方式向空调客车供电。空调客车通过综合控制柜（根据车号奇偶选择）电源单元（逆变器箱，型号：25t-2x35kva+12KVA，含2台35KVA逆变器和1台12KVA三相四线制隔离变压器）及dc110v电源装置（充电箱，型号：25t-8kw+3.5kva，含1台8kw充电器和1台3.5kva单相不间断逆变器）。2x35kva逆变器将DC600V逆变为两路三相50Hz，交流380V交流电源，为空调装置、电热水器等三相交流负载供电；8kw充电器将DC600V逆变为DC110V，为电池组充电，为照明、电源总成等直流负载供电；电加热、制冷客室暖水箱采用DC600V直接加热，采用2x35kva逆变电源主要从两个方面考虑：一是25T客车除空调机组外，还有很多新设备，单车载重量大；二是适应新的运行方式，提高供电系统的可靠性和安全性。其中一台主要向空调机组供电，另一台向沸水锅炉、伴热等交换负荷供电；正常情况下，两台逆变器相互独立，互为热备份。但当其中一台发生故障时，另一台负责向负荷连续供电，只需对部分受控负荷进行减负荷（如空调机组变为半冷或半热状态）。采用DC600V直接对客室内的电加热器、温水箱等电阻负载进行加热，一方面降低了逆变器的冬季负载，另一方面也降低了电阻负载引起的泄漏电流。
由于电气化区段每25km有一个分相区，DC600V供电装置通过火相区时无输入电源，因此逆变器和充电器无输出。为避免照明负荷频繁停电，照明采用dc110v电源。在牵引段，充电器向照明负载供电，而安装在车辆下方的蓄电池在通过无电区域时供电。同样，为了保证对空调等控制电路的掌握，电器不要频繁的拉入和释放，控制电路也采用dc110v电源。
为防止蓄电池过放电或故障，保证主要负载（如轴温报警器、防滑器等）的供电，所有蓄电池均采用阻塞二极管并联。从连续性角度考虑，尾灯、公用电话等设施仍采用DC48V电源。
参考文献
【1】廖锦春主编 机车车辆充电器装置 北京：中国铁道出版社 2010
【2】孙灵军主编 25T型铁路客车——结构、原理、检修 北京：中国铁道出版社 2008
【3】李益民主编 电力机车充电器机 北京：中国铁道出版社 2008
【4】张旺狮主编 车辆充电器装置 北京：中国铁道出版社 2010
【5】北方机车科学会 机车车辆工艺 北京：中国铁道出版社 2011
