DC600V在鐵路空調客車供電系統的應用

DC 600 V供電裝置由車端連接器，列車供電干線，配電柜，變流器，蓄電池組，充電器，空調控制柜，照明控制柜等組成。機車提供的2路DC 600 V電源通過車端連接器引入配電柜，將其中一路輸入變流器及充電器。變流器將DC 600 V變換成2相380 V，50 Hz交流電，通過配電柜給電開水爐、溫水箱、廢排風機等供電，并通過空調控制柜給空調機組供電。充電器將600 V直流電變換成110 V直流電，給蓄電池充電的同時通過照明控制柜給車內照明及供電裝置控制系統供電。每輛車設蓄電池組，并與110 V十線間采用一極竹隔離。車內采用日光燈照明，照明變換器將110 V直流電變換成220V交流電。

配電柜控制空調控制柜、變流器、充電器的電源。機(動)車控制配電柜電源。在車廂內，兩路DC 600 V首先進入電源控制柜，并分配輸人的DC 600 V電源供給逆變器和充電器。逆變器將DC 600 V變換成AC380V電源，并輸出到空調控制柜，供給空調機組。充電器將DC 600 V變換成DC 115 V電源，供本車蓄電池充電和照明。客車供電系統主電路原理圖如圖2所示。

4．2 DC 600 V供電系統的主要特點

機車采用單相相控整流或全波整流提供DC 600 V電源，采用2路供電，具有電源后備；采用逆變技術，各車廂逆變器放在車下，不占用客車空間；各車廂獨立性強，列車編組靈活；控制系統采用DC 110 V，供電系統互補性強，可靠性高；采用大功率高頻開關電源；供電系統實現集中控制，操作簡單；實現全列行車安全和空調參數網絡監控，并與地面聯網。由于加掛發電車，可多編掛1輛客車，增加運力及收入。

5 DC 600 V供電系統運行中的問題及建議

DC 600 V供電系統投運，總體性能一直比較穩定，故障率比較低，具有操作簡單、維修費用低等優點。但在擴大投運發現了一些問題：如變換器的輸出電壓波形對小電動機等負載絕緣壽命的影響；變換器的輸出電壓調制頻率對內燃機車接地保護電路電流的影響；變換器車上、車下分體結構接線麻煩，影響變換器的抗干擾性能；充電器散發的熱量引起配電間的溫度偏高等。為解決上述問題，目前，制訂供電系統及主要部件的技術要求及試驗檢驗方法對變換器等主要部件的性能提出新要求。如對變換器輸出電壓波形電壓上升率、重復電壓最大值、輸出電壓的諧波含量作了新規定；變換器將采取主電路、控制電路一體結構，使車上、車下連線僅剩幾根工作狀態顯示及集控線用線；要求變換器、充電器安裝放在車下(指單層車)，以便改善配電間環境等。建議從以下兩方面改進。

(1)機車DC 600 V電源供電品質有待提高機車DC600 V電源是供電系統的關鍵，從目前25T型、動車組及25 G型DC 600 V運行情況可知：機車輸出電壓經常在500～700 V間振蕩，電壓波動不穩，極易導致逆變器、充電器發生保護停機或損壞。并且部分機車帶載能力較差，需對其進行冗余改造。夏季溫度高時，特別是始發時，列車負載較大，機車送電困難，客車空調完全不能使用。即便機務段采用應急處理措施，始發時逐輛半載加載。建議合理地選擇電力機車電源的濾波電抗，消除供電系統可能出現的低頻震蕩。目前機務段己逐步進行改造，效果良好。

(2)逆變器故障較多DC 600 V客車供電系統25G型各次列車逆變器故障很多，特別是當夏季負載較大時，由于每節車廂只配置了1臺逆變器，一旦出現故障，該節車空調機組將停止工作，車內舒適度急劇變差。但25T型DC 600 V逆變器問題相對較少，關鍵是每節車配備有2臺逆變器，互為備用。建議每節車廂只配備1臺逆變器，采用單路AC380V供電，連接線前后貫通，確保空調良好。最關鍵的是提高逆變器的質量和可靠性。

6 結語

現代客運列車供電系統為滿足列車上電器不斷增多的需求，服從列車總體布置的需要，保證有良好的社會及經濟效益。普遍采用靜止變流器供電方式，DC 600 V供電系統確定了中國旅客列車新的供電模式，達到國際先進水平，該項技術已經成為鐵道行業標準《TB/T3063旅客列車DC 600 V供電系統技術條件》，DC 600 V供電系統是符合我國鐵路運行特點的供電方式之一，具有廣泛的推廣運用前景。