DC600 V 客車(chē)互備供電試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)方法

胡 偉 上海鐵路局合肥車(chē)輛段

標(biāo)準(zhǔn)25G 型DC600 V 空調(diào)客車(chē)輔助電源裝配兩臺(tái)35 kVA 逆變器，列車(chē)運(yùn)行途中當(dāng)車(chē)輛中一臺(tái)逆變器發(fā)生故障，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換使用另外一臺(tái)逆變器。DC600 V 供電減配客車(chē)僅一臺(tái)35 kVA逆變器，如硬臥車(chē)、軟臥車(chē)。為了確保減配客車(chē)在逆變器發(fā)生故障時(shí)的用電安全，客車(chē)制造廠在減配客車(chē)上設(shè)置了AC380 V 互備供電系統(tǒng)。這樣當(dāng)減配客車(chē)逆變器發(fā)生不可自恢復(fù)故障且無(wú)法正常工作時(shí)，通過(guò)逆變器與綜合控制柜的控制配合，使減配故障車(chē)與減配鄰車(chē)構(gòu)成互備供電車(chē)組，實(shí)行擴(kuò)展送電，保證故障車(chē)的用電安全。

但是，減配客車(chē)做段修時(shí)，因是單輛段修單輛交驗(yàn)，以及檢修流程的限制，無(wú)法聯(lián)掛在一起測(cè)試互備供電系統(tǒng)功能。這就為車(chē)輛電氣裝置安全運(yùn)行埋下了故障隱患。因此設(shè)計(jì)一臺(tái)互備供電試驗(yàn)裝置模擬減配客車(chē)，以滿足測(cè)試減配客車(chē)做段修時(shí)互備供電系統(tǒng)的功能。

1 互備供電試驗(yàn)臺(tái)的功能

減配客車(chē)向試驗(yàn)臺(tái)送電，檢驗(yàn)減配客車(chē)擴(kuò)展送電系統(tǒng)的可靠性。

試驗(yàn)臺(tái)向減配客車(chē)送電，檢驗(yàn)減配客車(chē)擴(kuò)展受電系統(tǒng)的可靠性。

2 互備供電試驗(yàn)臺(tái)的工作原理

試驗(yàn)臺(tái)的電氣原理圖如圖1 所示。

圖1 互備供電試驗(yàn)臺(tái)電氣原理圖

（1）減配客車(chē)向試驗(yàn)臺(tái)擴(kuò)展送電：減配客車(chē)綜合控制柜正常工作時(shí)，由試驗(yàn)臺(tái)向減配客車(chē)發(fā)送供電請(qǐng)求信號(hào)，本車(chē)綜合控制柜內(nèi)PLC 模塊在收到試驗(yàn)設(shè)備的供電請(qǐng)求信號(hào)后，停止本車(chē)逆變器工作，發(fā)出互備供電允許信號(hào)，并吸合互備供電接觸器，同時(shí)發(fā)出減載信號(hào)，并經(jīng)一定延時(shí)重新啟動(dòng)本車(chē)逆變器，向試驗(yàn)臺(tái)輸送AC380 V 交流電，試驗(yàn)設(shè)備在得到AC380 V 交流電后，電源指示燈組H1、H2、H3 亮。同時(shí)本車(chē)空調(diào)裝置在PLC 模塊控制下半載運(yùn)行，確保本車(chē)負(fù)載不超載。當(dāng)關(guān)斷試驗(yàn)設(shè)備請(qǐng)求供電信號(hào)后，減配客車(chē)在一段時(shí)間內(nèi)收不到供電請(qǐng)求信號(hào)，就自動(dòng)切斷互備供電接觸器,停止向試驗(yàn)設(shè)備擴(kuò)展供電，同時(shí)消除互備供電允許信號(hào)及減載信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)轉(zhuǎn)為正常供電模式。

（2）試驗(yàn)臺(tái)向減配客車(chē)擴(kuò)展送電：更換減配客車(chē)綜合柜內(nèi)部分繼電器，模擬出現(xiàn)本車(chē)逆變器不可自恢復(fù)故障，當(dāng)減配車(chē)PLC 模塊檢測(cè)到正常信號(hào)消失，故障信號(hào)得電，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相應(yīng)故障代碼，切斷本車(chē)逆變裝置交流接觸器,停止向本車(chē)供電，通過(guò)手動(dòng)操作本車(chē)互備供電轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān), 向試驗(yàn)臺(tái)發(fā)出供電請(qǐng)求信號(hào)，同時(shí)本車(chē)PLC 模塊做好各項(xiàng)負(fù)載半載運(yùn)行模式準(zhǔn)備。試驗(yàn)臺(tái)在收到供電請(qǐng)求信號(hào)后，向減配車(chē)發(fā)出供電允許信號(hào)，并自動(dòng)閉合相應(yīng)交流接觸器向故障車(chē)輸送AC380 V 交流電源，同時(shí)輸送電源指示燈（m1、m2、m3）亮，表明試驗(yàn)設(shè)備擴(kuò)展送電成功，本車(chē)PLC 模塊在收到供電允許信號(hào)后，自動(dòng)閉合相應(yīng)交流接觸器向本車(chē)供電，本車(chē)空調(diào)裝置在PLC 模塊控制下半負(fù)載運(yùn)行。

3 互備供電試驗(yàn)臺(tái)組成

交流接觸器2 個(gè)、空氣開(kāi)關(guān)7 個(gè)，漏電保護(hù)器1 個(gè)，電源信號(hào)指示燈3 組共9 個(gè)（紅、黃、綠），AC380 V 變壓整流DC110 V 裝置1 個(gè)、直流繼電器3 個(gè)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)2 個(gè)，二極管2 個(gè)，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(yàn)臺(tái)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(shí)Q2 自動(dòng)跳閘，確保作業(yè)人員的人身安全。

過(guò)載保護(hù)裝置，如圖1 中空氣開(kāi)關(guān)Q1、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8，當(dāng)線路發(fā)送過(guò)載時(shí)，空氣開(kāi)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(kāi)關(guān)SA1、SA2 及交流接觸器KM1、KM2組成。一是操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1、SA2 本身只能選擇互備供電請(qǐng)求或互備供電接收其中的一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)。二是當(dāng)操作SA1,試驗(yàn)臺(tái)向減配客車(chē)發(fā)送請(qǐng)求供電信號(hào)時(shí)，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(diǎn)得電斷開(kāi)，請(qǐng)求供電接收線路斷路；當(dāng)操作SA1 接收減配客車(chē)的供電請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，交流接觸器KM2 得電吸合，串入供電請(qǐng)求信號(hào)線路KM2 的常閉點(diǎn)自動(dòng)斷電，請(qǐng)求供電發(fā)送線路斷開(kāi)。即每次操作只能進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目的試驗(yàn)，不能同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)項(xiàng)目的試驗(yàn)，防止撞車(chē)的出現(xiàn)，確保試驗(yàn)過(guò)程的安全。

5 試驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）減配客車(chē)供電轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及互備供電試驗(yàn)臺(tái)供電開(kāi)關(guān)打到斷位，減配客車(chē)連接上DC600V 外接電源，互備供電試驗(yàn)臺(tái)連接AC380V 外接電源，減配客車(chē)與互備供電試驗(yàn)臺(tái)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(chē)互備轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到斷位，進(jìn)行正常工況試驗(yàn)。

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

（4）減配客車(chē)送上外接DC600 V,DC110 V 電源，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA6 轉(zhuǎn)到相臨對(duì)應(yīng)端。

6 試驗(yàn)方法

（1）減配客車(chē)向試驗(yàn)臺(tái)擴(kuò)展送電：通過(guò)連接相應(yīng)連接器及操作互備供電轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，使減配客車(chē)與試驗(yàn)設(shè)備組成互備供電組，本車(chē)供電轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到自動(dòng)位，空調(diào)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)位，本車(chē)電源及空調(diào)裝置在自動(dòng)模式下正常運(yùn)行。操作試驗(yàn)臺(tái)，斷開(kāi)空開(kāi)Q1,合上開(kāi)關(guān)Q2-Q8,SA1 打到互備供電請(qǐng)求發(fā)送位，SA2 打到互備供電允許接收位，按下請(qǐng)求供電按鈕SB1 向減配客車(chē)發(fā)送供電請(qǐng)求信號(hào)，本車(chē)綜合控制柜內(nèi)PLC 模塊在收到試驗(yàn)臺(tái)的供電請(qǐng)求信號(hào)后，停止本車(chē)逆變器，發(fā)出互備供電允許信號(hào)，并吸合互備供電接觸器，同時(shí)發(fā)出減載信號(hào)，并經(jīng)一定延時(shí)重新啟動(dòng)本車(chē)逆變器，向試驗(yàn)臺(tái)輸送AC380 V 交流電，試驗(yàn)臺(tái)在得到AC380 V 交流電后，電源指示燈組H1、H2、H3 亮。同時(shí)本車(chē)空調(diào)裝置在PLC 模塊控制下半載運(yùn)行，確保本車(chē)負(fù)載不超載。當(dāng)關(guān)斷試驗(yàn)臺(tái)SA1 請(qǐng)求供電信號(hào)后，減配客車(chē)在一段時(shí)間內(nèi)收不到供電請(qǐng)求信號(hào)，就自動(dòng)切斷互備供電接觸器,停止向試驗(yàn)設(shè)備擴(kuò)展供電，同時(shí)消除互備供電允許信號(hào)及減載信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)轉(zhuǎn)為正常供電模式。

（2）試驗(yàn)臺(tái)向減配客車(chē)擴(kuò)展送電：試驗(yàn)臺(tái)及減配客車(chē)的供電選擇開(kāi)關(guān)及各項(xiàng)負(fù)載開(kāi)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(yàn)臺(tái)各空氣開(kāi)關(guān)，試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1 打到互備供電請(qǐng)求接收位，SA2 互備供電允許發(fā)送位，減配客車(chē)各項(xiàng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)位，減配客車(chē)PLC 模塊通過(guò)自檢，因更換的KA15 的常閉點(diǎn)得電斷開(kāi)，PLC 模塊511 號(hào)逆變器正常信號(hào)失去。更換的KA25 繼電器的常開(kāi)改為常閉點(diǎn)，PLC 的510 號(hào)逆變器故障信號(hào)線得電，PLC 模塊收到逆變器故障信號(hào)后，斷開(kāi)逆變器內(nèi)KM67 交流接觸器，停止本車(chē)逆變器工作。停止向車(chē)內(nèi)輸送AC380 V 交流電，更換的KA18 由常開(kāi)改為常閉后，PLC 收到減載信號(hào)。

逆變器出現(xiàn)模擬故障后，操作減配客車(chē)互備供電轉(zhuǎn)換SA6 開(kāi)關(guān)，向試驗(yàn)臺(tái)發(fā)出請(qǐng)求供電信號(hào)，試驗(yàn)臺(tái)收到互備供電請(qǐng)求信號(hào)后，發(fā)出互備供電允許信號(hào)，同時(shí)互備供電試驗(yàn)臺(tái)交流接觸器KM1吸合，試驗(yàn)臺(tái)輸送電源指示燈亮，同時(shí)向減配客車(chē)輸送AC380 V 交流電，減配客車(chē)逆變器在收到互備供電允許信號(hào)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(yùn)行。

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