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      CRH380動車組高壓系統及牽引系統簡介

      發布日期:2022-05-13   來源:變頻器世界   作者:段薇 姬玉生 劉傳忠 張鑫   瀏覽次數:2971
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      【摘   要】:  摘 要:隨著中國高鐵走出去戰略的實施,高鐵已經變成了中國的外交名片,同時,越來越多的人選擇高鐵作為自己的出行方式。近

         摘  要:隨著中國高鐵“走出去”戰略的實施,高鐵已經變成了中國的外交名片,同時,越來越多的人選擇高鐵作為自己的出行方式。近些年來,我國的和諧號動車組CRH380大量投入運營,最高運行速度可達380km/h。本文對CRH380動車組高壓系統和牽引系統進行了詳細介紹,最后介紹了CRH380型動車組負荷特性。
       
        關鍵詞:CRH380;動車組;高壓系統;牽引系統
       
        1  引言
       
        創新與可持續發展使得中國高鐵領跑全世界,大國的工匠精神在中國高鐵的發展過程中隨處可見,高鐵已經變成了中國的外交名片,同時,越來越多的人選擇高鐵作為自己的出行方式。中國的高鐵事業在過去10年間突飛猛進地發展,高鐵建設頻頻刷新世界紀錄,取得了舉世矚目的成就。不僅如此,有著中國“外交名片”美譽的高鐵還作為“一帶一路”倡議實施的重要載體,承擔著互聯互通的時代使命。隨著中國高鐵“八橫八縱”時代的即將到來,高鐵已經逐漸成為人們的出行首選。CRH380型動車組,是中國鐵道部為營運新建的高速城際鐵路及客運專線,運營速度快、科技含量高、系統匹配優,最高時速380公里。
       
        2  CRH380型動車組的高壓系統
       
        CRH380高壓系統主要由受電弓、高壓隔離開關、保護接地開關、高壓電纜接頭、真空斷路器(VCA)、高壓電纜、電流互感器、電壓互感器、避雷器等組成[1-4]。
       
        2.1  受電弓
       
        通過受電弓的作用,接觸網為CRH380動車組提供25kV的單相交流電,然后將交流電傳輸到動車組車頂的電路中。受電弓通過壓縮空氣驅動裝置實現受電弓下臂動作進而使其可以下降或者升高。升弓、降弓命令按鈕位于頭車司機室。底架通過絕緣子與車體安裝在一起,受電弓的上臂安裝有一塊碳滑板。
       
        2.2  高壓隔離開關
       
        當車頂上的高壓設備出現異常問題時,可以由高壓隔離開關切除,使異常造成的影響大大減少,保證動車組的安全地運行。在CRH380型動車組裝有變壓器的車頂上有兩個高壓隔離開關,一般情況下,高壓隔離開關始終保持著閉合,當不正常運行的時候,高壓隔離開關會將車頂電纜與高壓電路隔離。
       
        2.3  真空斷路器(VCA)
       
        真空斷路器的作用是切斷和閉合高壓主電路。同時還具有使牽引變壓器發生異常問題時能快速、安全和可靠地斷開過電流的功能。真空斷路器被放置在動車組下方高壓設備箱內。
       
        2.4  電壓/電流互感器和避雷器
       
        25kV的交流電通過真空斷路器連接到車頂線路,電壓和電流互感器與受電弓相連接。避雷器設置在受電弓的后面偏右側,作用是避免雷擊時的大電流燒損動車組上的設備。
       
        3  CRH380型動車組牽引系統
       
        CRH380動車組時速可達350km/h,其編組形式為8輛編組,動力配置為4M+4T。受電弓從接觸網25kV/50Hz單相交流電源受電,通過高壓隔離開關、高壓電纜及真空斷路器將電能傳輸給各個動力單元。單組動車組由兩個動力單元組成,以2動2拖為一個基本動力單元。其中1、3、6、8號車為動車,其余車廂為拖車。一個動力單元由1臺牽引變壓器-2臺牽引變流器-8臺牽引電機構成,1臺牽引變流器驅動4臺牽引電機。該型動車組的變壓器設置在2車和7車,牽引變流器設置在1、3、6、8號車底架中部,受電弓布置在2號車和7號車上[5]。
       
        CRH380動車組牽引傳動系統由主變壓器、牽引變流器、牽引電機、輔助變流器等組成。其中,牽引變流器的組成包括以下四部分:電機逆變器、直流電壓的中間部分以及四象限變流器。安置輔助變流器的作用是將牽引變流器中間環節的直流電流轉換為50Hz交流電流。CRH380動車組主設備連接情況如圖1所示。
        圖1 CRH380動車組主設備連接情況
       
        4  CRH380型動車組負荷特性
       
        牽引特性(含動力制動特性)是列車最重要的特性,用列車輪緣牽引/制動力與輪緣線速度的關系曲線表示,是計算列車牽引與制動性能最重要的原始數據。列車的牽引力與功率的關系[6-8]為
        式中:F是輪緣牽引力(kN);P是列車牽引功率(kW);v是列車運行速度(km/h)。
       
        根據CRH380動車組的牽引特性,結合上式,可計算出其負荷特性曲線,如圖2所示。
        圖2  CRH380動車組負荷特性曲線
       
        5  總結
       
        本文首先對CRH380動車組的高壓系統進行了詳細介紹,包括受電弓、高壓隔離開關、真空斷路器、電流互感器、電壓互感器、避雷器。然后對CRH380動車組的牽引系統進行了介紹,最后介紹了CRH380動車組的負荷特性。
       
        參考文獻:
       
        [1] 劉雨欣,劉光輝.基于PSCAD/EMTDC的機車過分相過電壓的建模與分析[J].高速鐵路技術,2019,10(02):75-80.
       
        [2]  黃科清,熊艷,林磊,等.CRH2型動車組ATP過分相網絡控制策略優化[J].控制與信息技術,2019(05):54-59.
       
        [3]  曹建猷.電氣化鐵道牽引供電系統[M].中國鐵道出版社,1983:10-24.
       
        [4]  姜澤岳.動車組車載網壓互感器故障機理研究[D].大連交通大學,2019.
       
        [5]  Yu Tian,Enyuan Dong,Shuo Wang,et al.Theory and application research of hybrid circuit breaker in ground-switching auto-passing neutral section system[C]//2018 28th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (ISDEIV),Greifswald,Germany,2018,DOI:10.1109/DEIV.2018.8537074.
       
        [6] 王雷.CRH380A型動車組運營速度提升可行性研究[J].鐵道車輛,2018,56(05):7-9+4.
       
        [7] 吳霄鵬.CRH380型動車組牽引變壓器案例分析與運用管理[J].科技經濟導刊,2018,26(34):49+52.
       
        [8] 韓晗,謝振宇,劉桂雄.基于LaAVIEW+MATLAA動車組牽引估算仿真平臺開發[J].自動化與儀器儀表,2020(08):119-123.
       
       
       
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