DC600 V 客車互備供電試驗臺的設計方案及試驗方法

胡 偉 上海鐵路局合肥車輛段

標準25G 型DC600 V 空調客車輔助電源裝配兩臺35 kVA 逆變器，列車運行途中當車輛中一臺逆變器發生故障，可以自動轉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生故障時的用電安全，客車制造廠在減配客車上設置了AC380 V 互備供電系統。這樣當減配客車逆變器發生不可自恢復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成互備供電車組，實行擴展送電，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，無法聯掛在一起測試互備供電系統功能。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，檢驗減配客車擴展送電系統的可靠性。

試驗臺向減配客車送電，檢驗減配客車擴展受電系統的可靠性。

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送供電請求信號，本車綜合控制柜內PLC 模塊在收到試驗設備的供電請求信號后，停止本車逆變器工作，發出互備供電允許信號，并吸合互備供電接觸器，同時發出減載信號，并經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。同時本車空調裝置在PLC 模塊控制下半載運行，確保本車負載不超載。當關斷試驗設備請求供電信號后，減配客車在一段時間內收不到供電請求信號，就自動切斷互備供電接觸器,停止向試驗設備擴展供電，同時消除互備供電允許信號及減載信號，經過一定延時轉為正常供電模式。

（2）試驗臺向減配客車擴展送電：更換減配客車綜合柜內部分繼電器，模擬出現本車逆變器不可自恢復故障，當減配車PLC 模塊檢測到正常信號消失，故障信號得電，通過網絡發送相應故障代碼，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換開關, 向試驗臺發出供電請求信號，同時本車PLC 模塊做好各項負載半載運行模式準備。試驗臺在收到供電請求信號后，向減配車發出供電允許信號，并自動閉合相應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，表明試驗設備擴展送電成功，本車PLC 模塊在收到供電允許信號后，自動閉合相應交流接觸器向本車供電，本車空調裝置在PLC 模塊控制下半負載運行。

3 互備供電試驗臺組成

交流接觸器2 個、空氣開關7 個，漏電保護器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，轉換開關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裝置

漏電保護裝置，如圖1 中Q2,當發送漏電情況時Q2 自動跳閘，確保作業人員的人身安全。

過載保護裝置，如圖1 中空氣開關Q1、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8，當線路發送過載時，空氣開關跳閘，確保線路及設備使用安全。

雙重互鎖保護裝置，由圖1 中轉換開關SA1、SA2 及交流接觸器KM1、KM2組成。一是操作轉換開關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行試驗。二是當操作SA1,試驗臺向減配客車發送請求供電信號時，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，請求供電發送線路斷開。即每次操作只能進行一個項目的試驗，不能同時進行兩個項目的試驗，防止撞車的出現，確保試驗過程的安全。

5 試驗準備

（1）減配客車供電轉換開關及互備供電試驗臺供電開關打到斷位，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）減配客車互備轉換開關打到斷位，進行正常工況試驗。

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

（4）減配客車送上外接DC600 V,DC110 V 電源，轉換開關SA6 轉到相臨對應端。

6 試驗方法

（1）減配客車向試驗臺擴展送電：通過連接相應連接器及操作互備供電轉換開關，使減配客車與試驗設備組成互備供電組，本車供電轉換開關轉到自動位，空調轉換開關打到自動位，本車電源及空調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Q2-Q8,SA1 打到互備供電請求發送位，SA2 打到互備供電允許接收位，按下請求供電按鈕SB1 向減配客車發送供電請求信號，本車綜合控制柜內PLC 模塊在收到試驗臺的供電請求信號后，停止本車逆變器，發出互備供電允許信號，并吸合互備供電接觸器，同時發出減載信號，并經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。同時本車空調裝置在PLC 模塊控制下半載運行，確保本車負載不超載。當關斷試驗臺SA1 請求供電信號后，減配客車在一段時間內收不到供電請求信號，就自動切斷互備供電接觸器,停止向試驗設備擴展供電，同時消除互備供電允許信號及減載信號，經過一定延時轉為正常供電模式。

（2）試驗臺向減配客車擴展送電：試驗臺及減配客車的供電選擇開關及各項負載開關全部打到斷位，更換準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，試驗臺轉換開關SA1 打到互備供電請求接收位，SA2 互備供電允許發送位，減配客車各項轉換開關打到自動位，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KM67 交流接觸器，停止本車逆變器工作。停止向車內輸送AC380 V 交流電，更換的KA18 由常開改為常閉后，PLC 收到減載信號。

逆變器出現模擬故障后，操作減配客車互備供電轉換SA6 開關，向試驗臺發出請求供電信號，試驗臺收到互備供電請求信號后，發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，相應交流接觸器KM66 或KM68 吸合，向用電設備輸送AC380 V 交流電，空調機組受到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擴展送電和受電工作的可靠性，及時發現和解決出現以及隱藏的問題，為減配客車用電設備上線安全運行打好牢固的基礎。