DC600 V 客車互備供電試驗臺的設(shè)計方案及試驗方法

胡 偉 上海鐵路局合肥車輛段

標(biāo)準(zhǔn)25G 型DC600 V 空調(diào)客車輔助電源裝配兩臺35 kVA 逆變器，列車運行途中當(dāng)車輛中一臺逆變器發(fā)生故障，可以自動轉(zhuǎn)換使用另外一臺逆變器。DC600 V 供電減配客車僅一臺35 kVA逆變器，如硬臥車、軟臥車。為了確保減配客車在逆變器發(fā)生故障時的用電安全，客車制造廠在減配客車上設(shè)置了AC380 V 互備供電系統(tǒng)。這樣當(dāng)減配客車逆變器發(fā)生不可自恢復(fù)故障且無法正常工作時，通過逆變器與綜合控制柜的控制配合，使減配故障車與減配鄰車構(gòu)成互備供電車組，實行擴(kuò)展送電，保證故障車的用電安全。

但是，減配客車做段修時，因是單輛段修單輛交驗，以及檢修流程的限制，無法聯(lián)掛在一起測試互備供電系統(tǒng)功能。這就為車輛電氣裝置安全運行埋下了故障隱患。因此設(shè)計一臺互備供電試驗裝置模擬減配客車，以滿足測試減配客車做段修時互備供電系統(tǒng)的功能。

1 互備供電試驗臺的功能

減配客車向試驗臺送電，檢驗減配客車擴(kuò)展送電系統(tǒng)的可靠性。

試驗臺向減配客車送電，檢驗減配客車擴(kuò)展受電系統(tǒng)的可靠性。

2 互備供電試驗臺的工作原理

試驗臺的電氣原理圖如圖1 所示。

圖1 互備供電試驗臺電氣原理圖

（1）減配客車向試驗臺擴(kuò)展送電：減配客車綜合控制柜正常工作時，由試驗臺向減配客車發(fā)送供電請求信號，本車綜合控制柜內(nèi)PLC 模塊在收到試驗設(shè)備的供電請求信號后，停止本車逆變器工作，發(fā)出互備供電允許信號，并吸合互備供電接觸器，同時發(fā)出減載信號，并經(jīng)一定延時重新啟動本車逆變器，向試驗臺輸送AC380 V 交流電，試驗設(shè)備在得到AC380 V 交流電后，電源指示燈組H1、H2、H3 亮。同時本車空調(diào)裝置在PLC 模塊控制下半載運行，確保本車負(fù)載不超載。當(dāng)關(guān)斷試驗設(shè)備請求供電信號后，減配客車在一段時間內(nèi)收不到供電請求信號，就自動切斷互備供電接觸器,停止向試驗設(shè)備擴(kuò)展供電，同時消除互備供電允許信號及減載信號，經(jīng)過一定延時轉(zhuǎn)為正常供電模式。

（2）試驗臺向減配客車擴(kuò)展送電：更換減配客車綜合柜內(nèi)部分繼電器，模擬出現(xiàn)本車逆變器不可自恢復(fù)故障，當(dāng)減配車PLC 模塊檢測到正常信號消失，故障信號得電，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相應(yīng)故障代碼，切斷本車逆變裝置交流接觸器,停止向本車供電，通過手動操作本車互備供電轉(zhuǎn)換開關(guān), 向試驗臺發(fā)出供電請求信號，同時本車PLC 模塊做好各項負(fù)載半載運行模式準(zhǔn)備。試驗臺在收到供電請求信號后，向減配車發(fā)出供電允許信號，并自動閉合相應(yīng)交流接觸器向故障車輸送AC380 V 交流電源，同時輸送電源指示燈（m1、m2、m3）亮，表明試驗設(shè)備擴(kuò)展送電成功，本車PLC 模塊在收到供電允許信號后，自動閉合相應(yīng)交流接觸器向本車供電，本車空調(diào)裝置在PLC 模塊控制下半負(fù)載運行。

3 互備供電試驗臺組成

交流接觸器2 個、空氣開關(guān)7 個，漏電保護(hù)器1 個，電源信號指示燈3 組共9 個（紅、黃、綠），AC380 V 變壓整流DC110 V 裝置1 個、直流繼電器3 個，轉(zhuǎn)換開關(guān)2 個，二極管2 個，KC8－4 型電力連接器座及線1 組、KTL39GX 型39 芯連接器座及線1 組。

4 互備供電試驗臺的保護(hù)裝置

漏電保護(hù)裝置，如圖1 中Q2,當(dāng)發(fā)送漏電情況時Q2 自動跳閘，確保作業(yè)人員的人身安全。

過載保護(hù)裝置，如圖1 中空氣開關(guān)Q1、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8，當(dāng)線路發(fā)送過載時，空氣開關(guān)跳閘，確保線路及設(shè)備使用安全。

雙重互鎖保護(hù)裝置，由圖1 中轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1、SA2 及交流接觸器KM1、KM2組成。一是操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1、SA2 本身只能選擇互備供電請求或互備供電接收其中的一個項目進(jìn)行試驗。二是當(dāng)操作SA1,試驗臺向減配客車發(fā)送請求供電信號時，交流接觸器KM1 得電吸合，串入互備供電接收線路KM1 的常閉點得電斷開，請求供電接收線路斷路；當(dāng)操作SA1 接收減配客車的供電請求信號時，交流接觸器KM2 得電吸合，串入供電請求信號線路KM2 的常閉點自動斷電，請求供電發(fā)送線路斷開。即每次操作只能進(jìn)行一個項目的試驗，不能同時進(jìn)行兩個項目的試驗，防止撞車的出現(xiàn)，確保試驗過程的安全。

5 試驗準(zhǔn)備

（1）減配客車供電轉(zhuǎn)換開關(guān)及互備供電試驗臺供電開關(guān)打到斷位，減配客車連接上DC600V 外接電源，互備供電試驗臺連接AC380V 外接電源，減配客車與互備供電試驗臺之間連接上AC380V 互備供電連接器以及39 芯通信連接器。

（2）減配客車互備轉(zhuǎn)換開關(guān)打到斷位，進(jìn)行正常工況試驗。

（3）為試驗準(zhǔn)備好繼電器：準(zhǔn)備正常信號繼電器KA15，用常閉點代替常開點，使正常信號消失，準(zhǔn)備逆變器故障信號繼電器KA25，用常閉點代替常開點，以發(fā)送逆變器故障信號，準(zhǔn)備逆變器減載繼電器KA18，用常閉點代替常開點，以發(fā)送減載信號。

（4）減配客車送上外接DC600 V,DC110 V 電源，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA6 轉(zhuǎn)到相臨對應(yīng)端。

6 試驗方法

（1）減配客車向試驗臺擴(kuò)展送電：通過連接相應(yīng)連接器及操作互備供電轉(zhuǎn)換開關(guān)，使減配客車與試驗設(shè)備組成互備供電組，本車供電轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到自動位，空調(diào)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動位，本車電源及空調(diào)裝置在自動模式下正常運行。操作試驗臺，斷開空開Q1,合上開關(guān)Q2-Q8,SA1 打到互備供電請求發(fā)送位，SA2 打到互備供電允許接收位，按下請求供電按鈕SB1 向減配客車發(fā)送供電請求信號，本車綜合控制柜內(nèi)PLC 模塊在收到試驗臺的供電請求信號后，停止本車逆變器，發(fā)出互備供電允許信號，并吸合互備供電接觸器，同時發(fā)出減載信號，并經(jīng)一定延時重新啟動本車逆變器，向試驗臺輸送AC380 V 交流電，試驗臺在得到AC380 V 交流電后，電源指示燈組H1、H2、H3 亮。同時本車空調(diào)裝置在PLC 模塊控制下半載運行，確保本車負(fù)載不超載。當(dāng)關(guān)斷試驗臺SA1 請求供電信號后，減配客車在一段時間內(nèi)收不到供電請求信號，就自動切斷互備供電接觸器,停止向試驗設(shè)備擴(kuò)展供電，同時消除互備供電允許信號及減載信號，經(jīng)過一定延時轉(zhuǎn)為正常供電模式。

（2）試驗臺向減配客車擴(kuò)展送電：試驗臺及減配客車的供電選擇開關(guān)及各項負(fù)載開關(guān)全部打到斷位，更換準(zhǔn)備好的模擬故障繼電器KA15、KA25、KA18，更換完畢后，合上試驗臺各空氣開關(guān)，試驗臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1 打到互備供電請求接收位，SA2 互備供電允許發(fā)送位，減配客車各項轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動位，減配客車PLC 模塊通過自檢，因更換的KA15 的常閉點得電斷開，PLC 模塊511 號逆變器正常信號失去。更換的KA25 繼電器的常開改為常閉點，PLC 的510 號逆變器故障信號線得電，PLC 模塊收到逆變器故障信號后，斷開逆變器內(nèi)KM67 交流接觸器，停止本車逆變器工作。停止向車內(nèi)輸送AC380 V 交流電，更換的KA18 由常開改為常閉后，PLC 收到減載信號。

逆變器出現(xiàn)模擬故障后，操作減配客車互備供電轉(zhuǎn)換SA6 開關(guān)，向試驗臺發(fā)出請求供電信號，試驗臺收到互備供電請求信號后，發(fā)出互備供電允許信號，同時互備供電試驗臺交流接觸器KM1吸合，試驗臺輸送電源指示燈亮，同時向減配客車輸送AC380 V 交流電，減配客車逆變器在收到互備供電允許信號后，相應(yīng)交流接觸器KM66 或KM68 吸合，向用電設(shè)備輸送AC380 V 交流電，空調(diào)機(jī)組受到PLC 控制半載運行。

DC600 V 供電減配客車在做段修時，通過互備供電試驗可以檢查減配客車互備供電系統(tǒng)擴(kuò)展送電和受電工作的可靠性，及時發(fā)現(xiàn)和解決出現(xiàn)以及隱藏的問題，為減配客車用電設(shè)備上線安全運行打好牢固的基礎(chǔ)。