DC600V在鐵路空調客車供電系統的應用

1 引言

鐵路空調客車供電系統是為車上電氣負載和自動化裝置提供電能的裝置，有單獨供電、集中供電和混合供電3種方式。早期的客車供電方式簡單，主要采用小功率軸驅式發電機和蓄電池并聯供電方式。目前我國非空涮客運列車仍采用這種供電方式。為提高旅客的舒適度，現代鐵路客車均安裝了空調、冰箱、彩電信息顯示屏等設備，平均每輛車所需的功率比早期增加了幾倍甚至幾十倍，不同電器的電壓制式也不盡相同，相應地對列車供電系統提出了很多新的要求。

2 國外鐵路空調客運列車供電系統的發展

國外高速客運鐵路發展的典型代表日本、法國、德國等發達國家列車供電系統已普遍采用靜止變流器供電方式，該方式可靠性高、與列車網絡融合、自動化程度高、維護操作簡便。比如德國ICE系列、法國TGV系列，意大利的ETR系列，西班牙AVE系列高速動車組及日木的新干線列車等均采用這種供電方式。

3 我國空調列車供電方式的發展

3．1 發電車集中供電系統

發電車相當于一個移動電站，通常發電車內配置有3臺300 kW柴油發電機組，主要機型為KTA 19－G2型和MTU12 V 183TA 12型，采用交流3相4線制，2路供電，電壓AC400/230 V,50 Hz，車端設有KC20電力連接線，可從發電車任一端與列車聯掛，主干線負載容量按20輛計算，不小于600 kW。發電車集巾供電的空調列車應用了柴油機發電技術：車載單元空調制冷采暖技術；AC 220 V照明及應急電源技術：集中軸溫報警技術和GPS衛星地面遙感技術等。雖然具有供停電靈活、方便，不受線路、天氣及機車限制；供電故障率低，機組間相互干擾少等優點，但也存在發電車柴油發電機組噪聲、廢氣污染問題等缺點。還需要消耗大量的石油產品。

3．2 空調客車DC 600 V供電系統

DC 600 V旅客列車供電系統是鐵路機車車輛T程中的重要系統，DC 600 V系統在吸取法國TGV、德國ICE、日本新干線以及歐洲多電壓制列車供電系統特點的基礎上，根據中國旅客列車的具體情況，進行了優化設計。利用牽引網電能通過機車給旅客列車供電，以達到甩掉發電車，實現提高列車運輸能力、節能、環保和列車運行高速化的目的。

4 空調客車DC 600 V供電系統

4．1 DC 600 V供電系統的工作原理

DC 600V供電系統采用機車集中整流，客車分散逆變方式，構成了交一直一交變流供電系統。電力機車將25 kV電網單相交流電降壓、整流、濾波成DC 600 V，向客車供電。客車配置逆變電源及充電器，根據用電設備的需要，將機車提供的DC 600 V變換成單、三相交流電及DC 110 V。配電及控制屏柜保證設備配電及安全保護。客車設置了DC 110 V蓄電池組，解決了列車通過分相段無電區的難題。系統采用兩套獨立供電電路。直一交變流器安裝在車下，不減少車廂定員。獨特的機車車輛兩級保護系統實現了故障自動切除。系統具有集中控制、自動啟動、自動復位、操作簡單等特點。

DC 600 V供電系統的工作過程：電網通過電力機車向列車供電，在機車的主變壓器上增加2個列車供電繞組，將受電弓接收的25 kV單相交流高壓電降壓；采用2套獨立工作的單相半控整流裝置將單相交流電整流成2路DC 600 V電源。通過KC20D電氣連接器向列車母線供電，機車主電路原理圖如圖1所示。